双电机驱动精密二维测试转台伺服系统设计与实现

论述了用于雷达天线测试的某精密二维转台的伺服系统设计原理及关键技术。在设计中实现了基于80C196和EPLD的双电机驱动控制系统,以提高转台方位定位精度,同时数字化的设计方法也大大提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的人机界面优势和可扩展性。该转台已应用于微波暗室雷达天线测量,长时间使用证明系统实用、可靠。     

基于DSP的二轴转台伺服控制系统设计

针对目前网络通信中网线的布置繁冗、维护困难等问题,将二轴转台伺服控制技术应用于网络通信中,进行了二轴转台伺服控制系统硬件及软件的设计.采用“位置+速度”双闭环控制方式,以“TMS320F2812+CPLD”为控制核心进行了系统伺服控制卡的设计,通过选用高集成电机驱动芯片SA57进行了功率驱动卡的设计;通过采用超前-滞后控制算法,利用C和C++语言进行了控制系统的软件程序设计;建立了转台俯仰轴伺服控制系统的数学模型,采用先进的超前-滞后控制器进行了系统的速度环和位置环的校正,在Matlab的Simulink模块中,对系统的速度环及位置环的数学模型进行了数字仿真与分析.研究结果表明,所设计的二轴转台伺服控制系统的响应时间为25 ms,位置跟踪精度在±1″范围内,其跟踪性能完全满足了技术要求.     

微型无人直升机三轴飞行仿真转台

为了配合微型无人直升机飞行控制系统和惯性导航系统的研究,设计了一种基于MR-J2S交流伺服系统的新型三轴飞行仿真转台。该转台采用卧式布局,电机驱动的方式,使用光电编码器作为反馈元件,系统构成上、下位机两级控制结构,具有较高的测量精度、结构简单、造价低廉等特点。试验结果表明,能够满足微型无人直升机半实物仿真的要求。     

高精密单轴伺服转台结构设计

文中从总体需求出发,设计了一台高精密单轴伺服转台。根据总体技术指标要求,确定转台与安装平台及负载的接口尺寸;通过计算转台承受的负载和实际工况,选择直流力矩电机直接套轴驱动的传动方式;依据光栅测角传感器特点,选择单光栅与2个读数头结合的方式来提高测角精度。采用有限元分析方法完成转台的静力学性能分析和动力学模态分析,得出在仿真条件下转台的应力分布和位移分布情况以及转台前6阶振型和固有频率。结果表明,该型转台满足系统的技术指标要求,设计合理可行。     

基于闭环主从同步控制无轴提升机构设计

轨道交通施工用的大起升高度提升机构,中间驱动轴尺寸长,容易引起振动和疲劳失效。文中设计了一种双电机驱动无轴提升机构及其控制系统,基于旋转刚体动力学定理,建立了双电机驱动提升机构的数学模型,基于Simulink工具箱构建控制系统试验仿真模型,并对该闭环主从同步控制系统进行试验仿真。结果表明:该控制系统在启动、空载以及负载运行阶段,主从电机输出转矩始终保持一致。在0.25 s施加载荷后,系统相应速度快,在0.01 s后达到稳态值,且超调量仅有2%,满足提升机构性能要求。该研究成果对于大起升高度提升机构设计及同步控制提供了参考。     

基于MCU+EPLD的雷达天线转台通用伺服系统设计

基于MCU+EPLD构建雷达天线转台伺服控制系统,以高速单片机作为主控制器,以可编程逻辑器件EPLD通过硬件编程的方式构建各种外围接口电路。经过工程验证,可以满足系统总体设计要求,可作为一种雷达天线转台伺服系统的通用设计方案。     

某雷达天线座的机电一体化设计

前言本文介绍某雷达天线座机电一体设计的情况。该天线座包括方位驱动电机、减速器机构及方位数据发送系统。天线横梁安装在天线座的转台上。雷达的天线是采用八木天线阵。由于它的结构简单、重量轻、受风力矩小,所以要求天线座的体积小、重量轻、机动性好,并且具有双路射频转动铰链。为了满足以上要求,并降低造价,减速器主传动轴设计成空心,使它具有机械和电气双     

基于闭环控制的自动转位系统设计

针对某型设备自动转位系统控制及测角精度需要,采用步进电机驱动、机械机构及光栅测角细分的方法,设计了一种基于步进电机闭环控制的自动转位系统。该系统通过步进电机驱动细分和转台机械细分达到了0.5″的转位分辨率,利用光栅测角的正切法细分达到了1″的测角。实验表明：该系统控制精度达到6″,满足了系统设计精度为5″左右的要求。     

Robocup中型足球机器人运动控制

为使Robocup中型足球机器人快速准确地跟踪目标,本文分析了机器人的运动学和动力学模型,设计了一套智能运动控制系统。机器人通过全景视觉系统测量目标位置,用零阶Sugeno型模糊控制器设定电机的转速,最后由电机伺服控制器进行电机速度电流双闭环控制。实验表明该控制系统满足机器人运动快速性和准确性的要求,成功应用于SCUT-Ⅱ型足球机器人。     

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

一种高精度天线测量转台设计

作为天线测量系统的重要装置,天线测量转台提供天线测量所需的扫描运动,并实时给出天线的位置信息.针对Ka波段通信天线要求测量转台定位精度高而目前的天线测量转台难以满足较大口径Ka波段天线测量需求的问题,文中设计了一种四自由度转台,分析了造成定位误差的主要因素,通过力矩电机直驱、双电机消隙驱动等措施的组合应用,实现了高精度...     

龙门钻床回转工作台齿隙非线性的动力学分析

随着机床向高速度和高精度的方向发展,必须研究机床的分度装置来提高其定位精度.强力龙门钻床回转工作台采用双电机驱动的方式,在深入分析双电机消隙原理的基础上,建立了双电机消隙伺服系统动力学模型,并对其进行机理分析和研究.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

基于鲁棒稳定的转台伺服控制系统设计

根据测试转台系统鲁棒稳定和高精度要求,提出采用H∞控制理论对转台伺服控制系统进行优化设计,讨论了控制器的实现,结果表明控制器具有很好的鲁棒稳定性和抑制干扰的能力,系统精度高,满足转台系统设计要求。     

双电动机驱动伺服系统的动力学建模及齿隙非线性仿真分析

建立双电动机驱动伺服系统的动力学模型,将齿隙的非线性系统转化为一个近似无齿隙的线性系统。建立双电动机同步联动伺服系统的动力学模型,通过Matlab仿真分析,得到含齿隙条件下的齿轮输出转角曲线和转矩曲线,验证了双电动机驱动伺服系统的优越性。     

高精度大动态两轴跟踪转台实现

针对当前实际使用中对跟踪转台提出的更高跟踪速度、加速度和跟踪精度的要求,文中给出一种两轴跟踪转台的实现方法,该方法在确定采用直驱驱动形式后完成结构设计,并对结构设计进行强度仿真和固有频率仿真,迭代修改以优化结构设计;对传动器件和控制方法也进行了仿真论证,最后确定采用传统PID 控制结合前馈的控制方法。通过以上设计手段实现了跟踪转台在大加速度、高速度条件下的高精度指标。经过对跟踪转台的测试,转台的最高速度、加速度、定位精度和跟踪精度全部达到技术指标,证明该方法切实可行,本套跟踪转台实现方法可以为类似产品的实现提供指导。     

双电机消隙技术在串联机械臂中的仿真与应用

典型非线性齿隙广泛存在于机器人伺服系统中，为了减小齿隙对系统性能的影响，对串联机械臂采用双电机主从驱动消隙技术。首先基于双电机消隙系统的基本原理及结构建立了齿隙弹性死区非线性模型；然后根据双电机系统的动力学推导公式，建立了所采用的双电机偏置力矩消隙控制策略的Simulink模型，并给出了系统的算法框架及伺服系统硬件电路原理；最后根据实际工程设计参数数据进行原理仿真，并通过激光跟踪仪对采用双电机消隙技术的串联机械臂系统进行精度测试实验验证。仿真及实验结果表明：建立的数学模型能够反映实际系统的基本特性；工作空间为4.5 m的串联机械臂末端精度达到1.2 mm，满足工程应用性能指标要求。     

ICSO-FUZZY-PID技术在精密跟踪雷达中的应用

雷达伺服系统是雷达的重要组成部分,传统PID控制方法难以满足现代雷达对伺服控制系统更高精度、更高稳定性等的需求。文中针对雷达伺服系统的位置环,提出了一种改进鸡群优化算法（Improved Chicken Swarm Optimization,ICSO）与模糊PID控制相结合的复合控制策略（ICSO-FUZZY-PID）。利用Matlab/Simulink的辅助设计和强大仿真功能,对比了雷达伺服系统分别在传统PID控制和ICSO-FUZZY-PID控制下的运行状况。仿真结果表明,应用ICSO-FUZZY-PID控制的雷达伺服系统响应速度更快,控制精度更高,自适应能力更强,具有较好的动静态特性。     

基于牛顿反射式红外系统的二维转台的结构设计与有限元分析

针对轻武器红外光学瞄具稳定性检测的需求,设计了一种基于牛顿反射式红外系统进行工作的电动二维精密转台。利用CATIA建立了电动二维精密转台的三维模型,该二维精密转台采用小型二维U形转台结构形式,采用直流力矩伺服电机直接驱动和24位绝对式轴角编码器进行角度测量。通过有限元分析软件PATRAN对转台的关键部件进行热力学分析与模态分析,获取转台的应力分布云图。云图结果表明,其设计方案可行,结构合理。     

某型气象雷达方位扫描伺服系统设计

设计一套用于驱动某型气象雷达进行方位扫描的伺服系统.该系统采用PC机和步进电机运动控制卡组成控制部分,选择步进电机为执行元件,用步进电机专用集成驱动芯片搭建步进电机的驱动电路.试验表明,该伺服系统能较好地驱动雷达天线完成振动、温度试验,达到气象雷达的方位扫描要求.     

某型气象雷达方位扫描伺服系统设计

设计一套用于驱动某型气象雷达进行方位扫描的伺服系统。该系统采用PC机和步进电机运动控制卡组成控制部分,选择步进电机为执行元件,用步进电机专用集成驱动芯片搭建步进电机的驱动电路。试验表明,该伺服系统能较好地驱动雷达天线完成振动、温度试验,达到气象雷达的方位扫描要求。