超声电机测控系统的一种实现方法

设计了一套基于微机的超声电机速度和位置测试与控制系统.该系统解决了超声电机长时间工作时由于压电陶瓷特性的改变导致电机速度不稳定问题,采用PI算法的闭环控制时,电机速度可以稳定在3%之内.位置控制实验结果表明:采用模糊推理 PI控制器对电机进行位置精密伺服控制是完全可行的,精度可以达到0.09°.     

直线超声电机驱动的并联微操作手的结构设计

提出一种基于直线超声电机驱动的两指微操作手,它具有纳米级的定位精度,其操作空间在毫米级的范围,提高了微操作手的实用性.该操作手采用并联机构,以直线超声电机作为滑动副驱动微操作手,以柔性铰链作为转动副.利用机构学分析了微操作手的运行机理.利用ADAMS软件建立了微操作手的运动学模型,分析了微操作手的输出特性,包括探针在时域的位置、速度和加速特性,以及操作空间.直线超声电机的使用简化了微操作手的结构,增加了操作空间.柔性铰链作为转动副能够保证纳米级的定位精度.微操作手原型机的初步试验表明,它能够用于微小颗粒的实时抓取,其探针的位移分辨率达到100 nm,工作位移达到2 mm.     

直流直线电机保证精度的自适应全维状态观测器极点配置

直流直线电机在加速动态过程以及稳态时,有较大的速度跟踪误差和稳态误差.提出一种保证动态跟踪精度和稳态精度的自适应全维状态观测器极点配置方法,以提高直流直线电机在运动过程中的加速动态跟踪精度及稳态精度.其主要思想是在直流直线电机系统中安装直线测速装置及位置传感器,用来获取电机的速度状态和位移状态,结合电机输出构造全维状态观测器,配置控制系统期望的零极点,同时,在整个系统之前加入增益矩阵,对其稳态误差进行补偿,最后通过自适应调节器根据电机运行状态不断调节全维状态观测器、反馈控制律及增益矩阵,用以减小系统动态跟踪误差和稳态误差.将设计出的算法用于二段式风机叶片拼装系统激光引导定位装置中,Matlab仿真及实际应用结果表明:该控制算法能够更好地跟踪电机的速度,提高了系统的动态跟踪精度和稳态精度,闭环系统鲁棒性更强.     

超声电机驱动的锁紧装置锁效果的试验研究

为了评价超声电机驱动的磁悬浮飞轮锁紧装置的锁紧效果,对锁紧装置弹片开展了试验研究.将锁紧弹片简化为悬臂梁模型,通过测试其根部应力,计算出其端部的变形量大小,进而获得弹片沿径向对飞轮转子的锁紧力大小.试验表明:每个弹片沿飞轮径向产生17.06 N的锁紧力,在250 s内完成锁紧.对比超声电机驱动与电磁电机驱动的锁紧装置,锁紧力大小相似.试验证明:超声电机驱动的锁紧装置能代替电磁电机完成锁紧和解锁功能,为超声电机在磁悬浮飞轮系统中的进一步应用提供了可能.     

步进电机矩频特性智能集成测试系统

介绍一种基于步进电机驱动系统矩频特性的“计时”测试理论,研制的步进电机驱动系统矩频特性测试系统.该系统由自制的整形电路、异或检相器和MCS-8098单片机组成,可替代市售数字式转矩转速仪,它与上位机进行通信,具有自动测量电机矩频特性及绘图等功能.     

基于单片机的电机控制系统软件设计

控制系统在自动控制系统中,使用单片机对电机进行数字化控制,就是通过控制输入的控制电压信号或相位信号来控制电机的转动角度和速度,进而达到控制机械位移的目的.本文介绍了一种基于AT89C51单片机的伺服电机控制系统的软件设计方案.     

一种长行程位移及速度测试系统

本文采用PAV-Ⅱ型传感器并结合计算机技术,研制开发出一种长行程位移及速度量数字化测试系统,该系统可用于速度在15m/s以下,位移在300mm范围内变化的直线运动物体的速度和位移量的测量,适用于机械自动化生产加工过程。使用结果表明,该系统设计合理,测试效果令人满意。     

基于GGAP-RBF神经网络逆的复杂多电机系统同步控制

针对以矢量控制工作方式的复杂多电机同步系统,以3台电机同步系统为研究对象,证明了该系统可逆,提出了基于增长和修剪的RBF(GGAP-RBF)神经网络逆的多电机同步控制方法.将RBF神经网络逆串接在三电机系统之前,组成由速度和张力子系统组成的伪线性复合系统,分别对速度和张力子系统设计闭环控制器,实现了对速度和张力的解耦控...     

基于电力线载波技术的输液远程监测系统

基于电力线载波技术的输液远程监测系统是由单片机、红外线检测电路和步进电机组成的,并以SC1128扩频通信芯片为基础,辅以外围电路设计的,实现对输液液位和输液速度的实时监测及控制输液速度.输液监测系统中输液的液位和速度通过红外检测得到实时的数据,经过调制电路耦合到电力线上传送至接收端.数据经解调传给上位机.由上位机发出控制指令使步进电机动作以实现对输液速度的控制.该系统具有自动报警及同时监测多个输液对象的功能.     

萤火虫PID算法在电机作动器悬架上的应用

为提高汽车悬架系统的性能,提出了一种萤火虫PID算法。首先在分析萤火虫PID算法原理的基础上,设计了适合于电机作动器悬架的萤火虫PID算法,给出了算法实现的步骤与流程;然后,对传统电机作动器进行改进设计并建立四自由度电机作动器悬架数学模型与仿真模型,以dSPACE为该仿真模型运行载体,设计主动悬架半实物仿真算法测试系统;最后,利用该测试系统,采用不同车型与路面输入对萤火虫PID算法进行了仿真测试实验,结果表明所设计的萤火虫PID算法可以有效降低车身加速度、悬架动行程、轮胎动位移等。     

Self-tuning speed control of ultrasonic motor combined with efficiency optimization

Aiming at the nonlinear characteristics of ultrasonic motor (USM) control system, a self-tuning pole assignment speed control strategy is proposed in this paper. The parameters of motor system are identified online, and then the controller is modified online according to the identified parameters of motor. In view of the short-time working characteristic of USM, a method for determining initial values of parameters with online identification algorithms is presented. Using this method, efficient self-tuning control can be realized using a small quantity of testing data. The proposed strategy is robust and relatively simple. Experimental results indicate that the speed control performance is good.     

超声电机及其在机器人驱动中的应用

声波电机(Ultrasonic Motor,简称USM)是一种近二十年来发展起来的一种利用超声波振动能作为驱动源的新原理电机.以行波型超声电机为例,介绍超声电机原理结构、特点及其驱动控制技术,并以超声电机驱动的二轴机械臂控制系统为例子介绍超声电机在机器人控制、执行中的应用.     

基于自跟随的霍尔位移测量范围扩展的研究

用霍尔元件测量位移具有无接触，高精度等特点，但其缺点是测量范围小，限制了在实际环境中的运用，介绍了一种运用于霍尔元件的自跟随测量系统的工作原理，使霍尔传感器跟随着测对象进行测量，从而使得传感器范围大大增加，该自跟随测量系统的核心是一个音圈电机，传感器与音圈机电的可动分连成一体，检测到的位移信号经处理转化为电信号驱动音圈电机，使传感器得到相应的位移，达到跟随机测量的目的。     

基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制

通过电机的工作原理和速度特性分析,选定驱动频率为其控制变量;为实现电机快速而高精度位置控制,引入模糊和自校正复合控制技术,其中,模糊逻辑控制技术意在实现控制的快速性,自校正技术用以提高控制精度;组建了控制系统,完成了相应的控制实验;结果表明:在超声电机上采用这种复合控制技术上可以得到较好的控制效果。     

超声波气体流量测量系统的实现

超声波气体流量计因为其具有许多优点,在工业上获得越来越广泛的应用。超声波气体流量测量需应用一种新的流量测量技术,因为超声气体流量计工作在噪声较强的场合,且信号微弱。超声波气体流量计信号不能用传统的方法检测,在此,数字平均技术及相关技术得到应用,数字平均技术可使信号得到加强,相关技术可使渡越时间测量更精确,流量测量精度可达±2%。     

智能发动机预行程及转速测量仪

用压力传感器测量泵的喷油信号，采用直线式位移传感器作为测量部件，直接反映泵的升程。为保证发动机预行程测量精度，在软件中定义测量采样中断为最高优先级别，以使系统测量中断响应速度快，采样位移信号及时。     

基于容栅技术的数显角度尺的研发

针对机械式角度尺存在的测量过程较为繁琐、测量结果不易读数、测量功能单一等问题,文章设计了一款数显角度尺。该数显角度尺利用容栅测量技术和单片机技术进行开发。基于容栅测量原理,设计开发符合要求的圆容栅传感器,该圆容栅传感器具有角位移信号输出功能,通过单片机对该位移信号进行数据运算及处理,从而实现0°~90°,90°~180°、180°~270、270°~360°、0°~360°5种测量模式,并配合特定的机械结构件,从而实现数显角度尺的精密测量。该文所设计的数显角度尺分辨率为1',经实测,其精度可达2'。同时具有数据输出功能,便于实现在线测量,与传统机械式角度尺相比,具有操作简单、易于读数、测量功能多样等优点。     

超磁致伸缩作动器激光干涉位移测量系统

由于超磁致伸缩作动器的位移在微米级,对其精确测量至关重要,针对激光干涉测量技术中分立元件迈克尔逊激光干涉仪存在环境要求高、调整烦琐和易受干扰等缺点,采用全光纤迈克尔逊干涉仪简化测量前的准备工作;并借助高性能动态信号采集卡,配合LabVIEW图形化编程工具,应用贝塞尔函数干涉条纹细分技术提高测量精度,开发了超磁致伸缩作动器位移测量系统。实验证明测量误差与理论计算相符,表明测量结果是准确可靠的。该系统适用于超磁致伸缩作动器位移的实验研究和现场测量,可为微位移的测量提供一种参考方法。     

Investigation on force transmission of direct-drive thorax unit with four ultrasonic motors for a flapping microaerial vehicle

We fabricated a trial version of a thorax unit with four ultrasonic motors (USMs) to simulate a dragonfly-scale flapping micro aerial vehicle (MAV). Each wing was directly driven by a two-degree-of-freedom (2-DOF) transmission. An in-house tiny standing-wave USM capable of bidirectional rotation, which weighs just 0.13 g, was employed on trial. The transmission of the thorax unit converts the two USM rotations into strokes and flip motions of the wing. By implementing two 70-mm-long wings, we fabricated a prototype of a 4-DOF MAV and tested its performance. In a lift-compensated situation, upward, forward, and backward movements of the MAV were obtained. The flapping angular velocity was discussed based on quasi-static wing aerodynamics and was accountable for the motor power. Although the power of the USM should be improved, the quick wing drivability, adequate power transmission on the thorax unit, and potential of a 0.2 W motor power in a unidirectional-type USM promise the viability of a direct-drive multi-DOF dragonfly-scale MAV.     

基于Simulink仿真的步进电机细分控制分析

针对大视场视觉测量系统中标定物的高精度定位控制问题,研究二维转台的驱动电机细分控制方法.步进电机是一种数字控制电机,它将电脉冲信号转换成相应的角位移,具有快速启动和停止的能力.它每转一周都有固定的步数,在不丢步的情况下,其步距误差不会长期积累,仅与脉冲频率有关.为了提高转台的分辨率,对步进电机的步距角进行研究,分析了步进电机步距角实行细分的可行性,采用SPWM技术对步进电机相电流进行控制,在Simulink的环境下对步进电机建立数学模型并进行了分析.通过对步进电机的细分控制大大改善了其各项性能,可实现二维转台的高精度定位控制.