基于控制的自由摆激光追踪系统

分析了自由摆激光笔控制系统设计的要点与难点,建立了激光笔转角与自由摆转角之间的数学关系。利用单片机根据一定的控制方法与策略,采用步进电机控制位于摆杆末端与激光笔固连的平板转动,使得自由摆在任意摆动过程中激光笔光斑始终能够瞄准照射在靶纸的中心。最后在该自动控制系统的基础上提出了两种改进方案。拓宽其应用范围,并且对其未来的发展方向做出了展望。     

水下拖曳升沉补偿系统设计及其内模鲁棒控制

为补偿拖船升沉运动对拖体深度的影响并提高深度补偿精度,设计基于进油节流、回油节流切换控制的水下拖曳升沉补偿电液控制系统。提出具有外层升沉补偿控制子系统和内层位置伺服控制子系统双层结构的升沉补偿控制系统总体设计方案,其中外层子系统采集拖体深度,升沉补偿控制器输出拖缆绞车运动目标角位移,内层子系统在时变拖缆张力力矩干扰下实现对目标角位移的快速、无静差跟踪。针对内层控制子系统的被控对象——电液控制系统存在建模误差和参数摄动并承受时变拖缆张力力矩干扰的特点,应用内模控制策略完成了内层内模鲁棒控制器的设计。仿真和试验研究表明,内层位置伺服控制子系统抗干扰能力强,对系统建模精度要求低,参数整定方便,具有良好的动态性能。     

基于单片机的随动控制系统设计

介绍了以51单片机为控制核心的数字式随动控制系统的硬件组成及软件设计。整个系统为一个三闭环的复杂多功能控制系统。其中两个模拟内环为电流环和速度环，数字外环（位置环）采用三只高精度的14位绝对式轴角编码器作为角位移传感器。该系统具有结构简单，接口功能强大，通用性强等特点，可广泛应用于负载较大的机电设备的伺服控制中。     

塔式起重机高效防摆控制研究

针对实际工程生产中塔式起重机在吊运重物时的摆动问题,采用一种基于三维空间质点运动力学建模的方法描述重物运动规律,通过传感器实现吊物的实时摆动信息反馈,研究一种对摆角偏差进行直接跟踪消除的防摆控制方法。通过实验仿真,上述方法设计的控制系统效果稳定,适应大角度消摆,工程适应性较强,实现了塔吊安全、高效运行和生产的要求。     

单片机在倒立摆控制系统的应用

通过对一阶旋转倒立摆系统原理的分析,选用单片机作为控制器,直流电机作为执行器,电位器式角度传感器作为反馈环节,采用PID控制算法设计实现了一阶旋转倒立摆控制系统。实验结果表明该系统在稳定的基础上具有较强的鲁棒性,验证了PID控制算法在一阶旋转倒立摆系统中应用的可行性和有效性。     

精密数控分度转台的控制系统设计

融合了时栅传感器测量技术的高精度时栅分度转台,在实际应用过程中出现了因定位精度高,人工很难一次性准确分度定位。针对该问题,利用高性价比的ARM嵌入式处理器,设计开发了一套基于时栅分度转台的自动分度定位控制系统。该系统采用步进电机作为驱动装置,利用转台中嵌入的高精度时栅角位移传感器的角位移测量数据作为反馈,构成闭环控制,采用分段控制、逐步逼近的控制算法,达到高速、高精度分度定位的目的。实际应用表明:该控制系统的分度定位精度达到±2″。     

车载激光系统光束控制反射镜角位移测量装置

为了使快速控制反射镜(FSM)能在车载、舰载等运动环境下稳定工作,并具有很高的控制精度,研制了一套高精度角位移测量装置,该装置通过精确地提供反射镜摆角信息作为系统的反馈信号来实现伺服闭环控制.针对传统快速控制反射镜位置信息反馈传感器的精度低以及不适于动载环境等缺点,采用田字裂相信号提取方法设计了基于莫尔条纹计数测量原理的精密光栅,并通过计算机进行仿真分析设计了具有抗干扰能力和耐高低温变化的绝对零位信号,其对比度达0.25.对信号处理电路进行高度集成,实现了小型化.实验结果表明,反射镜角位移测量装置测量的反射镜角分辨率为0.15″,测角精度优于0.4″,完全能满足机动式条件下,高能激光发射系统对FSM控制精度的要求.     

一级倒立摆控制装置的设计与开发

一级倒立摆控制装置由单片机采集摆杆角度传感器的反馈信号并发出控制脉冲,经驱动器进行功率放大后直接驱动直流电机实现调速控制,由直流电机带动同步带,并在双导轨的支撑下,控制实现滑块上摆杆的动态平衡。该装置可用于控制技术的实验教学。     

基于机电耦合动力学模型的起重机类欠驱动系统定位防摆控制

在研究起重机的定位防摆问题时,常规建模手段会忽略电气控制系统对控制效果造成的影响,为此,文中提出了机电耦合动力学建模的研究方法。首先分析了起重机定位防摆控制的当前研究现状,指出了当前起重机类欠驱动系统定位防摆控制研究中存在的问题,然后探讨了当前机电耦合的研究方法对于起重机定位防摆控制的效果,并给出了基于解析解的机电耦合动力学的建模思路。研究表明：考虑机电耦合建模,可以更加完整地描述起重机的定位防摆控制模型,并为其定位防摆控制研究提供理论依据。     

空气动力控制伺服系统位置控制精度研究

空气动力控制伺服系统作为姿态控制系统的执行结构,其控制精度对飞行器的姿态稳定性具有重要意义。以某飞行器空气舵摆角位置伺服系统为研究对象,建立了伺服系统的动力学模型,基于Simulink平台搭建系统的仿真模型,通过仿真和相关地面试验,探讨传动间隙对系统静态特性的影响。结合工程经验,优化完善系统角位移传感器安装方案,解决系统角位移测量曲线相位滞后问题。优化后系统空气舵摆角控制精度1.5%,满足姿控系统使用要求,具有较高的工程应用意义和参考价值。     

Visual-based quadrotor control by means of fuzzy cognitive maps

By applying an image-based visual servoing (IBVS) method, the intelligent image-based controlling of a quadrotor type unmanned aerial vehicle (UAV) tracking a moving target is studied in this paper. A fuzzy cognitive map (FCM) is a soft computing method which is classified as a fuzzy neural system and exploits the main aspects of fuzzy logic and neural network systems; so it seems to be a suitable choice for implementing a vision-based intelligent technique. An FCM has been employed in implementing an IBVS scheme on a quadrotor UAV, so that the UAV can track a moving target on the ground. For this purpose, by properly combining the perspective image moments, some features with the desired characteristics for controlling the translational and yaw motions of a UAV have been presented. In designing a vision-based control method for a UAV quadrotor, there are some challenges, including the target mobility and not knowing the height of UAV above the target. Also, no sensor has been installed on the moving object and the changes of its yaw angle are not available. Despite all the stated challenges, the proposed method, which uses an FCM in controlling the translational motion and the yaw rotation of a UAV, adequately enables the quadrotor to follow the moving target. The simulation results for different paths show the satisfactory performance of the designed controller.     

基于高速串行通讯的步进电机智能控制卡设计

提出了一种基于高速串行通讯的步进电机控制卡的设计方法，深入讨论高速率串行通讯时单片机适配晶振频率的选择原则，并详细介绍了其硬件组成原理和硬件初始化设置。该控制卡实时控制能力强，可靠度高，维护方便，操作简单。     

Remote positioning system based on GPS/GPRS

Considering the need of target positioning,a remote positioning system is designed based on global positioning system （GPS） and general packet radio service（GPRS） ; The data collection terminal is based on microcontroller unit （MCU） PIC24FV301.It uses GPRS network to create wireless link and transmits GPS source information which is collected by LEA5H board to monitor center on the Internet.The monitor center obtains the target information through processing and analysis of the calculated data.Actual operation results indicate that the designed system has excellent performance and achieves the goal of the remote location.     

Decoupled tracking and thermal monitoring of non-stationary targets

Fault diagnosis and predictive maintenance address pertinent economic issues relating to production systems as an efficient technique can continuously monitor key health parameters and trigger alerts when critical changes in these variables are detected, before they lead to system failures and production shutdowns. In this paper, we present a decoupled tracking and thermal monitoring system which can be used on non-stationary targets of closed systems such as machine tools. There are three main contributions from the paper. First, a vision component is developed to track moving targets under a monitor. Image processing techniques are used to resolve the target location to be tracked. Thus, the system is decoupled and applicable to closed systems without the need for a physical integration. Second, an infrared temperature sensor with a built-in laser for locating the measurement spot is deployed for non-contact temperature measurement of the moving target. Third, a predictive motion control system holds the thermal sensor and follows the moving target efficiently to enable continuous temperature measurement and monitoring.     

一种电磁摆摆幅和周期的控制方法

针对2013年全国大学生电子设计竞赛J题要求,设计了一套基于单片机系统的电磁摆运动控制装置。通过控制底端位置对称的两个电磁铁的触发时机和脉冲强度实现了摆幅控制,通过控制摆锤周围磁感应强度实现了摆动周期控制。摆幅控制采用非均匀采样周期的积分分离PID控制算法,周期采用开环控制。实验结果表明,该控制方法取得了良好的稳态和动态性能。     

基于89C5.1实现智能晾衣架控制系统设计

运用传感器、单片机和电动机来控制晾衣架的伸张和收缩.主要解决89C51单片机硬件电路的设计、雨滴传感器电路的设计、光照传感器电路的设计、传动及电动机驱动电路的设计及软件设计等.通过对系统硬件和软件的设计,达到了预期的目的,收到了较好的效果.     

Design of an absolute location and position measuring system for a mobile robot

This paper focuses on a development of a sensor system measuring locations of a vehicle to localize a mobile robot while it tracks on the track (location sensor). Also it focuses on a system configuration identifying the vehicle’s orientation and distance from the object while it is stationary at certain station (position sensor). As for the location sensor, it consists of a set of sensors with a combined guiding and counting sensor, and an address-coded sensor to localize the vehicle, while moving on the rail. For the position sensor a PSD (Position Sensitive Device) sensor with photo-switches sensor to measure the offset and orientation of the vehicle at each station is introduced. Both sensor systems are integrated with a microprocessor as a data relay to the main computer controlling the vehicle. The location sensor system is developed and its performance for a mobile robot is verified by experiments. The position measuring system is proposed and is robust to the environmental variation. Moreover, the two kinds of sensor systems guarantee a low cost application and high reliability.     

红外传感器动态目标定位灰色预测修正算法研究

目前红外传感器目标定位已经被广泛用于机器人跟踪及检测等各个领域,但是红外传感器在目标定位的过程中容易被外来的干扰所影响,有时不能实时有效地检测出目标的位置,特别是运动目标的位置。文中将灰色预测算法用于红外线传感器监测运动目标位置信号的动态修正。实验表明:灰色预测算法在一定速度时能有效地弥补红外线传感器的外在干扰信号,并在干扰信号不是十分密集时能成功地修正信号。     

STC12C5608AD单片机的数字式一氧化碳浓度变送器设计

介绍了一种基于STC12C5608AD单片机的数字式一氧化碳浓度变送器的硬件原理及构成与软件设计方法。变送器利用STC12C5608AD单片机内置的A/D转换器对一氧化碳传感器输出的1～5V标准电压信号进行A/D转换,并计算出浓度值后通过RS485接口输出数据。系统具有外围元件少、集成度高、精度高、稳定性好、可多机组网、编程及控制简单方便,价格低廉等优点。在矿井通风监测方面具有良好的应用前景。