控制力矩陀螺高精度框架控制技术

通过对单框架控制力矩陀螺(single gimbal control moment gyroscope, SGCMG)框架伺服系统的性能要求,归纳了影响框架转速性能的扰动因素,并分析了其对框架转速性能的影响;深入分析了轴承摩擦力矩、动量轮转子不平衡等主要扰动因素的影响,并用前馈补偿法降低摩擦力矩对系统响应时间的影响、用频域法分析了实际系统对转子不平衡量干扰的衰减程度,为转子动平衡设计提供理论依据。最后,对框架系统的相关性能指标进行了仿真验证,实现了控制力矩陀螺的高精度框架控制。     

基于DSP的控制力矩陀螺外框驱动控制系统设计

控制力矩陀螺是大型对地观测卫星以及空间站姿态控制系统的关键执行部件,介绍了以TMS-320LF2407为核心进行了单框架控制力矩陀螺外框驱动控制系统设计,包括了DSP控制核心及其外围电路、RS422串行通信接口设计、模拟量输出与位置测角模块硬件设计,以及整个DSP硬件系统控制系统软件设计,并成功地应用于单框架控制力矩陀螺外框驱动控制系统样机。     

交流力矩电动机电压前馈补偿式的堵转力矩控制原理与应用

针对某些施力控制场合的需要，根据交流力矩电动机的堵转力矩与定子电压成平方关系的特点，提出一种基于定子电压前馈补偿式的三相交流力矩电动机堵转力矩控制方法和实现技术该方法具有堵转力矩稳定度高、实现容易、调试方便、操作简单、运行可靠等特点。介绍了该系统在橡胶传动带磨削机中的应用实例。     

基于DSP的磁悬浮控制力矩陀螺框架数字伺服系统

基于TMS320F2812的无刷直流力矩电机全数字伺服控制系统实现换相、电流环、速度环和位置环的数字控制算法调节,并应用了一种新型的PWM调制方式（PWM-ON-PWM）,有效地减小了由转矩脉动引起的速率波动。系统实现低速高精度稳速控制,与模拟系统相比,控制算法更加方便,大大降低了功耗。仿真和试验结果表明,系统能够很好地实现磁悬浮控制力矩陀螺框架的高精度控制。     

感应同步器在控制力矩陀螺框架伺服系统中的应用

针对控制力矩陀螺框架伺服系统,设计并实现了基于TMS320LF2407的感应同步器测角系统,感应同步器应用连续绕组激磁分段绕组输出鉴幅工作方式,分析测角系统的误差以及对控制精度的影响。实验表明这种基于DSP的高精度测角系统便于实现测角与控制的一体化,可以确保控制力矩陀螺框架系统的动态性能与稳态精度。     

交流力矩电动机电压前馈补偿式的堵转力矩控制原理与应用

针对某些施力控制场合的需要,根据交流力矩电动机的堵转力矩与定子电压成平方关系的特点,提出一种基于定子电压前馈补偿式的三相交流力矩电动机堵转力矩控制方法和实现技术该方法具有堵转力矩稳定度高、实现容易、调试方便、操作简单、运行可靠等特点。介绍了该系统在橡胶传动带磨削机中的应用实例。     

基于FPGA的永磁同步电机控制系统设计与实现

针对控制力矩陀螺外框架伺服系统的性能要求,选用了永磁同步电机作为控制电机,设计了电流环、速度环、位置环的控制方案,并在Simulink仿真环境中进行了相应的仿真实验,取得了良好仿真结果,仿真结果表明了所设计系统的准确性和可行性。同时设计了以FPGA为核心的硬件控制系统,编写了相应的软件,取得了良好的测试结果,测试结果表明了所设计的基于FPGA的永磁同步电机控制系统能够实现控制力矩陀螺外框架速度和位置的高精度控制,满足控制力矩陀螺的使用要求。     

仿人灵巧手关节的位置/力矩控制

为了使仿人灵巧手完成各种精细作业,提出了一种新的关节位置／力矩控制方法。在自由空间和约束空间中分别采用滑模位置控制和具有前馈的PD力矩控制,在过渡过程中使用系统观测器切换控制模式。这种方法可以使关节在自由空间和约束空间中分别实现良好的轨迹跟踪和力矩跟踪,在过渡过程中实现控制模式的可靠切换和系统的稳定过渡。实验证明了该方法的有效性。     

控制力矩陀螺伺服系统的自适应滑模控制器设计

本文针对控制力矩陀螺伺服系统,提出了一种自适应滑模控制方法。该控制器采用模糊逻辑方法来解决滑模变结构控制器中所固有的抖振问题,给出了相应的自适应滑模控制率。进一步,采用Lyapunov方法从理论上证明了该控制器的稳定性。仿真结果表明,该自适应滑模控制对控制力矩陀螺伺服系统控制的有效性。     

磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统前馈补偿模糊控制方法

针对控制力矩陀螺(CMG)框架伺服系统带宽中的幅值和相位受到限制问题,提出一种前馈补偿方法;但是由于伺服系统中电流环调节系数对框架转速的敏感性,使得简单定值的PID调节参数很难在稳态静差和动态纹波两方面都将系统调节到最佳状态.采用模糊控制的方法并通过仿真和实验证明解决了调节参数需要随反馈速度变化的难题,补偿了前馈解决带宽问题的不足之处.     

非理想梯形波反电势的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro, MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor, PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。     

基于模糊PID控制的望远镜伺服控制系统

为了满足某种望远镜传递函数时变、速度精度要求高、位置定点时间长的控制要求,在分析经典PID的基础上,提出了一种模糊控制方案。通过构造模糊控制规则,模糊PID控制器能够根据误差和误差变化对控制器的比例、积分增益进行实时的调整。针对某望远镜模型,仿真验证了模糊PID控制与经典PID的控制性能,并在该望远镜上实验验证了速度控制及位置定点实验,速度为138.8°/s时最大稳态误差为0.4°/s,位置定点最大误差为0.0002°。仿真结果和实验结果均表明:模糊PID控制能满足该望远镜的观测要求。     

伺服系统自学习变结构控制器设计

针对某高校精度伺服系统速率平稳性的要求,给出了高精度伺服系统的一种具有自学习律变结构控制器设计方法,减弱了周期性力矩波动对速率系统性能的影响,并且证明了该方法的稳定性和鲁棒性,实验结果表明,该控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能,而且有效地保证了高精度伺服系统速率的平稳性指标要求。     

高速高精度直流伺服运动控制器的设计

为满足数控伺服系统高速高精度的加工要求,提高数控雕刻机的性价比,提出了一种以TMS320C2812为控制核心、以L6203为功率驱动模块,以永磁直流伺服电机为控制对象的二维直流伺服实时运动控制系统.控制器采用先进的四模块结构,即摩擦补偿模块、速度环干扰观测器模块、位移环反馈控制模块和采用零相位误差跟踪控制技术的前馈控制器模块,有效提高了系统的跟踪精度和加工速度.实验结果证明该系统运行稳定、跟踪精度高、加工速度快,有望在数控加工行业中得到广泛应用.     

基于TMS320F2812的新型无刷电机控制器设计

本文提出了一种基于TMS320F2812 DSP芯片的无刷电机控制器.系统中采用TMS320F2812 DSP作为控制核心.根据无刷电机位置传感器与控制要求设定电机的运行方式,可以实现电机行走位置与行走速度的精确控制.本文同时介绍了该系统的软件、硬件构成.实验结果证明:基于DSP的无刷电机控制器可行,可以提高电机运行的稳定性.该系统具有广泛的应用前景.     

基于PID神经网络的热轧切头飞剪位置控制研究

热轧切头飞剪位置控制是一复杂的非线性控制,对传统的飞剪位置控制方式进行了改进,建立了一种基于PID神经网络(PIDNN)的飞剪位置控制系统,并采用C 编程语言,对日照1 580 mm热连轧切头飞剪位置控制系统进行实时仿真.仿真结果表明了此PIDNN位置控制系统具有良好的自适应跟随性和控制精度,其响应速度快,无超调,控制效果优于传统PID控制.     

高精度永磁交流伺服系统及其转速特性分析

以PWM控制为核心的全数字永磁交流伺服系统成为伺服系统的主要发展方向。但是在某些低电压、低转速、高精度的应用场合,采用线性放大方式更为适合。和PWM控制方式相比,这种方法的定子电流谐波小,跟踪精度高。文章介绍了一种采用TMS320F240为核心的线性放大永磁交流伺服系统,研究了其控制环路和转速特性问题,给出了实验结果。表明实际效果良好。     

矢量控制系统的速度控制及速度辨识新方法研究

介绍了异步电动机矢量控制系统神经网络速度控制器的设计方法;同时提出了将开环直接计算与模型参考自适应方法相结合的神经网络混合转速辨识模型。仿真结果表明,基于该速度控制器和速度估计器的矢量控制系统动静态性能好,解决了瞬时无功模型参考自适应方法的转速不稳定问题,转速估计精度高。