定量反馈在导弹飞行控制中的应用

研究定量反馈理论(QFT)在导弹飞行控制中的应用,结合自抗扰控制(ADRC)算法对某型号导弹的飞行控制系统进行了设计.通过仿真和鲁棒性验证,以及对PID控制算法和自抗扰控制算法的分析比较,表明设计出的控制系统具有很好的响应特性和鲁棒性.ADRC输出响应的超调小于PID控制,但快速性略差于PID控制.采用ADRC算法设计导弹纵向控制系统的高度保持回路可以得到良好的跟踪效果,其中对升降速率的跟踪几乎没有超调,显示了良好的动态性能和稳态性能.      

基于机器视觉的智能小车道路识别系统设计

本设计是在以MC9S12XS128为主控芯片的基础上完成的,包括自制的系统板部分、数字CCD摄像机部分、车速传感器部分、加速度传感器部分、驱动电机及转向舵机控制部分;本车采用数字CCD传感器寻迹,以脉宽调制控制方式(PWM)控制电机和舵机。软件是在CodeWarrior 3.1的基础上用C语言编写的,车辆纵向控制采用数字增量式PID控制算法,横向控制采用拟人控制算法。     

基于Kinetis K60的智能车控制系统设计

针对目前智能车控制中,控制电路复杂以及控制芯片内部资源有限导致系统稳定性差等问题,提出了一种基于飞思卡尔Kinetis K60(简称K60)的智能车控制系统,并设计了系统硬件和软件。采用CMOS高速数字摄像头,简化了硬件电路,提高了系统实时性。最后,应用增量式PID控制算法完成舵机和电机控制,并通过实验调试确定了系统参数。     

基于DSP的水下航行器舵机控制系统设计

舵机是水下航行器控制系统的关键机构,它通过带动舵面的转动来控制水下航行器的航行姿态,其性能的好坏直接决定了水下航行器的性能。舵机主要由控制器、电机、减速机构、反馈电位计、舵面五部分组成,其中控制器是舵机的核心部分。介绍了某型水下航行器的舵机基本控制原理,并采用TMS320F2812芯片为核心控制器,设计一套基于DSP的舵机控制系统;同时还分析了该系统的软硬件设计方案以及相关的控制算法;最后建立了系统仿真模型。通过实验表明,此系统的控制性能好,并且体积小,可满足水下航行器舵机的控制要求。     

基于MC9S12XS128单片机的路径图像识别智能小车

本智能车的设计是以Freescale公司的MC9S12XS128单片机作为系统的控制核心,使用OV7620数字摄像头采集道路信息,单片机分析图像信息后确定行驶路径,再通过舵机来掌控小车的行驶方向。软件控制方面,使用PD算法控制舵机,位置式PID算法控制电机,实现对智能车运动方向和运动速度的闭环控制。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。实验结果表明,设计方案确实可行。     

可控滚转舵系统滚转控制研究

为解决电动舵机在旋转导弹上的应用,通过分析对滚转导弹的控制,电动舵机系统相对于气动舵机系统的优势及其应用限制因素,提出一类可应用于滚转导弹控制的可控滚转舵执行机构.分析了系统的工作原理,应用动力学和运动学方法,建立了基于此滚转机构的导弹的滚转控制系统的数学模型,模型中引入了弹体的滚转角速度,舵体滚转角反馈外回路和舵体滚转角速度反馈内回路.数学模型的建立为后续滚转控制器及控制系统的设计奠定了理论基础.     

基于ARM的智能温控系统设计

针对电阻炉温度控制纯滞后、大惯性环节控制的特点,传统的PID控制可以获得较好的稳态响应特性,但控制上会造成较大的系统超调,无法满足控制精度.应用参考模型自适应方法设计控制器,分析并给出了系统的数学模型,用超稳定理论设计了参考模犁自适应PID控制系统,并给出白适应率.以ARM单片机为核心,设计并分析了电阻炉智能温度控制系统硬件电路,由K型热电偶和数字转换芯片MAX6675组成温度检测电路,采用固态继电器来作为温控元件,利用开关特性来控制电路的断开和接通炉温控制主电路.实验结果表明该控制系统超调量小,跟踪速度快,可靠性高,结构紧凑、工作稳定.     

基于PWM和PID对三维打印喷头的恒温控制

为提高三维打印喷头的温度控制精度与响应速度,以DSP F2812为系统控制芯片,以LM2575开关电源芯片为温控执行元件,设计了一小型温度控制系统。该系统利用MAX6675芯片采集温度,通过冷端补偿和数字过滤实现精密温度测量;通过DSP产生的可变占空比PWM波来实现对喷头温度的PID控制,采用模拟仿真与实验验证相结合的方法得到更为理想的PID控制。将原来的300s左右进入恒温状态提高到75s左右达到恒温状态,温度检测分辨率为0.25℃,提高了三维打印恒温控制的性能。     

基于鲁棒PID-模糊复合控制的随动系统研究

某型导弹随动系统动力学模型的复杂性及客观环境中的干扰因素,使传统单一模式的控制难以达到预定的要求,有必要寻求鲁棒性强且大误差可控的控制策略.针对模型参数及外界干扰的不确定性,在对该型导弹随动系统的控制方式进行分析研究的基础上,设计一种基于模拟退火算法(SA)优化的模糊控制和鲁棒PID控制的复合控制方法,并用MATLAB软件进行数值仿真.仿真结果表明,复合控制系统的各项性能都比原系统有显著提高.     

基于单片机的电子节气门PID控制系统

以Bosch公司DV-E5型节气门为控制对象,基于PID算法完成了控制系统的软硬件设计.系统采用AT89C51单片机作为主控单元,选用LMD18200芯片驱动节气门中的直流电机,同时以PCF8591作为AD转换芯片,采用LCD1602显示动态控制参数,并用C语言编写了系统控制软件,在Proteus上对主要软件模块进行了仿真,搭建了节气门PID控制实验平台,完成了对节气门开度位置控制的实验和测试,实验结果表明:系统阶跃响应时间约300ms,稳态误差小于1%,滞后和超调不明显.     

弹载电动舵机幂次滑模反演控制

针对高频响弹载电动舵机系统存在的齿隙非线性、参数时变、未知扰动等问题,提出一种幂次型快速Terminal滑模反演控制策略.设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,建立拟合系统的状态空间模型并划分为3个子系统进行控制设计.采用反演控制思想设计快速幂次Terminal滑模控制器,内环采用直接转矩控制控制策略,提高响应速度.应用Lyapunov方法证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,实现了对齿隙非线性的精确补偿.实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与反演控制和PID控制策略相比,弹载电动舵机的控制精度、收敛速度及鲁棒性有显著提高.      

人工蜂群算法在飞机舵机电液伺服系统的应用

针对飞机舵机电液伺服系统运行过程中存在的多余力干扰问题,提出结合改进人工蜂群算法和比例-积分-微分(proportion integration differentiation,简称PID )控制器的复合控制方法。该方法在建立系统数学模型的基础上,利用云模型和变邻域搜索对传统人工蜂群算法的选择策略和选择方式进行改进,增强算法开采能力,获得最优食物源,提高系统的加载精度和响应速度。再由PID控制器根据所得最优食物源进行控制参数在线自适应调整,提高系统的稳定性和抗干扰性。仿真结果表明：该方法能够达到飞机舵机电液伺服系统控制性能指标要求,且相较于采用传统人工蜂群算法,具有更良好的跟踪能力和多余力抑制效果,验证了该方法的可行性和有效性。     

模糊自适应PID控制器在交流伺服控制系统中的研究

交流伺服控制系统中的永磁同步电机是一种多变量、强耦合和非线性的系统,采用传统的PID控制难以达到较好的控制效果。将模糊自适应PID应用于永磁同步电机的控制中,运用模糊控制原理对PID参数进行整定。仿真结果表明,与传统的PID控制相比较,采用模糊自适应PID控制器的交流伺服控制系统具有更好的动态和稳态性能,实现了较好的控制效果。     

电动造波机控制系统的研究

为在试验水池中精确模拟以“波浪谱”描述的海浪不规则波,给出了直接生成造波机运动控制所需的离散时间序列数的计算模型．基于通用计算机的开放式多轴运动控制器设计了电机伺服驱动的模拟不规则波造波控制系统,采用数字比例、积分、微分(PID)及速度前馈控制技术解决了系统所要求的高精度伺服位置控制和多电机同步控制问题,通过对离散时间序列数的样条光顺使伺服电机具有加速度连续的良好运动特性．系统的控制模型以自学习的方法对比反馈的实际波形进行输出位置量的矫正,以获得准确的模拟波浪．     

多场载荷作用下舵面蒙皮响应分析

试验研究表明,导弹舵面在工作环境中承受严酷的气动力载荷、气动热载荷和噪声载荷。多种载荷相互影响使舵面产生剧烈振动,严重影响打击精度;甚至导致蒙皮开裂引起疲劳失效。以某型号导弹C/SiC复合材料舵面蒙皮为研究对象,基于WORKBENCH/VA-ONE程序平台,将自定义函数(UDF)建立的热流固耦有限元控制方程和边界元声场控制方程相结合,推导出改进的耦合边界元/有限元法(BEM/FEM)计算模型。通过此方法数值模拟导弹真实飞行环境,计算出了蒙皮表面危险点位置和不同飞行环境下响应特性;结果表明,通过改进的耦合BEM/FEM计算模型,能够较准确地反应导弹在真实飞行环境下舵面蒙皮响应特性随环境变化特征,为导弹舵面可靠性设计提供了一种有效的数值计算方法。     

液压泵控马达数字调速系统研究

对液压泵控马达系统及其排量伺服机构分别进行了数学建模,分析了其各自及串联后的频率特性与阶跃输入响应特性. 理论分析表明:液压泵控马达系统的带宽较大,响应较快,阶跃输入下系统出现超调;排量伺服机构的开环增益较小,其带宽较低,响应较慢. 设计了调速系统的马达转速闭环数字PID控制算法,实验结果表明,通过仿真模型优化得到的数字PID控制参数能很好地用于实际泵控马达调速系统的闭环控制,并能获得良好的稳定性和快速性.     

基于灰色理论PID控制的伺服转台研究

针对伺服转台系统带有未建模特性的实际情况,以及传统PID控制无法满足高精度伺服转台的指标,利用灰色理论对未知信息数据的处理能力,对不确定量建立了灰色模型,实时补偿系统的未建模特性和干扰信号,提高控制精度．仿真显示应用灰色理论PID控制的伺服转台系统,控制精度明显改善,同时适应了工程控制的实际需要．     

Simulation and experimental research of digital valve control servo system based on CMAC-PID control method

Digital valve control servo system is studied in this paper.In order to solve the system problems of poor control precision and slow response time, a CMAC-PID( cerebellar model articulation control-ler-PID) compound control method is proposed.This compound controller consists of two compo-nents:one is a traditional PID for the feedback control to guarantee stability of the system;the other is the CMAC control algorithm to form a feed-forward control for achieving high control precision and short response time of the controlled plant.Then the CMAC-PID compound control method is used in the digital valve control servo system to improve its control performance.Through simulation and ex-periment, the proposed CMAC-PID compound control method is superior to the traditional PID con-trol for enhancing stability and robustness, and thus this compound control can be used as a new control strategy for the digital valve control servo system.     

基于模糊PID控制的火炮随动系统

常规的PID控制技术已经很成熟,但对于大质量的随动系统,常规的PID控制技术不能满足理想的控制效果。针对这个问题,采用了模糊PID控制完成了火炮随动系统的控制设计,并建立数学仿真模型。仿真结果表明文中设计的算法要比常规的PID算法精度高,鲁棒性好。     

永磁同步电机神经元积分分离PID控制的建模与仿真

针对永磁同步电机(PMSM)速度伺服控制系统需要具有较快的跟随给定和较强的抗干扰能力的特点,对PMSM采用一种基于神经元的积分分离PID控制策略,以解决PMSM快速的跟踪性能和抗负载扰动性能之间的矛盾.在MATLAB环境下建立该速度伺服系统的仿真模型并进行仿真研究.仿真结果表明,所采用的控制策略是可行的,与常规的PI控制相比,该控制策略在保证PMSM伺服控制系统快速跟踪的同时,系统的抗负载扰动能力得以提高.