跟踪系统中多闭环控制模式的分析和实现

实现高精度跟踪,尤其在外界干扰力矩下,必须增加系统刚度来提高系统的扰动抑制能力.提出将加速度反馈引入常规的跟踪系统控制方式中,实现了由电流环、加速度环、速度环、位置环构成的四闭环控制模式.高增益的加速度反馈为系统提供一个响应更快、带宽更宽的内环,克服了单纯速度反馈带宽窄的特性.首先从理论上分析和证明了该方法的意义,多闭环控制模式可以提高系统的刚度,从而增强系统的抗扰动能力;同时,在加速度反馈的基础上研制前馈控制器,能够进一步提高大速度目标的跟踪性能.在某一实际的系统中对多闭环控制模式进行了实验验证,结果表明:同以往的控制方法相比扰动抑制带宽由15 Hz 提高到30 Hz ;并且在10 Hz 以下频率获得了-30 dB 抑制能力.     

多元气体大电流MAG焊试验系统

本文研制开发了一套多元气体大电流MAG焊试验系统 ,它包括一元化控制的IGBT逆变电源 ,电枢电压与速度反馈双闭环控制的双驱动送丝系统 ,双水冷焊枪以及质量流量闭环控制的精密气体配比供给系统。多元气体大电流MAG焊接试验证明 ,该系统具有焊接电源动态响应速度快 ;送丝速度稳定 ,调速范围宽 ,气体配比精密的特点 ,实现了1.2mm焊丝大电流MAG焊接高效的目标 ,其熔敷速率为普通MAG焊的2～ 3倍。     

高精度转台速度稳定性研究

针对摩擦力矩对高精度转台速度稳定性能的影响,考虑到转台系统的实际工作情况,本文提出了一种基于变结构的双闭环控制方法.该方法根据变结构控制的不变性特点,采用指数趋近律规则,构造了基于变结构的双闭环控制方式.通过比对传统双闭环控制和基于变结构的双闭环控制在转台系统低速转动时的仿真分析及实验结果,表明本文提出的基于变结构的双...     

数字式机载光电伺服系统的实现

采用基于DSP和CPLD的数字化伺服控制技术解决光电传感器的机载应用问题:隔离机体的高频振动并随动于驾驶员头盔.利用TMS320LF2407的强大数字处理能力和丰富的外围接口实现伺服系统位置环、速度环和电流环的数字控制,将陀螺模拟信号经V/F转换成10 kHz～90 kHz的频率信号,采用Lattice LC4512V的10M基频对的频率信号计数成16位数字信号,实现陀螺与DSP的无缝高速连接.试验结果表明数字伺服系统达到了较高的控制精度,能满足光电传感器的机载使用要求.     

陀螺稳定跟踪平台的滑模摩擦补偿双环控制研究

研究了应用于小型地面移动机器人的陀螺稳定跟踪平台的控制原理及控制效果.对陀螺稳定跟踪平台单环控制结构进行了分析,指出平台受到的外来力矩干扰是稳定环在惯性空间受到的载体姿态变化的干扰和电机传动轴受到的轴间摩擦力的干扰.针对这种情况,将滑模控制(SMC)应用于陀螺稳定平台的速度环摩擦补偿控制,结合PID稳定环,构造了PID...     

基于比例阀门的升降速度控制方法研究

提出了一种新的航空升降速度标准信号自动产生方法.从控制方面,采用硅压阻模拟、石英数字双传感器,分别作为过程控制传感器和基准压力传感器,保证系统升降速度的准确度.采用双闭环控制方案,模拟闭环采用电路设计实现,数字闭环通过计算机、数字传感器和软件实现.控制执行部件采用一对比例电磁阀门.控制电路设计采用了模拟电路PID和数字PID控制结合的串级控制方案,对实现升降速度和压力信号变化的微分电路进行了设计.实验证明,该装置升降速度的输出准确度优于0.2%F.S,控制范围为0～200 m/s.     

角度无静差陀螺稳定光电探测平台设计与实现

应用于地面战车的高精度陀螺稳定和跟踪装置在开炮瞬间会受到强烈冲击,易造成陀螺损坏及平台翻台.针对此问题,选用抗冲击力强的光学速率陀螺作为敏感元件,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一种PⅡ2(比例 积分 二重积分)加前置滤波的校正形式,通过极点配置的方法设计了平台速度稳定环与位置指令环.在3 000gcm干扰力矩的作用下,动态误差为30",静态角误差为零.结果表明,采用PⅡ2的控制结构,提高了系统的稳定刚度和稳态精度.     

一种提高舰载大负载光电平台稳定精度的方法

大负载对舰载光电平台主要有两个方面的影响:一是谐振频率降低,系统频带变窄;二是扰动力矩增大.要保证稳定精度,需要提高系统的力矩刚度,同时对扰动进行补偿.本文提出在以测速机构成的速度闭环中加入电流环,同时用陀螺进行角速度前馈,用扰动观测器对扰动力矩进行补偿的方法.理论和仿真结果表明:电流环能够提高系统的力矩刚度,陀螺前馈...     

直流电机转速及电流检测显示系统设计

直流电动机的控制需要检测实时转速、电流等信息,本文设计了一个单片机采样显示系统,包括电流传感器、速度传感器检测电路的设计、显示电路设计,在此硬件平台上对直流电机进行了闭环控制,实验结果表明所设计系统的有效性,为小型直流驱动系统的硬件设计提供一种方案。     

电动汽车直流电机调速的模糊控制仿真研究

采用模糊控制算法来实现电动汽车直流驱动电机的双闭环调速系统的外环-速度环的控制,内环-电流环采用PID控制,在MATLAB/SINULINK下进行了仿真实验,实验结果表明明显减小了超调,改善了动态特性,控制效果较好.     

ROBOCUP小型机器人串级控制系统的实现

 机器人足球是集视觉处理技术、无线通讯技术、电机控制技术、智能决策对象等多种技术的综合系统,是当前人工智能和机器人领域的研究热点之一．简要介绍了ROBOCUP小型机器人足球系统框架,对小车子系统的电机控制电路部分引入串级控制,通过DSP芯片及传感元件对电机速度和电机电流实现双闭环控制,提高了机器人速度响应的性能指标．     

基于状态空间的PWM逆变器数字PI双环控制技术研究

主要研究了数字控制的实际应用情况以及脉宽调制(PWM)正弦波逆变器的特点,包括电流内环电压外环的双闭环控制。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,详细分析了外环为输出电压,内环为电感电流加负载电流前馈控制对应的控制策略的稳定性和动态响应。先对控制系统直接离散化,再利用极点配置的方法进行系统参数设计。从响应速度、外特性、稳定性方面进行了具体分析,结果说明在离散域里双环控制逆变器具有较好的动态响应速度和输出外特性。最后通过实验验证和仿真波形分析,证明这种双环控制技术能满足各项性能指标要求。     

基于自抗扰控制的直流微电网双向Buck-Boost变换器控制策略研究

为了降低直流微电网母线电压的波动,提出基于自抗扰控制的双向Buck-Boost变换器控制策略。运用直流母线电压外环、直流变换器电感电流内环的控制方法实现直流微电网与储能系统之间的能量双向流动。进一步提出基于扩张状态观测器观测输出总扰动,包括负载电流和母线电压的变化,在负载扰动电流影响系统的直流母线电压最终输出前,主动从外环被控对象的输入信号电感电流或输出信号母线电压中提取扰动信息,然后尽快用控制信号将其消除,从而大大降低其对被控量的影响,以有效抑制暂态直流母线的电压波动和冲击,在母线电压产生波动时能够快速恢复到正常的工作状态。仿真验证表明:储能系统可以通过控制策略实现能量的双向传递,并且当母线产生功率波动和电流冲击时,储能系统可以使直流母线电压稳定,提高了系统的可靠性。     

一种挠性航天器的自适应姿态控制与振动控制

挠性航天器三轴姿态控制与振动控制需要处理复杂的姿态运动学耦合、动力学力矩耦合、挠性模态与刚体的动力学耦合,以及在轨航天器挠性附件的参数不确定等问题。基于频带分离方法分别设计了姿态控制器和振动控制器,其中的挠性附件振动对姿态的影响以时变干扰模型进行考虑。利用奇异摄动理论,设计了姿态控制器。该控制器由快速角速度环和慢速角度环两回路组成,采用具有较强抗干扰能力的积分型SDRE（State-Dependent Riccati Equation）控制器进行姿态指令跟踪。对于挠性振动,设计了独立模态控制的正位置反馈（PPF）控制器,通过对一阶控制器参数进行调节,使系统当存在结构不确定或参数变化的情况时仍能较好地收敛,保证了系统的鲁棒性。最后仿真表明了在干扰力矩下姿态的稳定性和振动的快速抑制。     

多指灵巧手双闭环模糊控制

设计一种双位置闭环模糊控制器,用于多指灵巧手的位置控制。利用电机码盘反馈构成内位置环控制,采用一般的PID控制律;通过关节位置反馈形成外位置环控制,采用模糊控制算法。这种两层位置反馈控制可弥补只有码盘反馈的半闭环控制结构的不足,使具有强非线性的钢缆传动系统包含在闭环内,从而提高系统的稳定性和鲁棒性。实验证明跟踪精度明显提高。     

Frequency Control Loop with Digital Integrator

A frequency control loop which locks the frequency of a 5-MHz quartz crystal oscillator to a value defined by the hyperfine transition of 199Hg+ ions is described. The properties of the closed loop are studied using the z-transform technique. The loop parameters are calculated in order to optimize the response time to some usual deterministic perturbations of the VCXO frequency. The results of this analysis can be applied to other digital control loops, such as the hydrogen-maser auto-tuning system.     

一种高稳定度纯净正弦波功率信号源的研制

针对传统信号源输出电压较低,负载能力弱且无法闭环稳压、稳频的缺点,研制了一种输出电压有效值为40V,负载电流为1A的高稳定度纯净正弦波功率信号源,以适应陀螺测试等系统的需求．本文对该功率信号源系统结构和电路原理进行了详细的分析．样机实验结果表明：该信号源具有功率大、稳定度高,准确度高和低谐波含量的优点,具有良好的应用前景．