一种独轮车机器人俯仰平衡运动的控制与实现

针对一台3驱动独轮车机器人系统,对其运动学和动力学特性进行了分析,给出了一种可实现其前后俯仰平衡运动的控制策略;通过对独轮车俯仰运动分析,建立了独轮车俯仰平衡运动的简化力学模型;采用部分反馈线性化的控制方法对车体俯仰角进行了线性化处理,以车体俯仰角和行走轮转角为输出设计了控制器;最后,通过数值仿真实验和物理样机实验验证了力学模型的可靠性和所设计的控制器的有效性。     

基于模糊PID的海洋立管疲劳试验装置控制系统设计

海洋立管作为海洋油气开发的关键设备,在运行期间面临疲劳失效的风险,需要对立管进行疲劳试验;针对海洋立管共振弯曲疲劳试验法,提出基于 S7-300 PLC实现海洋立管共振弯曲疲劳试验装置控制系统的设计思想;采用黄金分割法,寻找确定试件共振频率点;同时,为保障系统能够在该共振频率点稳定运行,采用S7-300 PLC作为核心控制器,结合参数自调节模糊PID控制算法,设计完成疲劳试验装置中转速模糊PID控制器,实现对系统转速的精确控制,使得海洋立管疲劳试验装置控制系统在具有PLC控制灵活、可靠性高等特点的同时,大大提高了其自动化程度。     

FANUC系统基于自诊断功能的参数故障分析与处理

数控机床参数的正确性直接决定着数控机床的功能与性能;数控机床在使用过程中,难免会出现参数的丢失、错乱或者人为因素的破坏;这必然会导致机床无法正常运行;在出现类似故障时,要迅速准确查明故障的原因和部位,从而快速排除故障;分析了FANUC系统参数的具体形式和常见参数故障,灵活运用现代数控系统丰富和完善的自诊断功能;通过具体实例,给出了利用自诊断功能对参数故障进行检查、分析与排除的方法;这种方法不需要借助于诊断仪器,能够快捷有效地对参数故障进行诊断和处理,可以广泛应用在现代数控机床的维修中。     

城市道路空气质量实时监测系统的设计

传统的空气质量检测仪只能实时显示数据,并不具备数据传输能力;仪器采集的数据取决于传感器的质量高低,而进口的红外线空气质量分析仪价格非常昂贵;为解决这些问题,利用Arduino Uno R3单片机作为控制核心,与多种气体传感器一起组成实时监测终端;传感器采集的数据经过Arduino单片机处理后,通过VANET技术发送给车载单元或手持观测器进行实时显示;同时数据也可以通过Internet传送到控制中心;重点描述了监测终端的硬件结构与软件设计,测试结果表明本系统具有可靠性高、实时性好等优点,具有非常高的实用价值。     

基于非线性特征提取的模拟电路状态识别研究

针对常用的线性特征提取方法只能处理线性数据的局限性,提出通过核方法将线性特征提取方法扩展到非线性方面;首先提取模拟电路的幅频响应;然后针对信号特征存在冗余性及高维性,采用核Fisher判别分析法(KFD)对电压特征进行提取;选择SVM作为状态监测器,考虑到SVM的参数设置对识别率有较大影响,所以 采用PSO对SVM进行优化;实验结果表明,采用本方法的状态识别率达到70%,高于其他两种方法;说明运用KFD进行特征降维以及采用PSO对SVM进行优化能明显提高状态监测的识别率,体现了本方法良好的模拟电路早期状态监测能力。     

基于LabVIEW的微小电容测量

针对电容层析成像技术中的微小电容测量的问题,以数字相敏检波原理为基础,LabVIEW软件及NI采集卡为核心设计了微小电容测量系统;LabVIEW程序控制NI采集卡产生激励信号加在微小电容两端,C/V转换电路将其转换为电压信号,NI采集卡将采集的电压信号传送到PC机中,并在LabVIEW程序中通过数字相敏检波算法对数据进行处理及显示;最终,通过对数据进行线性化,得到相应的测量电容值;实验结果表明,该系统具有精度高,线性度好,稳定性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容的测量的要求。     

基于单片机的温度控制系统的设计

针对单片机温度控制系统采用传统控制方法容易出现响应速度慢、振荡剧烈、控制精度低等问题,对单片机温度控制系统的硬件电路、控制精度、控制算法等方面进行了设计研究;基于以AT89C51单片机为核心运用DS18B20温度传感器的温度控制系统,提出了变论域模糊PID控制算法,将变论域模糊控制和PID控制相结合,结合生猪猪舍温度控制系统对传统PID控制算法以及变论域模糊PID控制进行对比分析;实验结果表明,设计的温度控制系统采用了变论域模糊PID控制算法,提高了控制精度,加快了系统的响应速度,从而增强了温度控制系统的实用性,产生了重要的实际工程意义。     

超超临界机组分离器水位模糊控制仿真研究

超超临界机组汽水分离器在机组启动及高、低负荷下的运行状态不同,所起到的作用也不同;在汽水分离器湿态运行模式下,分离器内为汽水混合物,分离器起汽水分离作用,因此通过控制给水流量来控制分离器水位对机组的稳定运行起着重要作用;通过设计模糊控制器来实现汽水分离器的水位控制,并采用 MATLAB 仿真软件对控制系统进行仿真,得出相关参数和运行曲线;结果表明,采用模糊控制能够有效的避免或削弱PID控制中超调的现象,且具有较强的鲁棒性,有效地提高了控制品质。     

静电除尘用大功率高频高压电源预测控制研究

静电除尘用大功率高频高压电源系统具有非线性、时变性、迟滞性等特点,需要一类数学模型要求低、自适应能力强的非线性控制方法;以自主研发的静电除尘用大功率高频高压电源为研究对象,基于现场实际电源系统试验结果,采用最小二乘法辨识系统的近似传递函数模型,最后设计了一种新颖的基于动态矩阵算法(DMC)的模型预测控制器,实现针对电源输出电压的控制;仿真结果表明,该算法具有稳定性好、自适应强等优点,并具有良好的控制效果。     

测发控系统方舱结构研究

把航天装备送入空间的快速发射,对测发控系统提出了便捷、移动要求;目前现役运载火箭测发控系统状态是系统复杂、难以移动,已不适应当前航天装备快速送入空间的发展,为此提出一种新型移动式测发控系统方舱结构模式;该模式采取了遵循设备集成原则,通过使用方舱、线缆铺设、人机工程优化等先进设计理念与方法来实现测发控系统快速、可移动的要求,同时解决了该系统原先存在多方面存在的问题;通过长期对系统方舱结构的研究工作,研发出通过采用“设备集成、线缆集中铺设、人机工程优化、方舱结构为平台”等先进技术的新型移动快速测发控系统方舱结构系统,为实现系统快速、可移动要求提供了技术基础;该系统经过工程使用,实现了新一代运载火箭快速简易测发控的目标。