基于喷射角信息的淋浴花洒冲击力场测试方法研究

从理论和仿真两方面分析淋浴花洒喷射冲击力场的特性,在通过图像测量技术获得喷射角信息的前提下,提出单束冲击力的测试方法和多束射流冲击力场的测试结构,并给出测试系统的设计以及上位机数据的存储方法.实验表明,该方案能够实现多种规格淋浴花洒喷射冲击力场的测试和数据的实时存储.     

服务机器人手臂关节的模块化设计

设计出一种模块化机器人关节单元,可以完成同转运动,集直流电机驱动、控制及通信于一体.设计了由直流减速伺服电机和行星轮减速器组成的驱动系统,通过设计电机偏置传动实现中心孔走线,避免了机器人手臂控制电缆的磨损和缠绕问题.由单片机AT89S52、电机控制芯片LM629、电机驱动芯片LMD18200及增量式光电编码器完成了直流电机的控制,控制器局域网络(CAN)现场总线控制芯片SJA1000与CAN收发器PCA82C250组成的CAN总线串行通信系统减少了手臂内部的控制电缆线数量.经检测,该关节模块输出力矩为2 N·m,重复定位精度为±0.15°.     

一种Mecanum轮式移动平台增量PID控制系统设计

为保证移动平台在复杂环境中具有良好的动态响应特性,设计了一种以STM32F405单片机为控制核心,基于Mecanum轮的全方位移动平台。采用基于Mecanum轮的H桥驱动电路,利用大电流、低阻抗的MOS管提高电机的驱动能力,应用LM2903,LMV611实现过电流、过电压保护功能;利用增量式PID控制策略,抑制电机启动电流,改善动态性能;将采集的视频信息通过无线图传发送给控制台,利用遥控器对移动平台进行实时控制。测试结果表明,移动平台运动灵活,越障能力强,实时性和可控性满足项目设计要求。     

水路远端控制切换机构研究及应用

正目前高端的顶喷花洒都具有多种功能出水可供消费者选择,比如有花洒水、按摩水、气泡水及混合水等等,各功能水的选择和切换是通过切换装置来实现的,传统顶喷花洒的按钮都是设计在顶喷上,而且需要手动操作按钮,或者旋转顶洒上的操作把手才能进行功能水切换。常见淋浴花洒上有两种出水方式,但切换操作都在顶洒上,顶洒安装高度较高,必须仰头伸手,身材较高的人才能进行功能切换,身高较低及小孩过不着就没办法     

基于C#与Proteus双轮电机串口通信系统仿真

介绍了以8051单片机为控制芯片.利用C#编写的上位机为控制平台.通过发送指令实现小车前进、后退、左转和右转.结合PWM脉宽调制技术调节双轮电机转速.实现了小车灵活运行.通过Proteus软件对整个系统进行了测试.结果表明上位机可以对单片机控制的小车进行有效的操控.小车上装有DS18B20温度探测器.对冷库、车间温度探测起到帮助作用.     

同步带传动中张紧轮安装位置的优化设计

针对安装有张紧同步带轮的两轮同步带传动装置,导出了同步带的总长度.为使同步带在传动过程中由于带轮偏心的影响而产生的弹性变形的变化量最小,给出了带长变化量的目标函数、优化方法及相应的约束条件,并通过算例进行了验证,为保证同步带传动的精度和安装提供了理论基础.     

基于Visual C++的汽车同步带多轮传动参数化设计

针对汽车发动机用同步带多轮传动系统设计,编制了基于Visual C++的参数化设计程序,建立了多轮传动系统和同步带轮的三维模型,实现了设计资料中数表及其线图的程序化处理,提高了设计效率,通过对汽车同步带传动系统常规设计结果的比较,验证了程序的可行性及计算结果的正确性。     

基于移动终端的电机监控系统设计与实现

针对电机远程监测实际需要,设计了一套基于移动终端的消防泵电机监控系统.此系统由移动终端监控软件、数据采集模块、数据通信模块等组成,软件交互界面友好,通过移动终端设备可实现多台消防泵电机全天候的实时数据采集处理、设备控制、故障报警及故障信息管理.并能应用于其他电机控制场合,具有良好的应用前景.     

自重构模块化机器人的结构

在国外自重构机器人研究的基础上，设计开发了一种新型的网格型的雌雄同体的自重构模块化机器人．机器人中每个模块由一个中心体和6个可独立旋转的面组成，每个面上有2个孔及2个可自由伸缩的轴，驱动电机通过减速器、锥形齿轮、同步带轮、离合器驱动6个面转动及及每个面上轴的伸缩．该模块化机器人结构紧凑，便于进一步扩展．     

无线控制原子力显微镜系统简

无线控制的原子力量微镜系统,一方面可以排除各种连线对操作原子力带来的不方便;另一方面,可以很好的排除外界噪声对操作结果带来的不利影响;同时有利于非工作人员了解实验状况.无线发射端通过电脑连接无线发射模块收发射操作指令及数据,无线接收模块接收到数据进行处理后驱动步进电机移动.同时数据采集卡采集AFM微悬臂梁的偏转信号,通过无线收发模块传送给计算机进行分析,实时监测探针与样品之间的作用力,最终实现探针的逼近,及对操作样品的观察.该系统不仅操作灵活,而且工作稳定.     

基于滑模变结构控制的永磁同步电机

针对传统永磁同步电机控制方法存在转矩波动大、抗干扰能力差的缺陷, 将积分滑模控制（ISMC: Integral Sliding Mode Control）方法引入到永磁同步电机调速系统, 并推导出相应的控制规律, 从而使转速和转矩的超调得到有效抑制, 且抗干扰能力强, 具有快速且精度更高的特性。通过Matlab 7.8仿真结果表明, 对于系统给定的改变以及外界干扰, 积分滑模控制器比传统直接转矩控制具有更好的鲁棒性, 该方法可实现永磁同步电机输出转矩快速响应且满足精确跟踪的性能要求。     

永磁直驱式带式输送机系统动态特性及能耗分析

为解决传统异步驱动式带式输送机效率低、能耗高的问题,基于机械动力学理论和磁力传动技术,对永磁直驱式带式输送机的运动模型和耗能情况进行深入研究。针对永磁直驱式带式输送机复杂的非线性机电耦合关系问题,以永磁电机驱动的带式输送机为主要研究对象,在带式输送机离散系统的简化动力学模型基础上,引入同步旋转坐标下的永磁同步电机状态方程,建立了基于机电耦合关系的永磁直驱式带式输送机系统模型,并通过Harrsion软启动速度推导出该系统模型在启动过程中的能耗解析式;以矢量控制技术对系统进行仿真分析,得到了永磁直驱式带式输送机的动态特性,表明了带速及张力变化规律符合实际运行工况,并进一步将永磁直驱式带式输送机与异步驱动式带式输送机相比较,得到启动过程的张力和能耗对比图,结果表明:在启动过程中永磁直驱式带式输送机具有更小的张力峰值,同时在整个启动过程中永磁直驱式带式输送机比异步驱动式带式输送机降低了约8%的能耗。     

同步磁阻电机直接转矩稳定控制研究

传统同步磁阻电机控制方法需解耦控制,实现过程复杂,且在低速范围内无法保证电机的稳定性。为此,针对低速范围环境,提出一种新的同步磁阻电机直接转矩稳定控制方法。建立同步磁阻电机数学模型和转子的机械运动方程。对电机端电压与电流进行测量,采用坐标变换,将其转换至两相静止坐标系,求出定子磁链、电磁转矩以及转速。将得到的定子磁链与转矩和既定值相比,通过查表确定适宜的电压空间矢量,完成同步磁阻电机直接转矩稳定控制。在低速范围内将扇区分成正负两个对等部分,施加不同电压矢量,从而获取新的电压矢量选择表,保证控制稳定性。实验结果表明,所提方法能够优化低速范围内电流畸变与平均转矩脉动大的弊端;在加速与转速突变状态下,可快速平稳地变化;磁链幅值与转矩值稳定。     

车用永磁同步电机控制系统实验平台开发

为研究车用驱动电机控制策略的有效性,本文开发了基于DSP2812的车用永磁同步电机控制系统实验平台.实验平台由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括主电路、控制电路和驱动保护电路,软件系统包括下位机程序和上位机调试程序,实验平台通过上位机调试界面监测电机运行状态,并可直接修改下位机程序相关参数,使得验证永磁同步电机高性能控制策略十分便捷.最后,在实验平台上测试了永磁同步电机最大转矩比电流矢量控制策略,得出转速响应曲线和电机控制精度图,利用此平台进行实验,参数修正容易,调试方便,为研究车用永磁同步电机高性能控制策略奠定了实验基础.     

PR 控制器在永磁同步电机控制中的应用

提出了一种比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制器的改进模型,将其应用于永磁同步电机控制中.用改进的PR控制器替代传统的PI控制器,节省一次坐标变换,省去了受温度及电机参数影响的交叉解耦项和前馈补偿项,简化了控制算法.仿真和试验结果表明,引入改进PR控制器的永磁同步电机控制系统控制性能优越,能够实现对交流输入信号的无静差跟踪,系统对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值.     

位置传感器在异步电动机同步化控制应用

异步电动机同步化指绕线式异步电动机起动后，变成同步运行后不仅可以提高该机的自身的功率因数，还可以向电网提供一定的无功功率，提高整个系统的功率因数。为了达到同步化的要求，结合异步电动机和同步电动机的特点及数学模型，建立位置传感器在异步电动机同步化中的控制数学模型，并确定其控制规律。     

基于自适应扩展Kalman滤波器的永磁同步电机无速度传感器控制

通过引入一种基于Sage-Husa噪声估计器的自适应扩展Kalman滤波器,给出了一种永磁同步电机无速度传感器控制方案.选取定子固定坐标系下的电机模型,首先得到了基于扩展Kalman滤波器的永磁同步电机转速估计方程.在此基础上,结合Sage-Husa噪声估计器,得到了基于自适应扩展Kalman滤波器的永磁同步电机转速估计方程.仿真结果表明,基于自适应扩展Kalman滤波器的方法,不仅可以准确地估计出电机的转速和转子位置,而且可以自适应确定扩展Kalman滤波器的一个关键参数——系统噪声协方差矩阵.与传统的扩展Kalman滤波器方法相比,本方法具有更好的实用性.     

激振器参数对自同步振动系统的影响

以反向回转激励的振动系统为对象,建立了考虑驱动电机机械特性的动力学方程.通过数值仿真计算,研究了激振器的偏心矩、电机功率、偏心转子回转摩擦阻矩等参数对自同步运动的影响.结果表明,激振器各参数在一定阈值内可以实现系统稳定同步运动,振动体y方向振幅与偏心矩成正比,实现稳定同步的时间与偏心矩成反比.电机额定转矩对系统同步影响不明显,而回转阻尼系数主要影响同步的过渡过程时间.     

基于DSP的双直流电机控制系统设计

针对多电机同步控制系统中调速、换向等问题,基于自动控制技术,设计以PC机为上位机、DSP为下位机能够同时调节双直流电机转速和转向的,以及选择工作电机的控制系统。给出了控制系统相关硬件和软件设计,通过PC机与DSP之间的串口通信,采用上位机串口软件发送数字化控制指令给下位机,控制双直流电机完成一系列预设功能;采用PWM脉宽调制原理对电机的转速进行调节,利用光电编码器通过T法对电机转速进行测量,并通过实测波形显示电机转速。实验结果表明,该系统不仅能够实现双直流电机转速和转向的同步调节,而且可以对工作电机进行选择,达到了双直流电机同步控制的效果,具有一定的可靠性及有效性。     

汽车同步带数控精密测长机的控制系统研究

汽车同步带用于发动机传动系统凸轮轴上置的配气机构,汽车发动机借助曲柄连杆机构中带有飞轮的曲轴与进、排气凸轮轴来传递动力,为保证传动的稳定性和喷油泵、水泵等稳定的传动速比,因此国家汽车同步带标准GB／T12734—2003中要求测量动态时的带节线长和横向摆动量。本文研制了由光栅尺、工控机、单片机、激光位移传感器、光电转速传感器及步进电机等组成的具有高精度、快速、操作方便和自动化程度高的汽车同步带数控精密测长机控制系统,带节线长测量精度达±0．005mm,带横向摆动量测量精度达±0．1mm。