基于PWM的四旋翼飞行器控制方法

为实现四旋翼飞行器稳定可靠性飞行控制,提出了以ATMEL公司AVR微控制器为核心IC（IntergratedCircuit）的MCU（MicroControlUnit）四旋翼飞行器控制系统。该系统由以无刷直流电机为动力核心的动力驱动系统、以微控制器及陀螺仪为核心的核心控制系统、以2．4GHz的无线遥控接收器为核心的无线遥控控制系统组成。采用脉冲宽度调制（PWM：PulseWidthModulation）信号控制四旋翼控制动力驱动模块。通过对四旋翼工作模式与控制参数的研究,得到相应的控制算法,然后编程实现、模拟相应的飞行姿态。实验结果表明,四旋翼飞行器能稳定悬停、转向和三维控制。     

基于FPGA的步进电机细分控制系统的设计

四相步进电机在低频旋转时存在振荡问题。为了解决这个问题,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的步进电机细分控制系统。系统以FPGA为控制核心,L298N为电机驱动模块的控制芯片,在细分理论的基础上结合正弦脉冲宽度调制（SPWM）控制技术,实现步进电机的细分控制。通过ModelSim软件仿真和实验验证,显示该系统可以减少电机的振荡,使电机在低频时能运行平稳。     

光强可调大功率LED开关电源的设计与研究

针对当今LED线性稳压源功耗高、体积大的不足,利用LM2575 DC／DC降压芯片设计了一种恒流驱动大功率LED的PWM开关电源。其发光效率在80％以上,且体积小、性能稳定、成本低,通过调节外部电位器可以改变驱动电流进而改变LED的发光强度。     

一种新型温度控制系统的设计

介绍了一套新型温度自动控制系统，阐述了该系统的组成、原理及软硬件设计方法。     

四旋翼飞行器设计

本设计是基于刑S320F28027单片机的四旋翼自主飞行器,包括硬件电路的设计,描述了硬件电路中元器件的选型,也包含基于四元数的姿态解算,详细讲述了四元数如何作用在解算过程中。     

四旋翼无人飞行器ADRC-GPC控制

针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模型不确定性以及外部扰动作用,将原始对象模型转化为积分器形式,然后针对积分器设计广义预测控制器.阶跃响应系数矩阵能被解析地求解出来,可有效地解决广义预测控制计算量大的问题.研究结果表明:所提出的ADRC-GPC控制方法能够对四旋翼无人飞行器姿态系统进行实时控制,可满足控制精度及快速性要求,并能有效地克服系统的外部干扰和多变量耦合作用.自抗扰广义预测控制器能够有效地控制欠驱动非线性多变量系统.     

FPGA语音识别的四旋翼飞行器控制系统设计

以FPGA语音识别命令作为四旋翼的航拍遥控命令,将FPGA快速处理信息的能力与语音控制的简单、准确、灵活特点相结合。控制系统分为2部分,四旋翼飞行器利用单片机,采用模糊神经网络PID控制四旋翼螺旋桨的转速达到对机身的飞行高度和方向的控制;语音遥控命令利用FPGA,采用优化的隐马尔可夫模型完成对机身的飞行姿态的命令控制。经仿真验证语音控制四旋翼控制系统具有很强的实时性,能很好地控制四旋翼飞行器完成航拍任务。     

一种四旋翼自主飞行器的设计与实现

通过对四旋翼飞行器进行设计,使其能够在人工控制时实现一键式启动,从而在指定的区域内完成自主飞行任务。研究方法是基于瑞萨器件R5F100LEA作为核心控制器件,辅助以采用超声波测距传感器HC-SR04和九轴运动处理传感器MPU-6050来控制飞行器的运动方式和运动姿态。     

步进电机控制系统的设计与实现

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件.本文基于FPGA和单片机设计出实用的四相步进电机控制与驱动系统,进行了硬件和软件设计.利用FPGA产生的PWM细分驱动信号,结合STC89C52,系统实现了步进电机的正反转控制及速度控制.进行了PWM驱动信号仿真,并完成了样机系统测试,仿真及测试效果好,系统具有功能完善、运行稳定等特点,具有推广价值.     

基于PID算法的智能换热站控制系统

本文详细介绍了PID算法在智能换热站控制系统中的应用,新型智能换热站系统的总体结构、调节阀温度控制、循环泵压力控制和补水泵压力控制的流程,西门子PROFINET在工业现场控制中的优势,以及西门子PROFINET技术在智能换热站系统中的应用。     

四旋翼微型飞行器设计

针对常规无人飞行器尺寸较大,无法适用于室内狭小空间飞行的问题,设计了一种四旋翼微型飞行器.建立了微型飞行器的动力学模型,介绍了组成飞行器的相关硬件.构建了由三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计组成的姿态测量系统,给出了姿态解算的具体步骤.使用了互补滤波器对陀螺测量误差进行矫正,并给出了互补滤波器融合系数的确定方法.采用基于欧拉角反馈的PID控制器进行姿态控制,无需建立复杂的控制系统模型.该飞行器最大尺寸15 cm,重量22g,可垂直起降和悬停,适用于狭小空间的侦察任务.     

四旋翼飞行器的双回路PID控制器的设计与实现

四旋翼飞行器是当今市场的一个新兴且关注度高的研究方向.PID算法当属四旋翼飞行器的核心部分,优秀的PID算法可以实现稳定的悬停和快速的打舵响应.针对传统的单回路PID控制器的不足设计了一种新的双回路PID控制器,结构上分为主回路和副回路,角速度作为主回路,角度作为副回路,副回路的输出量作为主回路的期望值.并在角度姿态的获取上创新的加入了滤波系统,从而使副回路获得的角度曲线更加稳定和平滑,降低了电机的工作温度,提高了控制精度.控制器采用了STM32F103作为控制核心.该款处理器有配套的DSP库,可以实现FIR滤波器,滤波参数确定于MATLAB的FIR设计工具.经过上机实验说明了新的滤波双回路PID系统不仅悬停十分稳定,对于打舵响应十分迅速,而且具备一定的抗外力干扰能力,满足设计需求.     

辅助混合动力电动汽车技术研究（Ⅱ）——驱动电机控制系统及关键技术

针对辅助混合动力电动汽车的运行特点,完成了基于单片机80C196KC的电动汽车驱动控制系统的设计,介绍了系统设计中的关键技术与调试经验,在输入信号的处理与IGBT的驱动保护方面做了深入研究。实验结果表明,系统整体性能优良,实现了对驱动电机的安全可靠控制。     

用于机器人伺服电机的PWM功率接口的设计与实现

介绍一种应用于机器人伺服电机上的由微机控制的PWM功率接口的设计原理与实现．此功率接口采用了IR(International Rectifier)公司型号为IRF530的MOSFET以及相应的驱动芯片IR2101，具有线路简单、设计思想明确、性价比高、应用广泛等特点．本文将详细介绍此功率接口的结构、原理，并给出实验仿真结果．     

离线式开关电源控制器芯片的设计与实现

为了提高离线式开关电源的性能,提出一种的高效率、低功耗的离线式开关电源控制器芯片的设计方法.该控制器是基于脉宽调制(PWM)模式和脉冲间隙调制(PSM)模式方式设计.控制器环路控制方式采用峰值电流控制.在反馈电压小于4.75V时采用PWM工作模式,在反馈电压大于4.75V时采用脉冲间歇调制模式控制.另外,电路还具有短路保护、过压保护、欠压保护、内部电流斜率补偿、电流采样死区控制的功能.为了降低系统的电磁干扰(EMI),芯片在一定的频率范围(1kHz)内随机改变脉冲频率,以拓宽频谱.芯片采用TSMC0.6μm高压40VBCD工艺模型实现.仿真结果表明,该电路可实现两个工作模式及相互之间的平稳过渡,适用于大范围交流输入(85～264V)的锂电池充电器或电源适配器.     

高精度的步进电机控制系统设计

为了使电机的走位更为准确,达到精密控制的目的,设计了一种高精度的步进电机驱动方案.该方案基于MCU(C8051F012) L297/L298(L6203)的经典架构,使用斩波恒流细分的驱动方法,在实际运行中具有良好的升降速曲线.实际运行表明,步进电机运行稳定,且具有步距角小﹑转矩恒定﹑功耗低等优点.     

欠驱动四旋翼无人飞行器的滑模控制

针对六自由度欠驱动四旋翼无人飞行器(Quadrotor UAV)受控模型的复杂非线性问题,提出了一种系统简化方法,并基于简化后的模型设计了滑模控制器,实现了对复杂模型的非线性控制.首先,对Quadrotor UAV模型进行简化处理,从而可将系统解耦为完整驱动部分和欠驱动部分;进而,通过定义一个广义滑动流形实现欠驱动部分的滑模控制器设计;最后,利用Lyapunov理论证明了系统欠驱动部分的稳定性.仿真分析表明,本文提出的控制方法能够有效实现Quadrotor UAV的控制,且与经典PID控制方法相比,具有对外界扰动更强的鲁棒性.     

基于脉冲宽度调制技术的太阳能充电系统的设计

设计了基于脉冲宽度调制技术的太阳能充电控制系统,对蓄电池充电效果进行了验证.实验结果表明,系统能够有效判断蓄电池的充电状态.并采取相应的充电方式,达到延长其使用寿命的目的.     

四旋翼无人飞行器控制律设计与仿真

四旋翼无人飞行器已经得到了广泛应用,其控制律设计的重要性日渐凸显。在构建四旋翼飞行器六自由度动力学模型的基础上,分别设计了基于PID控制和线性自抗扰两套控制律。首先给出基于PID控制的四旋翼控制律,对四旋翼的各个通道设计PID控制律,并进行六自由度仿真分析,随后给出基于线性自抗扰控制的四旋翼控制律,针对每个通道设计自抗扰控制回路,进行六自由度仿真分析,基于仿真结果对两者的控制效果进行对比,最终结果表明自抗扰控制方法可以有效地抑制超调且响应速度更快。