小型无人机舵机测试系统的研究

在小型无人机项目研制生产和鉴定试验阶段,舵机测试系统可用于总装过程中舵机摇臂的调整、总装后的系统测试及飞行后的系统测试,以检查舵机的状态,维护无人机安全.本文研究的舵机测试系统由舵机测试设备、示波器、地面站操控设备和电源组成,可完成舵机的供电、标定、转动测试,以及工作电压和电流的监测.经试验表明,该舵机测试系统可有效完...     

无人机的舵机数据采集方法研究

针对无人机半物理仿真中多路舵机传感器的电压采集,以VC＋＋可视化语言为开发工具,设计了一套基于PCL_812PG采集卡的数据采集软件。软件采用了WM_TIMER和多媒体定时器两种定时采集方式,实现了采集数据的实时显示、存储等功能;最后给出了两种方式下的采集数据对比。结果表明,在采样频率要求较高的情况下,WM_TIMER“丢秒”较严重,而多媒体定时器非常准确,精度达到ms级,很好地完成了数据采集的目的。     

基于MSP430的舵机控制系统设计

提出并实现了一种以MSP430F149单片机为硬件核心的某小型无人机舵机控制系统,描述了系统的功能及硬件结构配置,给出了实时控制软件的功能模块及算法和流程图,并着重指出在软件实现过程中应注意的关键问题。实验结果表明此设计符合飞行控制器的实时性控制要求,可靠性高,具有广泛的应用价值。     

矢量发动机电动舵机系统建模与仿真

以某型固体矢量发动机的舵机系统为研究对象,对此舵机系统进行数学建模,并通过FL U EN T计算出不同舵偏角情况下的舵机负载.利用MATLAB/Simulink进行系统仿真,分别采用PID及模糊PID控制方法.仿真结果表明,模糊PID控制器提升了系统的响应速度,减小了系统的超调量,缩短了系统的反应时间.     

导弹电动舵机免疫切换跟踪控制技术研究

在研究了某导弹电动舵机系统的结构特点与数学模型的基础上,结合人工免疫原理与切换控制技术,提出了免疫切换跟踪控制器,给出了控制器的设计方法.实验与仿真结果表明所设计的免疫切换跟踪控制器对导弹电动舵机系统中的饱和非线性有很强的鲁棒性,同时能有效降低常规切换控制所产生的抖振,改善动态品质,提高导弹的位置跟踪性能.     

一种无人机用小型双余度电动伺服舵机的设计

随着无人机可靠性要求的提高,对操纵无人机舵面的小型舵机的可靠性的要求也日趋提升,为此设计了一种无人机用的小型双余度电动伺服舵机。该双余度电动伺服舵机采用了双电机驱动,双反馈元件和双驱动元件,可较为容易地实现两余度运行。此外,为实现双余度舵机系统的在线动态检测,文章将双余度舵机划分为多个组件,根据不同组件特性,选用采用模型比较监控或比较两通道输出的方法构成系统的故障自检测(BIT)模块。由于采用了双余度方案,该舵机的任务可靠度与单余度的同类舵机相比明显提高,能用于可靠性要求较高的无人机中。     

基于Matlab/xPC Target的电动舵机实时仿真平台

舵机是智能化精确制导弹药飞行控制系统的关键部件。本文利用快速控制原型技术,搭建了电动舵机伺服系统实时仿真平台,兼顾了数学仿真和半实物仿真两大功能。实现了将基于Matlab/Simulink开发的仿真模型直接加载到快速控制原型机上实时运行,使算法在硬件实现之前可以达到比较完善的程度,并为控制软件的设计、改进及参数优化提供了试验环境,最后通过试验检验,该仿真平台运行稳定可靠,实时性强,具有工程应用价值。     

电动舵机模糊自适应PID控制方法

介绍了一种模糊自适应PID控制方法,该方法用于电动舵机位置伺服控制系统,不仅克服了简单模糊控制和传统PID控制的一些缺点,而且还通过模糊规则进行推理和决策,实现PID控制器参数的实时优化。仿真及实验结果表明,此方法提高了系统的控制性能,具有良好的控制效果。     

无人机无刷直流数字式舵机控制器设计

针对小功率无刷直流电动舵机,设计了一种基于C8051F340单片机和MSK4310专用芯片的无刷直流电机伺服舵回路控制器.简述了舵回路系统的结构及其工作原理,舵机控制系统的硬件设计方案和控制策略.采用该控制器构成的直流伺服舵回路具有结构简单、功能完善的优点,仿真和试验结果表明其静态和动态性能指标满足设计要求.     

一种基于DSP的数字化舵机系统设计与实现

数字化电动舵机与传统的舵机相比,具有性能好、易维护、可靠性高等优点,已成为未来舵机应用发展的方向。通过试验进行验证,建立了舵机系统的数学模型。依据舵机系统的技术指标要求,设计了超前校正控制器,采用PID控制器,进行了系统在空载和加载条件下的性能仿真和对比。以专用数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F2812为基础,设计完成了一套基于DSP的数字化舵机仿真系统。     

基于DSP的无人飞行器电动伺服机构研究

针对无人飞行器伺服机构控制,以TMS320C2812 DSP为硬件平台,采用模糊PID控制实现直流电动伺服控制器的设计。试验结果表明,伺服控制器能很好地实现实时控制,系统具有良好的动态品质和稳态性能,满足高精度位置伺服控制的要求。     

无人机舵回路伺服系统变阻尼控制律研究

某型号无人机采用磁滞交流同步电动机作为舵回路伺服系统的执行机构,以C8051F120单片机为核心构成双闭环舵机控制器.在对原来系统的控制律进行分析研究的基础上加入变阻尼控制,有效解决了系统的快速性与稳定性之间的矛盾,使得舵回路系统获得了快速、稳定、准确的定位性能.实际舵回路测试结果表明,系统阶跃响应速度提高了20%,完全满足某无人机3个舵面的控制.     

基于HIL仿真试验平台的动车组电机缺相故障研究

牵引控制系统中异步电机定子绕组发生故障,导致定子绕组不对称连接,严重影响动车组(EMU)牵引控制系统的安全稳定运行。针对牵引控制系统中异步电机定子一相绕组缺相故障,考虑端电压约束条件,推导电机一相缺相的数学模型,并基于硬件在环(HIL)仿真试验平台对数学模型进行验证。详细阐述了HIL测试平台的系统框架,设计实现方法,软硬件连接配置。将Xilinx软件下搭建的电机缺相数学模型下载至dSPACE仿真机上运行,与牵引控制单元(TCU)连接,进行HIL仿真,通过检测算法对电机缺相故障作出判断与处理。结果表明该仿真测试平台的有效性,可提供接近真实的测试环境,为牵引控制系统电机缺相故障诊断与算法功能开发提供了理论基础和设计依据。     

HIL实时仿真PWM信号等效处理方法及影响研究

实时仿真是硬件在环(HIL)仿真的特点,在实时仿真中必须采用定步长仿真.针对定步长仿真中所出现的脉宽调制(PWM)采样失真现象,提出了一种基于面积等效原理的处理方法,该方法不仅能够避免采样失真问题,而且由于可设置仿真步长等于脉冲周期,故减少了仿真的计算量,提高了实时性和精确性.在Matlab中,根据DC/DC变换电路和三相逆变电路的数学模型搭建其离散模型进行实时仿真,针对定步长仿真中出现的不同PWM采样失真现象,通过加入基于面积等效原理的处理方法,与理想状况下的连续仿真结果进行对比,最后通过实验验证了该方法在实时仿真PWM信号采样处理方面的有效性和通用性.     

直线微进给机构控制方法及计算机仿真

建立了直线微进给机构的数学模型，针对所建立的数学模型又进行了时域特性和频域特性分析，根据分析结果,提出了PID控制、反馈控制及前馈控制方法，并对这些控制方法进行计算机仿真分析,最终寻找到直线微进给机构理想的控制模型,达到要求的控制精度。借助计算机仿真分析,能寻求到理想的控制模型．提高了直线微进给机构控制系统设计的效率和质量,具有工程实用价值。     

考虑损耗的内置式永磁同步电机标幺化系统硬件在环实时仿真与测试

传统内置式永磁同步电机实时仿真建模通常只针对某一特定电机,且不考虑电机实际运行中存在的损耗,这存在两个缺点:一是采用实际值建模通用性不足,改变电机参数容易造成定点数溢出或芯片资源的浪费;二是如果不考虑实际电机尤其是大功率电机运行中的损耗,会引起一定的仿真误差。为解决这两个问题,建模采用标幺化,以适用于不同功率等级的电机;同时,建模时加入了等效损耗模型。为对比实时仿真模型相对于真实电机的准确度,搭建了2个实验平台,即硬件在环半实物平台(HIL Bench)和实物双电机对拖平台(M/G Bench)。以M/G Bench为基准,测试转矩从轻载到额定负载,得到电机在不同转速下的电流值,将相同工况下的HIL Bench电流值与之对比。结果表明,所提方法提高了HIL实时仿真的准确度,轻载误差为2%~6%,重载误差为1%~2%。     

永磁同步电机HIL仿真研究

为改进全数字仿真实时性不足并简化DSP编程,提出了一种永磁同步电机HIL（硬件在回路）实时仿真方法。详细设计了系统硬件,构建了基于Simulink的永磁同步电机的数学及HIL仿真模型,可自动生成优化的嵌入式仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据,实现了永磁同步电机在HIL仿真下的直接转矩零矢量控制。仿真结果表明,系统具有很好的实时性且可靠性高,与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了电机控制系统的研制,并优化了控制律。     

永磁同步电动机伺服系统模糊控制器设计

针对永磁同步电动机伺服系统的模糊控制,分别设计了PI控制器、模糊控制器、模糊自整定PID控制器,并进行仿真研究比较。结果表明,模糊自整定PID控制器兼有PI控制和模糊控制的优点,控制效果理想,是一种高性能的控制器。     

基于神经网络预测控制的PMSM伺服系统的仿真研究

在PMSM伺服系统中,电机大多采用的是矢量控制,参数的变化、负载扰动等因素对系统的稳定性、可控性影响较大.现有的控制策略大多是滞后的,无法根据未来动态行为产生理想电机电压输入.提出了一种基于神经网络的PWM预测控制方法.采用离线训练和在线修正的方法,获得PMSM神经网络模型,并在控制过程中修正模型.最优控制器根据该模型的输入、输出响应产生合适的电压波形.在Matlab/Sim-ulink环境下完成仿真,结果表明,较之PI控制器,神经网络预测控制具有更好的动态性能和鲁棒性.     

永磁直驱风机的小步长硬件在环仿真研究

随着风电并网规模不断增大,主动配电网的动态电压稳定性和动态供电质量问题日益突出。永磁直驱风机的动态特性与电网交互作用对电力系统稳定存在重要影响,风电场中越来越多的开关器件给风机并网控制策略的验证带来了新的挑战。基于RT-LAB平台采用FPGA实时仿真器,搭建了永磁直驱风机的硬件在环仿真平台,实现了永磁直驱风机的亚微秒步长实时仿真,为直驱风机的控制策略验证及优化提供了一种快速有效的验证方法。仿真结果证明了小步长硬件在环仿真方法的有效性。