结合卡尔曼滤波和离散滑模的振镜位置跟踪研究

为解决外部扰动和噪声对振镜系统位置跟踪的影响,该文提出了一种结合卡尔曼滤波和离散滑模控制的振镜位置跟踪方法.首先,围绕振镜系统驱动电机的离散数学模型,构建卡尔曼滤波器来估计振镜系统真实的运动变化,降低外部扰动和噪声对系统的影响; 其次,结合离散滑模控制对跟踪误差进行修正,使振镜系统位置量和速度量快速稳定,进一步提升系统的抗干扰能力和位置跟踪能力; 最后,针对瞬时和连续性2种类型的外部扰动设计了对比仿真实验和振镜系统平台的验证实验.实验结果表明:在这2种不同类型的外部扰动下,该控制方法都能够使振镜的扫描反射镜快速、准确地跟踪给定期望值,且有效抑制离散滑模控制的抖振问题.     

基于三维扫描振镜系统音圈电机的离散滑模控制

近 20 a 来,激光扫描技术被广泛应用于工业加工领域,三维扫描振镜作为一种更高效的激光加工仪器,其核心部件和关键技术主要依靠国外进口。 针对国内对三维扫描振镜系统研究较少,且在传统控制方法下,振镜电机普遍存在阶跃响应慢和控制精度低等问题,设计了一种基于新型趋近律与干扰补偿器相结合的离散滑模控制器,该控制方法有效补偿了外部的干扰,具有强鲁棒性。 首先,建立基于三维扫描振镜系统的音圈电机线性动力学模型,并对该模型离散化,构建其离散状态空间方程;其次,依据滑模变结构控制理论设计离散系统控制器;最后,通过 Simulink 搭建控制系统的仿真模型,仿真结果表明:1%和 10%的全行程阶跃响应时间分别为 2. 1 ms 和 2. 4 ms,10%全行程正弦信号位置跟踪的定位精度在 3×10-4 mm 以内,实现了对指令信号的完全跟踪,达到了工程应用要求,为高速三维扫描振镜系统的控制研究提供了新的思路。     

嫦娥三号激光三维成像系统全链路误差分析与仿真

针对嫦娥三号激光三维成像系统的单脉冲激光发射、多元探测器并行接收的二维振镜摆扫复杂结构的误差分析与控制问题,提出一种多元激光成像系统的全链路误差分析与仿真方法,建立了测距链路系统性误差因素、测距链路偶然性误差因素和振镜测角链路等成像全链路的误差模型.同时针对嫦娥工程激光精避障探测20 cm的测距精度要求,实现了其成像链路中系统误差参数项和随机误差参数项对成像质量影响的仿真与误差分解.结果表明,测距固定延时误差、振镜编码器误差、视准轴误差和水平轴误差等因素是影响激光三维成像精度的主要系统因素,并对不同误差因素提出了有效的控制方法.     

串级控制在锅炉夹套水温和内胆水温控制中的应用

锅炉水温具有非线性、时变性、大滞后和不对称性等特点,常规的方法难以达到理想的控制效果.采用串级控制系统应用于锅炉水温控制,设计了锅炉夹套水温和内胆水温串级控制系统,对其硬件设计和软件设计进行了详细的论述,该系统具有良好的计算机监控界面,能方便地在操作界面中进行设定和修改参数,并以动画实现数据和流程的"可视化".结果显示,实现了对锅炉温度控制,并达到所需的精度.     

一种新型开槽机工作过程的计算机实时监控

采用可编程控制器与微机组成的两级结构来实现调试和实时监控新型全自动开槽机的工作过程，用Vsual Basic6.0语言编制了开槽机动作过程可编程控制器监控模块化动画仿真程序，其与可编程控制器中的控制程序能协调工作，并具有相互间通信控制，可编程控制器状态显示，控制面板和开槽机动画仿真功能，利用Visual Basic6.0语言中的图形控件进行动画编程，程序按照功能进行模块化设计，增强了可读性，便于调试；监控界面友好，简化了在工业实际应用中改进开槽机工艺和完善控制功能的过程。     

计算机动画角色的高级行为控制

用人工生命方法创造计算机动画,增强了计算机动画的逼真度和生动性.为了更好地控制动画的进程,指导动画角色的行动,本文将人工智能方法引入到计算机动画的创作中.提出并建立了面向自繁衍的人工鱼的认知模型,提高人工鱼的认知能力,实现基于"动物逻辑"的人工鱼高级行为控制.建立了人工鱼产生交配欲望、产卵和环境选择等预定义行为的认知模型.实验表明,人工鱼的高级行为控制器可以使人工鱼更好地适应虚拟海底环境,并顺利完成交配、产卵等生命过程.     

全固态激光彩色显示系统展现广阔应用前景

由中科院院士姚建铨教授主持、天津市光电子联合科学研究中心资助、天津大学激光与光电子研究所完成的“全固态激光彩色显示系统的关键技术研究”项目通过了天津市科委组织的成果鉴定。以中国工程院院士、清华大学沈德忠教授为组长的鉴定委员会认为该成果在连续及准连续的瓦级全固态激光—振镜扫描激光显示方面处于国内领先水平。     

一种保持计算机动画边长变化单调性的新方法

本文提出了一种新的保持单调性的动画方法,在实现该方法的过程中,采用了目前最流行的非均匀有理B样条方法。本文还讨论了计算机动画的基本方法,对到目前为止比较成功和典型的动画方法进行了评述,指出传统动画方法的不足之一是边到边的动画过程一般不具有单调性,因此失真严重,也不符合人们的一般习惯。通过将物体的运动变化分解为变形与刚体运动两个既独立又联系的部分,再对顶点运动轨迹进行控制,可以较好地解决这个问题     

基于GPRS技术的霓虹灯动画远程更新系统

介绍一种基于GPRS网的远程数据传输方案,以实现对霓虹灯广告牌动画控制信息的定期自动更新。分布于霓虹灯广告牌现场的扫描控制器借助于GPRS网接入Internet网络,与控制中心之间实现远程数据传输,既实现对霓虹灯广告牌的动画扫描控制,又作为远程终端通过GPRS Modem上网,与控制中心建立起用于传输数据的TCP/IP链接,并通过此链接修改各扫描控制器中的动画数据,实现自动的远程更新。论述了8051系列芯片与GPRSModem的接口方法以及动画数据的在线编程,并对霓虹灯广告牌动画扫描工作原理及其控制模块作了较详细的说明。     

三维振镜激光扫描系统的控制算法及其应用

研究开发了一套低成本的国产三维动态聚焦振镜扫描系统，井成功应用到快速成型设备中．给出了三维动态聚焦振镜扫描系统的控制算法，及其在快速成型设备SLS（设备型号为ERPS—Ⅱ)中的应用．