基于ARM与CPLD的伺服控制系统设计

为了降低伺服控制系统的硬件设计复杂程度和增强系统控制的实时性,设计了基于ARM和CPLD的多轴伺服电机控制器。该控制器选用三星公司的ARM芯片S3C2440A和ALTERA公司的CPLD芯片EPM570T144作为控制芯片,给出了该控制器的硬件结构和软件流程设计。利用伺服转台进行控制实验,通过对实验数据分析得出该控制器具有较好的控制性能;实验结果表明该伺服控制器能够较好的实现复杂控制算法,具有集成度高,灵活性强,实时性好的特点,满足多轴伺服控制系统实时控制的需要。     

直驱式电液伺服转叶舵机退火蚁群寻优PD控制

针对直驱式电液伺服转叶舵机转动惯量大、时变不确定性和外负载复杂的特点,提出一种以最大最小蚂蚁算法和模拟退火策略为基础的具有不完全微分的PD控制器的设计方法。该控制器能在线搜索出一组最优PD控制参数Kp*和Kd*作为直驱式电液伺服转叶舵机实时控制中的PD控制器参数。在直驱式电液伺服转叶舵机及加载实验台上进行了阶跃响应和斜坡响应实验。实验结果表明,与传统PD控制器相比,基于退火蚂蚁群算法的PD控制器具有良好的动态性能和鲁棒性,能有效地提高直驱式电液伺服转叶舵机的控制精确度。     

一种伺服电动机混合速度控制器的设计

设计了一个由滑模控制器和神经模糊控制器组成的伺服电动机混合速度控制器.为了得到一个既能削弱抖振现象又能得到快速、光滑动态响应的伺服电动机速度控制系统,应用误差带方法,系统用滑模控制在瞬态阶段得到快速动态响应,用神经模糊控制在稳态阶段得到光滑动态响应.分别用滑模控制和混合控制对系统进行了仿真和实验,验证所设计控制器的性能,并对结果进行了详细对比.     

基于ZPETC的雕刻机直流伺服控制系统设计

为了提高雕刻机的跟踪性能和定位精度,首先在其直流伺服控制系统设计中引入了零相位误差跟踪控制器(ZPETC),然后通过模型辨识、非线性摩擦补偿及干扰观测器的设计来克服ZPETC存在的对系统建模误差和参数变化敏感的缺点.在上述研究的基础上,采用TMS320F2812型DSP设计了集ZPETC、PD控制器及干扰观测器一体的直流伺服控制系统.实验结果表明:为雕刻机所设计的直流伺服控制系统不仅有鲁棒性强和抗干扰能力强的特点,而且有良好的定位精度和跟踪性能.     

交流伺服电动机驱动系统用高性能开关电源设计

在交流伺服电动机调速控制器中,开关电源性能的好坏直接影响调速控制器工作的可靠性.介绍了一种新型开关电源的原理和设计方法,并与传统开关电源进行了比较.给出了具体的实用电路以及实验曲线.     

6-DOF运动平台电控系统方案设计及仿真

在六自由度运动(6-DOF)系统平台的基础上,设计了六自由度运动平台的电控系统并进行了运动学仿真。详细介绍了主控制器和伺服从控制器的软硬件设计。仿真结果表明,控制器具有较高的伺服性能,系统实时性较高,能够达到运动平台的动作要求。     

基于PCI总线和LM629的移动机器人伺服控制器研究

研究和设计了一种利用PC机和专用运动控制芯片LM629的移动机器人伺服控制器。给出了伺服控制器的原理图，并详细介绍了PCI9052与PCI总线和LM629的接口设计，最后介绍了伺服控制器驱动程序的设计方法。控制器硬件设计简单、可靠，能够提高系统的性能。     

基于CAN总线的轮腿式机器人的分布式控制系统设计

在轮腿式机器人系统平台基础上,设计了一种基于CAN总线的机器人分布式控制系统。文章详细介绍了主控制器和伺服从控制器的软硬件设计,并对试验样机进行了测试。试验表明,控制器具有较高伺服性能,系统实时性较强,能达到机器人的动作要求。     

基于STM32的小型化伺服控制器设计

针对伺服控制器多选用DSP为核心的现状,设计了一种基于嵌入式处理器STM32的伺服控制器。采用PID增量控制,在实现对直流有刷电动机控制的同时达到伺服控制器小型化的目的。经实验验证,控制器在闭环系统中稳定性好,各项指标均满足要求。     

永磁同步电机幂次变速趋近律积分滑模控制

为了提高永磁同步电机转速伺服控制性能,针对伺服系统模型参数不确定和外部扰动强的特点,利用基于趋近律设计方法的滑模控制理论,设计了一种永磁同步电机转速伺服积分滑模控制器。滑模面函数中的状态偏差积分项,确保了转速跟踪稳态无静差;通过引入非线性幂次组合函数构造的基于跟踪偏差的变速趋近律,使得切换增益具有随系统偏差自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。经与转速伺服PI控制器对比实验表明,变速趋近律积分滑模控制器具有更好的动、静态特性和鲁棒性。     

一种高精度稀土永磁无刷直流电动机伺服系统设计

介绍了全数字化高精度伺服系统。设计了一种以高性能数字信号处理器TMS320F2812为主控核心，采用旋转变压器作为检测元件，伺服驱动单元为无槽结构的稀土永磁无刷直流电动机。实验结果表明，系统运行平稳，具有较好的动态性能，可达到较高的角度位置和速度精度。     

机器人用伺服系统性能测试加载系统的设计

采用西门子S7-1500可编程控制器和Sinamics S120变频器设计了机器人用伺服系统性能测试加载系统。介绍了性能测试系统的组成以及加载系统的软硬件设计方法。给出了加载闭环控制系统的建模方法，设计了转矩比例积分控制器和转矩微分负反馈控制器，以消除加载转矩静差和抑制转矩超调。实际应用结果表明，该系统各项性能指标均满足设计要求。     

硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计

针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。     

一种高压断路器伺服控制器设计方案

为进一步提升高压断路器智能化水平,在高压断路器电机直驱机构研究的基础上,分析了永磁体尺寸对电机性能的影响,设计了电机直驱高压断路器伺服控制系统。其伺服控制器硬件系统包含功率变换模块、转子位置检测模块、电压及电流采样模块以及通信模块等,同时,基于此硬件系统设计实现了各模块之间的信息交互以及系统控制的软件系统。搭建伺服控制器与高压断路器电机直驱机构的试验样机,进行高压断路器的分、合闸操作特性测试。试验结果表明：所提出的高压断路器伺服控制器设计方案可以驱动断路器动触头根据设定曲线完成分、合闸操作,具有响应速度快、实时性能好、跟踪误差小等优点,同时可以实现操作过程数据的存储及通信。     

直线伺服系统的鲁棒保性能控制研究

对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统，在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器，以实现电机的高精度快速进给，并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许的参数不确定性，系统都具有所期望的性能，采用保性能控制方法设计其最优状态反馈保性能控制器。对电机在两种最恶劣情况下作了仿真实验。结果表明，和传统的方法相比，用该方法设计的直线伺服系统具有性能鲁棒性，当参数变化时，系统具有较好的抗扰性和跟踪性能。     

模糊控制步进电动机位置伺服系统

步进电动机是一种高度非线性、强耦合的位置伺服执行元件 ,采用经典控制理论进行闭环控制系统设计 ,难以达到较高性能。本文采用模糊控制与常规PID控制相结合的方法 ,设计了步进电动机位置伺服系统。实验结果表明 ,这种新型的步进电动机位置伺服系统具有较高的性能。     

基于模糊PID算法的轮式机器人驱动轮控制器设计

针对无刷直流电动机驱动轮式移动机器人的调速控制问题提出了一种解决方法。简单介绍了轮式机器人的机械结构以及模糊控制理论,然后对轮式机器人控制系统进行了硬件设计,并对轮式移动机器人各驱动轮的转速闭环控制设计了模糊PID控制器。实验表明:与传统的PID控制效果比较,该模糊PID控制器能够有效提高系统的控制精度和伺服性能。     

永磁同步电动机智能控制系统

针对永磁交流伺服系统的速度控制,提出了一种智能P I速度控制器。该控制器结合单神经元和专家系统知识设计而成,能根据系统运行状态动态地改变调节器结构和参数,较好地解决了系统快速性与平稳性的矛盾。实验结果表明:采用智能P I控制器的交流伺服系统,动态性能得到改善。     

伺服电机及系统特性性能测试系统设计

介绍了用于伺服电机及系统特性性能试验的测试系统。该系统采用能量回馈的方式进行对拖加载试验,能够满足0.75~110 k W伺服电机及控制器的交/直流伺服电机系统的性能测试。     

Adaptive Fuzzy Speed Control for Permanent Magnet Synchronous Motor Servo Systems

In this article, an adaptive fuzzy speed controller based on the back-stepping method is designed by considering the existence of parameter variations and load disturbances in the permanent magnet synchronous motor servo system. The adaptive fuzzy logic system is used to approximate the non-linear parts of the servo system on-line. An obvious advantage of this method is that servo system parameters, such as stator resistance, stator inductance, flux, inertia, and load torque, are not necessarily known during controller design. Moreover, the influence of parameter variations and load disturbances is effectively inhibited, and the speed tracking performance is improved. By adopting the Lyapunov method, it is proved that both the speed error and the current error converge exponentially. Simulations and experiments indicate that the designed controller performs with better adaptivity and robustness compared with the proportion integration (PI) controller, thus showing its advantages in practical applications.