基于粒子群算法的磁悬浮列车控制参数优化

磁浮列车的悬浮控制参数对控制系统带宽、阻尼等指标有重要影响.针对磁悬浮列车悬浮控制系统对轨道梁低频跟踪、高频抗干扰的控制需求,提出了基于改进粒子群算法的磁悬浮控制参数优化方法.首先根据轨道梁不平顺特性以及悬浮控制要求,确定等效的理想二阶系统,然后利用改进的粒子群算法,优化悬浮控制参数,在系统稳定的边界条件下,对磁悬浮控制系统模型的奈奎斯特曲线、带宽等性能指标进行拟合,从而使系统的频域、时域指标与理想系统接近.最后利用半实物仿真设备搭建硬件在环的试验系统,进行磁悬浮控制系统的HIL验证,试验结果表明了上述方法的有效性.     

高速磁浮列车悬浮导向控制调试系统设计与研究

悬浮导向控制系统是磁浮列车的关键子系统,其控制参数的调试影响着列车的安全运行.多控制器控制参数的调试复杂耗时,需根据列车状态反复调整以达到最优状态.基于 CAN 总线搭建单节车并基于以太网搭建整列车的悬浮导向控制调试系统,采用 VC＋＋设计上位机监控调试系统,实时采集显示列车各控制器状态信息,并进行在线滤波处理.调试人员根据状态信息确定控制参数,并通过监控调试系统对控制参数进行调整.为保证行车安全,引入控制参数校验功能.该调试系统可实现上位机与悬浮导向控制器之间的实时数据交流与高效数据分析,提高悬浮导向控制系统调试的工作效率。     

柔性内镜介入机器人模糊PID控制研究

柔性内镜以其损伤小、检查直观等优势在消化道疾病的诊断与治疗上得到广泛的应用,但其操作困难,因此研发有内镜机器人辅助医生进行内镜操作。在镜下介入手术操作过程中,人体生理活动增加了内镜远程操作的难度。针对生理活动对目标靶点位置的影响,分析内镜弯曲段结构,建立了柔性内镜机器人的运动学模型,并引入模糊PID控制策略来适应人体解剖结构、内镜参数等不确定因素影响,使内镜自动跟踪病灶靶点,避免人重复小范围的跟踪动作,提高控制精度。仿真表明,相对于传统PID控制算法,模糊PID控制算法可加快系统响应,降低系统稳态误差。     

基于模糊PID控制器的多电机交叉耦合控制同步控制系统设计

针对多台伺服电机同步控制精度难以保证的问题,设计了基于运动控制卡的多轴电机控制系统。该系统以运动控制卡为核心,通过以太网与上位机通信,并利用硬线信号实现对多个伺服驱动器的同步控制。采用交叉耦合控制设计多电机同步控制器,实现对多电机同步位置误差的检测和补偿修正,利用模糊PID控制算法对控制参数进行整定,以提高系统的同步精度。在负载扰动、阶跃输入以及斜坡输入作用下,通过MATLAB对提出的算法进行了仿真实验。实验结果标表明,交叉耦合控制具有良好的抗扰动性能与良好的同步性能,采用模糊控制器对PID参数进行整定后,对系统的超调量起到了明显的优化作用。     

一种新型车载控制及诊断系统部件设计

新型车载控制及诊断系统部件是高速磁浮窄车体车载控制及诊断系统中的重要单元设备，其功能是将来自车载安全计算机的与安全相关的控制指令发送给车辆子系统，并将子系统发送的状态监视信号反馈给车载安全计算机。为保障控制及诊断系统的安全可靠运行，新型车载控制及诊断系统部件采用冗余架构及模块化设计，形成双重冗余的架构，使设备达到了高度稳定，并且简化了电路设计，还可通过编程及诊断软件进行逻辑功能调试和故障诊断。     

无刷直流电动机无传感器换相误差自校正方法

针对无刷直流电动机无位置传感器换相技术存在残留换相误差问题,研究了一种换相误差自校正的控制方法。将电机一相绕组端电压与中性点电压作差处理的信号输入至采样电路,在该相绕组导通前后对称位置,分别对该信号采样,并以前后两次采样电压相等为目标,建立换相误差PI控制回路。经控制回路对换相误差的校正,导通前后两次采样的电压最终收敛到相同的电平;与此同时,电机换相点收敛到正确的时刻。实验表明,该方法仅利用电机一相绕组以及中性点,便能有效对换相误差实现闭环校正,实时补偿外界因素对换相间隔时间的干扰。