位置随动系统轨迹规划算法研究

位置随动若完全依靠伺服系统对目标信号的响应,则会产生加速度过大而超过系统的响应能力,出现系统的振动和抖动等现象,控制难度大。若系统能根据随动目标动态实时地进行运动轨迹规划,则系统运行会更加平滑,控制难度大大降低。把随动系统分为移动定目标随动和移动不定目标随动两类,提出用5次样条曲线规划移动定目标随动轨迹的通用算法,实现整个随动过程速度、加速度和加加速度的连续,从而使得随动跟踪运动非常地平滑;提出移动不定目标随动轨迹实时S曲线规划算法,实现随动目标轨迹实时地计算,使得系统在多段随动轨迹间切换时速度、加速度的连续,保证随动跟踪运动的平滑性。     

汽车运动参数组合测试系统的研究

针对传统汽车运动参数测试手段的不足,研究开发了一种面向汽车道路试验的汽车运动参数DGPS/IMU组合测试系统。详细论述了该组合测试系统的硬件构成、原理和软件设计。该测试系统能够测量输出丰富完备的汽车运动参数信息,包括位置、轨迹、速度、姿态和加速度等。应用该系统进行了汽车运动性能的测试实验与评价,实现了对各种汽车运动参数的长时间高精度与高频率测量。     

某小型雷达罩电性能测试用高精度天线座设计

小型雷达罩电性能测试过程要求雷达罩或天线进行高精度(小于3角秒)方位或俯仰运动,相应测试用天线座的设计极具难度.通过对传动链进行合理化设计控制机械系统回差,并在俯仰、方位终端通过高精度光栅编码器形成闭环控制,综合考虑负载特性进行控制策略研究,最终达到系统回差控制.实验结果表明天线座可在±45°范围内实现高精度运动,达到雷达罩测试要求.     

活塞式压缩机阀片运动规律的微机测试系统

本文介绍自行设计带有微型计算机的活塞式压缩机阀片运动规律的测试系统。该系统不仅高精度的测试出阀片运动规律,而且能将所测数据进行自动分析。本文示例中:分析出阀片运动的速度、加速度、阀片开闭时间和弹簧力验证的参数等,为气阀的研究、分析提供了更多的定量数据。也为阀片运动的测试提供了先进的手段。     

机床直线进给系统性能测试平台的测控系统设计

为了研究机床直线进给系统的性能,设计了一种测试平台。其控制系统包括电机驱动、随动加载电机控制和气动控制,测量系统包括传感器布局和测量软件开发。设计了控制电路和控制器,以控制被测进给单元和随动加载单元的同步直线进给运动;采用气压缸模拟切削力,对被测进给单元在三个方向上施加随动力;合理布局温度、位移、加速度、扭矩、光栅传感器,以实现对被测进给单元各项性能参数的测试;开发了测量软件,用于采集传感器信号和分析被测进给单元的性能参数。应用设计的测控系统,测试并分析了切削力对直线进给系统温升和热误差的影响。结果表明:所设计的测试平台及其测控系统可以用于测试机床直线进给系统的各项性能。     

2 m级望远镜跟踪架控制系统动态性能分析

为了增强望远镜的抗风载扰动能力,提高望远镜跟踪架的跟踪精度,本文对2m望远镜跟踪架伺服控制系统的动态性能进行了测试和分析。首先,采用正弦扫描信号对望远镜跟踪架的结构和伺服系统进行了频率特性测试;其次,采用基于观测器/卡尔曼滤波器的辨识算法,对跟踪架控制系统的频率特性进行了模型辨识;最后,依据辨识获得的控制模型设计了位置和速度控制器,然后对2m望远镜跟踪架伺服控制系统进行了目标观测实验,实验结果表明:当跟踪最大速度为3.5(°)/s,最大加速度为1(°)/s~2的目标时,方位轴和俯仰轴的最大跟踪误差均小于4.5",跟踪误差的RMS值分别为0.378 6"和0.151 6",实验验证了跟踪架控制系统的良好性能。     

串联式凸轮-连杆机构组合系统的运动分析

应用串联式机构组合原理设计凸轮—连杆机构组合系统 ,并确定其主要参数。为验证其执行构件的运动状况是否满足预期功能要求 ,推导出了执行构件的位移、速度、加速度计算公式 ,在MATLAB环境下计算该机构组合系统的运动参数 ,给出了执行构件的位移线图、速度线图和加速度线图。分析运动结果表明该执行机构满足设计要求     

直线电机直驱型闭式静压导轨结构设计及优化

以曲轴随动磨削为任务需求,进行了直线电机直驱型砂轮架闭式静压导轨的结构设计和优化。根据砂轮架导轨X轴向曲轴随动磨削的任务需求,通过运动学和磨削力分析获得了一定条件下X轴运动最大速度、最大加速度和最大磨削力;然后根据闭式静压导轨的工程设计方法进行了导轨的结构参数设计,选择了导轨宽度、油腔结构和供油油压等参数;之后依据X轴加速度为9.8m/s~2的要求选择了直线电机;最后借鉴国外先进的导轨结构,对结构中质量较大的砂轮架体壳零件进行了结构优化,仿真结果显示体壳最大变形量减少了11.44%,质量减少了13.46%,避免了选择大功率的直线电机,取得了一定的经济效果。     

伺服系统方位的最优控制研究

文章从实现快速且无超调的方位控制的要求出发,分析了伺服驱动的速度控制。针对传统PID控制算法的参数不易在线调整,提出了伺服控制系统时间最优控制算法,从而能够在线修正参数,提高了控制的鲁棒性。根据最优控制思想,如果系统按最大加速度启动,以最大速度运动,再以最大减速度制动,就可以以最短时间无超调地到达指令位置。经过仿真测试该系统可达到提高控制精度的目的。     

基于FANUC 31i数控系统的凸轮磨削方法

围绕凸轮轴随动磨削原理求解凸轮随动磨削中磨削运动参数,对FANUC31i开放式数控系统的高速切削循环功能以及学习控制原理进行研究,在MK8340高速凸轮轴随动磨床上进行试验验证。通过宏执行器以高速脉冲形式将磨削运动参数分配存储至系统P-Code变量中,结合高速切削循环功能实现了凸轮轴随动磨削运动,并采用学习功能完成了伺服控制器的自学习优化,进而改善了凸轮随动磨削运动的伺服跟踪性能,使凸轮轴高速随动磨削加工精度和效率得到提高。     

方位角测量跟踪系统设计及实验

为了使跟踪设备快速、准确地跟踪飞行目标并精确测量目标方位角,设计了一种测量跟踪系统,该系统根据跟踪设备发出的方位角偏差信号推动带有跟踪设备的伺服转台,驱动子系统采用H型双极模式PWM电路驱动伺服转台的直流电机以提高响应速度。使用测速机反馈速度信号以提高系统稳定性,使用高精度编码器输出目标方位角信号以提高测量精度。提出了系统动态传递函数,并对传递函数进行分析,给出了仿真动态曲线并计算动态参数。计算了电路的开关频率及延迟时间等关键参数。通过实验得到系统阶跃响应的位移曲线和速度曲线以及其他实验结果。实验结果显示,系统随动精度为0.1 (°)/s,最大跟踪速度为38.3 (°)/s,最大跟踪加速度为23.5 (°)/s²,满足了技术指标和设计要求。     

某舰载火控雷达风载荷仿真计算

风载荷是舰载火控雷达伺服传动系统的主要载荷之一,是影响伺服控制性能的重要参数。文中分析了雷达天线阵面及天线座风载荷对雷达伺服控制电机选型的影响,通过ANSYS对某舰载火控雷达风载荷进行建模仿真,对火控雷达正常工作风速下的方位风力矩和俯仰风力矩进行仿真计算,得出天线阵面及天线座的表面压力云图及方位和俯仰的最大风力矩。为伺服控制电机的选型提供了依据,保证了伺服传动系统的正常工作,为同类舰载设备风载荷大小的预估提供了参考。     

钢丝绳传动航空光电稳定平台设计

针对某高光谱相机选择系留气球作为飞行平台的使用要求,设计了一台钢丝绳传动两轴稳定平台,对系留气球在方位和俯仰方向的姿态变化进行角度补偿。稳定平台的方位和俯仰传动机构均采用钢丝绳传动,方位轴和俯仰轴的连续驱动力矩分别为93.6 N·m和117 N·m,两轴的最高转速分别为25(°)/s和20(°)/s。对稳定平台进行了实验室测试,测试结果表明:稳定平台的传动精度为5μrad,传动误差不大于0.7%,方位轴和俯仰轴的开环控制伺服带宽分别为15 Hz和35 Hz,正弦跟踪精度均方根误差值分别为0.0045和0.0043。然后进行了外场飞行试验,稳定平台安装在系留气球底部,俯仰框架上安装35 kg的高光谱相机进行空中对地观测,飞行试验中获取稳定平台陀螺稳定数据,得到方位轴和俯仰轴的稳定精度分别为38.83μrad(RMS)和37.26μrad,满足高光谱相机稳定成像的指标要求。     

风力机电动变桨伺服系统的控制

分析了目前兆瓦级变桨风力发电机主流的电动变桨控制方式,并设计了一套以三相异步电动机为伺服电机的电动变桨距系统,使得在调试过程中变桨距机构工作正常、稳定,达到了预期设计的目标.     

回转式电液伺服阀及其在液压系统中的应用研究

回转式伺服阀作为直动式电液伺服阀的一个分类,利用阀芯(或阀板)相对阀体作旋转运动来实现油路的开闭、换向和流量调节。相对于滑阀,转阀具有结构简单紧凑、流量分辨率高、无加速度零漂、抗污染能力强及维护方便的特点。回转电液伺服阀作为电液伺服控制系统的控制元件,具有其自身的特点和优势,尤其是单级、高频响、大流量阀的研究开发,已成为电液伺服阀发展的一个重要方向,前景广阔。该文对伺服转阀进行了归类并针对国内外液压伺服转阀的研发现状、结构特点、功能的具体实现及设计原则进行了详细的分析和梳理。最后,结合现有的伺服转阀探讨了一种满足更高要求的新型结构形式。该文将为回转式电液伺服阀的研发及应用工作提供参考。     

某型气象雷达方位扫描伺服系统设计

设计一套用于驱动某型气象雷达进行方位扫描的伺服系统.该系统采用PC机和步进电机运动控制卡组成控制部分,选择步进电机为执行元件,用步进电机专用集成驱动芯片搭建步进电机的驱动电路.试验表明,该伺服系统能较好地驱动雷达天线完成振动、温度试验,达到气象雷达的方位扫描要求.     

某型气象雷达方位扫描伺服系统设计

设计一套用于驱动某型气象雷达进行方位扫描的伺服系统。该系统采用PC机和步进电机运动控制卡组成控制部分,选择步进电机为执行元件,用步进电机专用集成驱动芯片搭建步进电机的驱动电路。试验表明,该伺服系统能较好地驱动雷达天线完成振动、温度试验,达到气象雷达的方位扫描要求。     

基于STM32F103的双轴交流伺服系统

针对传统单轴交流伺服系统存在体积大和成本高的问题,为满足工业自动化行业对结构紧凑型伺服驱动的需要,设计了一种全数字双轴永磁同步电机伺服系统。在分析了伺服系统实现原理和软硬件方案的基础上,该系统充分利用了STM32F103的2个高级定时器、3个高速AD、2个正交编码器接口等丰富的片上资源,采用了单个STM32F103为主控制器,以两块智能功率模块（IPM）为功率电路,使系统结构紧凑。实验结果表明,该双轴驱动器的性能能够满足实际使用的需求。     

基于LabWindows/CVI的多路伺服电机控制和在线检测系统

针对多路伺服电机的计算机控制和电机参数在线检测问题,基于LabWindows/CVI虚拟仪器软件平台,结合DSP技术,开发了多路伺服电机控制和在线检测软件系统。该软件系统通过周期性UDP/IP网络组播的方式发送/接收数据报文,能同时实现对多路伺服电机进行控制,并对电机电枢电流、电枢电压、激磁电流、激磁电压及相关性能参数进行在线检测。系统可根据用户需要将在线检测到的数据通过表格、图形实时输出。结果表明该软件系统在实际应用中获得了很好的效果,并具有良好的扩展性。     

基于DSP的新型太阳方位跟踪系统

为了提高太阳方位跟踪精度,降低光伏发电系统的成本,利用光伏电池旋转产生的短路电流是交变电流的这一特点,通过离散傅里叶变换（DFT）求解交变电流的初相位,计算太阳的高度角和方位角,实现了对太阳方位的自动跟踪。并依此方法设计出了一套基于数字信号处理器（DSP）的新型太阳方位跟踪系统。实验结果表明,该系统能实现太阳光大范围内检测,并迅速跟踪,可避免多块光敏元件的不一致性所带来的问题,有效地提高了跟踪系统的精确性,可望在太阳能光伏发电工程中得到应用。