煤仓清堵机器人的控制系统设计

为了实现煤仓清堵机器人机械臂的自平衡控制,设计了一种基于STM32F103ZET6单片机的自平衡控制系统,该系统将STM32F103ZET6单片机作为主控制器,通过带编码器的直流电机来获得电机转速,从而计算出机械臂的重心位置,然后经过PID控制调整配重水箱的进水、出水,进而实现机械臂的自平衡控制。该控制算法使用STM32微处理器控制机械臂,实现机械臂的自动平衡。     

煤矿巷道修复机机械臂运动学建模及仿真

以WPZC-150/2100L型巷道修复机为研究对象,采用几何法和D-H法建立了巷道修复机机械臂的数学模型,使用蒙特卡洛法分析了机械臂的工作空间,并使用ROS中的MoveIt功能包求逆解及路径规划,通过rviz实时显示机械臂的位置并控制其运动。将路径规划的结果传递给控制器,实现了液压机械臂的控制。     

基于递归网络的永磁同步电机位置控制

提出基于递归式神经网络的控制方法,对永磁同步电动机位置系统进行控制.控制器是由递归式神经网络控制器和补偿控制器组成,其中递归式神经网络控制器主要是为了跟踪输入信号,而补偿控制器是用来补偿最优控制法则和递归式神经网络控制器之间的误差.仿真结果表明,采用该种方法对位置系统进行控制,具有较好的跟踪性和鲁棒性.     

基于DRNN网络的凿岩钻臂自整定PID控制

凿岩钻臂的自动定位系统是一个耦合的2输入2输出系统,系统存在响应较慢,负荷随机变化及参数快时变的特性.固定参数PID控制难以适应系统控制要求,因此,提出一种基于回归神经网络(DRNN)的2输入2输出PID控制器结构.给出了DRNN神经网络参数学习算法和PID控制器参数自整定算法.计算机仿真结果验证了该控制策略的可行性.     

基于WOA-FOPID算法的钻锚机器人机械臂运动控制研究

钻锚机器人是实现煤矿综掘智能化的重要装备,其机械臂的控制效果直接影响钻锚机器人支护作业的安全性和高效性。钻锚机械臂的控制通常采用PID控制器,但在环境恶劣、煤层复杂的工况下,PID控制器的参数选择对控制效果影响较大,且由于受整数阶PID控制算法和传统经验调参的限制,难以在短时间内找到控制效果最好的一组参数,导致机械臂末端不能及时准确定位。基于机器人技术、分数阶控制技术和智能优化算法,采用数值建模与仿真分析相结合的方法,利用鲸鱼算法(WOA)对分数阶FOPID控制器进行参数整定并应用于机械臂的运动控制。基于旋量理论利用D-H法建立机械臂关节坐标系及坐标变换矩阵表达式,采用蒙特卡洛算法求解机械臂工作空间点云图;基于独立关节控制理论利用Matlab-Simulink软件,并结合分数阶FOPID控制技术,搭建机械臂关节处液压马达/油缸单输入-单输出系统模型。基于遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、鲸鱼算法(WOA),搜索算法(GPS)4种智能优化算法,从标准方差、超调量、稳定时间3个动态指标进行对比,分析液压马达/油缸的不同控制组合策略下阶跃影响的效果。通过仿真分析验证了鲸鱼算法(WOA)...     

SMA-电机复合驱动的救援机器人夹持器控制与研究

根据煤矿井下救援机器人末端执行器位置精度控制要求,设计SMA-电机复合驱动的夹持器,提出模糊控制和PID复合控制。首先设计了复合夹持器的结构,对防爆处理进行了研究,然后建立了夹持器的数学模型,设计了模糊控制器,并利用MATLAB建立系统模型和仿真研究。仿真结果表明,模糊PID控制策略应用于SMA-电机复合夹持器具有较好的控制效果,实现了救援机器人末端执行器的精准位置控制。     

基于CAN总线分布式机械臂控制系统设计

CAN总线分布技术是一种总线通信技术,CAN总线分布式机械臂控制系统由主控制器接收操作者控制信息,具有数据采集和控制系统的功能,介绍了CAN总线分布式机械臂控制系统结构,控制多关节机械臂运动,在信息通信中设定节点ID位置,使信息沟通更加通畅稳定,方便CAN总线与PC机和C805之间的数据传递,实现CAN总线分布式机械臂控制系统的设计。     

跟踪微分器在PIDNN改进策略中的应用

针对冷轧液压位置自动控制系统中, PID神经网络(PIDNN)控制器在系统控制的初始阶段存在输出超调、输入信号被干扰时无法学习的问题, 提出了将跟踪微分器(TD)与PIDNN融合组成TD-PIDNN系统, 对输入信号设置过渡过程和滤除噪声干扰。TD-PIDNN控制器与常规PIDNN控制器进行仿真对比, 结果表明：TD-PIDNN的控制效果较PIDNN有明显提高, 在输入存在峰峰值为0.1的随机干扰情况下, TD-PIDNN的输出超调仅为0.24%, 证明该方法可应用于生产实际。     

基于ARM的焊接机械臂控制系统的设计

目前机械维修的焊接设备质量低下,功能单一,可靠性和可操作性低。针对这种情况,基于ARM微处理器设计一个焊接机械臂控制系统,利用各模块的功能接口,实现对机械臂的控制功能。介绍了以ARM微处理器芯片STM32F103为核心的焊接机械臂的结构及其特点,采用角度传感器实时检测机械臂的位置,并给出了关键模块的软硬件设计。充分发挥了STM32F103的高性能优势,使得焊接的精度更加准确。     

基于模糊PD的膏体成品缓冲斗料位控制研究

针对膏体充填过程中物料供应与泵送量之间存在较大误差等问题,建立了膏体成品缓冲斗数学模型,并设计模糊PD控制器用于膏体泵送量与配比量的平衡控制,以提高充填系统鲁棒性。通过Simulink仿真,将模糊PD控制与传统PD控制效果进行了对比,结果表明,模糊PD控制器在超调量和收敛速度上均优于传统PD控制器,较好的满足了控制需求。     

一种模糊神经网络控制器

简单介绍了模糊技术和神经网络的关系 ,并给出了一种利用神经网络技术的模糊控制器的控制方案。应用模糊神经网络技术 ,将模糊逻辑与BP算法相结合 ,使该控制器具有很强的适应性 ,拥有模糊控制和神经网络的双重优点 ,适用于参数时变、纯滞后的高阶系统。     

自适应模糊控制器及其在机器人控制中的应用

提出一种自适应模糊控制器并将之用于机器人轨迹跟踪控制,该控制器采用控制器输出误差方法(COEM),根据控制器的输出误差而不是对象的输出误差,来在线地调整模糊控制器的参数,无须对对象进行辩识。仿真结果表明该控制器用于机器人轨迹跟踪控制具有很好的性能,是一种有效的控制器。     

基于BP神经网络的采煤机自动调高PID控制系统研究

由于采煤机记忆截割技术应用在复杂煤层中具有局限性,提出一种基于BP神经网络的PID控制器,对采煤机的液压自动调高系统进行优化。通过BP神经网络的预测控制原理,改进PID控制器参数。搭建了采煤机滚筒调高PID控制实验系统,并进行了阶跃响应实验和跟踪性能实验。结果表明,相比于传统PID控制器,改进的PID控制器响应更为平稳、跟踪性能更加优越,能更好地满足采煤机在复杂工况下的自动调高要求。     

神经网络PID在煤泥干燥温度控制中的应用

针对煤泥滚筒干燥机出口温度的控制,提出了应用基于BP神经网络的PID控制器对其进行控制,并研究了它的学习算法,进行了MATLAB仿真,通过仿真结果与传统PID进行了比较。仿真结果表明,神经网络PID控制器在煤泥干燥温度控制中具有很高的应用价值。     

基于PLC的煤矿提升机变频调速系统研究

将先进的PLC控制技术和变频调速技术应用到煤矿提升机工程实践中,设计了变频调速控制系统。系统以PLC控制器为核心,同时辅助其他外围硬件设施,实现提升机运行状态监测和运行速度精确稳定控制。系统中选用的是FX2N系列PLC控制器,对传感器和行程开关的数量及安装位置等进行了详细设计。PLC控制软件程序方面基于模块化思想设计,重点对控制子程序、深度和速度检测子程序、模拟量信号采集子程序进行了设计。将变频调速系统应用到工程实践中,达到了预期效果,使得设备的故障率降低了15%,节能效果提升了20%,安全效益和经济效益显著。     

基于GRNN模型的硫化矿石堆氧化自热温度预测

为得到硫化矿石堆氧化自热温度的变化规律,自主设计硫化矿石堆氧化自热模拟试验装置,以含硫量、矿石块度、升温梯度作为试验影响因素,将硫化矿石堆氧化自热温升速率作为试验判定指标,采用L9(34)正交表构造三因素三水平回归正交试验。运用MATLAB建立硫化矿石堆氧化自热温度的GRNN神经网络模型,通过K-折交叉验证优选得到GRNN神经网络的最佳光滑因子σe,并与RBF神经网络模型、灰色神经网络模型预测效果进行对比。结果表明：GRNN神经网络在小样本预测模型中网络逼近能力、收敛速度、算法稳定性等方面具有优势,对硫化矿石堆氧化自热温度的预测精度高,预测误差为3.51%。     

免疫RBF神经网络PID控制器在矿井输送机中的应用

针对如今复杂被控对象大滞后、非线性和时变性的特点,研究把人工免疫算法和RBF神经网络相结合对PID控制器进行参数寻优,应用到矿井输送机上。利用人工免疫算法,无需事先确定隐层结点个数,设计了一种动态的RBF神经网络,并且分析基于免疫算法的RBF神经网络的PID控制器的算法结构。通过仿真实验得知:研究设计的免疫RBF神经网络的PID控制器在抗干扰性、跟随性和鲁棒性方面都表现出了良好的控制效果,非常适合用于控制模型不确定的情况。     

基于负载预测的刮板输送机调速系统设计与应用研究

以SGZ1250/2400型刮板输送机为对象,对设备的主要结构参数及其工作原理、实践应用中存在的问题进行了简要分析。设计了调速方案,首先利用卷积神经网络并结合某时刻电机电流和齿轮啮合频率峰值数据,对设备的负载大小进行预测,然后利用模糊PID控制技术对设备的运行速度进行调节控制,以达到降低设备能源消耗的效果。经实验测试发现,卷积神经网络可以对设备负载进行精确控制,平均误差为438%,模糊PID控制技术充分发挥了PID控制和模糊控制的优势,具有很高的控制精度和稳定性,调速系统中使用的主控制器型号为S7-300型PLC控制器。将基于负载预测的调速系统应用到刮板输送机工程实践中,现场测试结果证明,各项功能都能够实现,达到了预期效果,使设备的故障率和电能消耗分别降低了10%和134%左右     

用FXON-3A实现可编程控制器模拟量控制

介绍了可编程控制器模拟量控制系统,采用三菱公司可编程控制器扩展模块FXON-3A,完成可编程控制器模拟量的控制。从系统的线路设计,到缓冲寄存器的设置、零点/增益调整和程序的编制,详细叙述了工厂实际应用的具体方法。     

基于神经网络PID控制器的矿井输送机控制系统

针对老式矿井输送机控制系统中存在的启动力矩小、启动电流大、调速范围窄等缺点,设计了基于神经网络PID控制器的开关磁阻电机调速系统,利用拥有自学习和自适应能力的BP神经网络建立速度自适应控制器。仿真结果表明,这种调速系统启动力矩大,转矩脉动小,具有较强的鲁棒性和良好的动态性能。