视觉跟踪系统控制结构的研究

文章介绍了自主研制的平面视觉跟踪系统的组成，对基于单片机的云台运动控制部分作了重点描述，说明了该控制系统的硬件组成、软件流程图及实现的功能，设计了基于目标速度反馈的PID控制算法，解决了普通图像直接反馈控制方法由于非线性原因而产生控制效果差的现象。并通过实验检验了该视觉跟踪系统的控制性能。     

图像反馈机器人视觉伺服系统理论与实验研究

对机器人视觉伺服系统的研究是机器人领域中的重要内容之一,其研究成果可应用在机器人自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等问题中。本文分析了基于图像雅克比矩阵的机器人视觉伺服方法的基本原理,采用了基于图像的视觉伺服方法,直接利用图像特征来控制机器人运动,构建了自由度GRB-400工业机器人图像反馈视觉伺服系统。采用该系统进行了机器人跟踪两维平面运动目标的实验,结果验证了该方法的有效性。     

基于切换控制的双相机视觉伺服方法

针对家电产品机器视觉在线检测应用场景中基于图像的视觉伺服不能保证全局收敛和单目视觉反馈不佳的问题，提出一种基于切换控制的双相机视觉伺服方法。首先使用全局相机估计目标位姿，引导机器人运动到期望位姿附近，确保视觉伺服方法能够收敛；然后根据机器人手上相机提供的图像偏差和深度信息，以及全局相机提供的目标速度和姿态实现双相机视觉伺服控制。相对于使用单应性矩阵的位置视觉伺服和混合视觉伺服方法，该方法能够定位与跟踪无标记目标，大幅提升跟踪的精度和稳定性。实验表明，基于切换控制的双相机视觉伺服方法可将控制周期缩短至33 ms,满足传送带速度在0.17 m/s范围内的机器人可获取清晰图像，实现实时跟踪检测。     

基于闭环PD型迭代学习控制的注塑机注射速度轨迹跟踪控制

针对注塑机注射速度的非线性和时变性特点,为提高注射速度对特定曲线的重复跟踪能力,提出了基于闭环PD型迭代学习控制的注塑机注射速度轨迹跟踪控制算法。该算法利用系统实际输出与期望目标之间的偏差修正不理想的控制信号,若干次迭代后,系统能够实现期望轨迹的跟踪。建立了注射速度的动态模型,同时给出系统的控制算法和结构。仿真结果表明:该控制器能有效跟踪期望的注射速度轨迹,响应速度更快,超调量更小,稳定性更好,控制效果优于常规PID控制器。     

基于改进PID算法的干扰设备控制方法研究

干扰设备为了能够实时有效地对目标实施干扰,需要较高的跟踪精度与较快的动态性能。传统的PID控制算法不能同时满足跟踪精度与稳定性的要求,因此提出一种改进的PID控制算法,根据跟踪反馈误差实时改变控制比例系数,调节控制性能,可以有效提高系统的跟踪精度与动态性能。     

带死区的PTZ摄像头模糊PID跟踪方法研究

在移动机器人跟踪目标过程中,主动视觉是经常被采用的方法之一.针对以PTZ摄像机为主体的主动视觉跟踪问题中由于控制等级频繁变化造成视场不稳定和振荡的问题,提出了基于带死区的模糊PID控制方法.通过架空高压输电线巡检机器人搭建PTZ摄像头主动视觉跟踪平台,对选定的杆塔目标进行跟踪,并对比跟踪过程中带死区和不带死区的控制等级变化曲线.实验表明,该方法能较好的控制PTZ摄像头主动视觉跟踪过程中采集图像的稳定性,降低图像振荡.     

磁流变液气动伺服系统的控制算法研究

介绍了基于磁流变液阻尼器的气动伺服试验系统，对其进行分析，并分别用PID控制算法、BangBang＋PID算法、BangBang＋模糊PID算法对该系统进行跟踪控制。     

协同搬运系统中的麦克纳姆轮AGV运动控制研究

基于麦克纳姆轮AGV组成的搬运系统在路径跟踪过程中,由于距离偏差和角度偏差会导致搬运系统不稳定以及定位不准确.针对此问题,通过建立单台AGV在路径跟踪过程中的运动学模型,分析影响偏差的主要参数,提出了模糊PID控制方法.通过采集视觉传感器实时反馈的角度偏差和距离偏差,在线调整PID控制参数来实现对AGV的运动补偿控制.由仿真实验可知,与传统PID控制相比,该控制方法在路径跟踪过程中有较高的稳定性和实时性.     

电液比例位置控制系统的新型PID控制算法研究

该文设计了一种新型PID控制算法,对其在电液比例位置控制系统上的应用进行研究。在介绍新型PID控制算法基本原理的基础上,通过实验比较该系统新型PID控制和常规PID控制对正弦信号的跟踪效果。结果表明,新型PID控制比常规PID控制有更好的精度和稳定性。     

高温高压流变仪围压控制系统设计

针对在高温高压流变仪围压控制中传统PID算法存在改变目标速率时会产生超调的缺点,提出一种基于基本比例输出的PID控制算法控制加压和减压过程,并通过理论分析了算法的可行性。依据高温高压流变仪围压系统的特性,在实际实验的基础上建立了系统加压和减压的数学模型,用Simulink工具箱对加压和减压过程进行了仿真,并在高温高压流变仪上对控制算法进行了测试,仿真和测试结果表明基于基本比例输出型PID控制算法跟踪效果好,响应速度快,满足控制要求。     

利用自适应卡尔曼滤波实现光电跟踪中的复合控制

为了在光电跟踪控制系统中实现复合控制以提高跟踪精度,构建了基于模型自适应卡尔曼滤波算法的复合控制结构。首先,利用跟踪脱靶量数据和仪器位置数据合成目标角位置数据;然后,利用模型自适应卡尔曼滤波算法对目标角位置数据进行滤波估计以获得目标角速度信息;最后,将目标角速度信息前馈到速度回路,从而构成复合控制系统。实验结果表明:采用复合控制结构后,目标跟踪精度提高了50%。基于模型自适应卡尔曼滤波算法的复合控制技术能够在保持原反馈控制系统稳定性的条件下提高跟踪精度。     

Research on the control systems of a precision linear motor drive device

The model of a precision linear motor drive device (PLMDD) and its control requirements are analyzed. In order to enhance the tracking and anti-disturbance performance of the system, its third-order model is established, and disturbance-observer based input revising feedforward error compensation robust control algorithm, combined with integral-separated proportional integral derivative (PID) control algorithm is proposed. This includes feedback control algorithm and feedforward control algorithm. The feedback controller improves system tracking performance and suppresses load and mechanical disturbance while the feedforward controller compensates phase hysteresis introduced by feedback control. Theoretical analyses, simulations and experiments show that this control method increases the tracking precision of PLMDD from ±5 μm to ±2 μm and dramatically improves its anti-disturbance ability.     

基于改进的免疫克隆算法的PID参数优化

依据PID控制器的控制原理,结合人工免疫算法和克隆选择原则,提出了一种新的基于周期变异的免疫克隆算法,并基于此算法在线优化PID控制参数,仿真结果表明控制输出能快速平稳地跟随期望输出值,系统响应可以获得良好的实时性、稳定性和较高的控制精度。     

被动加载的内部反馈控制方法

提出电液加载的内部变量反馈控制方法。通过对可测量的内部变量反馈，补偿了活塞运动时流量的变化，使加载系统的跟踪没有滞后。反馈以后，改变了系统传递函数和动态性能，并将舵机运动干扰输出等效为一个较小的量。原理分析证明，采用类似于PID形式的内部反馈，可消除舵机运动的速度和加速度干扰。仿真结果表明，内部反馈在主从电液跟踪加载控制中能减小多余力的影响，系统特性的改善优于传统的前馈方法。     

Submicrometer control of a traction drive using state feedback and estimation

Traction drives are direct-drive systems that are more sensitive to noise and disturbances than lead screws. Their performance using PID control is not always satisfactory. Therefore, there is a need to improve the tracking performance of traction drives while overcoming their inherent sensitivity to disturbances. To understand their behavior better, their operating characteristics are investigated and a system model is developed. Using this model, a state feedback regulator is designed. To eliminate steady-state errors to step commands and improve tracking performance, an outer PID loop is added. The performance of this controller is then compared with that of a PID controller. It is shown that the state feedback/PID scheme rejects disturbances more than three times as fast as the PID controller and reduces tracking errors by over 50%.     

芯片级PCR仪温度模糊PID控制器设计与仿真

针对一款新型芯片级PCR仪温度智能控制系统,提出了一种基于模糊自整定PID控制算法实现该智能温度控制系统的温度快速跟踪及其控制。文中通过建立二输入三输出的自整定模糊控制器,并与经典PID控制器及其芯片级PCR仪温控系统结合起来,构建了芯片级PCR仪温度模糊PID控制系统仿真模型。仿真结果表明:模糊自整定PID控制器算法相对于普通的PID控制器算法,能大幅度地减小温度的超调量,有效实现芯片级PCR仪温度控制系统温度的精准控制,同时,该算法具有更强的鲁棒性,易于实现。     

基于改进前馈逆补偿的电液加载试验系统力跟踪控制研究

针对电液加载试验系统力加载跟踪控制问题，分析了电液加载系统的组成及工作原理，建立了系统动力学模型，并对动力学模型的准确性进行了验证。在此基础上，首先使用了速度反馈补偿控制器抑制外部干扰，其次利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square，RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking，ZPET)设计出系统逆模型，进行前馈逆补偿控制，然后考虑速度反馈存在的微分问题，设计了内模控制器，最后利用电液加载试验台进行了力加载控制策略的试验研究。试验结果证明，与传统PI控制器相比，提出的改进前馈逆补偿力加载控制算法可以更有效地抑制系统外部干扰，提高力加载的跟踪精度。     

基于DSP的音圈电机调速系统研制

介绍以TMS320LF2407ADSP为核心控制器对音圈电机进行数字闭环控制的系统研制方法。它用DSP的捕获单元作为反馈装置,通过增量式数字PID控制策略,实现音圈电机的匀速运动和位置控制。该系统通过实验验证能达到较高的精度(速度偏差为5%以内),能够满足麦克尔逊干涉仪中动镜的匀速运动要求。     

水下密闭容器压力非线性PID跟踪控制方法及仿真研究

对水下密闭容器压力跟踪控制系统进行理论分析,将一种根据偏差实时修正参数的非线性PID控制方法应用到该控制系统,在AMESim软件中建立控制对象仿真模型,在Matlab/Simulink模块中建立非线性PID控制算法的模型。联合仿真结果表明,系统控制精度高,响应快,避免了传统PID快速性和超调性之间的矛盾,不同信号作用下的跟踪曲线也表明,该控制方法用于水下密闭容器压力跟踪控制时具有良好的抗干扰性。