基于ARM的加工高次非球面控制器研究

本文采用了ARM微处理器为主控核心,设计必要的外围扩展电路,构成高性能的三轴伺服运动控制器,改变以往传统单片机运算能力不足的缺点。与采用传统的MCU设计的三轴伺服运动控制器相比,该控制器具有较高的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法。对三轴伺服运动控制器在非球面加工中的应用进行了分析,通过实验验证了控制器的稳定性,能够满足三轴伺服运动控制器的需要,在数控机床的控制中有重要的应用价值。     

高精密伺服转台控制系统的设计

该文设计并研制了高精密伺服转台的控制系统。该控制系统采用圆光栅作为转台位移检测工具,采用了数字位置环和模拟电流环共同组成双闭环随动系统,其中位置控制器是带有速度前馈和加速度前馈的数字PID伺服滤波器。实验结果表明,该转台运行1.148h过程中位置伺服精度在±1″范围内,控制系统速度阶跃响应时间小于50ms;运动稳定,速度变化范围小于±10%,满足高精密伺服转台位置伺服的精度要求。     

输电线巡检机器人位姿变化的柔性关节控制策略

为降低输电线巡检机器人的柔性关节输出速度的波动程度，采用极点配置方法设计柔性关节伺服驱动系统控制器参数.该参数的选择随机器人位姿变化而变化，从而使机器人柔性关节伺服驱动系统能够获得平稳的输出速度.首先建立了机器人柔性关节伺服驱动系统动力学方程，并求得电机转速到电机电磁转矩的传递函数；接下来将PI控制策略应用于柔性关节伺服控制，求得控制系统闭环传递函数；然后采用相同阻尼系数的极点配置策略设计控制器参数；最后开展了巡检机器人越障情况下变位姿工况的柔性关节控制实验，结果说明可通过适当选择极点配置参数使柔性关节获得良好的输出速度.     

模糊PD控制器在电液伺服阀控制系统中的应用

应用模糊控制原理设计先导式电液伺服阀的模糊PD控制器,采用AMESim软件建立伺服阀的仿真模型,采用Simulink软件建立PD控制器和模糊PD控制器的仿真模型,通过AMESim/Simulink联合仿真得到伺服阀在两种控制方式下的阶跃信号响应曲线。仿真结果表明,与常规的PD控制器相比,模糊PD控制器能够提高控制精度,有效改善伺服阀的性能。     

直拉式可逆冷轧实验轧机张力控制技术

直拉式可逆冷轧实验轧机的张力控制仅使用张力反馈进行闭环控制无法兼顾速度匹配和张力稳定的要求.研究发现采用速度前馈加张力反馈的组合控制技术,可以很好地解决这一问题.前馈控制器是根据轧制速度设定值计算伺服阀流量设定值,进而计算出伺服阀开口度.反馈控制采用一个PI控制器,根据张力偏差,计算伺服阀开口度.将前馈和反馈控制量叠加后作为张力液压缸伺服阀开口度的总设定值.该技术在某450mm直拉式冷轧实验轧机的张力控制中取得了很好的效果.     

单轴高精度运动控制器设计

论文介绍高精度直流伺服驱动系统在自动化行业中的应用,对传统伺服驱动器和目前主流伺服驱动器系统框图做了简要的分析介绍,对比优缺点,根据开放式、模块化设计思想提出改良的伺服驱动器系统设计思路。应用开放式、模块化设计思想,采用融合高性能MCU微型控单元的数字信号控制器STM32F103ZET6作为控制核心,开发出一种高精度、高可靠性、小体积、高集成度的伺服运动控制器。详细介绍伺服运动控制器的模块化硬件设计、抗干扰处理、容错处理;详细分析运动控制三闭环PID控制算法。本设计可应用于机器人的各种运动控制及工业中的高精度运动控制中。     

基于多处理器的交流伺服控制器实验研究

设计一种基于DSP+FPGA多处理器的交流伺服控制器,FPGA完成I/O口扩展、键盘的扫描、霍尔信号检测和保护信号的处理等功能,DSP完成算法的实现、PWM信号的输出和模拟信号的检测等功能。同时设计一种新型负载实验测试平台,采用磁粉制动器模拟不同大小的负载,通过改变其输入的激磁电流大小产生不同大小的制动力矩。在负载实验平台上进行实验,结果表明设计的伺服控制器能适用于各种转速下的电机和在各种负载下运行,有效地提高了系统的速度响应能力和抗负载扰动的能力。     

基于随机速度伺服控制的车门耐久试验研究

为使车门开关可靠性耐久试验结果更接近真实使用状态,文章提出了一种基于随机速度的车门可靠性耐久试验方法。以伺服电缸为动力源搭建车门耐久位置速度复合伺服控制试验系统,设计位移和速度给定信号发生器,利用二阶自抗扰控制器进行位置控制,采用改进的粒子群算法(improved particle swarm optimization, IPSO)整定控制器参数。仿真验证实验结果表明,该系统响应速度快、鲁棒性好、可实现速度与位置同时控制。采用随机速度方法进行试验得出各测量点车门间隙面差数据,并与定值速度试验方法的结果对比,测得随机速度试验方法车门间隙面差变化略大,且随着次数增加变化量更为明显。该文同时对后续研究工作提出了相关思路。     

虚拟参考反馈校正控制在转台系统中的应用

三轴转台是一种标定航空航天惯性元器件的测试设备,为提高三轴转台的工作精度,需要考虑转台伺服控制系统中对象模型的不确定性。本文将基于数据驱动的虚拟参考反馈校正控制方法应用于三轴转台的伺服控制设计,通过离线优化控制器参数可以很好地矫正伺服控制系统。仿真试验可以看出所提的控制器设计方法简单易行,并能保证控制器具有足够的精确性。     

考虑非线性摩擦的电动伺服缸加载系统鲁棒自适应控制

非线性摩擦、外界扰动以及参数不确定性对电动伺服缸加载系统加载精度和响应特性带来不利影响。针对该问题,引入LuGre非线性摩擦模型,建立了电动伺服加载系统动力学模型,将非线性摩擦纳入系统总扰动中,设计了一种鲁棒自适应控制器(ARC);应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的鲁棒自适应控制器的稳定性。经仿真表明,相较于传统PD控制器,本文所设计的ARC控制器能使电动伺服缸加载系统具有更优的加载力跟踪精度和良好的鲁棒性。     

基于带宽的永磁同步电机伺服控制器设计

为提高伺服系统的控制性能并解决控制参数整定困难的问题,该文设计了1种新的控制方法,应用于永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统中。建立了PMSM模型。设计了基于电流环带宽进行比例-积分(PI)控制参数整定的电流环控制器和基于速度环带宽进行自抗扰控制(ADRC)参数整定的速度环控制器。推导得到电流环带宽和速度环带宽的关系,从而将整个系统的控制参数归结到带宽1个参数上。经实验验证:该控制器结构通用性强,参数整定简单,易于工程实现;与传统比例-积分-微分(PID)控制方法相比较,在给定相同速度指令时,基于带宽的控制方法速度响应快,跟踪误差减小40%以上,在PMSM速度稳定时施加负载扰动,稳定时间缩短25%以上。     

HF1280码垛机的SEW伺服控制系统设计

砖坯码垛机是压砖机重要的配套设备,针对码垛机码垛工艺需求,利用SEW伺服控制器运行速度准确稳定、快速定位等特点,设计了HF1 280码垛机的控制系统。该系统采用带PROFIBUS总线分散式I/O单元的欧姆龙PLC为主站,SEW伺服控制器为驱动单元作为PLC的从站。详细阐述了码垛机电气控制硬件、软件设计、伺服系统关键参数设定、MOVITOOLS软件调试等。实践证明该伺服控制系统与原变频控制相比,定位精度明显提高,误差在0.5mm以内,运行周期快5s,系统抗干扰能力大大增强。     

基于自适应模糊PID的径向柱塞变量泵电液伺服控制

针对电液伺服控制径向柱塞变量泵变量机构,设计了自适应模糊PID控制器,并通过计算机仿真,再现了系统跟踪阶跃信号的系统响应,仿真结果表明,基于自适应模糊PID控制器的电液伺服控制径向柱塞变量泵具有良好的动态性能。     

基于数字PID控制器的伺服控制系统

本文提出了一种基于数字PID控制器的伺服控制系统。首先调整了位置模式下伺服电机驱动器参数,得到了理想的电机速度特性曲线。在此基础上进行了伺服电机及驱动器的模型测定,由此得出整个伺服控制系统的传递函数,并在假设有干扰的情况下对PID参数进行整定。给出了带有特殊功能的数字PID控制器的理论模型,通过VC及VB编程进行实际验证。     

交流伺服系统位置控制器的仿真研究

在交流伺服控制系统中，采用带速度和加速度前馈的数字PID调节器与数字阶式滤波器构成的复合控制器，可以显著提高控制系统的精度，大大降低跟随误差。仿真结果表明，所设计和复合位置控制器可以实现对位置指令的快速无超调跟踪，且稳态无静差，满足高精度伺服系统控制的要求，是一种切实可行的控制方法。     

远程导弹鲁棒最优预见伺服地形跟踪控制器设计

设计一种基于多面体不确定性的导弹鲁棒最优预见伺服地形跟踪控制器.在目标值已知的情况下,基于LQ/H∞准则,通过求解线性矩阵不等式(LMI),得到具有状态反馈、积分环节和预见环节的鲁棒控制器参数.仿真结果表明,这种鲁棒最优预见伺服控制器在具有良好地形跟踪特性的同时,比一般最优预见伺服方法具有更好的鲁棒性能.     

切纸机传动系统设计

分析切纸机传动工艺过程,对变频控制方式和伺服控制方式进行精度计算,得出变频控制技术方案不能满足切纸机切纸精度要求,只有采用伺服控制才能够保证切纸精度。采用安川伺服控制器设计完整的切纸机控制系统。     

基于车载摄像机移动机器人的模糊神经网络跟踪

针对车载单目摄像机的轮式移动机器人的目标跟踪问题,提出一种模糊跟踪控制方案.方案分为两部分,分别为摄像机控制部分和轮式移动机器人控制部分.摄像机控制部分通过相关特征点之间的连线的夹角设计摄像机云台控制器,使摄像机能够实时跟踪目标,保持目标在图像平面的期望位置上.轮式移动机器人控制部分通过设计T-S模糊神经网络控制器使其能够在视觉伺服反馈下实时调整速度和姿态,实现目标的有效跟踪.仿真结果表明了本文方法的有效性.     

高推力永磁直线同步电动机控制中的电流补偿

为满足高推力永磁直线同步电动机的速度伺服要求,选择IP速度控制器,借助在线辨识的方法对直线电机的动子质量、粘滞摩擦因数和推力波动进行辨识,并分别利用在线和离线补偿的方式,对推力扰动进行电流补偿.仿真结果表明,离线补偿使系统的速度波动降低,在线补偿使系统具有很强的鲁棒伺服性.     

数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制策略

针对数控机床在高速加工中,各进给轴的进给速度和进给加速度高、跟随误差难以控制、零件加工精度无法保证的问题,提出一种模态滤波器与零相差跟踪控制器的综合控制策略。首先通过零极点对消的原理,得到设置在速度环内的模态滤波器,对滚珠丝杠进给系统的一阶和二阶扭转振动模态进行抵消,消除这两阶模态对伺服带宽的限制以继续提高伺服带宽;然后通过对整个伺服进给系统的传递函数近似取逆,得到设置在位置环之前的零相差跟踪控制器,改善伺服进给系统的相位滞后,最终实现数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制。仿真结果表明,当进给速度为30m/min、加速度为10m/s2时,与传统的PID控制策略相比,所提出的综合控制策略将跟随误差降低到原来的0.1%以下。