基于WEB的远程控制实验系统设计与实现

基于WEB方式,利用组态王、NET和JAVA等技术进行混合编程,实现了一个远程控制实验系统。在该系统上,可开展可编程序控制器、过程控制系统和现场总线控制等课程中控制类实验项目的实验教学。通过这个系统,学生可以学习了解实验内容,下载安装客户端工具,在客户端进行控制程序的编写与调试。程序完成后,可以通过上传和运行程序,并利用网络摄像机观测现场设备的动作。     

基于Simulink的过程控制实验仿真系统

本文介绍利用仿真软件MATLAB/Simulink对过程控制实验仿真系统的设计与实现。根据过程控制系统的常用控制方案,使用Simulink构造六个典型系统的模型进行仿真实验,主要通过整定控制器的PID参数,优化系统性能,提高控制质量。本系统可用于过程控制课程的实验。     

磁悬浮系统的模糊PID控制器设计

基于GML1001磁悬浮实验装置设计了一个模糊PID控制器.该控制器利用传统的PID控制器和模糊控制器相结合形成,能根据系统偏差的大小、方向以及变化趋势等特征,依据模糊规则库做出模糊推理,能自动调整PID参数,可达到更加满意的控制效果.利用设计的模糊自适应PID控制器,对磁悬浮控制系统中钢球的悬浮位置实现了精确的控制.实验结果表明,模糊自适应PID控制器可以使磁悬浮控制系统拥有较好的稳态和动态性能.     

基于FPGA的电子节气门控制器硬件设计与实现

针对电子节气门控制系统对控制器的快速性、 低成本、 微型化等控制性能的要求, 通过现场可编程门阵列(FPGA: Field Programmable Gate Array)实现控制器的硬件设计, 在发展较为成熟的增量式PID(Proportional, Integral, Differential)算法基础上加入积分分离环节, 利用高级综合工具Catapult C实现了基于FPGA全硬件方案的积分分离PID控制器。设计制作了AD/DA采集板, 实现了基于FPGA的积分分离PID控制器与电子节气门之间的数据通信, 并进行了电子节气门的实物跟踪控制实验。实验结果表明, 基于FPGA的全硬件积分分离PID控制器实现了电子节气门跟踪控制, 提高了控制器的运算精度。     

可编程控制器的顺序和逻辑控制实验

文本通过以可编程控制器取代继电接触控制的实验，介绍了可编程控制器的基本使用方法，利用梯形图编制的程序清单，以及可编程控制器在顺序和逻辑控制中显示出的优越性。     

关节片上位置伺服系统控制器的实现

提出了一种关节片上位置伺服系统控制器的设计方案,并在一片可编程逻辑器件(FPGA)中得到了具体验证和实现.该方案利用FPGA的硬件逻辑单元实现了关节内部所有传感器信息的采集、M/T法测速、电机的脉宽调制和矢量控制,并在FPGA内嵌入了NIOS II软核处理器和控制器局域网CAN总线控制器,实现了关节空间的轨迹规划、位置控制以及与主控计算机的CAN总线通讯.通过SOPC Builder工具实现了硬件逻辑单元和软核控制器的集成.实验结果表明,设计的关节片上位置伺服系统可有效地提高关节控制器系统的集成度,从而减小了电路板的尺寸,增强了系统的抗干扰能力和关节控制性能.     

基于FPGA的振动主动控制系统的设计与实现

该文以悬臂梁为研究对象,论述了利用可编程逻辑门阵列(FPGA)实现的振动主动控制系统.构建了振动主动控制物理实验系统,通过辨识得到被控系统的数学模型;并采用线性二次型Gauss(LQG)控制算法设计了控制律.讨论了控制器的硬件FPGA实现,并给出了相应的软件流程.实验结果表明:整个设计从物理实验系统的构建,到系统模型的建立,再到控制律的设计,控制器的硬件实现都是正确有效的.整个振动主动控制系统可以有效地抑制外扰引起的振动,能达到实时控制的要求.     

基于模糊PI控制的实验平台设计与实现

针对Festo教学演示型实验平台在扩展性研究方面的不足,提出了一种基于模糊PI控制的半实物仿真平台设计方案:利用Matlab实现模糊PI虚拟控制器的设计,利用组态软件实现虚拟控制器与实验装置I/O接口设备的无缝连接。Simulink仿真结果表明模糊PI控制具有调节时间短、无超调量及稳态偏差、控制精度高等优点,为其在实验平台的应用提供了理论依据。     

一种基于模糊神经网络的智能PID控制器

本文设计了一种基于模糊神经网络的PID控制器,利用模糊神经网络对被控制象进行模糊辨识,采用BP学习算法的神经网络自适应地调整PID控制器的参数,将模糊技术、神经网络与PID控制综合起来,实现PID控制的智能化。通过仿真实验表明,该控制器具有较高的控制品质。     

基于单神经元PID控制器的闭环控制系统

目的 解决传统PID控制器对时变系统控制能力不强的弊病。方法 利用神经网络理论与传统PID控制理论相结合。结果 设计了一种单神经元PID控制器，将其应用于被控制对象是快时变和慢时变的两类闭环控制系统。结论 实验证明这种单神经元PID控制器通过在线边学习边控制的方式，实现了实时控制。     

边界扫描测试实验系统的设计与开发

根据数据域测试及仪器课程教学的特点和需要,设计了一个典型的边界扫描测试系统作为课程实验。实验系统主要由计算机、USB-1149控制器和四通道被测电路板等3个部分组成。首先介绍了系统的层次架构,然后针对自主研制的USB-1149控制器的软、硬件设计实现过程,进行了详细的描述。学生通过该实验的学习可以加深对可测性设计和边界扫描等概念的理解,领会数字系统测试和故障诊断的复杂性和重要性。     

家居新风系统控制器的设计与实现

为使新风系统与空调协调工作,设计了由主控制器、空调控制单元、空调状态检测单元以及室外温度采集节点等模块组成的新风系统控制器.该控制器各模块间利用Zigbee技术进行通信,控制器通过对室外当前温度与预设的房间期望温度的比较,以±1℃温控的方法平滑控制空调的启闭以及智能地控制新风的引入.实验表明:该控制器功耗低、可靠性高、成本低、使用方便,可在智能家居领域推广使用.     

基于单片机与改进PID的智能电液伺服控制系统研究

为了实现对电液伺服系统进行快速、准确以及较为平稳的控制,提出了基于单片机与改进PID的智能电液伺服控制系统。通过对电液伺服系统的主要组成进行分析,并根据液压控制理论,得出了电液伺服系统中电液伺服阀等机构的数学模型。利用MSP单片机作为主控器,以接收位移传感器采集到的实时位移值,根据该值对电液伺服阀的开度进行控制。引入PID控制器,通过神经网络算法对PID控制器进行改进,设计电液伺服控制系统的控制策略,以实现电液伺服控制系统的智能化。通过Matlab/Simulink软件对所提方法进行了仿真实验,结果显示,所提方法不仅能够较为快速、准确地对电液伺服系统进行控制,而且控制过程较为平稳,具有良好的控制效果。     

电工电子实验室智能辅助管理系统设计与研究

人工智能技术的发展以及电工电子教育的普及为电工电子实验室的教学和管理环境提出了更高的要求。实验室管理系统提出了将智能化与人工管理相结合的管理模式,利用python-web开发技术实现系统软件平台设计,具有学生选课、退课、上传实验数据,教师排课、发布实验课程等功能。利用机器学习算法技术实现了对学生上传实验数据的聚类分析,将实验数据分为正确、操作错误以及机器故障三类数据,从而实现了学生成绩的自动评判以及设备故障辨识。另外,空调设备模块也基于机器学习算法技术,通过自动采集周围环境温度和湿度数据,实现了空调的自动控制,在综合考虑舒适度与节能的基础上,达到自主调节室温的实验室环境控制智能化。     

基于单片机的过程控制实验平台设计

该文开发了以单片机为控制器的温度控制实验系统,为过程控制课程提供实验平台。该实验平台以电烤箱为被控对象,设计了单片机与温度传感器、调压模块和显示模块之间的接口电路,实现温度的采集和控制作用的传输。采用C语言编写了PID和模糊控制算法执行程序,实现温度的自动控制。利用LabVIEW软件设计了监控界面,实现温度数据实时监控和响应曲线实时显示的功能。实验平台具有小巧、低成本、易于开发的特点,为学生开展过程控制实验提供了单回路控制系统设计、对象特性测试、PID参数整定、先进控制算法研究等实验项目。     

机器人操作手的实时Fuzzy控制

本文以两自由度机械手为控制对象,设计了 Fuzzy 控制器,编制了汇编程序。利用 TP-801单板机实现了实时控制.同时,对各种 Fuzzy 控制方案在机器人操作手上的控制效果进行了仿真和实验研究,并作了比较.仿真和实验的结果都表明:将 Fuzzy 控制器用于机器人控制是可行的,Fuzzy 控制系统具有很强的鲁棒性,而且算法简单可靠,实验证明能够实现实时控制.     

基于粒子群优化算法的模糊神经分数阶PID电子节气门控制器设计

针对汽车电子节气门的精确跟踪控制问题, 建立了面向控制器设计的非线性模型,分析了摩擦非线性以及LH 非线性对电子节气门位置的影响.采用模糊神经分数阶PID 控制方法设计了电子节气门非线性控制器,并利用粒子群优化算法对控制器参数进行优化.最后将扰动考虑在内进行了仿真实验,仿真实验表明基于模糊神经分数阶PID的控制方法能够很好地实现电子节气门控制.     

基于uCOS-II的模糊自适应温度控制系统设计

针对车间温度控制系统具有非线性、滞后性和时变性等特点,提出了一种改进型的模糊自适应PID控制器。该控制器通过在线调整学习速率因子和PID参数增量,并结合积分分离思路,实现PID参数的自适应调节。仿真结果表明该控制器优于传统PID控制和传统模糊自适应PID控制。控制系统采用PIC24F作为主控芯片,结合操作系统uCOS-II的实时性、可靠性以及模糊自适应控制的非线性、时变性等特点,通过实验成功的实现对温度准确控制。     

柔性倒立摆的PD实时控制

针对直线一级柔性倒立摆系统的多变量特性,采用三个PD控制器实现了系统的平衡控制。建立了系统的数学模型,并利用极点配置方法整定控制器参数进行仿真实验,将所设计的控制器在实际的实验设备上进行实时控制实验。实际控制结果验证了方案的有效性和正确性。     

电机控制系统综合实验平台的设计

为提高自动化学科相关专业实验课程的综合性,设计了电机控制系统综合实验平台。该平台基于DSP微处理器实现控制器的开发,图形化人机界面便于学生进行参数配置以及系统状态变量的监测。基于该综合实验平台,学生不仅能够完成电机控制的基本验证实验,还能进行转速信号处理,实现转矩、转速模式实验及其他控制算法等综合设计实验。培养了学生的动手能力与创新能力。