基于线性CCD的寻线智能车设计研究

为了使寻线智能车按照既定轨迹进行行走,本文设计了一种以MC9S12XS128单片机（MCU）为控制单元,基于线性CCD采集道路信息,编码器检测小车速度的寻线智能车。MCU计算出控制电机转速的PWM输出量,通过控制电机转速舵机打角实现小车的速度和方向控制。测试表明线性TSL1401CCD传感器具有很好的前瞻性,硬件系统稳定可靠,软件能够及时有效对小车进行PID控制,小车能够实时跟踪预定轨迹,完成预期行走。     

变电站设备巡检机器人视觉导航方法

针对变电站巡检工作的实际需求,介绍了一种基于轨线引导的巡检机器人单目视觉导航方法。对于预先设置的引导轨线和停靠位标识,采用OpenCV和DirectShow软件库来开发视频采集程序,实现道路视频信息的实时采集;通过HSI模型对图像进行颜色提取,再采用数学形态学处理去除干扰信息;最终采用统计8-连通区的方法将导航线和停靠位标识分割提取出来,用采样估算方法计算导航线参数,通过比例系数融合导航参数以控制两驱动轮电机实现机器人的运动控制。实验表明,该方法实现了机器人的自主导航,能够适应绝大部分光照强度的环境,并具有较好的实时性和可靠性。     

基于Kinect模拟和跟踪人体动作的机械手臂

基于Kinect体感传感器的人体机械臂控制系统,实现捕捉分析并在五指机械手和仿真机械臂上同步模拟出人体手指和手臂的动作,以及实现机械臂顶端位置对人体部位的实时跟随,跟随间距误差在10cm内,延时误差0.5s以内。首先通过Kinect捕捉人手臂和手部RGB图像和红外图像分析,在嵌入式系统上位机上利用模式识别和红外、RGB图像识别来捕捉人体手臂和手指的位置参数,进行分析计算出相应的关节角度,通过以太网协议发送至舵机控制器,舵机控制器根据数据发送相应的驱动电流控制各舵机做出角度调整。本系统为精确的基于图像和红外传感器的机械手臂和手指控制提供了一个可行以及新颖的解决方案。     

基于自由摆的平板控制系统

本论文采用角度传感器,运算放大器,AD转换器采集平板变化信息,通过单片机,产生脉冲信号,控制电机模块驱动步进电机带动平板转动,摆杆角度越大步进电机转过的角度越大,从而控制平板状态基本保持水平,实现自由摆得平板控制。     

步进电机在检测系统中的控制与应用

步进电机具有旋转稳定、控制精确、重复性高的特点,在检测系统中通过单片机STC89S51实现角度的精确控制,由AD转换芯片采集被测传感器在固定旋转角度输出的电压。上位机完成对步进电机控制命令的发送及采集电压的显示、保存、打印等功能,上位机软件采用图形化语言LabVIEW编写。下位机通过RS-232接收上位机的指令,完成对电机的驱动控制和传感器电压的采集。     

一种集成化多舵机控制器设计

针对传统弹上舵机伺服系统一般相互独立,系统结构复杂,线路繁琐等问题,提出一种集成化的多舵机控制器的解决方案。采用高性能的DSP、CPLD作为控制单元,以智能驱动芯片作为电机的驱动单元,采用电流传感器以及磁性角度传感器作为传感器单元,将原本4套舵机控制器的功能进行整合,实现控制器的简化,降低了系统的复杂程度。相关实验测试对位置角度及控制性能进行了验证,系统控制性能理想。     

基于工控机的控制舱综合测试系统

为解决某型导弹控制舱自动化测试问题,研制了一套基于工控机为核心的控制舱测试系统。测试系统采用高性能数据采集卡对舵机响应时间进行实时的DMA采集;采用机械部件与光电耦合传感器相配合的方法对舵机舵偏信号的响应时间与舵偏极性进行间接测量;使用Visual C＋＋6.0开发相应的测试系统控制软件,实现了舵机产品的参数测量及合格性判断。通过实验比对原测试系统与新测试系统对同批次产品的测量数据,验证了新测试系统的可靠性与准确性,证明新控制舱测试系统有效提高了舵机产品的测试精度和效率。     

基于人工神经网络的永磁电机无传感器控制与实现

无传感器控制可以降低永磁电机的成本,并且提高系统的可靠性。永磁电机的电感等参数受运行工况影响会发生变化,因而准确识别电机参数对提高电机的控制精度具有积极意义。基于永磁电机的电感模型,采用人工神经网络对电机电感进行参数辨识,再通过滑模观测器对转子角度进行观测,实现永磁电机无位置传感器的矢量控制。利用TI公司的TMS320F28379d DSP作为控制芯片,搭建了电机控制电路,对所提控制策略进行了验证。结果表明,该控制策略能实时准确地辨识电机参数,提高控制精度,改善控制性能。     

基于线性CCD的飞思卡尔智能车设计

本文主要介绍了基于线性CCD的飞思卡尔智能小车控制系统的软、硬件设计要点。智能车系统的简单工作原理是MK60收集线性CCD传感器返回来的赛道信息,通过相应运算后,软件判断其有效性,结合控制算法控制舵机给出合理舵值,单片机再给出合适的PWM波占空比以控制电机转速。速度控制方面采用一个500线增量式光电编码器来实时反馈脉冲,利用单片机的脉冲累加器采集速度。经实际场地测试,本智能车系统可以很好的适应大小“S”弯,“十”字交叉和大回环等不同的赛道类型以及不同类型赛道的不同组合。     

基于XSl28单片机的智能循迹车硬件系统设计

为进一步实现无人驾驶车辆的自动控制技术在未来学术、生活领域的应用,介绍了一种基于MC9S12XSl28单片机的智能循迹车硬件系统,该系统采用MC9S12XSl28作为核心微处理器,采用OV5116摄像头采集路面信息,采用BTS7960半桥电路作电机驱动。根据对采集到的图像信息进行处理分析以及利用PID控制算法来控制舵机的转向和电机的转速,从而实现了智能车的电源管理、电机驱动、图像采集和编码测速等功能。在实验的基础上不断发现问题、解决问题,已使得智能车能够准确地循黑线快速行驶。基于该硬件系统的智能循迹车能够很好地实现自动循迹,并具有较高的稳定性和抗干扰能力。     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。     

基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器技术

无位置传感器起动和低速运行控制是开关磁阻电机研究的难点问题。分别针对静止、带初始转速,以及驱动运行3种模式进行了研究,提出了一种基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。该方法采用电流斜率差值计算法来辨识全周期的电感信息;并通过设计电感比较逻辑实现电感线性区的估计;在电感线性区建立了角度–电感关系的数学模型,可以直接估计出转子位置和转速信息,实现无位置传感器无反转起动和运行控制。实验结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

基于XS128单片机的智能循迹车硬件系统设计

为进一步实现无人驾驶车辆的自动控制技术在未来学术、生活领域的应用,介绍了一种基于MC9S12XS128单片机的智能循迹车硬件系统,该系统采用MC9S12XS128作为核心微处理器,采用OV5116摄像头采集路面信息,采用BTS7960半桥电路作电机驱动.根据对采集到的图像信息进行处理分析以及利用PID控制算法来控制舵机的转向和电机的转速,从而实现了智能车的电源管理、电机驱动、图像采集和编码测速等功能.在实验的基础上不断发现问题、解决问题,已使得智能车能够准确地循黑线快速行驶.基于该硬件系统的智能循迹车能够很好地实现自动循迹,并具有较高的稳定性和抗干扰能力.     

永磁同步电动舵机控制系统设计与实现

针对电动舵机位置伺服的高性能要求,设计并实现了基于TMS320F2812 DSP的全数字电动舵机矢量控制系统。对于系统结构组成、控制方案、控制器软硬件设计进行阐述。电动舵机系统以永磁同步电机作为伺服电机,并利用旋转变压器及线性差动变压器进行电机速度及舵面位置的反馈,以实现舵面位置的高精度跟踪。系统实验表明,整套控制方案切实可行,电机运行可靠,速度平稳,响应速度快,位置跟踪性能好。     

牵引系统电流传感器故障诊断与容错控制

为实现牵引控制系统在电机电流传感器故障工况下的容错控制功能,提出了一种新的电流传感器故障诊断与容错控制算法。通过可变增益状态观测器模型实现电流值的实时估计并生成电流残差,利用CUSUM算法完成传感器故障进行实时检测与定位,并在传感器故障工况下用观测器估计值代替电流传感器信号实现牵引系统的容错控制。最后通过仿真验证了所提算法的有效性。     

基于STM32F429的蜘蛛六足机器人

本文蜘蛛六足机器人主要以工业巡检为目的所开发的一款多足智能步行机器人。本文所述机器人是由STM32F429作为主控芯片,搭载超声波模块进行自动避障、陀螺仪模块进行方向指定,语音模块进行指令控制,温湿度、摄像头传感器进行数据采集,通过串口向以atmega328芯片的舵机控制板发送串口命令,形成闭环自动控制,以实现对18个舵机的综合控制,达到在工厂内自动巡检并实时采集环境数据的目的。     

基于滑模观测器的车用永磁同步电机弱磁控制*

为满足电动车不同工况的运行要求,需驱动电机具有高速运行的能力,因此必须设计弱磁控制策略。弱磁控制要求实时获取电机转速,而电机转速一般都需通过速度传感器获取,不仅增加系统成本,在传感器故障时也会存在算法失效的问题。基于以上问题,提出基于无速度传感器的弱磁控制算法;通过滑模观测器提取连续的扩展反电动势估计值,在此基础上基于锁相环（PLL）计算电机转子位置的信息;在无速度FOC闭环控制基础上,基于超前角弱磁控制设计了电流调节器,实现d、q轴电流的重新分配;搭建了基于STM32F103的硬件平台,经过仿真和实验验证了控制算法的有效性,很好地实现了弱磁区的平稳切换,扩大了调速范围。     

基于Wifi无线视频监控的移动机器人的研发

设计研发了一种基于Wifi无线视频监控的移动机器人。机器人采用STC89C52为主控制芯片,通过ATmega16芯片完成主控制芯片与Wifi模块之间的数据处理和数据交换任务;通过驱动电路和电机完成小车的方向控制;通过舵机完成摄像头的方向控制以实现不同方位的视频监控;通过传感器部分完成环境探测等功能。     

基于3片C8051F020仲裁热备份舵机控制系统硬件设计

本文基于3片C8051F020仲裁热备份技术设计了舵机控制系统。该单片机是完全集成的混合信号系统级芯片,它采用了高速流水线结构。与标准的51单片机相比指令执行速度具有很大提高,而且引进了数字交叉开关技术,使系统资源分配合理化。它通过采集大量传感器数据并实时计算输出给舵机控制板,从而精确控制舵机。对于仲裁热备份技术,本文设计了故障检测模块,双机通信模块,双机仲裁切换模块和舵机驱动模块。其中两台CPU通过双端口RAM进行通信,它们与仲裁单片机串口通信,通过仲裁切换极大缩短了切换时间,降低了系统故障率,提高了系统可靠性和稳定性。     

基于轮毂电机故障诊断与重构的控制方法

针对在测量轮毂电机驱动电流传感器时3种主要故障类型分析的基础上,建立轮毂电机转速闭环控制下传感器输出电流的表达式,提供一种轮毂电机驱动电流传感器故障诊断和电流信息重新构造的控制方法。该方法可用于处理传感器完全失效故障,同时具备对传感器固定偏差和漂移误差的在线修正能力。该控制器模型依靠电流信息和电机转子位置信息进行实时检测和控制,对于电机驱动系统参数的变化影响并不大,并有效提高了该控制器的鲁棒性和实时性。