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主题

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2 篇 结构振动控制
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机构

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7 篇 江苏科技大学
6 篇 西北工业大学
6 篇 哈尔滨工业大学
5 篇 中国人民解放军火...
5 篇 南京理工大学
4 篇 北京交通大学
4 篇 台州学院
4 篇 西南交通大学
4 篇 重庆大学
4 篇 电子科技大学
4 篇 北京航空航天大学
4 篇 哈尔滨工程大学
4 篇 合肥工业大学
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3 篇 陕西理工大学

作者

7 篇 刘刚
7 篇 曾庆军
7 篇 戴晓强
5 篇 丁世宏
4 篇 杨蒲
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4 篇 马肸
4 篇 秦伟伟
4 篇 王三秀
4 篇 孙向东
4 篇 马莉
4 篇 何兵
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3 篇 丘文彪
3 篇 贠莹
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3 篇 姚震球
3 篇 张光义
3 篇 郭希义
3 篇 徐铂裕

语言

236 篇 中文

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基于相邻交叉耦合的多电机同步控制策略研究

基于相邻交叉耦合的多电机同步控制策略研究

引用

作者：谷雨中国科学院大学

学位级别：硕士

多电机同步控制问题的研究一直以来都是现代制造业的核心研究问题之一。伴随着工业科技水平的不断进步，在工业4.0时代即将到来的快速进展中，单台电机的控制在很多场合下，已不能具备优秀的生产品质，不能满足产品制造在质量和性能上... 详细信息

多电机同步控制问题的研究一直以来都是现代制造业的核心研究问题之一。伴随着工业科技水平的不断进步，在工业4.0时代即将到来的快速进展中，单台电机的控制在很多场合下，已不能具备优秀的生产品质，不能满足产品制造在质量和性能上的要求。因此多台电机的同步驱动控制成为了现代工业生产中的必备控制系统，尤其在高精确度要求的生产系统中，多电机的同步是最主要的研究目标之一。但是电机在正常的运转过程中，受到不同参数、负载变化或者其他一些不确定干扰等因素的限制，难以保证电机之间的速度同步精度，而且电机之间的控制结构的好坏以及速度同步控制算法上的选择，都将直接影响到最终系统的稳定和同步精度。　　目前的同步控制系统中，主要是针对多电机同步控制策略和同步控制算法上的研究。但是目前控制系统中可控电机数目较少（三到四个），当电机数目增加时，控制算法的复杂度随之增加，控制效果大大降低。更为重要的是，这些控制策略往往对电机采用相同权重进行控制，但是实际生产中，例如在产品外观检测、包装等生产线中，各电机职能和重要性并不相同，对所有电机采用相同的控制强度与策略，降低了系统的可控性与同步效果。　　针对以上问题，本文对产品质量检测系统中的多电机同步控制系统进行了研究，相对以往针对同步精度问题研究，更加注重系统工作效率的提升，提出了一种新的加权耦合的同步控制策略，并根据电机多变量、高阶、强耦合等特点，设计了相应的滑模控制算法。本文首先介绍了多电机同步研究的特点与原理，分析了各种控制策略的优劣，选定了相邻交叉耦合控制策略，并决定在此基础上进行进一步改进，并借鉴了群体机器人控制中的一致性控制理论，提出了加权耦合的控制策略。其次，对于的多电机控制中算法进行了介绍，分析了传统算法的局限性，针对电机控制中的不确定性问题进行了改进，采用滑模控制策略设计了控制算法。最后进行了控制策略与算法进行了仿真验证，实验结果证明了改进后的加权同步控制算法能够有效的改善外观质量检测系统的多电机同步效果，提升了系统的检测效率，具有很强的实用性。

关键词：多电机同步控制相邻交叉耦合质量检测滑模控制算法

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回转式振动控制装置参数优化设计及鲁棒性研究

回转式振动控制装置参数优化设计及鲁棒性研究

引用

作者：陈浩武汉理工大学

学位级别：硕士

土木工程结构在地震、风等动力荷载作用下会产生结构振动,影响结构的安全性和舒适性,给结构造成损伤甚至破坏。通过研究表明,在结构上安装主动质量阻尼器(AMD)能够有效降低动荷载作用下结构的振动响应。目前,AMD仍存在着作动器复杂、占... 详细信息

土木工程结构在地震、风等动力荷载作用下会产生结构振动,影响结构的安全性和舒适性,给结构造成损伤甚至破坏。通过研究表明,在结构上安装主动质量阻尼器(AMD)能够有效降低动荷载作用下结构的振动响应。目前,AMD仍存在着作动器复杂、占地空间大、维护成本高以及质量块行程受限等问题,制约了AMD的应用与推广。针对这些问题,本文将“回转”运动的概念,引入到直线电磁驱动的AMD装置,将直线轨道改进为回转轨道,提出一种电磁驱动的回转式振动控制装置(RVCD)。RVCD利用惯性质量在轨道上做回转运动为结构提供主动控制力,从而减小土木工程结构在服役过程中受到外界干扰时的振动响应。回转式振动控制装置构造简单,惯性质量由电磁直接驱动且无行程限制。本文基于回转式振动控制装置,主要开展了以下的研究工作:(1)基于拉格朗日方程建立了结构/RVCD耦合系统的力学模型。首先对方程进行了无量纲化处理,针对该欠驱动系统中位移和转角的耦合问题,引入了一种全局坐标变换,对系统的状态变量关于控制输入进行了解耦,将其转化为一种具有结构特征的级联系统,降低了控制器的设计难度。基于Simulink验证了所搭建模型的准确性。(2)基于滑模控制算法设计了该非线性系统的控制器,并证明了滑模控制器的稳定性,采用双曲正切函数对系统抖振进行了处理。针对滑模控制算法中众多参数的选取问题,建立了一个单自由度结构进行了数值仿真,从能量角度建立了参数优化的目标函数,采用布谷鸟算法对目标函数进行优化。与无控结构对比,采用布谷鸟算法优化后的RVCD控制时结构的位移、加速度响应以及各项能量分量明显降低,验证了优化后的RVCD具有良好的减振效果。通过与粒子群算法优化参数及未优化参数进行比较,布谷鸟算法搜寻到的目标函数值最小,证明了所采用布谷鸟算法得到算法参数更优。(3)为验证结构/RVCD控制系统的鲁棒性,分别从不同外部激励、装置物理参数以及结构自身特性三个方面对该系统进行了仿真与研究,通过与传统直线AMD和TMD进行对比,验证了结构/RVCD控制系统在不同外部激励作用下优异的减振效果,且该装置对物理参数(质量比和半径)和结构自身参数具有良好的鲁棒性,RVCD在AMD质量块行程受限时更具有优势。

关键词：回转式振动控制解耦滑模控制算法布谷鸟算法鲁棒性

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基于仿生机器鱼的多目标位姿跟踪控制系统的研究与实现

基于仿生机器鱼的多目标位姿跟踪控制系统的研究与实现

引用

作者：潘想华东交通大学

学位级别：硕士

随着科研工作者对仿生机器鱼的不断开发研究，仿生机器鱼的运动性能得到了稳步提升，因而仿生机器鱼的位姿跟踪控制问题成为时下较为引人注目的研究课题。本文基于多关节仿生机器鱼，对控制机器鱼完成从任意初始状态到目标状态的位姿控... 详细信息

随着科研工作者对仿生机器鱼的不断开发研究，仿生机器鱼的运动性能得到了稳步提升，因而仿生机器鱼的位姿跟踪控制问题成为时下较为引人注目的研究课题。本文基于多关节仿生机器鱼，对控制机器鱼完成从任意初始状态到目标状态的位姿控制进行了相关研究，并针对水环境对机器鱼的干扰及机器鱼自身硬件限制设计了2D仿真平台进行实验。将其应用于生物鱼群集行为模型的验证，给后续的研究提供了很好的方向。\n 首先，本文介绍了课题的研究背景，分析了仿生机器鱼位姿控制的意义以及国内外在这个领域的研究进展，说明了文章的结构安排以及研究工作。\n 第二，介绍了实验所使用的仿鲹科机器鱼的运动学模型、硬件构成以及实验的操作平台。通过大量实验数据结果计算得出机器鱼不同档位下的角速度和线速度，分析其运动性能。\n 第三，根据野本模型分析出水下机器鱼与陆地轮式移动机器人的相似之处，将轮式机器人的轨迹跟踪控制算法加以修改用来研究机器鱼的位姿控制，并用其来验证群集行为。\n 第四，考虑到实验水池环境对机器鱼的干扰及机器鱼硬件对其运动的限制给位姿控制造成较大影响，设计2D仿真平台，实现机器鱼在较为理想的环境下的位姿控制。\n 第五，针对用于轮式机器人轨迹控制的滑模控制算法用在机器鱼上存在的问题，对算法进行修改，实现机器鱼的位姿控制。\n 最后，整理了本文所做的研究工作，并提出在后续工作中值得深入研究的项目。

关键词：仿生机器鱼位姿控制轨迹跟踪滑模控制算法

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基于嵌入式的四旋翼无人机姿态测量及控制算法研究

基于嵌入式的四旋翼无人机姿态测量及控制算法研究

引用

作者：冯恺鹏南京理工大学

学位级别：硕士

四旋翼无人机与普通飞行器相比,其结构简单,常被应用于各种任务之中,应用前景十分广阔,因此成为国内外的研究热点。四旋翼无人机的姿态测量系统以及控制系统是其最核心部分。姿态测量系统时刻对四旋翼无人机姿态进行测量,将解算的导航... 详细信息

四旋翼无人机与普通飞行器相比,其结构简单,常被应用于各种任务之中,应用前景十分广阔,因此成为国内外的研究热点。四旋翼无人机的姿态测量系统以及控制系统是其最核心部分。姿态测量系统时刻对四旋翼无人机姿态进行测量,将解算的导航信息输入到控制系统中。控制系统根据当前导航信息与目标轨迹之间的对比,给后续执行机构发送指令,使得无人机能够在没有外界干预的情况下,按照规定轨迹进行飞行。无人机的姿态测量及控制系统的优劣直接决定了无人机的飞行性能,同时无人机姿态测量及控制系统的研究涉及了电子、通信、自动化、计算机等多个领域,在技术上拥有相当大的前沿性。本文基于嵌入式设计了一套用于四旋翼无人机自主飞行的测控系统,通过对四旋翼无人机以及其电机进行相应分析,得到四旋翼无人机以及电机的数学模型,并进行了相应的简化,为控制器的设计提供了系统的状态方程。根据四旋翼无人机的状态方程,跟踪目标轨迹以及四旋翼无人机当前的姿态以及位置信息,设计了几种控制器,通过Matlab对其分别进行仿真,并通过对它们跟踪性能,抗干扰性能以及鲁棒性能的比较,验证了其中模糊控制器与滑模控制器相结合的控制算法拥有更好的控制性能,其响应时间可以控制在1s以内,并且几乎不存在超调,在受到外界干扰或者系统参数发生变化后,都能快速响应。为了得到控制器需要的准确的导航信息,对数字滤波器进行研究。通过对四旋翼无人机系统设计了相应的卡尔曼滤波器,根据四旋翼无人机的实际情况,通过间接法与直接法相结合的方式,运用Verilog语言在CPLD上实现了卡尔曼滤波器的设计。为了实现四旋翼无人机的自主飞行,选择相应的导航传感器,使用ARM作为系统的主控芯片,从而得到四旋翼四个电机的控制信号。根据要求设计并完成实验系统的制作,包括硬件电路的设计以及上位机及下位机软件的编写,并通过飞行实验来验证系统的稳定性与可行性。

关键词：四旋翼无人机滑模控制算法卡尔曼滤波嵌入式

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基于FPGA的音圈电机伺服系统设计与实现

基于FPGA的音圈电机伺服系统设计与实现

引用

作者：刘阳沈阳工业大学

学位级别：硕士

针对音圈电机伺服系统易受外界干扰、非线性摩擦、固有端部冲击等不确定因素的影响,构建了具有不确定性的直线伺服电机运动系统数学模型。采用直接数字合成技术,利用FPGA内部ROM IP核读取存储在.coe文件中的数据,配合D/A转换器输出控制... 详细信息

针对音圈电机伺服系统易受外界干扰、非线性摩擦、固有端部冲击等不确定因素的影响,构建了具有不确定性的直线伺服电机运动系统数学模型。采用直接数字合成技术,利用FPGA内部ROM IP核读取存储在.coe文件中的数据,配合D/A转换器输出控制信号,该信号经过驱动电路放大后,驱动音圈电机运动。利用光栅编码器进行位置检测,位置信号由编码器采回,FPGA对编码器的数值进行解码处理后,与输入信号进行比对,形成闭环。在闭环基础上加入控制算法进行位置精度的优化。在平台设计方面,采用FPGA-xc7a35t做控制器,音圈电机选用直线电机,内部带有精度为0.5μm的编码器。设计了±24V供电的驱动电路板,包括电流采样电路、比较电路、保护电路和驱动音圈电机的功率放大等电路。对于驱动电路的测试,首先采用固定频率的输入信号,利用150Ω和75Ω的电阻对放大电路的输入与输出电压关系进行测试,其次采用不同频率的正弦信号作为输入,保证负载阻值不变,对放大电路在可变频率的输入信号下的放大性能进行了测试。在算法方面,基于传统的滑模控制,采用互补滑模面加扩张状态观测器的方法,提高系统的控制精度和抗干扰能力。互补滑模控制器是在标准滑模控制的基础上,建立针对原滑模面的互补滑模面,并推导出控制率。理论研究表明,该控制策略的实现,可以改善系统的控制精度,抑制不确定因素,提高系统瞬态反应速度,成功降低跟踪误差。同时,选择饱和函数作为切换函数,缓解了滑模控制颤振问题。总干扰定义为系统数学模型中未测量和未知的干扰。使用非线性扩展状态观测器估计系统的位置和总干扰,并且将估计的总干扰前馈校正到控制回路。在Simulink中搭建了算法控制模型,利用hdl coder模块库,进行了Verilog代码自动生成,在Vivado中对生成代码进行了管脚配置与调试。实验验证方面,利用阶跃信号和正弦信号作为输入,将互补滑模算法和加入状态观测器的互补滑模算法进行了对比,证明了互补滑模控制与扩张状态观测器相结合的有效性。带有状态观测器的互补滑模控制算法加快了系统响应速度,改善了系统跟踪误差。

关键词：音圈电机 FPGA 滑模控制算法状态观测器位置控制

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桁架桥梁结构体系基于GMM的主动最优控震研究

桁架桥梁结构体系基于GMM的主动最优控震研究

引用

作者：左双洋西安工业大学

学位级别：硕士

桥梁结构体系是经济赖以生存和发展的基本交通设施,是城市快速而有序发展的交通枢纽,不但关系着城市发展的命脉,也紧系国家现代化进程的步伐。倘若在地震作用下,桥梁结构未能经得住考验而遭到破坏,那么这种破坏不仅会带来不可估量的的... 详细信息

桥梁结构体系是经济赖以生存和发展的基本交通设施,是城市快速而有序发展的交通枢纽,不但关系着城市发展的命脉,也紧系国家现代化进程的步伐。倘若在地震作用下,桥梁结构未能经得住考验而遭到破坏,那么这种破坏不仅会带来不可估量的的社会损失,而且严重紊乱抗震救灾系统,使得灾后重建困难重重。因此,本文针对如何增强桥梁结构体系在地震作用下的稳定性,使结构无明显震感,保障其在地震作用下的安全可靠性进行了研究,根据超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,简称GMM)作动器的特点并结合主动控制算法对地震作用下的桥梁结构进行了主动控制并且进行了优化,使其在经受住地震考验之后仍然能够继续工作,为震后救灾工作的顺利进行提供便利,这样,不但使桥梁的损坏大大降低,节约重建成本,也使得各项救灾工作能够进行及时的补救措施,避免更大的经济损失。首先,利用磁致伸缩材料的物理力学特性来形成结构控震的作动器元件,由实验获得作动器的电流驱动本构模型,并根据主动控制基本原理获得结构所需的控制输入电流。本文选择架设速度快、可以缓解城市交通压力、可以满足重载交通要求的桁架桥梁结构体系为研究对象。为了建立桁架桥梁结构模型,本文选择ANSYS这一大型通用有限元分析软件作为结构模型建立和分析的基础,建模成功后便可以输出结构的质量矩阵M以及刚度矩阵K,然后建立结构的动力学方程并将其转换成状态空间模型。其次,本文利用遗传算法来进行GMM作动器布置数量及布置位置的优化,提出了结构主动抗震控制过程中GMM作动器优化配置的性能指标以及相应的适应度函数,建立起数学模型。利用语言编写程序MATLAB软件对适应度函数进行编程并结合MATLAB遗传算法工具箱进行优化分析。根据线性经典最优控制的普遍适用性及广泛性,用MATLAB对线性二次型(LQR)控制算法进行程序编写,并对桁架桥梁结构进行多种工况结构动力响应分析。分析结果说明,利用遗传算法进行作动器优化配置对结构主动抗震控制的有效性。最后,根据滑模变结构控制原理,用MATLAB软件对滑模控制算法进行编程,仍然采用桁架桥梁结构为模型对象并且采用20个GMM作动器的优化布置结果来进行EI-Center波和南京波作用下,不同工况的结构动力响应分析。结果证明,结构节点受控状态下的动力响应比无控状态下的动力响应有很明显的提高。体现了滑模控制算法的可靠性和高效性。

关键词：桁架桥梁结构 GMM作动器遗传算法优化 LQR控制算法滑模控制算法

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弹丸协调臂的电液伺服控制研究

弹丸协调臂的电液伺服控制研究

引用

作者：骆继发南京理工大学

学位级别：硕士

作为自动装填系统中的关键部件,弹丸协调臂的回转速度和到位精度影响着装填系统的可靠性、火炮的射击速度和射击精度,但是在运行过程中系统参数的非线性变化、液压系统的固有特性等因素对弹丸协调臂的位置控制带来一定的难度,因此对弹... 详细信息

作为自动装填系统中的关键部件,弹丸协调臂的回转速度和到位精度影响着装填系统的可靠性、火炮的射击速度和射击精度,但是在运行过程中系统参数的非线性变化、液压系统的固有特性等因素对弹丸协调臂的位置控制带来一定的难度,因此对弹丸协调臂的精确位置控制研究具有实际工程意义。本文主要包括以下几个方面的研究内容:(1)详细介绍了弹丸协调臂的基本组成和工作流程,并提出工作过程中需要满足的精度要求。结合弹丸协调臂的机械系统方程和电液系统方程,推导出被控系统的动力学方程,明确被控系统的复杂性和控制器的设计难度。(2)使用AMESim搭建了弹丸协调臂的虚拟样机模型,为提高模型与实际系统的接近程度,采用Isight优化模型中的部分关键参数;搭建MATLAB/Simulink与AMESim的联合仿真平台,规划弹丸协调臂的运动轨迹并采用PID进行控制。(3)在传统PID控制无法满足控制要求的情况下,本研究结合系统动力学方程,提出了自适应滑模控制方法,它可以有效地降低动态误差并保证到位精度;在上述研究基础上,引入RBF神经网络算法逼近系统未知参数,有效提高了控制器的鲁棒性;为了提高RBF神经网络算法对未知项的逼近精度,采用差分进化算法寻优设置网络参数,仿真结果表明了参数优化的有效性。(4)搭建弹丸协调臂实验平台,将优化后的控制算法运用到实际系统中。实验结果表明,优化后的RBF神经网络自适应滑模控制器能够保证响应速度和到位精度,并且具有较好的鲁棒性,满足控制要求。

关键词：弹丸协调臂模型校验滑模控制算法 RBF神经网络差分进化算法

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四驱轮毂电动汽车爆胎稳定性研究

四驱轮毂电动汽车爆胎稳定性研究

引用

作者：李文杰深圳大学

学位级别：硕士

车辆爆胎具有突发性,驾驶员可能过度紧张或误操作从而造成交通事故,因此针对车辆爆胎稳定性控制研究一直是车辆主动安全控制中重要内容。新型四驱轮毂电动汽车采用分布式驱动结构,与传统集中式驱动汽车动力学特征有着显著性区别,因此四... 详细信息

车辆爆胎具有突发性,驾驶员可能过度紧张或误操作从而造成交通事故,因此针对车辆爆胎稳定性控制研究一直是车辆主动安全控制中重要内容。新型四驱轮毂电动汽车采用分布式驱动结构,与传统集中式驱动汽车动力学特征有着显著性区别,因此四驱轮毂电动汽车爆胎稳定性控制是一个重要的研究方向,对于推动轮毂电动汽车产业化具有十分重要的意义。本文在分析国内外汽车爆胎研究现状基础上,根据四驱轮毂电动汽车独特的分布式驱动结构和充分利用四驱轮毂电动汽车的四轮独立驱动与转向的优点进行汽车爆胎的稳定性控制研究。针对四驱轮毂电动汽车爆胎稳定性控制问题,首先在传统车辆爆胎动力学模型的基础上建立四驱轮毂电动汽车爆胎车辆动力学模型,为四驱轮毂电动汽车爆胎稳定性控制奠定了基础。其次,针对爆胎工况下的偏航问题,以预瞄跟随策略为基础,分别结合模糊PID算法和滑模控制算法建立车辆爆胎横向稳定性控制策略,并在直行和弯道工况下进行仿真分析,实现了爆胎场景下的车辆偏航距离控制。再次,为充分发挥分布式驱动结构动力学可控性优势,改善当前基于差动制动爆胎稳定控制策略在极限工况下诱发的二次伤害问题,通过模糊神经网络算法和动态载荷转矩分配算法实现了车辆驱动纵向稳定性控制,并在此基础上联合车辆爆胎横向稳定性控制策略组成车辆爆胎纵横向稳定性控制系统,仿真结果显示了车辆爆胎纵横向稳定性控制策略效果优越,该系统能显著降低车辆爆胎的偏航距离。最后,针对车辆在巡航状态下爆胎的安全性问题,在定速巡航工况下对车辆左前轮和左后轮爆胎进行仿真分析。仿真结果显示,在定速巡航控制系统启动过程中,车辆爆胎纵横向稳定性控制策略仍旧能有效地降低了车辆爆胎的偏航距离。本文提出的车辆爆胎纵横向稳定性控制策略相对于传统的PID控制策略稳定性控制优越性明显,进一步提升了车辆爆胎的稳定性和主动安全性。此外,进一步研究了定速巡航系统启动过程中车辆爆胎稳定性控制问题,为未来无人驾驶电动汽车爆胎稳定性控制提供了新的研究思路。

关键词：爆胎稳定性控制四驱轮毂电动汽车模糊PID算法滑模控制算法联合控制

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旋翼飞行双臂系统的机器视觉伺服控制研究

旋翼飞行双臂系统的机器视觉伺服控制研究

引用

作者：刘力铭湖南大学

学位级别：硕士

旋翼飞行机械臂系统是一种带有主动作业机构的旋翼无人机,由于它能够通过机载机械臂主动对环境施加影响,使得它的应用领域十分广泛,可以代替人在极端恶劣的环境下完成主动作业。本文便提出了基于指定目标抓取任务的旋翼飞行双臂系统控... 详细信息

旋翼飞行机械臂系统是一种带有主动作业机构的旋翼无人机,由于它能够通过机载机械臂主动对环境施加影响,使得它的应用领域十分广泛,可以代替人在极端恶劣的环境下完成主动作业。本文便提出了基于指定目标抓取任务的旋翼飞行双臂系统控制方法,具体内容如下。(1)本文考虑到如果分别对六旋翼无人机和机械臂进行建模,并在控制时单独分析,那么就忽略了无人机和机械臂之间的存在相互干扰,因此本文根据旋翼飞行双臂系统所处的运行状态对系统进行联合建模。(2)本文对目标跟踪和定位技术展开研究,用于获取指定目标的三维坐标点,以此来引导系统飞向可工作范围内。考虑到系统的工作环境可能十分复杂,本文提出了融合多分辨率特征图的孪生卷积网络目标跟踪算法(MR-Siamese),通过引入插值层和相关滤波层将多层不同分辨率的特征图融入到孪生网络,构成融合多层特征图的完备模型以此来改善跟踪算法的准确性和鲁棒性。不仅如此,还引入了感知相似干扰物的模型更新策略,用于实现算法在跟踪过程中的实例化学习,以用来使模型区分相似干扰物。接着建立双目视觉定位模型,根据该模型解算出指定目标的位姿。实验结果表明,本文提出的目标跟踪算法可以适应各种复杂情况,双目视觉定位目标点的误差也在合理范围内。(3)本文研究了旋翼飞行双臂系统的控制方法。本文根据系统在执行任务时会存在两种不同的运动状态,将总体任务划分为循迹飞行任务和悬停抓取任务,关于循迹飞行任务,本文直接采用滑模控制算法使得系统按照指定的航迹进行飞行。关于悬停抓取任务,通过方向包围盒OBB对机械臂进行建模,之后再使用碰撞检测和RRT算法进行运动规划,得出机械臂的规划路径,再采用滑模控制算法使得系统完成指定任务。实验证明了本文提出方法的合理性和有效性。

关键词：旋翼飞行机械臂系统目标跟踪双目视觉定位滑模控制算法

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基于FPGA的压电驱动激光扫描器控制方案研究

基于FPGA的压电驱动激光扫描器控制方案研究

引用

作者：梁元博西安电子科技大学

学位级别：硕士

激光扫描技术可精确控制激光束的指向,广泛应用在激光雷达、激光测量、显微成像、激光加工等领域,近年来得到了科研界和工业界的广泛研究。与传统激光扫描器相比,本文所研究的压电式激光扫描器可以实现高精度的小角度范围扫描,解决了激... 详细信息

激光扫描技术可精确控制激光束的指向,广泛应用在激光雷达、激光测量、显微成像、激光加工等领域,近年来得到了科研界和工业界的广泛研究。与传统激光扫描器相比,本文所研究的压电式激光扫描器可以实现高精度的小角度范围扫描,解决了激光扫描的轴间干扰问题,但由于压电驱动器本身的迟滞非线性效应的影响,使其扫描精度受到限制。而本论文所研究的基于压电陶瓷驱动激光扫描器,利用FPGA平台,设计并实现了闭环负反馈滑模控制算法,提升了压电式激光扫描器的扫描线性度和精度,充分体现了压电驱动激光扫描器体积小、控制精度高的优点。本文以压电式激光扫描器为研究对象,开展数字化控制系统的研究,完成机械结构设计和仿真、滑模控制器设计、硬件电路和软件控制逻辑设计,搭建测试平台完成系统测试。论文的主要研究内容如下:介绍了压电式激光扫描器的课题背景与研究意义,调研了激光扫描器、滑模控制算法和现场可编程门阵列的国内外研究现状,论证了本控制系统的可行性,确定了本文的研究内容。在机械结构方面,分析了压电式激光扫描器的工作原理,对影响扫描器性能的关键部件--压电驱动器进行了仿真和测试,获得了相对最佳的结构参数。在控制算法方面,提出基于位敏探测器(PSD)的闭环负反馈方案,研究滑模控制器的工作原理和设计方法,通过设计合适的滑模面和控制率,完成了本系统的滑模控制器的设计。在控制算法实现方面,设计了以FPGA芯片为核心的模数转换和数模转换硬件电路,并依据布局布线原则对其PCB板进行了设计。详细介绍了基于FPGA实现的滑模控制算法各功能模块的工作原理,对所设计的模块用modelsim进行仿真,验证了各模块的可行性。搭建压电式激光扫描器控制系统测试平台,完成了模数和数模转换电路以及控制系统的测试。测试结果表明,所设计的滑模控制算法能对开环工作时压电驱动器的迟滞非线性实现补偿。

关键词：压电式激光扫描器滑模控制算法现场可编程门阵列迟滞效应闭环控制 PSD传感器

来源：评论

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