飞机大部件调姿平台力位混合控制系统设计

为了解决调姿平台中,由于三坐标定位器自身各轴垂直度和相互各轴平行度误差引起的调姿误差以及对飞机大部件造成内力的问题,提出一种飞机大部件调姿平台的力/位置混合控制方法.通过建立调姿误差模型,分析三坐标定位器自身垂直度和相互平行度误差对姿态控制以及部件内力的影响;根据机构雅可比矩阵条件数,提出调姿平台力控制轴和位置控制轴分配策略;通过静态误差计算得到,在三坐标定位器垂直度误差为0.05mm/m,同向轴两两之间最大平行度误差为0.1mm/m且平均平行度误差为0.07mm/m时,在给定的部件尺寸和调姿轨迹下,力/位置混合控制方法的调姿精度优于全位置控制方法,并且显著降低了调姿部件内力.实验结果表明,力控制器在位置扰动下能稳定跟随力矩指令,动态误差在±0.03N·m内,满足定位器调姿控制要求.     

飞机大部件调姿平台力位混合控制系统设计

为了解决调姿平台中,由于三坐标定位器自身各轴垂直度和相互各轴平行度误差引起的调姿误差以及对飞机大部件造成内力的问题,提出一种飞机大部件调姿平台的力/位置混合控制方法.通过建立调姿误差模型,分析三坐标定位器自身垂直度和相互平行度误差对姿态控制以及部件内力的影响;根据机构雅可比矩阵条件数,提出调姿平台力控制轴和位置控制轴分配策略;通过静态误差计算得到,在三坐标定位器垂直度误差为0.05mm/m,同向轴两两之间最大平行度误差为0.1mm/m且平均平行度误差为0.07mm/m时,在给定的部件尺寸和调姿轨迹下,力/位置混合控制方法的调姿精度优于全位置控制方法,并且显著降低了调姿部件内力.实验结果表明,力控制器在位置扰动下能够稳定跟随力矩指令,动态误差在±0.03N·m内,满足定位器调姿控制要求.     

基于可编程控制器的直流调速的飞锯机模拟

采用直流调速器和可编程控制器的结合来实现飞锯机模拟.其中可编程控制器作为控制信号的给定,首先接受两个编码器的回馈信号,将两个回馈信号作差,根据信号误差通过电压输出模块产生电压信号,以此来实现远程控制.直流调速器作为本系统的控制器,首先接受可编程控制器的电压给定信号,采用速度控制的方法进行直流调速,以实现两个电机的速度和位置同步,通过这种方法来实现飞锯机的模拟.实验证明,模拟效果较好.     

用A/D变换及查表求解法提高激光脉冲测距的时间分辨率

提出一种精确测量时隙间隔的新方法．通过时序控制,在待测时隙内对给定的RC回路充电．利用高精度A/D变换器对电压采样,再根据充电电压与充电时间的关系,用查表法快速获得时隙宽度的数值．其测时隙的精度理论上可达皮秒量级．该方法比常用的模拟时间插入法有更小的测距盲区,当采用40MHz时钟,测距盲区小于18m．     

基于模糊控制对剪切线位置控制方式的改进

定尺控制是钢板剪切线研究的一项重要内容.针对中厚板剪切生产线对板材定尺的要求，对剪切线位置控制方式进行了改进，设计了一种输出参考模糊控制器.该控制器以预定的响应轨迹作为位置输出的参考，以此轨迹上的点对应的值与设备实际输出值之间的误差进行驱动，使系统在减速阶段以理想的参考轨迹为参照，实现快速、无超调的准确停车以完成对剪切板材定尺的位置控制.仿真结果和试验结果证明该方法具有优良的控制特性和很强的鲁棒性，满足位置控制的要求.     

经济型气动机器人任意位置准确定位及提高定位精度的方法研究

本文对经济型气动机器人难于实现任意位置准确定位的问题,进行了初步的研究与试验。建立了包含4N个结构参数与运动参数误差引起的气动机器人手部动态误差的数学模型,分析了关节间隙,构件的加工、装配误差、弹性变形、控制系统、检测系统的误差以及由于空气的可压缩性引起的误差,提出了提高定位精度的方法,研制了经济型气动机器人任意位置准确定位装置,其重复位置精度达到±0.5～0.8mm,有效地减小了误差和定位时的冲击,实现了经济型气动机器人任意位置的准确定位,为气动机器人的轨迹控制,扩大应用范围创造了条件。     

基于状态误差PCH和L_2增益的永磁同步电机位置控制

针对隐极永磁同步电动机状态误差PCH控制系统因存在负载转矩扰动而产生位置稳态误差的问题,提出了一种基于状态误差PCH和L2增益相结合的控制方法。建立了基于dq坐标系的永磁同步电机的PCH系统数学模型,同时采用基于状态误差PCH和L2增益理论,并根据最大转矩/电流(MTPA)原理确定了在负载转矩恒定已知时系统的平衡点。利用状态误差PCH系统理论求出系统的控制器,在系统存在负载转矩扰动时,采用状态误差PCH系统理论和L2增益抑制扰动原理求出控制器。通过Matlab/Simulink进行仿真实验。仿真结果表明,在系统含有L2增益时,能够快速到达给定位置,并能够有效抑制负载转矩扰动,减小稳态误差,而且L2增益和状态误差PCH相结合能够抑制负载转矩扰动,使该控制器具有一定的实用价值。     

高精度电液位置伺服系统的智能控制

针叶具有时变参数、负载扰动的电液伺服系统,提出带有专家智能协调控制器的Ｂａｎｓ －Ｂａｎｇ控制、模糊控制与神经网络控制策略相结合的智能控制方案,导出了智能控制 算法,并进行了仿真实验,结果证明该控制方法控制启动快、无超调,静态误差小、抗随 机扰动强．     

基于软件设计的空间望远镜主镜力促动器控制系统

设计了一种基于软件的力促动器控制系统,并进行了实验测试。控制器的设计由上位机软件实现,采用了外环力环与内环位置环的双闭环控制策略,内环位置环能抑制其内部各个环节扰动的影响,增强了外环力环的抗扰动能力,控制算法采用PID算法实现。根据项目要求,设计了由直流电机驱动谐波减速器,带动精密丝杆转动,力传感器实现闭环控制的力促动器结构。通过上位机软件控制电机的转动,产生较正主镜的力。实际测试结果表明:该控制系统动态响应快,超调量小,具有较好的动态特性;在±200N测量行程内,抗干扰能力强,精度优于0.05N,具有良好的线性度和响应特性,满足主动光学支撑系统的要求。     

静止无功补偿器的神经元生物智能电压控制仿真

为改善静止无功补偿器传统PID电压调节器的动态调节效果．增强其自适应能力,提出了一种基于神经元控制双层结构生物智能控制器的设计方法,其一级控制单元采用神经元控制,二级控制单元采用传统PID控制,神经元控制器根据实时误差动态调节PID控制器输人的给定值以提高控制效果．采用MATIAB中S—function模块并结合S一函数编程方法建立了控制器的仿真模型。然后用其替代静止无功补偿器控制系统中的P1D电压调节器．仿真结果表明：基于神经元的生物智能控制电压调节器能快速、灵活地调节电压,维持系统电压稳定．     

直流无刷电机位置跟踪的模糊PID控制

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab/Simulink建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用PI控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,论文的研究工作对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

H型精密运动平台交叉耦合模糊PID同步控制

针对双直线电机驱动的H型精密运动平台由于永磁直线同步电机参数变化和扰动等不确定因素致使两边的运动不同步问题,提出一种交叉耦合模糊PID控制方法.在单轴中采用模糊PID控制作为位置控制器,速度控制器用普通的PI控制,以保证单轴跟踪精度;双轴间引入交叉耦合控制方法,消除双电机之间存在的机械耦合,进而减小了双轴间的位置同步误差.结果表明,将交叉耦合与模糊PID相结合的控制方法能够使H型精密运动平台的同步误差收敛于零,并且使系统具有较好的跟踪性能与鲁棒性.     

发动机油门控制器的开发

利用PIC系列单片机，采用参数在线PID控制方法设计了一种发动机油门控制器。该控器在不需要执行机构精确数学模型的条件下，能根据设定值与测量值的偏差自动改变算法，实现对发动机油门开度的精确闭环电子控制。介绍了该系统的总体方案设计、在线PID参数的调节方法，并对系统的软件、硬件作了比较详细的论述。试验结果表明：该油门控制器响应速度快、超调量小、跟踪误差小，鲁棒性好。     

发动机油门控制器的开发

利用PIC系列单片机,采用参数在线PID控制方法设计了一种发动机油门控制器。该控器在不需要执行机构精确数学模型的条件下,能根据设定值与测量值的偏差自动改变算法,实现对发动机油门开度的精确闭环电子控制。介绍了该系统的总体方案设计、在线PID参数的调节方法,并对系统的软件、硬件作了比较详细的论述。试验结果表明:该油门控制器响应速度快、超调量小、跟踪误差小,鲁棒性好。     

水下运载器多变量鲁棒输出反馈控制方法

针对存在较大参数不确定性和仅具有位置、姿态测量的水下运载器的六自由度位姿控制难题,提出一种基于自适应平滑增益滑模观测器和多变量积分Backstepping控制器的非线性控制方法.解决水下运载器的鲁棒输出反馈控制问题,使用基于Lyapunov稳定性理论的设计方法保证观测器 控制器系统的稳定性.设计的自适应平滑增益滑模观测器,克服常规滑模观测器中所存在的高频颤振现象,从而获得较平滑的速度估计值.当存在模型不确定性和有界未知干扰时,可以保证速度估计误差以指数速率收敛至较小的球域内.设计的多变量积分Backstepping控制器,可以保证系统的跟踪误差同样收敛至较小的球域内.以浙江大学正在研制的海王号ROV六自由度控制为研究对象,使用所提出的控制方法与传统PID控制器进行对比仿真研究.仿真结果表明,当存在较大参数不确定性、较强未知外干扰和测量噪声时,所提出的控制方法具有较强的鲁棒性能,可以很好地跟踪参考轨迹,获得较好的动态性能和稳态控制精度.性能明显优于常规PID控制器,并且解决了PID控制器所存在的转艏角设定值不能大于90°的问题.     

基于模糊PID的电液位置伺服控制器设计研究

介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,并建立了系统的数学模型。将模糊控制与PID控制结合在一起,设计了模糊PID控制器,即通过模糊控制器输出对PID参数进行在线调整。利用MATLAB软件进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制仿真结果,发现模糊PID控制器提高了系统的动态性能和稳态特性。     

基于鲁棒PID的电液位置伺服控制器的设计研究

针对电液位置伺服系统存在的参数不确定性的特性,提出了一种利用灵敏度函数来确定鲁棒PID控制器参数的整定方法。这种方法通过对系统开环传递函数奈奎斯特曲线与临界稳定点（-1,j0）点之间距离最大化,来确定各个PID参数。与基于幅值与相角裕度确定的PID控制器进行比较,仿真结果显示,使用灵敏度函数整定出的鲁棒PID控制器,在输入阶跃响应时,控制系统有良好的动态响应性能和鲁棒稳定性能。     

基于模糊自适应和优化阻抗的双机器人力/位主从协同控制方法

多机器人协同作业广泛用于多机协同搬运、冲压、焊接等领域,具有更高的精度、更灵活的工况执行能力。协同系统的插补算法与力/位控制性能共同决定了协同作业的轨迹平滑性和稳定性,也直接影响着系统的承载性能与作业质量。本文主要针对双机器人协同搬运过程中的力/位控制技术,展开了深入研究。首先,分析了双机器人协同搬运工况的夹持特征和受力状态,建立了协同搬运系统的理想数学模型。接着,依据主从机器人二阶阻尼系统的数学模型,采用双机器人主从协同控制模式,分别设计力/位控制策略。提出主机器人采用基于理想位置的优化模糊自整定位置控制,从机器人采用基于主机器人位置偏差的优化细菌觅食算法的阻尼控制,并进行了控制模块的设计工作。然后,在MATLAB中编译了细菌觅食算法主体及其代价函数,在Simulink中搭建控制系统。最后,对整个控制器模块进行了联合仿真。仿真结果如下：主机器人的最大位置误差缩小到1.53mm,从机器人的最大力误差缩小到0.038N。从机器人追踪主机器人的位置误差控制在0.18mm内,且从机器人可在0.2s内快速修正主从速度偏差。仿真结果表明：相比常规PD控制,本文所述控制方法可减少约40%的最大追踪误差,且有效消除了力追踪过程中的过零振荡现象,提高了系统的实时追踪动态性能。