数控机床控制系统专题讲座（II）：数控机床的进给和主轴控制系统

介绍数控机床用进给控制系统及主轴控制系统的基本概念，着重叙述了位置控制的原理及典型系统。     

数控机床控制系统专题讲座(Ⅱ)──数控机床的进给和主轴控制系统

介绍数控机床用进给控制系统及主轴控制系统的基本概念，着重叙述了位置控制的原理及典型系统。     

DirectFB在数控系统中的实现与应用

本文论述了DirectFB在数控系统中的实现与应用。结合本课题数控机床控制系统的实际例子,讨论了将GTK+界面程序移植到基于Framebuffer的图形库系统DirectFB上的重要性、具体实现过程和移植前后系统性能的比较。结果表明:Di-rectFB在数控机床上的应用能够使机床控制系统摒弃庞大低效的XWindow,提高系统的加工速度。     

基于PLC的数控机床控制系统研究

随着我国机电行业的不断发展,相关企业越来越关注数控机床的精密度,随着对数控机床的要求不断增加,现有的数控机床技术无法满足相关企业的需求,针对目前我国数控机床的现状。笔者就基于PLC的数控机床控制系统进行研究,详细分析PLC以及数控机床的内容,探讨数控机床系统,以及基于PLC的数控机床控制系统进行探讨,促进我国机电行业的发展,以便数控系统顺应时代发展的需求。     

基于Matlab的液压运动平台控制系统设计

以Matlab为开发工具，设计飞行模拟器液压运动平台控制系统。在建立了控制对象的数学模型后，根据国家军用标准对飞行模拟器运动平台系统的性能要求，使用PID控制方案设计了液压运动平台系统的控制器，利用Matlab语言编写程序求解出了控制系统的最佳控制参数。实际应用表明，该方法具有综合性强、灵活高效等特点，能广泛地应用于飞行模拟器的液压运动平台系统、操纵负荷仿真系统、仿真仪表控制系统的设计和开发。该项研究对控制系统的性能分析及利用PID控制方案设计控制系统具有一定的参考价值。     

数控机床电气控制系统故障诊断与维护研究

数控机床的电气控制系统运行中,需要完成针对整个系统的科学管理工作,之后才可以根据所有得到的专业性跟踪信息,并全面研究该设施的运行故障,以落实日常维护工作。基于对数控机床的电气控制系统故障诊断工作方法的分析,本文探讨了在当前的工作中,对于数控机床控制系统的专业化维护方法,从而让该设施可以处于安全运行状态。     

基于机床电气的控制系统优化与维修

数控机床电气控制系统是数控机床机电一体化的主要组成部分,本文主要阐述了数控机床电气控制系统故障的诊断检测,电气系统故障的排除方法和数控机床电气控制系统的预防性维护等问题.     

数控面板与系统软件通信机制的设计与研究

本文论述了数控面板控制软件与系统软件通过串口实现通讯机制的设计和研究。结合本课题数控机床控制系统的实际例子，讨论了将控制面板与嵌入式Linux系统进行通讯的软件设计原理。结果表明：串口通讯机制实现了数控系统软件与面板控制系统的通信。达到了系统设计的目的，并且数据收发简单，软件运行稳定。     

基于Nios软核的运动控制卡研究与实现

介绍了一种基于Altera公司的Nios CPU构建的运动控制卡．以及硬件和软件的设计方法。本系统具有高集成度、低成本、结构灵活和开发周期短的特点．并且已成功应用于多轴数控机床控制系统中，应用效果达到了设计目标。     

数控机床系统产生振动爬行的原因及消除措施

数控系统振荡问题是数控机床调试或运行中常见的故障，本文介绍了数控机床伺服系统的控制原理及产生振荡的原因分析，并提出了全闭环数控控制系统消除振荡的理论依据和方法。     

非线性仿射控制系统的高阶滑模控制

研究非线性仿射系统的高阶滑模控制问题.通过适当的输入及非线性状态变换将系 统分解为一个关于切换变量及其高阶导数的低阶线性子系统和一个关于滑模的低阶非线性子 系统,进而给出了其高阶滑模控制器的设计方法.最后,对两轮驱动的非完整移动机器人进行 了数值仿真,结果表明高阶滑模控制在抖振减弱方面确实具有一定的作用.     

基于PSoC的数控运动控制器

采用PSoC可编程片上系统设计了一个数控运动控制器,由于PSoC具有灵活的可自由配置的模拟、数字资源和输入输出接口以及对多种通信接口的支持,该运动控制器具有良好的可扩展性和可移植性。介绍了系统的整体结构、控制器的硬件模块设计以及直线、圆弧、Nurbs曲线插补方式和速度控制方案的软件实现,使用该控制器控制一台三轴雕刻机进行雕刻,结果表明该系统具有良好的性能。     

带可控臂的绳系卫星短距释放实验研究

通过绳系卫星轨道面内运动的天-地动力学相似,利用地面物理仿真平台实验研究绳系卫星短距离释放的控制问题.首先建立带控制臂的绳系卫星系统非线性动力学方程,获得天-地动力学相似条件,采用比例-微分反馈控制方法,对受控绳系卫星的姿态运动进行数值仿真.其次,利用地面物理仿真平台实现绳系卫星的天-地动力学相似环境,通过单根刚性臂实现卫星姿态运动和系绳摆动的两自由度运动控制.实验和数值对比结果表明,借助控制臂可以有效的对绳系卫星的释放进行控制.     

Design of motion trajectory and tracking control for underactuated cart‐pendulum system

A cart‐pendulum system is a nonlinear underactuated mechanical system with two degrees of freedom. This paper addresses the motion trajectory design and tracking control problems for this underactuated system. First, a friction‐like control law is designed for the system. Then, the characteristics of the closed‐loop control system are analyzed. Second, a new method of constructing an optimal trajectory for the system is developed. Then, a tracking control law is designed to quickly track the constructed trajectory. It guarantees that the motion control of the cart‐pendulum system is achieved along a reference trajectory. Finally, a numerical example is presented to demonstrate the effectiveness of the theoretical results. This study constructs an optimal trajectory for the cart‐pendulum system in its whole motion space and solves the motion control objective by tracking the constructed trajectory. It has many advantages compared with other motion control methods, eg, the optimal motion control objective of the system is achieved by a single control law; and the motion process and transient characteristics (eg, the settling time) of the control system can be accurately predicted.     

Method of support problems for solving a linear-quadratic problem of terminal control

The paper deals with the problem of minimization of a quadratic convex terminal cost functional on the trajectories of a linear dynamic system subject to constraints on control and terminal state. An algorithm for solving the problem, based on the transformation of feasible control and the finishing procedure, is described. Special attention is paid to the question of numerical implementation of the algorithm elements. A number of problems of mechanical motion control and oscillatory motion control have been solved in numerical experiments, which have been conducted to test the code for effectiveness. The numerical results are presented.     

凹槽滤波反馈控制混沌系统

通过对具有扰动作用的平面Hamilton混沌动力系统增加一线性的反馈控制器———凹槽滤波器, 基于Melnikov方法这一混沌的微扰判据给出合适的反馈控制器参数, 引导系统从混沌运动转化为期望的低周期运动, 并采用平均理论作了稳定性分析. 数值仿真结果将进一步证实本文的结论.     

ARM＋PCL6045B的嵌入式运动控制器设计

采用ARM微处理器S3C2440A和专用运动控制芯片PCL6045B,设计了基于Linux＋RTAI的嵌入式运动控制器,建立了该运动控制器的硬件结构和软件平台;设计了运动控制的函数库,编制了应用软件,并基于实时多任务操作的需求,通过Linux＋RTAI的双内核实时系统的加载,使运动控制器具有良好的实时性。该运动控制器可以满足运动控制系统的高速、高精度的要求,具有良好的实时性、开放性和灵活性。     

Collective circular motion of multi-vehicle systems

This paper addresses a collective motion problem for a multi-agent system composed of nonholonomic vehicles. The aim of the vehicles is to achieve circular motion around a virtual reference beacon. A control law is proposed, which guarantees global asymptotic stability of the circular motion with a prescribed direction of rotation, in the case of a single vehicle. Equilibrium configurations of the multi-vehicle system are studied and sufficient conditions for their local stability are given, in terms of the control law design parameters. Practical issues related to sensory limitations are taken into account. The transient behavior of the multi-vehicle system is analyzed via numerical simulations.     

钨极氩弧焊机器人控制系统的设计

本文首先论述了我们研制的一台示教再现四自由度钨极氩弧焊机器人的工作原理及技术要求，其次给出控制系统中计算机系统结构，运动学方程，轨迹规划及插补算法，简要介绍了数字伺服系统的设计，该伺服系统的特点是采用了一种专用电机控制集成电路，钨极氩弧焊机器人的关键技术是抗高频高压干扰，文章最后提出了解决这一问题的一些措施。     

On control and optimization of elastic multilink mechanisms

This paper presents a simple method for control of nonlinear elastic multilink mechanisms. The associated control law consists of open and closed loop components. The open loop component produces the desired overall rigid body motion, while the closed loop component suppresses the elastic motion relative to rigid body motion. Both the control law and the structural dynamics are referred to an inertial coordinate system. As a consequence, the control forces and control moments are easily simulated in a dynamic finite element analysis program. A series of numerical simulations illustrate the generality of this new method.