基于模糊PID的武装机器人运动控制研究

运动控制系统设计是武装机器人设计中的重要内容,控制驱动电机的转速是进行运动控制的常用方法,所研究的武装机器人就是运用控制电机转速这种方法来实现运动控制的。在电机的运动控制过程中容易出现超调、振荡、丢步和两电机不同步的问题,运用先进的控制算法实现电机转速精确控制是运动控制的一种有效途径,设计了一种利用模糊自适应整定PID原理实现对步进电机速度控制的运动控制系统,然后在两驱动电机控制系统中间设计了速度同步补偿器,来保证武装机器人的直线运动性能。通过仿真和试验证实,该运动控制系统具有良好的响应速度、稳定性和控制精度,在两电机负载和干扰输入信号有所差异的情况仍然能够实现电机的同步控制,能够满足武装机器人运动控制的设计要求。     

小型仿人机器人电机控制系统的设计与实现

设计小型仿人机器人的电机控制系统,以实现多自由度运动控制和协调是机器人技术中的一个难点。针对传统控制器控制的电机数量少、难于实现关节协调的缺点,提出一种基于数字信号处理器（DSP）的新型电机控制系统。通过整合DSP、电机控制集成电路和正交解码单元,发挥DSP的运动控制能力,实现对多路不同类型电机的实时控制。该系统可以获得符合要求的转角控制精度。     

基于LabVIEW的机器人的运动控制系统研究

为了减少机器人运动轨迹误差,实现对机器人的精准控制,提高机器人的运动效率,设计了基于LabVIEW的机器人的运动控制系统;采用了NI公司的控制板卡,选用了Odriver驱动器作为主控制器,选用大力矩伺服电机作为驱动电机,实现运动控制系统的硬件架构的设计;通过脉冲信号驱动电机运动,获取机器人的运动轨迹数据,通过进行对控制...     

基于模型预测电流控制的双电机转速同步控制策略

常规的双电机转速同步控制系统中,两台永磁同步电机及其驱动器均采用基于比例积分（PI）的矢量控制方式,调试参数多,即使采用复杂的转速同步控制策略,双电机驱动系统的速度同步误差大,响应时间慢,抗扰性差。该文提出一种交叉耦合转速同步控制方法,输出大小相等方向相反的速度补偿量作用于双电机的速度环;使用扩张状态观测器观测负载转矩,将不可测负载扰动补偿于电流控制回路;采用模型预测电流控制算法,提高响应速度。使用Simulink建立双电机转速同步控制仿真模型,与常规转速同步控制方法对比,仿真结果表明提出的双电机驱动系统速度阶跃响应时间缩短了50%,暂态转速同步精度提高了65%,增强了系统的抗扰性。     

舞台系统中多电机同步控制研究与仿真

本文针对现代化舞台表演多电机同步控制系统中负载需求不可预知的情况,使用一种速度耦舍控制方式,实现多电机同步控制.仿真结果表明,该方式比主从控制方式具有更为优良的启动性能,能够有效的减小负载扰动后的转速同步误差,适用于时电机转速同步性能要求较高的场合.     

双侧电驱动履带车辆运动解耦与变结构控制

针对双侧电驱动履带车辆运动控制强非线性、强耦合和不确定性的特点,提出一种解耦的控制结构,并设计各子系统控制器.首先,将运动控制系统分解为速度、横摆角速度两个独立子系统,克服传统差速控制存在的强耦合.其次,采用积分滑模控制方法,引入非线性积分滑模面,设计了能有效克服路面不确定扰动、消除积分饱和的速度控制器,实现车速的无超调、无静差的跟踪;考虑驱动电机饱和约束,结合模糊自适应与滑模控制算法,设计了能够适应转向阻力非线性变化的横摆角速度控制器,提高车辆转向运动控制的抗扰能力、降低控制量抖振.仿真结果表明,控制策略实现多种工况下车辆快速、准确的直线、转向运动控制.     

基于单片机和CPLD的多轴步进电机控制系统设计

介绍了一种基于单片机和CPLD联合控制的步进电机控制系统.系统通过单片机发出控制信号来设定电机的转速和方向.CPLD将单片机发出的控制信号转换成电机的实际控制信号,并通过驱动放大电路来实现对步进电机速度和方向的精确控制.系统采用CPLD大大简化了系统的外围硬件电路结构,提高了系统抗干扰性能,缩短了设计周期.     

动力学解析的四轮全向移动机器人电机解耦控制

四轮全向移动机器人是一个复杂的非线性、强耦合的机械系统,各轮驱动电机间存在强耦合现象,很难取得理想的控制效果。针对这一问题,提出一种基于动力学解析的多电机控制系统解耦方法。通过对四轮机器人的动力学解析推导出四轮转速与其驱动力矩间的状态方程,获得各电机输入输出量之间的耦合关系,在此基础上依据控制量一致思想设计解耦控制器,解决了传统参考模型解耦方法不能兼顾控制性能和解耦性能的问题,实现了四路电机的独立控制。仿真结果显示,该方法能够有效地减小控制系统各变量间的相互耦合作用,每路电机均很好地跟踪了各自的输入,解耦效果好。     

翻车机双电机同步驱动自适应控制研究

翻车机运转过程中要求两个驱动电机同步运行,为了达到较好的同步效果又不影响电机的寿命,以翻车机中两个驱动电机为研究对象,针对翻车机双驱动同步控制的问题.提出一种自适应控制算法.用电气控制的方法代替传统的强制同步,通过自适应理论设计控制器.经过自适应律产生的反馈作用来修改主电机和从电机控制器的参数,产生辅助控制量,使两电机的角速度保持一致.仿真结果表明,该控制方案抗干扰性强,收敛速度较快,能够较好地满足被控对象对高精度的要求.     

一种防盘式对转电机转子失步的控制方法

用于水下航行器对转螺旋桨驱动的盘式对转永磁同步电机由一个定子一套绕组,2个永磁转子构成。需要用一套变频器控制2个转子保持同步,在2个转子上的负载相同或对称变化时,现有文献提出的方法能够控制两转子转速保持同步。然而受水流影响,双转子负载不对称突变时,转子转速下降幅度不相同,由于PI调节慢且有一定静差,容易造成转子失步,电机可控性差。为了提高电机抗不对称负载扰动的能力,用线性自抗扰控制器取代PI调节器,设计了线性电流自抗扰控制器和基于模型补偿的转速线性自抗扰控制器,模型补偿转速线性自抗扰控制器能够提高了系统对扰动的估计速度和精度,从而控制系统对转速调节加快。仿真实验表明,控制方法能够有效地防止对转电机在负载变化不对称的情况下发生转子失步。     

电动轮椅车控制器软件系统的算法设计

电机驱动控制系统是电动轮椅车的重要组成部分。为了实现电动轮椅车动力足、稳定性高和加减速柔顺等目标,文章设计了一种专用于电动轮椅车的驱动控制系统。该系统的硬件部分包含了控制模块、电机驱动模块和硬件驱动模块三大模块;软件部分包含了永磁电机FOC算法、摇杆映射算法和轮椅运动控制算法五大核心算法。     

基于现场总线的多电机同步控制

以实现印刷机组多电机同步控制为目标,设计了一个基于现场总线PROFIBUS．DP的多电机同步控制系统。在PLC主站中采用BP神经网络算法,实现多电机转速的智能分配,从而达到同步控制,在专门设计的智能从站中运用双模自适应模糊PID,对单个电机的速度控制很精确。     

基于Mindstorms的四轮智能机器人实时控制系统设计

传统机器人控制系统是以辅助控制机器人转向为基准进行设计的,存在转向控制效果差的问题,为实现四轮智能机器人控制系统研发,以Mindstorms平台为基础,搭建由主控模块、传感器模块、无线通信模块、运动模块以及电源模块组成的四轮智能机器人结构。在运动控制模块中选用TMC236芯片作为电机驱动芯片,通过电路为桥臂上开关管提供控制电压;在底层控制模块中,采用PID控制器控制电机期望转角与实际转角之间差值,实现机器人转向角度控制。对软件控制策略研发中,利用嵌入式操作软件系统实现车道保持控制和避障控制功能,实现机器人自主换道功能。保证机器人自主充电情况下,测试转向控制功能,由测试结果可知,基于Mindstorms系统控制效果始终维持在98%以上,实现机器人转向精准控制。     

无轴承同步磁阻电机逆系统解耦控制仿真研究

研究无轴承同步磁阻电机稳定性控制问题,由于无轴承同步磁阻电机是一个强耦合的非线性系统,为实现负载条件下的稳定悬浮运行,需解除电机转矩和径向悬浮力等多变量之间的耦合关系。针对前馈补偿解耦的缺陷,给出了无轴承同步磁阻电机包含转矩控制和悬浮力控制的统一数学模型,证明电机逆系统存在,设计了一种通过非线性状态反馈的逆系统解耦控制方案,将复杂的无轴承同步磁阻电机系统解耦成两个转子径向位置二阶积分子系统和一个转速一阶积分子系统,并用PI和PID调节器分别对转子位置与转速进行综合设计。运用MATLAB软件对电机控制系统进行仿真。仿真结果证明,解耦控制方案的有效性,为电机系统优化设计提供了保证。     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

盘旋管试验台伺服控制系统设计

根据不锈钢盘旋管寿命测试试验要求,设计了一种电机驱动式的伺服控制系统,交流伺服电机伺服控制系统采用位置、转速和电流闭环控制,借助于信号采集板卡和运动控制板卡,由工控机完成盘旋管寿命测试试验台的输出转角测试及驱动电机的控制,试验做完相应次数后即退出程序;最后的试验表明了盘旋管的各项动态试验指标均达到设计要求。     

双驱动球形机器人的结构设计与分析

本文设计了一种球形机器人,它是通过重心驱动和角动量驱动来实现球体的滚动。机器人的动力部分主要由两个驱动电机和一个转向电机组成,三个电机处于同一水平面上。通过两个驱动电机实现了球形机器人前后向的运动,通过转向电机实现左右转向,包括原地的自转。     

两轮移动机器人运动控制系统的设计与实现

通过对两轮驱动机器人小车的运动模型的分析,提出一种非完整性两轮机器人小车运动控制器的设计方法.在将运动参量角速度和线速度进行解耦的基础上,引入速度控制器,通过反馈抑制了左右轮的扰动及参数差异对控制性能的影响,􀁯并且以数字信号处理器芯片TMS320LF2407A为控制器核心,具体实现了非完整性两轮机器人小车运动控制.实验结果证明了上述方法的有效性.     

直流力矩电机控制死区的在线检测与补偿

针对直流力矩电机控制系统存在控制信号死区的问题,提出了一种基于软件方式实现该信号死区在线检测和补偿的方法。该方法以增量式光电编码器作为电机转速检测传感器,采用软件手段设计出与硬件一样可靠的编码器旋转速度和方向判读功能,使其能够完成在0值附近对电机低转速的准确检测,再通过逐次增大控制信号的方法试探,检测出直流力矩电机在正、反两个转速方向开始转动时的最小控制信号。这两个阈值之间的控制信号范围就是系统的控制死区。确定性的控制死区可以被数字控制系统有效补偿,并给出了详细的补偿方法。     

基于大脑情感学习的四轮驱动机器人速度补偿控制

由于4轮驱动机器人的轮间耦合特性及系统非线性的存在,即使单个驱动电机的控制精度达到最优,机器人整体的运动控制效果也未必理想.针对这一问题,提出一种基于大脑情感学习的机器人速度补偿控制方法.基于大脑情感学习计算模型,设计了融合机器人整体速度跟踪误差及其积分、微分信息的补偿控制器,通过计算模型内部各节点权值的在线学习,及时地调整控制器的参数,实现对4个轮子速度的自适应补偿.仿真实验表明,该方法有效减小了非线性干扰对系统的影响,具有较高的稳态控制精度和较快的响应速度,大大提高了机器人整体的速度和轨迹跟踪精度.