两轮直立式自平衡移动机器人的控制系统设计

研究了两轮直立式自平衡机器人的系统组成,并利用动力学原理建立系统的数学模型,在Matlab环境下设计了状态反馈控制器(LQR),并进行了仿真和机器实体的实验,系统具有良好的鲁棒性.表明了系统建模和控制器设计的合理性和有效性.这种机器人两轮共轴、独立驱动,车身重心倒置于车轮轴上方,通过运动保持平衡,可直立行走.由于特殊的结构,其适应地形变化能力强,运动灵活,可以胜任一些复杂的工作.为机器人的自主控制、自学习提供了可靠的实验平台.     

两轮自平衡机器人的控制方法研究

由于两轮自平衡机器人在工业和社会的应用日益广泛,结合传统的机器人控制理念,提出了两种思路新颖、效果更优的控制方法.在数学建模基础上对自平衡机器人的运动进行分析,把非线性模型线性化.并针对两轮自平衡机器人平衡点线性化模型,采用现代控制理论经典的极点配置方法设计状态反馈控制器,对初始倾角及初始位移控制进行了仿真分析,同时也运用了LQR方法,对现代控制理论中的状态空间方程给出的线性系统进行研究,对倾角控制和位移控制进行仿真.     

两轮自平衡机器人的LQR改进控制

针对传统LQR最优控制器选取权阵的不确定性以及由此引发的响应速度慢的问题,对两轮自平衡机器人系统进行改进控制,使用传统LQR算法进行系统控制,并对存在的问题提出解决方法,选择一加权矩阵使系统稳定性得到进一步的提高,对比改进前后的LQR控制器,使用MATLAB进行仿真对比,可以得出优化后的LQR具有良好的控制效果,达到了预期效果,并具有良好的稳定性.     

两轮自平衡电动车的结构设计与有限元分析

阐述了两轮自平衡车的动平衡原理和条件.对整车进行了结构设计和有限元分析;采用高速电机和下沉式悬架设计方案,有利于降低控制难度和节能;使用玻璃纤维增强型材料PA66制造的减速器惰轮可以满足设计要求,而且减轻了整车重量;所设计的自平衡电动车主要参数为:整车尺寸448 mm×660 mm×1350 mm,重31.6 kg,最大爬坡度10°,最大载重量100 kg,可在-5°～5°倾角范围内保持平衡.     

两轮自平衡机器人系统建模与模糊自整定PID控制

两轮自平衡机器人系统建模与模糊自整定PID控制针对不稳定、非线性、强耦合的两轮自平衡机器人系统,运用牛顿力学方法建立了转向运动的数学模型.介绍了用模糊控制进行PID参数整定的原理和方法,并用该方法实现对两轮自平衡机器人系统的控制.仿真结果和实际应用均表明,该方法能使系统有更好的快速性和稳定性.     

低功耗自供电机械设备状态监测系统设计

为解决机械设备安全运行监测设备的续航能力差、需要频繁更换电池的问题,设计了一种低功耗自供电机械设备状态监测系统.该系统由磁悬浮电磁能量采集器、能量管理电路、低功耗无线传感电路以及监测上位机组成,通过收集机械设备运行状态下溢散的振动能量为监测节点供电,同时将机械设备运行状态下的温度和振动信息通过蓝牙传输方式发送到接收器,...     

两轮自平衡机器人动力学建模与运动控制

为兼顾低成本、小体积,可实现负重行走的运动控制,设计了一种基于姿态传感器的两轮桌面式小型机器人SmallRot-I.介绍了机器人的系统构成,包括机械结构部分和电气结构部分.使用Lagrange方程对此机器人进行了动力学建模,并采用双闭环PID算法对此机器人分别进行了系统仿真和实物的控制.机器人负重保持自平衡行走和转向运动时的仿真结果和实物控制结果证明了机器人物理系统和控制方法的合理性与有效性.     

滑模变结构方法在两轮自平衡机器人上的应用

研究了滑模变结构理论在两轮自平衡机器人系统的稳定控制.将滑膜变结构控制应用于具有非线性及强扰动性的两轮自平衡机器人.设计了滑模控制器,利用滑模控制器的特点实现对被控对象快速、有效的控制;针对滑模控制器本身的抖动问题,提出了一种模糊控制和滑模控制策略相结合的模糊滑模控制器,推导出模糊滑模控制律,根据Lyapunov稳定性定理,建立模糊逻辑规则库.通过仿真验证,控制方法有可行性和有效性,结果表明,本文提出的方法不仅保留了滑模控制系统所具有的较强的鲁棒性,而且消除了系统的高频颤动.     

基于参数寻优的自学习算法在两轮机器人控制上的应用

针对两轮机器人现有控制算法的弊端,基于自学习参数寻优算法设计自适应控制器.该控制器结构简单,无需依赖精确数学模型,经过多次学习训练,即可获得最优控制参数.将该控制器应用于两轮机器人的平衡控制中,并与线性二次型(linear quadratic regulator,LQR)最优控制器进行对比,仿真结果验证了该算法的正确性、有效性,凸显出较强的鲁棒性和仿生学习性;将该控制器应用于两轮机器人物理系统,取得了良好的控制效果.     

基于改进遗传算法的两轮自平衡机器人能量优化策略

为有效使用有限的电池容量,延长机器人运行时间,针对机器人能量消耗问题,建立了两轮自平衡机器人的动力学模型和能耗模型。由于能量函数具有指数形式,很难获得解析解最小化能耗函数。因此提出基于改进遗传算法的分步渐进优化策略。通过全局寻优的方式对机器人的运动速度和能量消耗进行优化,解决了能耗最小化问题。通过仿真验证了算法的有效性和实时性。     

ATM用户终端设备信令系统协议分析及软件

从实现的角度分析了ＡＴＭ终端设备信令系统信令消息层和信令适配层的主要内容，提出了用软件实现它们的具体方法．该方法具有可用任何单进程操作系统实现多层协议，只需一个定时中断和基本的通信中断，多层协议实体共享缓冲池，各层协议实体间通过指针交换数据，不进行任何数据拷贝的特点     

到发线车辆防溜逸设备微机监测系统

车辆防溜器是一种正逐步在铁路编组场到发线推广使用的防溜逸设备，它的安全使用直接关系着编组场的正常运营。为此在Synall2000平台上研制了一套防溜逸设备微机监测系统。通过实时监测防溜器的状态，发生故障时予以报警，从而能保证站场的行车安全。从软、硬件角度分析了该监测系统，并进行了可靠性分析。系统运行以来．稳定可靠,取得了良好的效果。     

A management information system for mine railway transportation equipment

Good equipment management is essential for the day to day management of an enterprise. Targeted at production opera-tion of the railway transportation department of a mining group and aimed at mine railway equipment management, we have estab-lished a management information system for the equipment in the entire process of the life cycle of equipment. The project deals with basic data about equipment, initial management, maintenance, operation and even disposal, based on a C/S and B/S structure.We adopted an object-oriented approach, dealing with software engineering, information engineering, economic and organizational measures. Thus, effective monitoring and control of the operation of railway equipment and its status in the entire process has been achieved.     

电力系统设备运行状态在线评估系统设计

在分析电力系统设备故障特性的基础上,建立其在线评估功能模型。通过对设备运行参数统计分析, 完成设备状态判断、故障预测、事故分析多项功能,并以健康指教的形式评估运行状态。健康指数通过两层数据融合得到,第一层利用各个信号进行设备运行模式判别,给出设备可能的故障模式及其可信度;第二层在第一层的基础上,利用故障损失经济性的概念实现对设备运行状态的评估,给出其健康指数。该系统在SIS中实现,并在电厂空气预热器运行状态评估中获得成功应用。     

一个微机财务报表系统的设计

介绍一个微机财务系统的设计，并对软件的功能特点及设计技术等作了讨论说明。     

车载电子设备的抗干扰设计

随着我国智能交通事业的发展，越来越多的车载电子设备将作为驾驶和出行的辅助设施被广泛应用于各种车辆中，而车载电子设备的研制所面临的一个重要问题就是如何提高抗电磁干扰能力。本以一种由单片机控制的中巴车辆运行监测仪的研制为例，详细阐述了车辆上电磁干扰的来源和产生机理，对车载设备的影响，以及多种解决措施。现场对比试验表明，在采用合适的抗干扰措施后，所开发的车载设备能可靠运行。     

大型设备基于组态的诊断与预测系统研究

为保障大型设备的安全可靠运行,实现科学维护,研究了基于组态的诊断与预测系统.阐述了大型设备基于组态的诊断与预测系统的组成、诊断与预测的功能实现,基于组态开发的人机接口等.组态化设计具有运行可靠、易于操作、便于升级、界面友好等特点,为诊断预测系统的研发提供了一种新方法.     

一种通信指挥车的总体设计

从通信指挥车的使用特点出发,讨论了车厢结构设计和通信指挥系统的设计.在车厢设计中,重点对扩展方舱、功能区模块、机架标准化和人性化设计进行了阐述.在通信系统设计中,重点对系统集成、综合布线、电磁兼容设计等方面进行了讨论.     

智能公交车载终端抗干扰设计与实验调试

针对智能公交车载终端在工作环境中出现的干扰问题,提出硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计方法,并采用实验手段进行调试。硬件抗干扰设计包括稳压电路块单独供电,输入输出通道隔离,传输线分开铺设。软件抗干扰措施包括重复检测滤波,短周期重复信号,指令预防程序运行失常。并以功能模块为单位进行单片机系统的调试,各个功能模块调试通过后将硬件和软件程序组合到一起进行联合调试。结果表明,在实地测试环境下,该系统可以正常准确地进行工作。     

基于HP54600A的数据采集系统设计

为使HP54600A数字化示波器在Labview软件环境下进行数据采集,设计了该系统。通过GPIB总线对SCPI程控指令和数据信号进行传输,在较宽的频带上采得了较精确的数据,系统具有采样频带宽、扩展性强、运行稳定等优点。这种设计思路降低了科研人员在Labview环境下构造高频数据采集系统的成本。