球形机器人双闭环PID控制设计与仿真

针对球形机器人运动模型复杂,平衡控制实现困难等问题,设计了以自平衡双轮小车为运动核心的球形机器人,分析了系统运动特征。根据自平衡小车执行机构特点设计了一种改进型双闭环PID控制算法,解决了球形机器人的平衡及运动速度控制问题,并在MATLAB中对算法进行了仿真分析,得出偏转角以及转速关系曲线。系统实验与仿真结果表明,改进型PID控制算法对球形机器人的运动控制效果良好,可以实现控制要求。     

基于CPA方法的串联工业机器人运动学标定精度试验研究

几何参数误差是影响工业机器人定位精度的主要误差源,约占总误差的80%以上。基于圆点分析法(circle points analysis,CPA)所标定的几何参数与机器人的实际结构相关,并且能够将几何参数误差与其他误差源解耦。研究表明CPA方法的测量策略对其标定精度具有较大影响。针对基于CPA方法的串联工业机器人运动学标定技术的测量策略展开试验研究,分别对各轴测量角度范围、各轴测量步长、初始位姿构型、靶球安装位置等因素进行了分析,并得出一个优化的测量策略。实验结果表明该测量策略能够有效地提升CPA方法的标定精度,误差减少了43.99%,明显优于其他测量方案。通过与误差模型方法对比,经CPA方法标定的机器人具有更好的全局定位精度。     

直线电机驱动型工作台结构有限元分析与优化

介绍了基于有限元分析软件ANSYS的机床工作台结构尺寸优化设计的原理和方法,然后采用APDL（ANSYS参数化设计语言）对工作台参数化建模,并用4种不同方案,对其尺寸参数优化。结果表明：对筋条数目、间距、尺寸进行参数优化,能够提高工作台结构的比刚度。     

小型制造单元远程可视化系统设计

为解决制造型企业生产设备数据采集、可视化、远程监控及管理等问题,设计基于B/S架构的生产企业小型制造单元的远程可视化系统。通过对企业生产过程中数据采集及远程可视化问题进行深层次的分析,设计远程可视化监控系统的通信总体技术框架。利用OPC、SQL技术,实现基于B/S架构的小型制造单元远程可视化系统。系统由设备状态、仓储管理、运行监控等功能模块组成,通过图表直观地反映制造单元的设备、仓储、生产情况,通过可视化系统提高了企业生产过程中的管理水平。     

压电微位移器的实验建模与复合控制北大核心

为实现动静态特性理想的压电微位移器控制,提出一种前馈控制和PI控制相结合的微细位移控制算法。对该压电微位移器进行迟滞特性实验测试,以实验数据为基础建立了迟滞特性的Preisach模型,采用比例环节作为前馈控制器,PI控制作为反馈控制环节,构成复合控制。仿真结果表明:系统阶跃响应稳态误差小于0.4μm,调节时间小于2ms,能够满足精密加工要求。     

基于遗传算法的永磁涡流缓速器优化设计

永磁涡流缓速器作为车辆新型辅助制动装置,有较为广泛的应用前景。基于遗传算法,以最大制动转矩为优化目标,对永磁涡流缓速器基本模型尺寸进行了优化。优化结果表明,各优化参数收敛在稳定范围内。其中,永磁体背铁和铜盘背铁的厚度在一定范围内可以减少磁漏,增大制动转矩,但过厚会导致装置转动惯量过大,影响动态响应特性,因此存在一个最佳区间。铜盘厚度增加,电阻将减小,但磁阻同时增加,同样存在最佳区间。永磁体厚度直接影响装置磁密大小,过厚将造成磁阻过大,并降低制动转矩。     

基于数字孪生的Buck电路故障诊断方法

针对Buck电路故障诊断方法存在计算量大和准确率低等问题,提出了一种基于数字孪生的Buck电路故障诊断方法。首先,通过Matlab/Simulink软件平台建立Buck电路的数字孪生模型,并根据Buck电路元器件标称值设置数字孪生模型初始参数;然后,将采集的Buck电路输出电压信号及运行状态映射到数字孪生模型中,根据数字孪生模型与Buck电路的输出电压建立目标函数,并利用Levenberg-Marquart算法迭代优化目标函数,实现数字孪生模型的更新,最终实现Buck电路元器件参数估计;最后,比较数字孪生模型得到的参数估计值与Buck电路元器件标称值,若二者之差超过标称值20%,表明元器件失效,从而实现Buck电路故障诊断。实验结果表明,该方法对Buck电路元器件参数具有较高的估计精度与诊断可靠性。     

基于CCD的循迹机器人小车模糊控制方法研究与实现

设计一种基于STM32为主控芯片的循迹机器人小车,用CCD摄像头作为路径识别装置,采用边缘检测算法提取路径中线,根据小车的速度与转弯半径,采用模糊控制调节小车左右轮的速度差,达到路径识别与跟踪的目的。设计中通过建立里程计模型把小车的实时理想位置通过蓝牙传送至PC端,PC端通过数据处理将理论轨迹和实际运行轨迹进行对比,实验结果表明,小车可以依靠CCD摄像头很好地识别任意路径轨迹,在不同的运行速度下,模糊控制都有较理想的循迹控制效果。     

T型三电平并网逆变器的设计与实现

本文以DSP芯片TMS320F28035为控制核心设计了一台T型三电平并网逆变器,对逆变器基于PI电压外环和PR电流内环的双闭环控制进行说明,并详细介绍了主电路系统和控制系统的元器件选型与设计方案。并网实验结果表明,该逆变器输出电流稳定且相位对称,谐波失真度低,满足逆变器并网所需达到的电能质量要求,证明了逆变器设计参数的合理性与控制方案的可行性。     

直线电动机应用于数控机床的共性技术研究

为了提高直线电动机在数控机床上的应用水平,对直线电动机应用于数控机床的共性技术问题作了讨论。以减小电动机推力波动为目标,提出了有限元法与差异进化算法相结合的电机结构优化方法,阐述了直线电动机的选型计算步骤,研究了直线伺服系统的智能控制策略,对直线电动机工作台的定位误差补偿技术作了比较。最后列出了其他一些值得关注的问题。