数字伺服系统的设计和仿真试验(下)——数字伺服系统的微型机辅助设计

前言本文阐述数字伺服系统的微型机辅助设计问题。当给定数字伺服系统的设计公式和原始参数后,用BASIC语言在Z80(Ⅲ)上进行辅助设计,可以迅速而准确地获得数字校正装置的各项参数,并能得到各种典型输入下系统的输出和误差曲线,供系统设计人员选取最佳参数。本文着重研究双线性变换系统(加复合控制)、最小调节时间系统和最小均方误差系统的计算机辅助设计问题。     

嵌入式计算机在雷达伺服系统中的应用

针对雷达数字伺服系统对控制计算机的要求，分析了嵌入式计算机系统PC／104的特点和基本应用方法，提出了以嵌入式计算机系统PC／104为核心数字控制部件的精密跟踪雷达伺服系统硬件设计要点，专用控制软件的设计思想及实现，仿真和飞行试验表明，该精密跟踪雷达数控伺服系统的设计是成功的。     

基于模型参考初始化设置的模糊控制在天线伺服系统中的应用

针对目前设计模糊规则表采用的启发式方法具有设计周期长、过分依赖设计者的经验和技术知识等缺点,介绍一种模型参考初始化设置的设计方法。它简单,易于计算机实现,可以实现模糊规则表的自动初始化设置。Matlab仿真结果表明,基于模型参考初始化设置的模糊控制可使天线伺服系统的动态性和稳定性都明显优于传统PID和用启发式方法设计的模糊控制。最后,针对将模型参考初始化设置方法设计的控制器应用到实际系统中存在稳态误差的问题,运用PID和模糊控制的复合控制方法,有效地消除了稳态误差。     

转台伺服系统变模态控制器最优切换状态设置

本文对转台伺服系统变模态控制的切换问题进行了探讨，分析了切换后控制器状态设置问题。给出了最优切换状态设置方法。最后，介绍了转台伺服系统数字控制器状态设计的实际算法及结果。     

轨控式复合控制导弹制导与控制一体化反步设计

针对轨控式复合控制导弹制导与控制一体化设计问题,结合动态面反步设计和非线性干扰观测器(NDO)技术,设计了一种基于非线性干扰观测器的制导控制一体化反步控制方法.首先建立了复合控制导弹纵向通道制导控制一体化模型,在此基础上分三步设计反步控制器,设计过程中采用了动态面方法,通过引入一阶低通滤波器,得到虚拟控制量的微分,避免了传统反步设计中的“计算膨胀”问题,同时采用NDO对模型不确定性进行估计并加以补偿,实现了对气动系数摄动和目标机动的鲁棒性.基于李亚普诺夫稳定性理论证明了闭环系统所有误差信号最终一致有界.仿真结果表明本文设计的基于非线性干扰观测器的复合控制导弹制导控制一体化反步设计方案的正确性和有效性.     

空空导弹的一种优化复合控制方案研究

通过研究空空导弹推力矢量和气动复合控制与一般气动控制方式，讨论了新一代近距格斗型空空导弹的一种控制模式，并参照某型导弹的数学模型及有关气动参数对两种控制方式进行了数字仿真。结果表明，在新一代格斗型空空导弹上采用复合控制方式可明显地改善导弹的总体性能。     

机电伺服系统时域辨识装置的研究与实现

应用COR-LS辨识方法研究了中功率伺服系统时域辨识问题,设计并开发出了相应的时域辨识装置。给出了整个系统的硬件实现方案,并用COR-LS辨识方法对一个中功率伺服系统实现了时域辨识。     

基于自适应动态逆的高超声速飞行器姿态复合控制

考虑高超声速飞行器再入过程中存在气动舵低效的问题,提出了质量矩/气动舵复合控制方式,研究了这两类执行机构的复合控制分配问题,并针对高超声速飞行器强非线性和不确定性的对象特性,基于神经网络方法设计了自适应动态逆姿态控制系统。首先给出了质量块配置原则以及质量矩/气动舵复合控制模型;其次,为获得良好的控制分配精度并保证较小的执行机构能耗,基于二次规划方法设计了质量矩/气动舵复合控制分配策略;再次,利用神经网络权值的自适应调整来逼近系统中存在的不确定性,补偿动态逆误差,设计了基于神经网络的自适应动态逆控制器。最后,通过仿真验证了文中控制分配策略和自适应动态逆方法的有效性。     

某微小型卫星姿轨控计算机系统的设计

为实现卫星姿轨控计算机小型化，采用TI公司的数字处理器(DSP)TMS320F206芯片作为CPU，其他逻辑采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现，并以此为基础，将姿轨控系统其他有关仪器设备集成到计算机中，形成一台复合控制设备。研究表明，DsP可用于实现姿轨控计算机的小型化，以及今后复合控制系统的设计。     

基于SLM的伺服系统多学科联合仿真与设计优化平台

针对航天伺服系统研制流程中存在的协同设计水平不高、设计流程不统一、数据与模型管理分散等问题,以仿真生命周期管理(SLM)商业通用框架为基础定制开发了伺服系统多学科联合仿真与设计优化平台。通过对设计流程分析、流程定制、数据传递、模型管理等方面的研究与开发,将仿真融入设计流程中,实现了航天伺服系统的多学科协同建模与仿真、数据与模型的统一管理等功能,提升了航天伺服系统协同设计水平。     

数字伺服系统的设计和仿真试验(上)——数字伺服系统的设计要素

本文阅述数字伺服系统的设计和仿真试验问题。文中对比了几种设计方法,提供了一批定量数据;列举了在Z80(Ⅲ)微型机上对双线性变换系统和最小均方误差系统进行的计算机辅助设计的结果。仿真试验有助于检验理论设计的可行性,对选择设计方案和最佳参数有一定实际意义,文中列出了仿真试验的结果。     

针对一类无人飞行器复合控制的控制分配策略

针对一类无人飞行器即碟式飞行器静不稳定的特点,选择了变质量矩,推力矢量复合控制方法.为了解决复合控制中的控制分配问题,提出了两种分配策略:基于误差的非线性分配策略和基于能量的最优分配策略.这两种分配策略的设计和控制律设计相分离,控制律确定总的控制量,分配由单独的环节实现.仿真表明,不考虑控制量受限时,这两种设计都实现了变质量矩控制和推力矢量控制的优势互补,达到了良好的控制性能;考虑控制量受限时,相对于非线性分配策略,最优分配策略避免了控制量受限的影响.     

最佳递推滤波在跟踪伺服系统中的应用

五十年代以来,在控制工程领域中,有两大重要发展。一是,数字计算机的运算速度和存储容量不断扩大。二是,控制系统理论借助于经典力学的“状态”概念,从频率城发展到时间域。计算机进入控制工程,这是从经典的自动调节原理,发展到现代控制理论的重要标志。本文简单地介绍了卡尔曼滤波器。给出了一组卡尔曼滤波跟踪算法。在跟踪伺服回路中,送给伺服系统的误差信号ε不是通常由接收机直接供给的,而是经过滤波后给出的误差信号估值(?),从而实现了有计算机参与的全数字式跟踪伺服系统。由于伺服系统和角输出数据是分开的,从而提高了测角精度。文中给出了一个方位——俯仰座角跟踪系统,以雷达站为原点的东、北天座标系,目标是假定匀速直线运动情况下的一组演化方程。滤波效果,取决于我们对模型和测量噪声统计规律的认识程度。经初步试算感到方法简单,效果满意。另外,对船载天线稳定,提出一种设想。不用传统为稳定而用的敏感元件——陀螺。而是对海浪进行随机统计分析,找出规律。将其写进状态方程中,使在给出的滤波估值中包括目标运动和船摇信息。将此信息作为伺服系统之输入。从而达到稳定和跟踪目的之可能性。     

一种基于变结构控制的固体KKV快速开关伺服系统

用相平面法设计了一种基于变结构控制的固体KKV快速开关伺服系统,提出了用电动伺服系统实现大角度旋转阀门快速开关控制的应用方案,解决了无减速器电机直驱系统或小减速比伺服系统的大负载扰动问题。仿真分析与试验结果表明,该伺服系统具有较快的响应速度和较强的鲁棒性,对负载扰动具有较强的自适应能力。在带载条件下100°阶跃响应仅需13 ms,能满足大多数直接力开关控制系统的工程应用要求。所采用的相平面设计方法简单直观,设计的控制策略容易实现,具有较强的实用意义。     

准精密离心机控制系统

准精密离心机,模拟控制部分通过对电流闭环的调试,发现了原系统反馈极性错误的问题,同时解决了SCR功率放大三相平衡及同步问题,完善了继电系统工作部分。同时用单片机构成一个数字控制系统,实现了一个大惯量电机驱动。充电码盘反馈及PID调节的变换给定控制系统,并在实际使用中,完全实现了这种控制系统。     

临近空间拦截弹的非奇异终端滑模控制

针对临近空间直接力/气动力复合控制拦截弹的抗干扰控制问题,提出了一种基于有限时间干扰观测器(FTDO)的非奇异终端滑模(NTSM)复合跟踪控制策略。首先,设计FTDO估计系统的不匹配干扰;在此基础上,设计基于FTDO的NTSM复合控制律,获取期望的控制力矩。接着,考虑到作为执行机构的气动舵和反作用喷气装置存在冗余性,进一步提出了一种动态控制分配算法实现期望控制指令到执行机构的分配,获得良好的控制分配精度和较小的执行机构能耗。最后,仿真结果验证了所设计复合控制系统的有效性。     

H6C数控加工中心主机与刀库相对位置调整技术

在H6C安装调试中,采用“配套法”代替“千分表调整法”调试简单,直观性强,便于操作,提高了工效和调试精度。     

一种FPGA数字跟踪接收机的设计及实现

文章介绍了一种中频数字跟踪接收机全FPGA实现的设计与实现。以FPGA为硬件核心,软硬件相结合的方式,设计的全数字跟踪接收机,可靠有效地完成了中频信号的捕获、跟踪及解调。该接收机能够满足跟踪接收机驱动天线对运动目标进行指向跟踪的要求,降低了产品调试难度,减小了设备成本。     

基于神经网络模型的伺服系统控制与补偿方法研究

本文从两个角度提出使用神经网络模型提高伺服系统的控制精度。首先，分析了扰动力矩对精密伺服系统的影响。提出使用神经网络方法建立扰动力矩的数学模型，并根据全补偿原则设计补偿环节，实现扰动力矩的动态补偿。进而考察一类非线性伺服系统对象，研究使用神经网络模型实现对象逆动态模型的在线辩识和控制，在实验室条件下进行了神经网络伺服系统补偿控制的实验研究。试验结果表明这种新的补偿方法对提高伺服系统的精度十分有效，具有实际应用价值。     

磁带机张力伺服系统

本文概括地介绍了磁带机张力伺服系统的一般工作原理。重点叙述了四种张力伺服方式:张力臂方式的伺服系统;真空缓冲器方式张力伺服系统;以半径为函数的张力伺服系统;恒功率张力伺服系统。