冗余策略下的高可靠移动机器人控制系统设计

论述了移动机器人控制系统的设计原理与实现方法,并针对惯性传感器易发故障、单一姿态测量系统无法保证控制系统高可靠性的缺点,利用二模硬件冗余策略为控制系统设计了低成本的冗余姿态测量系统。针对移动机器人嵌入式微控制器运算能力有限,设计了高准确度和低时间复杂度的自适应能态突变检测算法,检测惯性传感器故障。仿真和实验结果表明,该算法能极大提高传感器故障检测和余度切换的实时性,使系统失控时间<95 ms,俯仰角最大偏差不超过17°。冗余姿态测量系统的设计,能极大延长控制系统的平均失效时间,确保控制系统具备高可靠性。     

仿生硬件在线进化技术研究

仿生硬件是一门新兴的研究领域,它提供了一种基于进化的电路设计新方法.目前,国内的研究主要以离线进化为主.介绍了仿生硬件的在线进化,给出了电路进化系统的硬件结构和软件流程.实例证明基于进化算法、JBits API和RC1000板卡实现硬件在线进化是可行的.     

焊接系统中一种新型的逆变器控制方法

环宽固定的滞环电流控制逆变电源具有电流跟踪精度高、动态响应快和无条件稳定等优点,但其开关频率随输出电压的变化而改变,产生噪声并增加了滤波器设计困难.基于此,设计了一台双闭环控制的单相全桥逆变器,内环以准恒定开关频率的滞环电流控制,PI控制电压作为外环.该逆变器既保留了传统固定环宽滞环电流控制的优点,又保证了逆变器的开关频率恒定,拓宽了滞环控制的应用范围.将该方法应用在弧焊逆变系统中能提高系统的稳定性和可靠性,理论分析、仿真和试验验证了该方法的可行性.     

永磁无刷直流电机角加速度估计

由于霍尔位置传感器的分辨率和精度较低,以其为基础计算永磁无刷直流电机(BLDCM)的角加速度将产生较大的误差。针对这一问题,提出一种以反电动势归一化值中包含的位置信息为基础,采用双观测器对角加速度进行估计的方法。首先构建滑模观测器(SMO)对??坐标系下的反电动势波形进行观测,同时对观测结果进行归一化处理以降低高次谐波含量并消除转速和磁链系数的影响,之后考虑电机电磁转矩对加速度的影响,设计扩展卡尔曼滤波(EKF)估计器从观测到的反电动势归一化值中提取位置信息,进而实现对角加速度的估计。利用RT-LAB实时控制器进行实验,证明提出的角加速度估计技术可以在较宽转速范围内快速有效地观测出永磁无刷直流电机的角加速度。     

2,3-二氰基丙酸乙酯的气相色谱分析

建立了气相色谱法测定2,3-二氰基丙酸乙酯含量的分析方法。选用邻苯二甲酸二甲酯为内标物,以内标标准曲线法作为定量方法进行分析测定,方法的线性相关系数r为0.9992,方法精密度为0.34%,加标回收率为98.13%~101.65%。该方法的灵敏度高、操作简单、定量准确、重现性好,可用于生产中2,3-二氰基丙酸乙酯产品的检测。     

复合酶处理废弃烟末制备烟用美拉德香精

利用α-淀粉酶和β-淀粉酶的复合酶酶解烟草废弃物、浓缩酶解液与特定的氨基酸进行美拉德反应来制备烟用香精。通过单因素实验确定最适酶解条件:质量分数0.2%α-淀粉酶和质量分数3%β-淀粉酶,酶解时间7 h,pH 5.4,温度50℃;在酶解制备的美拉德反应基液中加入氨基酸后,通过正交实验优化美拉德反应条件:反应系含水率15%,反应时间5 h,pH 8,反应温度115℃。经验证实验可知,酶解液中还原糖的质量浓度提高了28.07%,通过GC-MS分析表明,从美拉德反应产物中共检测100种物质,其中与烟草香味有关的化合物有57种,相对质量分数为71.277%。     

CAN总线在多电机焊接系统中的应用

全数字控制系统是21世纪自动化控制系统的主流。针对CAN总线技术在数据传输中采用短帧结构和过滤机制,具有突出的可靠性、实时性和灵活性等优点,并能方便地构成分布式系统,以较低成本实现工程的实际要求。针对电焊机焊接时的电磁强干扰影响,设计了用于监控多电机焊接系统的CAN总线数据通信控制系统。实验结果表明,该控制系统运行稳定可靠,能方便地对多台电机进行监控并达到良好的控制性能,提高了焊接质量和控制精度。     

ZIF-8/PVA静电纺丝膜的制备及其吸附性能

采用静电纺丝技术成功制备出沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)/聚乙烯醇(PVA)静电纺丝膜。分别探究和优化了PVA浓度、纺丝电压、接收距离等参数对纤维膜形态结构的影响。对复合纳米纤维膜进行了形貌表征和成分分析。实验发现在ZIF-8的浓度为10wt%条件下,当PVA的浓度为7wt%、电压为40kV、接收距离为16cm时,可得到可纺性最好、形态均匀的纳米纤维膜,膜纤维的平均直径在240nm左右。将已经制备成功的ZIF-8/PVA复合纳米纤维用于吸附刚果红,在12h内吸附容量可达86mg/g,显示出良好的吸附能力。     

一种新型超级联碳化硅结型场效应管

提出了一种改进型超级联碳化硅结型场效应管。首先从传统超级联碳化硅结型场效应管入手,分析了其缺陷和不足之处。然后阐述了改进型超级联碳化硅结型场效应管的内部结构和工作原理,给出了元器件选择的依据与方法。对改进型超级联碳化硅结型场效应管的导通和开关特性进行了测试,实验测试得出改进型超级联碳化硅结型场效应管的阻断电压超过4500V,25℃时开关时间小于80ns,开关损耗约为15mJ,具有良好的开关特性。     

智能舞台分布式控制式系统的应用

针对国外舞台控制系统一般采用工控机加PLC协作组成,价格昂贵,制约了国内需求。本文开发了一台智能舞台控制系统,该控制系统由多片单片机组建一个分布式控制,由主机协调多个分机子系统共同完成信号的采集、分析和处理。该控制系统简单,能合理、高效、可靠地完成整个舞台灯光及机械的协调工作。