基于时间尺度的感应电机自抗扰控制器的参数整定

自抗扰控制器(ADRC)在感应电机控制中取得了优良的控制效果, 但控制器参数整定比较困难. 本文从时间尺度的概念入手分析ADRC参数整定问题, 通过理论分析得出感应电机的时间尺度, 并结合时间尺度与ADRC参数的关系进行参数整定, 得到了感应电机按定子磁场定向矢量控制的ADRC控制器参数整定方法, 该方法尤其适于多台电机的参数整定. 仿真结果表明该方法可行, 为感应电机ADRC提供了一种参数整定方法.     

EPS电机驱动的反馈电流控制方法研究

本文主要讨论EPS电机驱动的反馈电流控制的两种方法:软件控制和硬件控制.PID控制技术成熟、鲁棒性好,在电机控制中得到了广泛的应用,在EPS软件电流控制方法中,结合EPS特点,分析PID软件控制原理和控制参数确定方法.在EPS硬件电流控制方法中,分析硬件电机电流反馈控制原理图,讨论各模块电路设计方案,通过主观评价实验得出:低速的电控单元,硬件控制电机效果较好.     

基于ISA总线的微型电机驱控电路设计

本文介绍了一种基于ISA总线的微型电机控制驱动电路的设计方法.工控计算机通过ISA总线与CPLD器件通信,控制以电机驱动芯片TA7279P为核心的电机驱动电路,使微型电机进行相应的运动.该设计具有简单可靠、电路简洁、占用空间少等优点,是一种合理可行的设计方案.     

级联无刷双馈电机定子磁场定向的直接反馈控制

针对级联无刷双馈电机, 提出了一种采用控制电机定子磁场定向的直接反馈控制方法. 首先推导出级联无刷双馈电机在控制电机定子磁场定向坐标系下的磁链方程和转矩方程. 然后将功率电机对控制电机的影响视为扰动, 在分析磁链方程和转矩方程的基础上得出磁链和转矩分别可由控制电机定子电流的直轴分量和交轴分量进行控制的结论. 该方法回避了求解复杂非线性方程的困难, 控制算法简单, 对电机参数的依赖性小. 仿真实验结果证 明了该方法的有效性.     

步进电机及其单片机控制

随着工业自动化的发展,步进电机的应用越来越广泛.步进电机是一种用于开环控制的驱动元件.本文阐述了步进电机的基本知识和特性,提出了基于单片机控制和集成电路驱动的步进电机控制实现方法以及软硬件设计方法.     

高频响下音圈电机迟滞特性的建模与控制

优化数控机床给进定位精度问题,音圈电机(Voice Coil Motor,VCM)在高频、高速、高加速情况下,存在的迟滞特性影响系统的性能特性.为了实现青圈电机的精确定位控制,提出了音圈电机复杂迟滞神经网络动态逆模型的控制方法.首先,建立了音圈电机复杂迟滞神经网络动态模型,根据迟滞的特性求出了音圈电机复杂迟滞神经网络动态逆模型,采用逆模型结合PD控制算法进行仿真.实验结果表明,系统最大跟踪误差减少到是1.6％,表明所提出的控制方法有效地消除了音圈电机复杂迟滞的影响,提高了音圈电机的控制定位精度.     

基于MATLAB的无刷直流电机调速系统的建模与仿真

从无刷直流电机的数学模型出发,提出了一种无刷直流电机控制系统仿真建模的方法.该方法在Matlab/Simulink中,把独立的功能模块和s函数相结合,构建了无刷直流电机系统的仿真模型.系统采用双闭环控制:速度环采用PID控制,根据滞环电流跟踪型PWM逆变器原理实现电压控制.利用该模型分析了电机的动静态性能,得到了电机运行时的转速、转矩、相电流和反电动势曲线.仿真结果与理论分析一致,验证了该方法的合理性和有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

高速永磁同步电机智能控制技术的仿真

电机在高速运行的情况下,电机在调速过程中会出现超调及转速波动大等现象,特性与常规电机有很大的不同.针对系统稳定特性和实时响应特性应有较好的控制,传统的电机用的是PI控制,往往无法满足高性能控制的要求,为了克服了传统PI控制的一些缺点,并优化高速电机的性能,以高速永磁同步电机为研究对象,提出了采用滑模变结构控制和自适应模糊控制相结合的控制策略对高速电机的调速系统进行设计.方法结构简单,具有快速的动态响应和较高稳态精度.通过仿真试验,系统对负载和转动惯量的变化具有很强的鲁棒性,比传统的PI控制超调小,改善了稳定运行的性能,为设计提供了依据.     

船舶电力推进遥控操作的电机速度控制

本文主要介绍了船舶电力推进遥控操作的信号转换与控制方式.分析了电机速度直接控制方式的不足之处.提出了电机速度控制的改进和实现方法.     

高空螺旋桨驱动电机控制系统的仿真研究

螺旋桨的负载特性不仅与飞行器的飞行高度相关,还与其驱动电机的转速呈现非线性关系,若驱动电机采用传统的PID控制方法,较难取得理想的控制效果.为了解决这一问题,在分析了驱动电机的数学模型和螺旋桨负载特性的基础上,设计了一种模糊自适应PID控制方法.并在Matlab/Simulink中建立了控制系统的仿真模型,进行了仿真实验.实验结果表明,模糊自适应PID控制方法动静态品质良好、鲁棒性强,控制效果明显优于传统的PID控制器.     

Present and future robot control development—An industrial perspective

Robot control is a key competence for robot manufacturers and a lot of development is made to increase robot performance, reduce robot cost and introduce new functionalities. Examples of development areas that get big attention today are multi robot control, safe control, force control, 3D vision, remote robot supervision and wireless communication. The application benefits from these developments are discussed as well as the technical challenges that the robot manufacturers meet. Model-based control is now a key technology for the control of industrial robots and models and control schemes are continuously refined to meet the requirements on higher performance even when the cost pressure leads to the design of robot mechanics that is more difficult to control. Driving forces for the future development of robots can be found in, for example, new robot applications in the automotive industry, especially for the final assembly, in small and medium size enterprises, in foundries, in food industry and in the processing and assembly of large structures. Some scenarios on future robot control development are proposed. One scenario is that light-weight robot concepts could have an impact on future car manufacturing and on future automation of small and medium size enterprises (SMEs). Such a development could result in modular robots and in control schemes using sensors in the robot arm structure, sensors that could also be used for the implementation of redundant safe control. Introducing highly modular robots will increase the need of robot installation support, making Plug and Play functionality even more important. One possibility to obtain a highly modular robot program could be to use a recently developed new type of parallel kinematic robot structure with large work space in relation to the robot foot print. For further efficient use of robots, the scenario of adaptive robot performance is introduced. This means that the robot control is optimised with respect to the thermal and fatigue load on the robot for the specific program that the robot performs. The main conclusion of the presentation is that industrial robot development is far away from its limits and that a lot of research and development is needed to obtain a more widely use of robot automation in industry.     

基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制

为了提高电力巡检机器人越障控制能力,该文提出基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制技术,首先构建电力巡检机器人的被控对象模型,结合电力巡检机器人驱动动力学分布,进行电力巡检机器人的定位控制,同时采用避障算法进行电力巡检机器人巡检过程中的越障控制,结合位姿参数的自适应调节方法进行电力巡检机器人越障运动学模型构造。在此基础上,建立电力巡检机器人越障控制目标函数,采用B样条曲线跟踪寻优方法进行机器人的越障路径规划,采用自适应的模糊信息加权方法,进行电力巡检机器人越障控制优化。仿真结果表明,采用该方法进行电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,接近运动轨迹的标准值。其越障控制的灵敏度较高,自适应控制能力较强,电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,提高了电力巡检机器人越障性能。     

基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统设计

为了保证机器人能够在保持稳定的情况下,按照规划轨迹执行工作任务,从硬件和软件两个方面,设计了基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统。装设机器人传感器与状态观测器,改装机器人鲁棒滑模跟踪控制器,完成系统硬件设计;综合机器人结构、运动机理和动力机制3个方面,构建机器人数学模型;根据状态数据采集结果与规划轨迹之间的偏差,计算机器人跟踪控制量;依据滑模运动与切换方程,利用Sigmoid函数生成机器人鲁棒滑模控制律,将生成控制指令作用在机器人执行元件上,实现系统的鲁棒滑模跟踪控制功能;在系统测试与分析中,所设计控制系统的平均位置跟踪控制误差为0.93 mm,与设定轨迹目标基本重合,机器人姿态角跟踪控制误差为0.06 mm,具有较好的鲁棒滑模跟踪控制效果,能够有效提高机器人鲁棒滑模跟踪控制精度。     

基于模糊控制的双足步行机器人控制研究

本文研制了一台能够独立自主行走的新型的双足步行机器人。机器人的主体部分采用6台伺服舵机,由伺服舵机对机器人进行驱动,同时舵机本身又可作为躯干,使整个机器人的结构非常紧凑。这也是对现有大多数此类机器人进行研究之后所做的改进。对机器人的行走控制由PIC单片机及其相关电路组成。鉴于双足步行机器人是一个复杂系统,故采用模糊控制来提高其控制的精度。经过实际检验,使用模糊控制可以获得很好的控制效果。     

Path-following control of a mobile robot in the presence of actuator constraints

In this paper, we present a control law for a non-holonomic mobile robot that achieves path following. In the path-following problem, the objective is to control the angular velocity of the robot so that the robot tracks a given reference trajectory. In this paper, we propose a control law that achieves path following in the presence of a constraint on the angular velocity. By applying the proposed control law, the robot can track the reference trajectory even if the distance from the initial position of the robot and the reference trajectory is arbitrary large. Further, we extend the control law so that the linear velocity of the robot becomes small when the robot passes through corners. By using the control algorithm, we can prevent the angular velocity of the robot becoming extremely large when the robot passes through corners. Numerical examples are provided to illustrate the effectiveness of the proposed methods.     

基于弹簧负载倒立摆模型的仿袋鼠机器人稳定跳跃控制

仿生跳跃机器人具备很强的越障和环境适应能力,但是由于机器人运动过程中较短的可控时间以及腾空阶段运动的不确定性,运动的稳定性对于仿生跳跃机器人至关重要.本文对仿袋鼠机器人跳跃运动过程中的稳定跳跃控制问题进行了研究.首先采用双质量弹簧负载倒立摆模型(spring-loaded inverted pendulum,SLIP)模型对袋鼠机器人的结构进行简化,建立了机器人系统的动力学模型,并对机器人的运动过程以及着地相与腾空相的切换条件进行了分析.然后采用解耦控制的思想,将SLIP模型的运动控制分解为水平速度控制和跳跃高度控制两个方面,分别通过控制着地角度实现对水平运动速度的控制,通过能量补偿实现对跳跃高度的控制.最后在ADAMS仿真环境中建立机器人模型并进行了机器人运动仿真实验.实验结果表明,本文提出的方法可以实现仿袋鼠机器人稳定的周期性跳跃运动.     

一种基于智能手机蓝牙技术的机器人控制系统

在小型家用机器人控制领域,如何通过智能设备进行机器人控制是该领域的热点问题之一。文中提出了一种基于智能手机蓝牙技术的机器人控制系统。文章首先介绍了采用的蓝牙通讯协议,然后阐述了基于蓝牙技术和智能手机的机器人控制系统的架构,最后详细介绍了该系统的具体实现。该系统很好地满足了对小型家用机器人运动控制的要求。     

蛇形机器人控制系统的设计与实现

以蛇为模型的蛇形机器人的研究，扩大了机器人的应用领域．本文基于CAN总线技术完成了蛇形机器人控制系统的设计及研制，有效地实现了机器人的运动控制．在此基础上完成了蛇形机器人的集中式控制和分布式控制方式．     

一种基于智能手机蓝牙技术的机器人控制系统

在小型家用机器人控制领域,如何通过智能设备进行机器人控制是该领域的热点问题之一。文中提出了一种基于智能手机蓝牙技术的机器人控制系统。文章首先介绍了采用的蓝牙通讯协议,然后阐述了基于蓝牙技术和智能手机的机器人控制系统的架构,最后详细介绍了该系统的具体实现。该系统很好地满足了对小型家用机器人运动控制的要求。     

基于偏微分方程约束的机器人群集运动控制系统设计

为充分发挥机器人群集的协作优势,克服单机器人能力不足问题,利用偏微分方程约束理论,设计机器人群集运动控制系统;扩大机器人群集间通信网络范围,改装机器人传感器、运动控制器和驱动电机设备;在硬件设备的支持下,考虑机械结构、运动与动力工作原理,建立机器人群集数学模型;分配机器人群集运动任务,利用偏微分方程规划机器人群集编队运动路径,设置规划路径作为机器人群集运动的约束条件;从位置和姿态角两个方面计算运动控制量,通过控制指令的生成与转换,实现系统的机器人群集运动控制功能;通过系统测试实验得出结论：与传统运动控制系统相比,在优化设计系统的控制下,机器人群集的运动跟踪控制误差为13 cm,机器人群集运动过程中产生的碰撞次数平均值为15次,得到明显减少,即优化设计系统具有良好的控制效果。