FPGA在运动控制系统中的设计

在基于ARM FPGA的硬件平台上进行嵌入式运动控制系统的设计,ARM实现应用管理,FPGA实现插补运算,发出脉冲到伺服驱动系统,形成运动指令控制伺服电动机运转等。对FPGA模块内部设计和控制方法的实现进行了详细阐述,并且给出了调试结果。     

采用ARM和LM629的直流电动机伺服控制系统研究

采用ARM处理器和LM629芯片结合的方式,对直流电动机伺服控制硬件系统进行模块化设计,开发出控制灵活、性能稳定和结构简洁的直流电动机伺服控制系统,大大提高了控制系统的软件设计效率和硬件可靠性。实践表明,该设计具有很广泛的应用范围和很好的应用前景。     

七自由度数据臂多轴伺服运动控制器设计

介绍了一种采用ARM处理器以及FPGA设计的7轴电机伺服运动控制器在数据臂平台上的应用。与采用传统的MCU设计的多轴电机伺服运动控制器相比,该控制器具有较高的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法。试验表明,该控制器能够满足多轴电机伺服运动控制的需要。在面向遥操作的7自由度数据臂平台中,将该控制器应用于关节数据采集和力反馈控制系统中,实现了多关节数据的实时采集和力反馈电机即时动作。该运动控制器可以应用在各类型机器人、医疗设备及数控机床等控制系统设计中。     

基于AMR的多轴伺服控制器设计及其应用

讨论了一种采用ARM处理器及FPGA设计的7轴电动机伺服运动控制器.与采用传统的MCU设计的多轴电动机伺服运动控制器相比,该控制器具有较高的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法.试验表明,控制器性能稳定可靠,能够满足多轴电动机伺服运动控制的需要,已成功应用于7自由度数据臂力反馈控制系统设计.     

基于ARM的多轴伺服控制器设计及其在7自由度数据臂中的应用

讨论了一种采用ARM处理器及FPGA设计的7轴电机伺服运动控制器、与采用传统的MCU设计的多轴电机伺服运动控制器相比，该控制器具有较高的集成度和灵活性，便于用户实现较为复杂的算法：试验表明，控制器性能稳定可靠，能够满足多轴电机伺服运动控制的需要，已成功应用于7自由度数据臂力反馈控制系统设计。     

基于ARM微处理器的实时采集和控制

介绍了以ARM9为核心,作为控制器对电液位置伺服进行控制的一种方法。控制系统中采用定时方式实现A／D转换器采集位移传感器的模拟信号,控制算法是PID控制并由程序实现,利用脉宽调制输出的方法对电液位置伺服进行控制。该控制方法已得到应用,效果稳定。     

智能缝纫机控制系统的设计

针对智能缝纫机逐渐向高精度、高速度的专业化发展需求,设计了一款基于ARM+SOC智能缝纫机控制系统,该方案集成了系统电源、运动控制板、交流伺服驱动器、三轴合一步进驱动器、ARM主板等功能模块。该控制系统综合应用ARM、SOC等嵌入式技术,实现了对智能缝纫机的高速、高精度运动控制,具有扩张功能快捷、操作方便、性价比高等优点,主要技术指标达到国际先进水平。     

嵌入式技术在花样缝纫机控制系统中的应用

针对花样缝纫机的智能化控制问题,综合应用ARM、DSP、FPGA等嵌入式技术,开发花样缝纫机智能化控制系统.该智能化控制系统由嵌入式ARM主板、基于DSP+FPGA的运动控制卡、带触摸功能液晶屏、主轴伺服驱动单元、进给轴驱动单元、输入/输出信号接口、系统电源等组成,可实现对花样缝纫机的高速、高精度运动控制.应用结果证明...     

基于ARM和FPGA协同的高可靠性雷达双机冗余伺服系统

针对机场天气雷达不间断工作工况下的高可靠性和低成本要求,设计了一种基于ARM主控板和FPGA切换控制板协同工作机制的雷达双机冗余伺服系统,系统采用以ARM为控制核心的两套相同的伺服分机、一套基于FPGA的双机切换控制系统以及一套天线座伺服设备组成,ARM和FPGA协同工作实现智能化控制、反馈、保护和柔性切换的功能,具有很高的可靠性和可维护性。分析研究了其系统组成、硬件架构、软件实现,并通过实验搭建进行了实施和验证。     

基于ARM+CPLD的多通道液压伺服控制系统研究

电液伺服控制系统已广泛运用于各种工业领域。在ARM技术、CPLD技术日益成熟的今天,将它们运用于伺服控制技术中,不仅有利于提高控制系统的运行速度和系统稳定性,也有利于降低成本。运用CPLD控制数据采集的多通道的液压伺服系统实现了通道数量选择,使系统能运用在更多的环境中,同时,也提高了运行速度和采样数据的稳定度。而网络通讯和交换机的应用使得系统的传输速度更快,并且可以实现更多通道的扩展。     

全自动自准直经纬仪轴系精密伺服驱动系统

针对传统电子经纬仪轴系手动操作的不足,设计轴系直流电机伺服系统以实现其自动化操作.以控制计算机为上位机,负责对加装在电子经纬仪中的面阵CCD相机采集到的图像进行图像处理,得到角度偏差并将此偏差信号输入到加装在电子经纬仪中的dsPIC30 F6012A芯片.由控制芯片依据控制算法运算处理后得到电机驱动信号并经驱动放大后控制电机转动.位置控制算法选用积分分离式PID算法.实验结果表明:加装电机后的电子经纬仪在实现了轴系自动转动的同时能保持其原有测量精度.     

基于遗传算法的数控机床进给伺服系统模糊PID位置控制研究

文章针对电机引入的非线性、参数不确定性及对位置伺服系统快速定位和无超调的要求问题,提出了一种新的位置控制方法,即基于遗传算法的模糊PID位置控制。该方法结合遗传算法和模糊PID控制的优点,利用遗传算法优化模糊PID控制系统的模糊控制规则,通过模糊控制规则对PID参数进行实时修改。仿真结果表明,这种位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应,与传统比例位置控制的伺服系统相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性。     

改进遗传算法在直流伺服电动机的PID优化控制

提出了一种改进型遗传算法,它可减少传统遗传算法的进化时间和收敛代数,提高了进化的爬坡能力。同时,利用此改进算法对直流伺服电动机的控制系统进行PID控制参数优化整定,仿真结果表明该方法得到的优化参数更接近全局最优解,使控制系统具有更好的鲁棒性和稳定性。     

基于CAN总线分布式机械臂控制系统设计

介绍了基于CAN总线的分布式煤矿开采机械臂控制系统的体系结构。主控制器接收操作者控制信息,控制六个关节控制器实现运动任务。主控制器与关节控制器间实现CAN实时通讯,关节控制器通过控制LM629实现直流电机PID伺服控制。在主控制器摩托罗拉单片机上移植μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,调配管理各任务模块;各关节控制器完成对关节电机的PID伺服控制并监测反馈错误信息。且文中给出了主控制器和关节控制器的软件设计体系和流程图。最后实验证明取得了良好的效果。     

基于CMAC神经网络PID控制算法控制直流电机的仿真研究

传统的PID控制算法对控制参数难以适应,抗干扰能力差,对直流电动机进行控制时速度较慢、稳定性较差,为解决上述问题,文中提出了一种基于CMAC神经网络的PID控制算法来控制直流电动机,对PID控制参数进行自适应修改,仿真结果表明,该算法提高了系统的稳定性、响应速度、参数适应性和鲁棒性,改善了系统控制存在的稳态精度不高的问题。     

基于STM32的直流电机模糊PID调速系统研究

针对普通PID控制难以满足现代工业对直流电机控制高速度、高精度要求的问题,对直流电机及其控制系统进行了研究,设计了一种以STM32芯片为核心的自适应模糊PID控制直流电机调速系统。此调速系统通过采用模糊自适应PID控制算法改变PWM波占空比来实现系统灵活调速。在实验环境中,分别采用普通PID控制器和参数自适应模糊PID控制器来实现直流电机的调速系统,并通过主控芯片实时发送电机速度到上位机软件,绘制响应曲线。研究结果表明,模糊PID控制器在电机运行过程中,系统动态调节直流电机的PID参数,有效解决了传统PID整定困难的问题,并显著提高了电机的响应速度和控制精度。     

基于PC＋PCI的直流伺服系统测试平台的设计

介绍了由计算机与研华科技的PCI1721、PCI1753板卡组成的直流伺服系统的测试平台。计算机软件使用了Visula C＋＋高级编程语言,实现增量式PID控制算法,并利用积分分离的方法解决了电机PID控制中出现的积分饱合问题。该设计目前应用于某型雷达的伺服控制系统中,取得了满意的控制效果。     

基于Freescale单片机的智能赛车设计

以全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛为基础,采用MC9S12DGl28 16位单片机作为核心控制单元,通过一个CMOS摄像头检测模型车的运动位置和运动方向,用光电传感器检测模型车的速度,并加以直流电机、舵机、电源电路以及其他电路模块构成整个运动控制系统。在软件设计上我们使用PID控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向,完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。     

未知时变环境下采摘机器人电液伺服控制系统

为保证采摘机器人在未知时变环境下的控制稳定性和机器人末端执行器的位置执行精度,优化采摘机器人电液伺服控制系统。系统基于直流电动机驱动机器人各个关节,构建采摘机器人电液伺服控制系统的数学模型;通过加权自扰动递推最小二乘法辨识采摘机器人接触动力学模型实时控制参数后,结合小脑神经网络和PID算法,分别实现前馈控制和反馈控制,以此优化采摘机器人电液伺服控制系统。结果表明：优化后系统具备较好的控制参数辨识效果,机器人末端执行器在3个方向的误差接近于0;可在2 s内完成控制,超调量在2%以内;控制机器人在静态和动态2种状态下,液压缸活塞的位移结果均低于1.6 cm。     

自抗扰算法在直流力矩电机伺服系统中的应用

在直流力矩电机驱动的伺服系统中,由于存在诸多非线性因素和随机性因素,所以致使模型难以准确建立,各类影响因素不能被准确补偿,从而降低了系统仿真分析的有效性和实际应用的控制精度。针对此,引入自抗扰算法,即根据直流力矩电机伺服系统的特性设计自抗扰控制器,综合在线估计,补偿影响因素,即将所有影响因素归结为一个总扰动进行在线观测和补偿,以期进一步提高伺服精度。通过对系统施加苛刻的干扰条件进行仿真研究,根据分析仿真结果整定出控制器参数。为了验证控制算法的有效性,将整定好参数的控制器应用于直流力矩电机驱动的转台内框上进行实验。实验结果表明,基于自抗扰算法控制的转台内框获得了很高的动态跟踪性能,且鲁棒性强,从而验证了所提出方法的可行性。