PSoC在电机控制器中的应用研究

本文介绍了PSoC的特点,并利用PSoC构成了一款电机控制器。与现有同类的控制器相比,该控制器具有结构简单、扩展方便、性能稳定、成本低廉等优点,具有较高的应用价值。设计中针对电流保护控制的较高要求进行了特别的考虑。     

片上可编程系统的嵌入式应用

基于Cypress公司的PSoC器件,利用可配置性编程的模拟和数字模块,以及IP核复用技术,实现具有温度补偿的风扇控制器设计.设计分为控制、测量、输入、反馈4个模块,依次介绍PWM模块驱动风扇、定时器模块测量风扇转速,以及测温反馈技术稳定风扇转速等实现.最后,通过测试对设计方案的有效性进行验证,较之传统单片机,PSoC具有灵活的硬件结构和简便的软件编程.     

基于动力学等价的一种通用控制器的设计

在动力学运动方程的基础上,构建了一种系统状态观测器,该观察器能够精确估计被控对象的位置、速度和加速度而无需知道其数学模型。在此基础上,设计了一种通用控制器,该控制器通过系统运动的位置、速度和加速度的负反馈作用,把原被控对象的输出轨迹引导控制到期望的系统输出轨迹,能提高系统的控制品质和鲁棒性能。分析了PID控制器、内模控制器、状态控制器、预测控制器和鲁棒控制器的算法特性,指出这些控制器与所设计的通用控制器在动力学意义上具有等价性。     

ARM＋PCL6045B的嵌入式运动控制器设计

采用ARM微处理器S3C2440A和专用运动控制芯片PCL6045B,设计了基于Linux＋RTAI的嵌入式运动控制器,建立了该运动控制器的硬件结构和软件平台;设计了运动控制的函数库,编制了应用软件,并基于实时多任务操作的需求,通过Linux＋RTAI的双内核实时系统的加载,使运动控制器具有良好的实时性。该运动控制器可以满足运动控制系统的高速、高精度的要求,具有良好的实时性、开放性和灵活性。     

基于电加热炉温度系统的Smith-FNNC-PI复合控制器研究

针对大滞后的电加热炉温度控制系统,研究了一种由Smith预估控制、模糊神经网络控制(FNNC)与传统PI相结合的复合控制器。该控制器将模糊控制具有的较强逻辑推理功能、神经网络具有的较强自学习能力以及传统PI控制的优点融为一体。仿真结果表明该复合式控制器具有良好的稳定性和鲁棒性,对于大时间滞后的电加热炉温控系统是一种实用而简便的控制方法。     

基于PSoC和DP-PSO-SVM的便携式假肢控制系统

针对三自由度假肢阈值控制方式存在不直观、灵活性差的缺陷，控制效果较好的模式识别控制器存在便携性差、实用性差等问题，提出一种基于PSoC在线模式识别的肌电假肢控制系统设计方案.采用低功耗芯片PSoC作为主控制器，设计了一套便携式四通道sEMG （表面肌电信号）采集系统，采用双群粒子群优化算法改进的支持向量机（DP-PSO-SVM）构建分类识别器，并通过假肢驱动器实现假肢在线模式控制.实验结果表明：采用DP-PSO-SVM算法比采用标准粒子群SVM （PSO-SVM）算法构建的分类器识别精度提高4%，达到96.7%；该控制器对6种动作的在线识别率达到96.3%，且符合实时性要求.     

模糊免疫PID算法在温度控制系统中的应用研究

该文针对温度控制系统非线性、大滞后、参数时变的特征,设计了模糊免疫PID控制器。该控制器结合了模糊逻辑、免疫机理以及PID调节的各种优点,既具有模糊控制的非线性作用,又具有免疫控制的自适应能力,同时还具有PID控制的广泛适用性。文章介绍了模糊免疫PID控制器的控制原理和设计方法,在Matlab中编写函数仿真,结果表明该控制器能够实现持续干扰情况下的闭环鲁棒稳定,并使系统呈现良好的动态和静态性能。     

起重机升降运动系统自适应Backstepping控制研究

通过分析起重机升降运动系统各组成部分的关联关系,建立了起重机升降运动系统数学模型,从而将电动机的运动状态和负载的运动状态有效地统一起来;以该模型为基础,将负载运动位置作为控制变量,采用自适应Backstepping控制策略设计了一种起重机升降运动系统负载位置控制器。仿真结果表明,该控制器具有较快的响应速度和较小的跟踪误差,能够有效抑制负载突变和参数摄动的影响,具有良好的鲁棒性。     

轻松玩转PSoC——I~2C用户模组使用

上讲介绍了PSoC3的串行外围设备接口(SPI)总线技术,以PSoC3控制MAX7221实现数码管动态显示为例,详细的介绍了PSoC3的SPI可配置模组的特点及使用方法。本讲将介绍PSoC3的另外一种可配置数字模块——I2C总线,为配合本文实验,还将简要介绍PSoC3的另外一种可配置资源——LCD控制器。通过本     

基于嵌入式机器视觉的测控系统设计

针对传统基于PC的机器视觉系统因其结构没有模块化,可移植性差,与工业现场设备通信比较困难等缺点,设计了基于嵌入式机器视觉的测控系统,该系统以DM642芯片为视觉图像处理单元,其控制单元为GTS-400系列运动控制器,硬件电路为基于RS232通信的DSP与运动控制器,并通过编程完成目标识别、通讯、控制功能。实验结果表明,该系统的图像处理单元成功检测到目标后,图像处理单元输出的信号能够被运动控制器快速捕捉并控制伺服电机实现点位运动。对嵌入式机器视觉应用于运动控制系统具有现实意义。 关键词：嵌入式机器视觉;DM642;运动控制器;通信     

基于MCX314控制器的数控机床运动控制系统

分析了传统数控机床控制系统的缺陷，并针对MCX314运动控制器的特点，开发了一种高速度、高精度、高效率和高可靠性的数控机床运动控制系统。该系统已成功应用于某数控机床控制系统中，并且应用效果达到了设计目标。     

基于运动控制芯片的舞台吊杆同步控制方法的研究

文中提出了一种基于精密运动控制芯片的舞台吊杆同步控制方法。以ARM微处理器作为核心部件,应用LM628运动控制芯片,将每根吊杆都按照相同的运动轨迹运行的控制方法,代替了传统的多根吊杆之间相互比对的同步控制方法。采用这种方法设计的系统结构简单,稳定可靠,实时性、动态性能较好,能够较好地解决舞台吊杆的动态同步控制问题,为舞台吊杆的控制提供了新技术、新方法。     

Motion and force control with a nonlinear force error filter for underwater vehicle-manipulator systems

This paper deals with a control scheme for autonomous underwater robots equipped with manipulators. Several motion and force controllers have been developed. Most of them were designed in disregard of the dynamics of marine thrusters to develop a controller with a simple structure. However, the robot body propelled by thrusters generally has a considerably slower time response than the manipulator driven by electrical motors. Therefore, it may be difficult to construct a high-gain feedback control system to achieve a good control performance, because the high gain may excite the slow thruster dynamics ignored in the controller design, and the excitation will degrade the control performance. In this paper, we develop a motion and force controller for mathematical models with the dynamics of thrusters. It includes a nonlinear force error filter which allows us to construct a stable motion and force control system. To investigate its control performance, we conducted numerical simulations for comparing the proposed control scheme with an existing control scheme designed in disregard of the thruster dynamics. Simulation results demonstrate the usefulness of the proposed controller.     

基于二维混合模型的重复控制系统稳定性分析与控制器设计

针对一类线性不确定系统, 提出一种基于连续/离散二维混合模型的重复控制系统设计新方法. 首先建立重复控制系统的连续/离散二维混合模型, 将重复控制器设计问题转化为一类连续/离散二维系统的稳定性问题; 然后应用二维连续/离散系统方法, 给出了重复控制系统新的稳定性条件. 进一步, 利用线性矩阵不等式方法, 获得了重复控制系统稳定边界和重复控制器参数的计算方法. 与现有方法不同的是, 本文以二维混合模型来描述重复控制系统, 更加符合其本质特征, 实现了对重复控制过程中两种不同行为的独立调节. 最后, 数值仿真实例验证了本文所提方法的有效性.     

Control of the ALSTOM gasifier benchmark problem using H2 methodology

This paper considers the analysis and controller design for the ALSTOM gasifier system. The inherent properties of this highly coupled and numerically ill conditioned multivariable system are studied. A simple reduction is used to determine a minimal realization of the system after using the Osborne transformation to improve the numerical condition of the system. The relative gain array (RGA) is used to achieve suitable input–output (I/O) pairings for the gasifer system, and Edmunds scaling is used to improve the diagonal dominance of the system and numerical conditioning. Model order reduction methods are applied to simplify the subsequent design. A controller is designed using the H₂ methodology at the 100% load condition. The robustness of this controller at other load conditions is assessed and gives satisfactory results.     

Robust adaptive backstepping control for autonomous spacecraft proximity maneuvers

The control problem of autonomous proximity phase during rendezvous and docking is studied for a chaser spacecraft subject to parametric uncertainty and unknown external disturbance approaching to a tumbling non-cooperative space target. A coupled relative motion model is established for the autonomous spacecraft proximity missions based on the relative motion information and chaser’s motion information. Based on the cascaded structure of the six degrees-of-freedom coupled model, the backstepping technology combined with element-wise and norm-wise adaptive control methods is used to design a relative position controller firstly, then the same method is also applied to the design of the relative attitude controller. Asymptotic stability is proven uniformly for the six degrees-of-freedom closed-loop system, and the performance of the controlled overall system is demonstrated via a representative numerical example.     

A Novel LQG Controller of Active Suspension System for Vehicle Roll Safety

To improve vehicle roll safety during steering operation at high running speed, a new design approach for Linear Quadratic Gaussian (LQG) controller of active suspension system is proposed. Key steps of the new approach are as follows: 1) The front axle steered angle is written into a differential equation in accord with the minimum phase system and combines with the original system into the augmented system equation; 2) positive infinitesimals respectively including controls are added to the index; Thirdly, weights of the evaluating indicators of the LQG controller are determined by using analytic hierarchy process (AHP) and normalization methods based on vehicle motion statistics under the double-lane change maneuver as the typical steering maneuver. Performance comparisons are implemented between the active suspension system and the passive one under the double-lane change, slalom and fish-hook maneuvers. Results verify that the active suspension system with the proposed controller can achieve better vehicle roll safety and has a good adaptability under different steering maneuvers.     

基于SoPC的运动控制器总线接口层设计

以专用处理器的微操作方式通过SoPC技术实现运动控制器的总线接口部分的设计.考虑经济型数控系统通用性、灵活性的要求,接口层设计采用内、外两种数据总线机制.具体给出了在Quartus Ⅱ环境下总线接口部分的设计方案以及输入/输出端读、写探作时数据转换的仿真结果.表明增减接口模块可方便地将数据总线由原先单一的8位转换为8/16/32位可选择,充分体现了SoPC技术的极大优势.     

基于PMAC运动控制器下液压数控系统的研制

介绍了PMAC多轴运动控制器的特点,研发了一套以PMAC运动控制器为中枢控制的液压控制数控系统.该系统能够实现闭环控制,并且设计出相应的硬件构架与软件设计.     

高速船垂向运动控制方法研究

高速船在波浪中高速航行时,由海浪引起的船舶垂向运动,包含纵摇和垂荡,可能会使船上的乘客晕船。此外,如果船舶的垂向运动达到某种程度还会对船舶的安全性构成极大的威胁,如砰击、甲板淹湿。利用控制水翼（T型水翼和艉压浪板）实现姿态控制可有效减少船舶垂向运动。为了研究在顶浪情况下,安装T型水翼和艉压浪板后的船舶垂向运动,利用MATLAB/SIMULINK建立船舶垂向运动行仿真模型并进行仿真,采用遗传算法为姿态控制系统设计控制器,并对控制效果进行分析。仿真表明,控制器具有良好的控制效果,可减小船舶的垂荡和纵摇。