浅谈电磁智能控制运动装置的原理

电磁智能控制运动装置的设计受到单摆原理启发,通过调整单片机的占空比控制线圈的电流强度,产生不同的磁场强度控制磁摆来回摆动,并能够通过光电传感器控制磁摆的同步性达到控制装置的精确性。该系统能够控制磁摆在指定的摆角(10o~45o)范围内连续摆动,摆动摆角绝对误差≤5o。     

基于单片机的电磁控制运动装置

电磁控制运动装置是一种单摆式的运动装置,由电磁控制部分和摆杆部分组成。其电磁控制部分由电源模块、线圈驱动模块、控制模块、按键模块、显示模块、摆动模块等组成,核心元件是8位的STC12C5A60S2单片机,通过单片机控制摆杆的角度和周期。     

单摆周期T0的理论分析与应用研究

理想单摆模型的周期与摆角无关,本文首先给出任意摆角条件下周期公式的精确解,同时用不同方法得出周期公式的近似解。通过T0-Tπ2lg与不同周期公式的比较,结果表明在误差允许的范围内,仍可用T0来代替T计算周期。     

摆式陀螺寻北仪悬带的力学传递分析

外界扰动是通过摆式陀螺寻北仪的悬带从基座传递到陀螺房,为了分析悬带对外力矩的传递规律,从摆式陀螺寻北仪结构出发,由拉格朗日方程建立悬带摆角模型,在瞬时冲击力、常外值力和简谐外力作用到基座时分别解算悬带摆角模型,在小角度时由悬带摆角反映陀螺房所受外力矩。通过实验验证,在一定条件下,悬带摆角频率近似单摆频率;在瞬时冲击力和常值力的作用下,悬带摆角从受力时刻开始简谐振动,摆幅由外力决定;在简谐外力作用下,悬带摆角为单摆频率与外力频率两者振动的线性叠加,当简谐外力频率与单摆的固有频率相近时,将发生共振。     

基于STC89C52的电磁控制运动装置

为了利用电磁控制实现摆杆按指定角度和周期运动,采用STC89C52单片机为主控芯片,ADXL345数字式3轴角度传感器实时检测摆杆角度,自适应算法算出摆杆摆动所需的时间,L298N驱动芯片在PWM脉冲信号控制下驱动电磁铁;LCD12864液晶显示屏显示预设参数。测试结果表明,摆动摆角绝对误差≤1°,最大启动响应时间≤9 s;最大停止响应时间≤10 s。     

智能型重力加速度测试仪的研制

智能型重力加速度测试仪,是在原单摆实验装置的基础上,采用单片机和红外光电传感器实现对摆球的检测和控制,进而实现自动释放摆球、自动计数、自动计时、同时将检测信号进行自动处理,算出重力加速度。使传统单摆测量重力加速度的方法得到了较大的改进,提高了测量精度。     

高精度风力摆控制系统设计

本系统设计制作一套由轴流风机为动力源的单片机精准控制系统。系统采用MC9S12XS128微控制器作为主控芯片,选用MPU6050六轴运动传感器及WDD35精密导电塑料电位器作为摆杆的角度检测模块,并采用四个空心杯电机作为系统的执行机构。该系统采用PID控制算法,控制摆杆做摆动方向和摆动幅度均可设定的平面单摆运动及摆动半径可设定的圆锥摆运动。实验结果表明,该风力摆控制系统摆动方向角度误差＜3°,摆动幅度误差＜5 mm,圆锥摆圆度误差＜5 mm。     

基于LEGOEV3的单摆测量重力加速度实验设计

利用单摆测量重力加速度实验是高中物理一项重要的实验内容。实验中,通常使用秒表测量单摆运动时间,人工计数摆动次数,该方法简单有效,但由于人为因素的影响,往往使单摆的运动周期测量产生较大误差,从而使重力加速度的测量出现较大偏差。为减小该方法所带来的测量误差,本文提出了一种利用LEGO EV3控制模块和颜色传感器,通过Robot C编程进行单摆重力加速度测量的方案,实验证明该方法能够有效降低了测量误差,提高了测量的精度。     

基于STC12C5A60S2芯片的风力摆控制系统设计

本文利用陀螺仪采集风力摆姿态角,单片机在接收姿态角数据并处理后,通过控制PWM(脉冲宽度调制)波占空比来调节风机的转速,从而实现了风力摆在仅受直流风机为动力控制下快速起摆、画线、恢复静止的功能,并能准确画圆,且受阻风力影响后能够恢复画圆状态。经过测试表明该系统具有良好的稳定性和适应性。     

介绍一种校准加速度计的新装置

1 概述 迄今为止,国内外校准加速度计所用的冲击摆有两种:一是单摆(数学摆),即冲击摆装置的激振摆(锤摆)与接受摆(砧摆)均为单摆构成;二是复摆(物理摆),即冲击摆装置的激振摆与接受摆均为复摆。在校准过程,这两种装置的优点是均能避免重力加速度g的影响,产生单次准半正弦波的冲击加速度,但其参数范围较窄,其加速度幅值可达5～500g,而其加速度脉冲持续时间约为2ms～40ms。     

旋转倒立摆及控制装置

本系统以TI公司的MSP430F168IPM单片机做为整个系统的控制核心,采用飞思卡尔E6A2-CWZ3C编码器作为主要测量模块来对摆杆的角度和位置进行精确测量;通过PID算法对电机进行有效控制;驱动部分采用大功率H桥电机驱动模块,实现对电机更强的驱动能力;采用4*4矩阵键盘作为模式选择开关,以实现题目中不同部分的要求。12864液晶模块实时显示编码器采集的各项数据,整个系统以5V和12V直流电源供电且运行良好,基本部分和发挥部分全部达标,另外还可完成使摆杆在160°位置自动恢复倒立状态,液晶显示单摆摆动时间和15g重物干扰保持倒立不变状态等额外功能。     

运动补偿下短波红外成像光谱仪的信噪比特性

为研究运动补偿下成像光谱仪的信噪比特性,首先推导出探测器像元采集到的光谱辐射信号与瞬时视场光轴摆角的关系式.据此,在短波红外(1.0～2.5μm)光谱范围内,计算不同摆角下系统采集到的光谱辐射信号及系统信噪比相对于观测星下点(对应光轴摆角为0°)的变化情况.结果表明:与观测星下点相比,运动补偿过程中系统采集到的总光谱辐射能量随光轴摆角的增大而减小,并且其中地面目标辐射所占的比例也随之减小.信噪比有类似的特性.要使整个观测过程信噪比提高的倍率保持或接近预期的补偿倍率,光轴摆角尽量小于30°.     

静电离心系统中电子的非圆轨道运动规律的数值研究

本文采用电子计算机数值分析方法对静电离心系统中电子的非圆轨道运动的规律进行了研究,通过大量的数值计算、分析和研究发现:电子做非圆轨道运动时,其运动存在着角向和径向周期性,且这种周期性只与电子的横向注入速度、注入位置及系统中所加的静电电压有关,而几乎与其横向注入角度无关;不同参量下的电子运动的径向周期与角向周期之比均趋近于同一常数;当电子注的横向注入速度较小(0.35c)时,电子运动的径向周期与系统中所加的静电电压的平方根成反比;不同参量下的电子运动的径向周期均近似等于相应系统中的特征振荡周期。     

基于单片机STC12C5A60S2的电磁控制运动装置初探

随着我国社会经济的全面发展,电磁控制已经逐渐取代人工控制,为人们的生活提供了极大的便利。设计受到钟摆原理启发,通过单片机STC12C5A60S2做主控模块,控制电磁铁电流强弱来实现摆杆的起摆和来回摆动,通过采集三角加速度传感器MMA8451的角度信号,以此作为反馈信号来改变电磁铁的电流大小及方向,从而实现摆杆在指定周期和指定幅度连续摆动。同时可以实现键盘控制起停、SYN6288语音播报、数据显示、声光报警功能。     

基于PSD的二维定心激光扫描器摆角测量系统

介绍了二维定心激光扫描器的工作原理和结构设计,描述了采用光电位置敏感探测器(PSD)实现的二维摆角测量系统,比较了两种不同测量方式的优劣,包括数学模型、计算公式和光学系统构造。给出了PSD信号处理电路框图,设计了消除暗电流和杂散光干扰的采样-保持电路,并对系统位移做了标定。系统可以实现30°圆锥角的大范围二维摆角测量,角分辨率达0.01°,具有实时性强、工作稳定、抗环境干扰能力强等优点。     

自动化技术与远动技术

1810 自动化理论与技术0504283环形单级倒立摆起摆控制研究[刊,中]/张姝//江南大学学报(自然科学版).—2004,3(5).—482-485(D)针对倒立摆的起摆控制,建立了环形单级倒立摆基于拉格朗日方程的运动方程,在此基础上提出了能量控制的概念,并将能量补偿控制应用在环形单级倒立摆系统上。仿真和实际控制结果表明了所提出方法的有效性和可行性。参6     

某导弹双摆喷管电动伺服系统运动分析及建模仿真

首先分析了某导弹双摆喷管电动伺服系统的结构原理,通过对系统的运动分析和建模,研究了2个垂直安装位置的机电作动器的非线性运动特性和耦合干扰情况,给出了控制器在任意摆角指令下对作动器伸缩位移的解耦运算;同时,研究了摆动力臂与喷管摆角之间的非线性关系,在此基础上建立含有非线性环节的单个伺服机构数学模型,调节控制器参数,分别采用基于时域的阶跃响应法和基于频域的正弦相关分析法,在Simulink仿真平台上进行仿真,通过与真实实验数据的比对,验证了模型的准确性,为后续深入研究该型伺服机构性能测试打下坚实基础。     

倒立摆系统的研发及基于MATLAB的实时模糊控制

研制出一种低成本、高可靠性和离稳定性倒立摆硬件系统,同时提出-种专家模糊控制策略以及基于MATLAB的实时控制途径.采用模糊组合变量来减少模糊规则数,并根据摆角来选择不同模糊规则库,从而提高控制性能.用Matlab实现的控制算法在对倒立摆的实验中表现出很好的实时控制性能.     

基于Matlab的倒立摆系统实时模糊控制研究

研制出一种低成本、高可靠性和高稳定性的倒立摆硬件系统,同时提出一种专家模糊控制策略以及基于Matlab的实时控制途径.采用模糊组合变量来减少模糊规则数,并根据摆角来选择不同模糊规则库从而提高控制性能.用Matlab实现的控制算法在对倒立摆的实验中表现出很好的实时控制性能.     

用虚拟细分法控制步进电机

针对步进电机控制中容易出现的问题,提出一种虚拟细分的方法,该方法既能够适应复杂的控制环境,又大大提高了控制精度.首先将电机的步进角平均分为Ⅳ(其值根据精度要求确定)个固定细分步,以该量作为基本计算单位,提出控制策略,即按照定周期变步长(转速慢时)和变周期定步长(转速快时)两种方式进行控制;其次,根据匀加速、匀速和匀减速三种运行状态,采用运动学公式建立了数学模型,计算当前载波周期的角位移和转速,并根据转速确定下一载波周期的大小,根据转子的当前位置确定是否换相,从而实现全过程的控制;最后,通过应用实例证明,该方法在工程实践中是可行的,完全能够获得满足精度的步进参数.