基于DSP的高频电液激振台控制器

为了实现对2D电液伺服阀双自由度的控制,将DSP技术应用到高频电液激振台控制系统的构建中。通过对步进直线电机和同步伺服电机的调控,实现了对2D电液伺服阀阀芯开口的精确定位和对阀芯转速的控制,同时实现了与上位机的通信。利用数字滤波对采集信号进行处理,提高了控制精度,并通过控制算法实现了在非线性失真下的跟踪控制,消除了电机失步和速度突变。详细阐述了控制系统的硬件结构和软件设计。实验结果表明,该控制系统稳定可靠,能随着阀芯轴旋转运动和轴向滑动实现激振频率和幅值的独立控制。     

反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定平台

为满足高机动装甲车辆对光电瞄准系统视轴高稳定精度的要求,设计了光路中嵌入快速反射镜的反射镜式光电系统复合轴稳定平台。首先,利用施奈尔反射镜定律的矢量方程,构建系统视轴矢量方程,研究其运动特性、稳定补偿原理;然后,分析了控制方法、控制系统频率特性,分析结果显示,传统稳定平台控制系统的截止频率26Hz,而复合控制系统的截止频率为215Hz,控制系统带宽提升了8倍以上;最后,构建了复合轴稳定平台实验装置、测试装置,介绍了实验方法、稳定精度测试原理,开展了复合轴平台与传统平台的稳定精度比较实验。实验结果表明,在相同的实验条件下,复合轴平台较传统平台的稳定精度提高了5倍以上,反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定平台能够实现光电瞄准镜的高精度稳定。     

航空光电稳定平台的自抗扰控制系统

对航空光电稳定平台模型进行分析并利用电流环简化了平台模型。阐述了影响平台稳定性的扰动及抑制扰动的方法,提出一种基于预报修正的自抗扰控制系统。首先,提出了一种预报修正方法,采用"先预报,后修正"的方法来减小扰动观测值的滞后和超调;然后,设计了基于二阶扩张状态观测器的自抗扰控制系统,对扰动进行线性化动态补偿;最后,在振动平台上对系统进行了速度稳定实验、目标跟踪实验和鲁棒性分析。结果表明,与经典的平方滞后超前控制方法相比,本文设计的控制方法对扰动的隔离度至少提高了5.88dB。另外,设计的系统具有很强的鲁棒性,在系统参数改变±15%的范围内,仍得到很好的控制效果。由于所设计的控制系统具有很强的实用性和鲁棒性,在工程实际应用中提高了航空光电稳定平台的抗扰动性能。     

海上石油平台的电网安全稳定控制系统探微

本文首先简要介绍了安全稳定控制，并在此基础上对安全稳定控制系统在海上石油平台电网中的应用进行论述。期望通过本文的研究能够对确保海上石油平台的电网安全、稳定运行有所帮助。     

单片机PLC控制系统抗干扰能力的途径

为提高单片机PLC控制系统的硬件和软件抗干扰性能,增强整体系统的抗干扰能力探讨了其实现途径。经过一系列的研究发现PLC控制系统主要是将先进信息技术作为基础,具有一定可靠性、多元化、独特性的控制技术,目前受到广泛的应用,但是由于单片机PLC控制系统存在抗干扰性能的问题,导致系统在运行的过程中很容易受到诸多因素的干扰和影响,不能良好稳定运行,而通过营造良好硬件应用环境、对设备合理接地、对输入和输入硬件进行抗干扰处理,能够大幅度提高系统硬件的抗干扰性能。同时在软件抗干扰处理的过程中进行错误信号的屏蔽、数字滤波技术的应用、“看门狗”技术的应用、故障检测功能的设置,能够提高系统的软件抗干扰性能,确保软件的安全稳定应用。由此可见,在单片机PLC控制系统实际运行的过程中,科学合理进行软硬件的抗干扰处理,能够增强控制系统的抗干扰性能,确保控制系统的良好应用,为系统的创新革新夯实基础。     

二维精密气浮运动平台控制系统稳定性研究

二维精密气浮运动平台采用直接驱动进给和气浮导轨支承技术,不仅需要有较高的定位精密、运动速度和定位加速度,而且要求直接驱动伺服系统具有足够的稳定裕度。根据自动控制原理,对系统参数进行了分析,并完成了参数修正,论文利用Matlab语言和Simulink软件对X轴控制器电流环、速度环、位置环进行建模仿真研究,验证了二维气浮运动平台控制系统是稳定的,且有足够的稳定裕度。建立了实验单元,通过控制器参数整定软件PMAC Tuning PRO2调节PID参数,完成参数优化。实验表明平台控制系统是稳定的,优化PID参数能使系统更快到达稳定状态。     

基于速度信号的扰动观测器及在光电稳定平台的应用

在闭环控制系统中引入了扰动估计和补偿来改善光电稳定平台低速性能,并提高其扰动抑制能力.提出了基于速度信号的扰动观测器,并对其各项性能进行了研究.介绍了常规的基于加速度的扰动观测器的工作原理,指出了它在光电稳定平台应用中存在的问题;通过引入平台的标称模型,构建了基于平台速度信号的扰动观测器,给出了相应的闭环控制系统结构,...     

两轴有源稳定平台在某系留气球载雷达系统中应用

天线稳定平台主要用于隔离载体运动对雷达天线的干扰,显著提高雷达的探测效果。文中介绍了一种基于TN80C196KC20的稳定平台控制系统的设计。详细介绍了PWM功放电路SA07的特点以及其在该稳定平台控制系统中的应用,并给出了电流-速度-位置闭环控制、双速度环设计等一些关键技术问题的分析与解决方法。该稳定平台已成功应用于某型号系留气球载雷达系统中,工作稳定可靠。     

控制工程虚拟实验平台的研究与开发

介绍了采用MATLIB语言构建控制工程虚拟实验平台的方法．该实验平台主要包括5个模块：控制系统简介、虚拟实验、系统设计、系统分析和系统仿真。开发软件为MATLIB6．65。利用MATLAB的图形用户界面开发工具GUIDEQ及其提供的控制系统工具箱和仿真工具，开发了图形交互式控制工程虚拟实验平台，为控制工程课程的实验教学提供了一个界面友好、功能完善的计算机辅助环境。利用该平台，不仅可以完成控制工程课程教学大纲要求的实验，而且可由学生自行设计控制系统，通过计算机仿真，获得系统的性能参数。通过改变系统的结构参数和校正方法，从中得到性能最佳的控制系统。整个实验平台在Windows环境下运行简单、调试方便、无损耗。     

数字滤波在油量表中的应用

油量表是叉车仪表盘上一个重要的组成部分,它主要用来指示油箱中剩余的油量,也为监视发动机安全工作提供了可靠的指示。数字滤波技术是信号处理中一种重要的去噪、消除干扰的方法。文章研究了算术平均滤波和限幅滤波两种数字滤波方法在油量表中的应用,给出了一种新的数字滤波的方法和步骤。实验结果表明该数字滤波技术在油量表中能提高仪表的测量精度,具有良好的实用性。     

加速度的扰动补偿在控制系统中的应用

为了提高直流力矩电机速度控制系统的伺服性能,使精密光电稳定平台具有更好的动态性能和更强的抗干扰能力,提出了一种基于加速度信号的扰动补偿控制方法。该方法建立了标称控制器,并利用加速度信号构造扰动观测器, 快速、精确地补偿外界扰动及由模型误差造成的影响,从而提高系统的响应速度及抗扰动能力。实验结果表明,该控制方法显著地改善了电机控制系统的动态性能,使电机响应迅速而且没有超调;对于阶跃型外界扰动,系统的速度仅出现了宽度仅0.1 s的脉冲型波动,且幅度比PID控制至少减小50%。此外,控制系统对于电机模型的不确定性具有鲁棒性。本文所述控制方法容易实现,适于工程应用。     

数字滤波器在工业缝纫机中主轴振动抑制中的应用

在介绍了工业缝纫机的发展趋势后,着重阐述了缝纫机系统中的主轴驱动控制系统及所采用的调节滤波器.针对机械的振动噪声,系统从电机驱动控制方面采取了抑制措施.通过改进调节滤波器的增益设置和陷波滤波器,用于电流转矩给定输出,使整套机械的振动和噪声明显减小.文中对更改前后机械振动的频率分布进行了比较分析,验证了系统所做改动的有效...     

光电轴角编码器的发展动态

光电轴角编码器,又称光电角位置传感器,是一种集光、机、电为一体的数字测角装置.由于它结构简单,分辨率高,精度高,因此已被广泛应用在精密角位置的测量、数控及数显系统中.本文主要介绍了光电轴角编码器在国内外的发展现状,并说明了其工作原理及发展历史.针对光电轴角编码器的某些关键技术,我们也对其未来的发展趋势进行了扼要阐述.     

Time delay modeling and compensation of dithered RLG POS with antivibrators and filter

A high rate sampling and digital filter can demodulate and remove the dither noise of RLG caused by mechanical dither. However, the time delay caused by antivibration system and digital filter severely reduce the measurement precision, and become a key problem. To solve the problem, a time delay modeling and compensation method of dithered RLG POS was proposed. An optimized multi-degree uncoupled antivibration system was designed. The dynamic response time delay model based on antivibrator characteristics was established. A linear FIR digital filter was designed to remove dither signal of RLG, the filtering time delay model was accurately established. The RLG POS can accurately measure space–time information by time delay compensation. The experimental results show that the attitude errors are reduced to 0.0028°, 0.0044° and 0.0021° from 0.0033°, 0.0058° and 0.0104°, using proposed time delay compensation method. It contributes to realize high quality image of optical camera without ground control points.     

基于EMD与响度的有源噪声控制系统

为了提高有源噪声控制系统的降噪效果,提出了基于经验模态分解( empirical mode decomposition,EMD)和响度的控制系统.该系统首先采用EMD方法对噪声源进行自适应分解,并对分解后的各个固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量的响度进行计算,然后根据各个分量的响度大小进行残差滤波器的设计.与基于A计权曲线设计的残差滤波器相比,该方法所设计滤波器能更好地抑制响度较小的信号频率成分.对有源噪声控制系统的降噪效果进行了仿真,结果表明,所提出的控制系统比传统滤波-X LMS(filtered-X least mean square)方法和采用基于A计权残差滤波器的系统降噪效果更好.     

Electromechanical system frequency response equilization using three different methods

The frequency response of different electromechanical systems like sensors and actuators is in many cases the most important parameter for their evaluation. In some cases, when a short time delay does not play an important role and the flatness of frequency response is more important, an approximate of inverse system for frequency response compensation can be used. We equalized the frequency response of a non-minimum phase linear time-invariant electromechanical system using a digital finite impulse response (FIR) filter. Three different deconvolution methods for determination of the approximate of inverse filter impulse response were used and the results of the compensation using three different inverse filters are compared. The first method is based on the solution of the system of linear equations, while the second method is based on a simple direct inverse Fourier transformation. The third method uses an active noise control algorithm based on a least mean square adaptive algorithm. The results of all three methods can be applied in a FIR filter realized on DSP boards to perform real time compensation. The theoretical simulations are compared with experiments. Compensation of arbitrary systems is an interesting subject and it can be applied in numerous different fields from sensors and actuators to measurement and acoustics.     

基于ZYNQ的ICP-MS数据采集处理系统设计与实现

数据采集系统是电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)的重要组成部分。本研究针对ICP-MS需要同步采集脉冲和模拟信号,且信号信噪比低的问题,提出了一种基于ZYNQ芯片的数据采集处理解决方案。利用ZYNQ集处理器和可编程逻辑于一体的特性,在ARM端搭载了用于流程控制及以太网通讯的FreeRTOS实时操作系统,在FPGA端基于FIR compiler和MCDMA IP核实现了数据的采集、缓存、动态滤波及传输。脱机测试结果表明,脉冲计数误差率小于0.000 5%,模拟计数线性度高达0.999 98,数字滤波幅频特性曲线与理论基本一致。在本团队自行研制的ICP-MS仪器中,利用本系统测试标准调谐液TUNE D,数据采集满足仪器需求,配置64阶低通滤波后,模拟计数中¹¹⁵In谱峰信噪比提高了49.59%。该系统FPGA端各资源占用率均小于50%,片上总功耗仅为2.28 W,有利于推动质谱仪小型化、智能化发展。     

基于智能PI算法的自动纠偏系统的研究

论述自动纠偏控制系统的硬件设计、软件编程和系统仿真。文章以带钢卷取纠偏为例,研究的边缘位置控制系统主要是由光电传感器、全数字智能PI控制器、液压站及卷取机组成的计算机位置控制系统。光电传感器采集位置信号后经计算机处理,再将处理后的信号经放大传给液压装置,最后推动卷取机进行带钢纠偏。仿真结果表明,此自动纠偏系统具有很好的动态和稳态性能。     

基于IIR小波滤波器的涡街流量计数字信号处理系统

涡街流量计被广泛应用于过程工业,但是,由于易受由管道振动和流场扰动等因素干扰,现场测量精度无法保证,测量小流量困难。本文将小波滤波器组应用于涡街流量计信号处理中,研究基于小波滤波的涡街信号处理方法,分析了小波滤波器的幅频特性对信号分析的影响,构造了幅频特性好的IIR型小波滤波器组。本文研制了基于ADSP2181的涡街流量计数字信号处理系统,并进行了气体流量和水流量标定实验,实验结果表明,基于小波滤波的涡街流量计数字信号处理系统有良好的适配性能,性能指标优于常规的涡街流量计处理系统。     

Hardware comb filter enhances dynamic range and noise performance of sensors in noisy environments

We present the results of combining a hardware implementation of an analog comb filter with an ultralow noise electromagnetic sensor. The comb filter is designed to attenuate mains related interference, at either 50 or 60 Hz, and related harmonics. The sensor chosen for this work is an induction magnetometer, but the method is applicable to any low noise high dynamic range sensor. The resultant system, in this case, uses only a single coil, not a gradiometric configuration, thus providing a magnetometer capable of sensing field as opposed to field gradient. This combination of filter and sensor allows additional gain to be added and the full sensitivity of the system to be achieved, previously only realized in an electromagnetically screened room. At the same time, the high dynamic range, low noise performance, and original bandwidth of the sensor are maintained. The technique is illustrated by using the system in an urban environment to observe Schumann resonance phenomena. This approach to acquiring small signals in a noisy environment is compared with conventional analog filter and digital signal processing techniques.