基于PLC的KTV自助机器人控制系统的研究

自助机器人的动作是由步进电机来驱动,步进电机的控制精度比较高,在工业上有着广泛的应用。介绍步进电机的控制机理和使用PLC对步进电机控制的具体过程,给出了控制系统的硬件、软件设计方法。实际使用效果明显。     

数控液压缸控制性能的仿真与试验研究

某型号数控液压缸是一种闭环伺服执行元件,因其具有很高的定位精度,被应用于各类精密控制的仪器设备中,满足设备动作的精度、速度要求。该文建立了数控液压缸仿真模型,通过仿真分析得知其控制精度随输入压力增加及步进电机驱动速度降低而提高,响应速度随输入压力增加及步进电机驱动速度增加而提高。另外,设计了数控液压缸控制性能试验并通过此试验验证,在不同输入压力和步进电机驱动速度下,测试数控液压缸均具有较好的响应能力和控制精度。     

机械系统典型运动过程单片机控制与数字仿真

以锻造机械手典型机械运动水平直线运动为例,建立该运动过程的动态数学模型,通过变参数仿真研究各种参数对系统动态特性的影响,分析系统响应特性对控制系统及控制精度的影响.采用AT89C51单片机对步进电机进行控制,通过I/O口输出的脉冲信号作为步进电机的控制信号,对于提高大型复杂机械系统的控制精度具有参考价值.     

混合式步进电机细分控制方法优化策略研究与仿真

针对混合式步进电机闭环控制系统的固有缺点、数学参考模型的失真、电机磁滞损耗和涡流损耗的问题,结合混合式步进电机结构原理、步进电机细分控制原理、最优控制思想和自适应控制思想,分别将最优性能指标、直接电流反馈以及有限时间参考模型修正方法引入到步进电机受控系统中。在三相混合式步进电机的数学模型基础上,分别采用普通细分控制方法和基于优化思想的细分控制方法进行了Simulink仿真。研究结果表明,采用基于优化思想的细分控制方法,可以较好地提高电机的控制性能。     

压缩机的步进电机控制

提出了用步进电机控制压缩机系统压力的方法，设计了步进电机驱动电路以及数字式调节器，该步进电机控制系统可提高压缩机系统的控制精度、可靠性和压缩机寿命。     

基于FPGA的步进电机控制设计

在研究步进电机驱动原理的基础上,介绍基于FPGA的步进电机控制器的设计,提出了一种采用FPGA芯片实现步进电机恒转矩驱动的方法,实现步进电机控制,并利用QuartusⅡ进行仿真并给出仿真结果。利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块（EAB）构成LPM_ROM来存储步进电机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到FPGA内部,从而提高了系统的集成度和稳定性。采用VHDL语言控制可以根据步进电机的不同,改变模块程序的参数就可以实现不同型号步进电机的控制,有利于步进电机的广泛应用。     

步进电机细分驱动系统设计

在对国内外发展现状进行研究和对当前步进电机常见控制精度问题进行分析的基础上,对步进电机的细分驱动系统进行设计,最后对其进行实验测试,实验结果表明,该步进电机细分驱动系统设计可提高步进电机控制精度。     

步进电机多级细分驱动方法研究

分析步进电机的细分原理,采用单片机和D/A转换技术实现步进电机的多级细分控制,依靠软件控制的灵活性,实现步进细分驱动的高精度、低成本和高效率;简述了单片机和D/A转换的选型和特点,为提高步进电机的控制精度提供了一种可行的硬件实现参考方案。     

压缩机数字式伺服系统的研究

文章针对一种新型反比例气压阀控制的压缩机系统提出了采用步进电机控制的方法。根据对反比例阀的实验研究，采用了步进电动机输出连续角位移控制的方法，研究并设计了数字阀调节器，加上压力传感器和步进电机构成了压缩机的数字式伺服系统。采用了该系统后可以提高控制精度、可靠性、压缩机寿命和开放性。     

基于微控制器的汽车空调步进电机控制系统设计与实现

随着汽车空调的应用越来越普及,步进电机控制系统在通风阀中的控制技术至关重要,针对步进电机低频振荡、输出力矩不高、定位精度低等缺点,基于微控制器采用细分控制驱动来改善这些缺点。在详细论述了细分驱动设计原理的基础上,设计了步进电机的控制电路框图及模块内部设计原理图,实现了步进电机整步运行、4细分和32细分三种状态。测量了步进电机相电压、相电流实验波形,分析了电机运行效果,结果表明,细分驱动能够提高步进电机控制精度、输出力矩及改善低频振荡问题。     

A study on dynamic performance of closed-loop commuted stepping motor to improve precision motion control

To achieve precision movements, a motor with very low speed ripple and torque ripple is required. A motor with more poles will normally give higher ripple frequency and hence lower ripple magnitude. The hybrid stepping motor when commuted in closed-loop mode will behave in the form of a multi-pole brushless DC servo motor with each step similar to one pole. To reduce torque ripple further, the commutation of the coils requires careful adjustment of the lead angle in order to compensate for the time constant of the coils at different speeds. This article establishes an accurate dynamic model for the closed-loop commuted hybrid-type stepping motor, which takes into account the drive circuit and the effect of magnetic saturation. Simulations have been performed on the model using the stiff system numerical method for higher accuracy. The results show a good match between the numerical solution and the actual measurement. The dynamic model developed can be used to predict speed ripple of the motor system under various commutation methods. This provides a means of minimizing speed ripple by using software to improve the accuracy of motion control systems on high-precision machines.     

管间机器人纵向移动平台模糊控制系统

针对核电站蒸汽发生器热交换管道自动化视频检测的要求,研制了管间机器人,介绍了管间机器人结构和工作原理。检测模块安装在纵向移动平台上,纵向移动平台由步进电机驱动沿导轨做间歇直线运动。在每个管间距行程中,步进电机必须有升速和降速过程,这样可以防止堵转、失步并提高效率。对无法精确建模的纵向移动平台系统,用模糊控制原理设计了步进电机的升降速曲线,给出了模糊推理的步骤。用单片机和外围电路制作了步进电机控制器,将设计结果用于控制程序设计,实验证明纵向移动平台升降速过程平稳,从导轨始端移动到末端的位置总误差在允许范围内,管间机器人样机在此基础上实现了对蒸汽发生器模型的自动化检测。     

带电高空接过引线自动手臂自适应细分运动控制系统设计

针对高压电网接引线机械臂绕线和进给过程中,其步进电机存在速度突变和宽广范围内速度平滑控制问题,设计了以STM32F103系列微控制器为核心的运动控制系统,该系统采用自适应细分控制算法,解决接引线机械臂步进电机在低频运行时转矩脉动、细分切换引起速度突变和宽广范围内速度平滑控制问题.通过对接引线机械臂步进电机运行试验,证明了所设计的模型与运动控制方法的可行性.     

未知时变环境下采摘机器人电液伺服控制系统

为保证采摘机器人在未知时变环境下的控制稳定性和机器人末端执行器的位置执行精度,优化采摘机器人电液伺服控制系统。系统基于直流电动机驱动机器人各个关节,构建采摘机器人电液伺服控制系统的数学模型;通过加权自扰动递推最小二乘法辨识采摘机器人接触动力学模型实时控制参数后,结合小脑神经网络和PID算法,分别实现前馈控制和反馈控制,以此优化采摘机器人电液伺服控制系统。结果表明：优化后系统具备较好的控制参数辨识效果,机器人末端执行器在3个方向的误差接近于0;可在2 s内完成控制,超调量在2%以内;控制机器人在静态和动态2种状态下,液压缸活塞的位移结果均低于1.6 cm。     

基于智能PID算法的爬壁机器人位置伺服控制方法

针对爬壁机器人实际与理想作业位置偏差过大的问题,提出了基于智能PID算法的爬壁机器人位置伺服控制方法。通过分析爬壁机器人的运动状态,构建爬壁机器人的运动学模型,获取爬壁机器人的运动规律和其位姿变化特征。运用智能PID算法对爬壁机器人的位置实施伺服控制,利用遗传算法不断调节机器人控制参数,得到最佳适应度函数,生成全局最优的PID控制参数。根据爬壁机器人运动状态得出控制终止条件,获取最终的位置伺服控制结果,实现爬壁机器人位置伺服控制。实验结果表明,所提方法的位置伺服控制稳定性较好,能够有效提高位置伺服控制精度,增强抗干扰性。     

4-DOF混联机器人多能域动力学全解模型及试验

以4-DOF混联机器人为研究对象,分析了混联机器人的运动学,接着基于传统键合图建立了系统驱动部分（电动机和气动部分）键合图模型,基于旋量键合图建立了系统机械本体动力学模型,由于系统的并联部分引入冗余驱动,提出了采用输入力矩优化的方法,增加了1个补充方程,最终得到了该机器人完整的机、电、气耦合的多能域系统动力学全解模型。冗余驱动分支在随动和施加优化得到的力矩（力/位混合控制）两种情况下,借助键合图自动化仿真软件（20-sim）进行多能域动力学仿真;并进行样机的控制试验,将仿真与试验得到的驱动力矩进行对比,验证了所建机器人系统多能域动力学模型的正确性。通过试验可以证明：力/位混合控制时样机运行更加平稳且能有效提高机构的运动精度。     

机器人关节滑模变结构的位置控制

为了使机器人关节有良好的静态特性,并具有一定的抗干扰能力,提出了一种由力矩电机和谐波减速机组成的机器人关节,采用指数趋近律的滑模变结构和模糊自适应滑模控制对机器人关节进行了位置控制,通过对机器人单关节Simulink建模仿真比较,结果表明,模糊自适应滑模控制大大减轻了指数趋近律滑模控制的抖振问题,其稳态精度达到了9×10-5rad;且与PID控制相比较,其响应速度快;在受高斯扰动时,采用模糊自适应滑模控制的关节发生的角度偏差整整比PID控制小10倍。仿真结果表明,滑模控制在机器人关节控制中精度高,响应速度快,具有一定的鲁棒性能。     

数据中心智能巡检机器人管理平台自主控制方法

巡检机器人在大数据扰动下存在控制精度不高的问题,为了提高数据中心智能巡检机器人管理和自主控制能力,提出基于多传感参数辨识和模糊控制的数据中心智能巡检机器人管理平台自主控制方法。在不同载荷质量参数下采集并组合机器人的耦合系数刚度、主臂运动意图等信息,得到结构参数融合函数,建立智能巡检机器人管理平台的参数优化解析模型,结合模糊PID控制方法进行智能巡检机器人的参数调节,构建误差反馈控制进行智能巡检机器人的参数修正,在数据中心根据信息融合结果获得载荷的质量参数,实现对巡检机器人管理平台自主控制。仿真结果表明,采用该方法进行巡检机器人管理平台控制的智能性较好,参数辨识能力较强,提高了机器人控制的稳定性和精度。     

六自由度喷涂机器人动力学分析及仿真

动力学分析对机器人的控制以及动态分析有着重要作用,针对六自由度喷涂机器人动力学分析运算量大,影响后续控制实时性的问题,提出一个优化的化简动力学方程的方案,运用拉格朗日方法建立机器人的动力学方程并针对计算结果进行有理由的化简。为了验证简化结果的可靠性,应用MATLAB软件对化简前后的模型进行仿真。结果证明,经过化简的动力学方程仿真所得力矩曲线与化简前所得曲线重合度高,这表明化简模型具有极高的可靠性。