基于C8051F020的帆板模拟系统设计

设计了一种高性能低功耗帆板模拟控制系统方案,通过控制直流电机的转速来调节风力大小,改变帆板转角。引入了模块化和硬件软件化的设计思想,以C8051F020为核心,用SCA61T-FA1H1G-PWB角度传感器模组感应帆板的偏移角度,用LCD显示输出。也可使用4×4矩阵键盘欲设角度来改变帆板角度,实现自动控制功能,性价比较高、结构简洁,为计算机通用控制系统搭建了一个设计平台。     

无传感器PMSM直接计算与自适应算法

为了更好地解决无位置传感器PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)的驱动问题,通过对永磁同步电机数学模型的分析,利用较易测量的电流、电压值推导了转角的数值计算公式,并将转速和转角估算模块加入到矢量控制系统及直接转矩控制系统中,用估算的转速转角直接作为反馈量,构成相应的系统并进行仿真。对模型参考自适应控制策略结合永磁同步电机数学模型进行了推导,得出转速转角估算模块并将其加入到直接转矩控制系统中。仿真结果表明,矢量控制的转速较稳定,直接转矩控制转速波动较大但转速响应较快,抗干扰能力较强。     

基于PID控制风板装置的设计与实现

介绍了以STC89C52单片机作为系统控制核心,采用角度传感器(WDD351)实时检测帆板的偏移角度,通过单片机程序的PID控制算法处理PWM控制信号,继而调节风扇的送风量使帆板达到要求角度。算法有别于常见的控制系统,其采用的PID控制算法不要求确定受控对象的精确数学模型,而根据控制规则组织控制决策表,由控制决策表决定控制量的大小。解决了PID在面对被控对象存在三角函数数学模型时的控制问题,较好的完成了比赛要求,取得了良好的产品效果。     

帆板自适应控制系统的设计

本设计利用STC89C52单片机控制风机转速,由风机风力决定帆板垂直摆动角度,采用角度传感器和PWM调制实现了高精度帆板角度获取和风机转速的控制的自适应测控系统。该系统实现了键盘控制风力大小,数字显示帆板角度,使帆板的角度能够在0°～60°范围内连续变化,并能够通过键盘设定帆板角度,实现声光提示的功能。     

旋转编码器抗抖动信号处理电路及其角度测量应用

采用旋转编码器作为帆板控制系统的角度传感器件,帆板转动时,编码器产生两路正交信号,经过辨向处理后,送单片机进行计数处理,其正向脉冲和反向脉冲之差乘以角度当量即为实际角位移。在实际进行动态测量时,帆板达到动态平衡位置时往往会产生高频尖脉冲,而此时实际帆板并未发生角度的改变,该读数被单片机误计后,会造成实际的计数紊乱,对角度无法进行精确控制。针对该情况,开发了抗抖动信号辨向倍频处理电路,提高了系统的抗干扰能力和分辨率。该处理电路适用于其他输出信号为两路正交方波或者正弦波的位置检测传感器。     

植入形状记忆合金丝的帆板的主动控制

本文以植入SMA的航天器的挠性帆板为研究对象,建立了其动力学模型及主动振动控制方程。编制程序对植入SMA丝的帆板在受迫振动情况下的最优主动控制进行了计算,并对结果进行了分析。仿真结果表明,这样的控制规律有效抑制了帆板的振动。     

植入形状记忆合金丝的帆板的主动控制

本文以植入SMA的航天器的挠性帆板为研究对象,建立了其动力学模型及主动振动控制方程。编制程序对植入SMA丝的帆板在受迫振动情况下的最优主动控制进行了计算,并对结果进行了分析。仿真结果表明,这样的控制规律有效抑制了帆板的振动。     

航天器能量/姿控一体化控制器设计及功率规划

研究航天器的能量/姿控一体化控制系统(IPACS)的设计问题。针对带有4个飞轮(3正交、1斜装)的航天器的IPACS,设计了一个滑动模态姿态控制器。设计了飞轮组的控制律,保证了在储能时,飞轮的转速变化不会对航天器的姿态造成扰动,而且不影响正常的姿态控制,同时实现了姿态控制与能量存储。针对太阳帆板的功率变化特性以及飞轮电机的输入功率限制,提出了一种新的储能功率的规划方案,使飞轮在每个轨道周期内储存和释放的能量达到平衡,同时尽量利用了太阳帆板提供的功率,从而可以有效地减少太阳帆板的面积,减轻太阳帆板的质量。为了验证所设计的IPACS的有效性,给出了一个仿真实例。     

基于主动关节机构的航天扰性结构的振动控制

基于一种主动关节机构,针对航天扰性结构的振动控制问题,提出了新的振动主动控制方法.分别对关节机构的变刚度阻尼特性以及基于关节机构和航天太阳能帆板组合振动控制系统的特性进行了理论建模与分析,在此基础上,搭建了实验测试平台并进行了振动控制实验.关节机构自测实验结果表明,在-15°~15°的范围内,关节机构的扭转刚度与励磁电流近似成线性关系;通过改变电流的大小,可以实现其刚度在0.391~1.362N·m/rad范围内的变化.另外,对航天太阳能帆板系统的振动测试实验表明,利用关节机构进行振动主动控制,可以提高系统的固有频率,使振幅衰减9.5dB,降低到原来的1/3,有效地对航天太阳能帆板的振动进行了主动控制.     

向日跟踪控制系统设计

文中介绍了向日跟踪控制系统的工作原理,设计了光强信号采集与转换、直流电动机控制、水平轴和垂直轴的转角控制及串行通信等电路,在设计控制系统硬件电路的基础上,对跟踪系统软件进行了设计,实现了单体系统对太阳能向日跟踪的控制,该向日跟踪控制系统的不具备多台控制的网络控制功能以及远程互联网控制功能。     

PLC在转向器耐久试验中的应用

介绍了一种以可编程控制器为核心的转向器耐久试验控制系统 ,详细说明了以光电旋转编码器为转角传感器 ,利用可编程控制器A -B相脉冲信号高速计数输入 ,完成对转向器变转角实验的测量与控制 ,并给出了相应的硬件构成及软件     

液压挖掘机工作装置运动轨迹的微机控制

对液压挖掘机任意给定的斗齿目标轨迹,变换为工装动臂、斗杆和铲斗三个杆件相对转角序列,由微机控制电液伺服驱动系统,使三杆件各自跟踪其目标转角,实现轨迹控制。本文推导变换方程、工装动态方程及控制系统数学模型,编制轨迹规划程序及数控程序,并在0.05 m~3正铲工装试验台上验证。     

基于AT89C52的风摆控制系统设计与实现

介绍了一种基于AT89C52单片机为控制核心的风摆控制系统,该系统通过调节直流风扇转速实现对摆杆摆角的实时测量、显示和控制.系统采用SCA100T-D02角度传感器来实现对摆杆转角信号的采集,根据转角值输出一定占空比的PWM脉冲波,用L298N作为驱动电路控制风扇电机转速,以达到控制摆杆转角的目的,同时在径向距离大于50cm时可用蜂鸣器报警.该系统经过测试实验,能耗低,性价比高,具有较高的实际应用价值.     

基于STC12C60S2单片机的帆板控制系统设计

系统采用单片机STC12C60S2作为主控器,由角度检测电路、电机驱动电路、键盘与显示电路等构成.采用键盘预置帆板角度,并通过角度传感器检测帆板的实际角度,两者之间不相等而产生角度偏差,再通过单片机输出PWM信号去调节直流电机的转速,直流电机带动风扇使帆板在最短时间内达到系统的预置角度并保持较高的稳定性,从而达到系统对帆板角度的准确控制.     

基于遗传算法的四轮转向-驱动汽车时变LQR控制

四轮转向-驱动汽车相较于传统车辆能保证四轮转角/转矩独立可控,具有十分优异的主动动力学控制性能.文中针对四轮转向-驱动汽车转角转矩的协调控制提出了一种基于遗传算法的时变LQR控制系统.该系统区别于传统的线性化轮胎参考模型,考虑轮胎的变刚度特性建立线性时变系统,并利用遗传算法对状态量的控制权重矩阵进行优化.仿真结果表明,...     

基于差动制动的汽车拖车组合系统动态稳定性滑模控制

为了提高汽车拖车组合系统(CTC)的动态稳定性,首先建立了基于差动制动的CTC动力学模型,确定了CTC在一定前轮转角输入下的稳态转向响应;然后将滑模控制方法应用到CTC动态稳定性控制中,创建了以稳态响应下横摆角速度为控制目标的动态稳定性控制系统;最后通过计算一定前轮转角输入下的两节车身横摆角速度需求,将差动制动产生的横...     

基于电子技术的装载机铲斗设计

当前工程机械的先进技术大部分集中在操纵和控制上,要解决控制问题必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术。本文主要研究基于电子技术的装载机铲斗设计,使装载机的操作更为简单。电控装载机铲斗采用电液比例控制系统来控制装载机的转斗油缸,通过动臂转角和铲斗相对动臂转角的反馈来自动控制铲斗的角度,实现自动平移。选用复合形法编写优化程序,结合装载机工作装置的数学模型对工作装置进行优化设计,而且基于电控的优化能获得更大的传力比。     

四轮转向的神经网络直接逆控制

采用二自由度摩托车模型研究四轮转向车辆的转向特性,建立四轮转向车辆线性二自由度动力学模型和方程.着重设计BP神经网络直接逆控制系统,通过离线辨识、在线学习控制被控系统,与其他控制方法对比表明,神经网络直接逆控制系统能够更加有效的控制后轮转角以便使车辆质心侧偏角为零,并提高车辆低速机动性和高速稳定性.     

考虑线控转向非线性和不确定性的转向角控制

研究了线控转向系统的转向轮转角跟踪控制.控制算法的设计建立在对轮胎回正力矩的非线性特性以及系统参数不确定性进行分析的基础上,并考虑了执行器力矩受限的情况.基于一种条件积分方法,设计前馈加抗积分饱和的状态反馈控制算法来获得期望的转向轮转角.根据非线性控制理论,通过建立李雅普诺夫函数,证明线控转向控制系统的渐进稳定.最后,通过实车试验证明控制算法能够有效实现转向轮转角的精确跟踪控制.     

塔式起重机的分数阶滑模定位和防摆控制

针对塔式起重机防摆控制系统,考虑塔机的回转运动和变幅运动,提出了分层分数阶滑模定位和防摆控制新方法。把塔式起重机防摆控制系统分为小车位移控制系统和负载摆角控制系统两个子系统,采用两层分数阶滑模面,分别设计分数阶滑模控制器控制臂架小车的位移、起重臂的回转角及负载的摆角。与传统的整数阶滑模控制方法相比,加快了系统的响应速度,增强了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能,有效保证臂架小车精确定位和负载的消摆。仿真结果也表明分数阶滑模控制是提高此系统控制性能的一种更有效的方法。