航空电子系统综合显示处理技术研究

集中控制和综合显示技术在先进作战飞机航空电子系统中的应用日益广泛,综合显示处理机作为航空电子系统控制和管理的核心,其系统结构、可靠性及综合显示控制将是系统平台设计要解决的首要问题.本文介绍了一种机载综合显示处理机,根据航空电子系统功能需求及显示控制系统结构,进行了系统层次化结构设计,并对综合显示控制系统的系统显示控制、通信控制及模块化设计与实现技术进行了研究分析,最后给出合理的模块化设计与实现方案.航空电子系统综合试验、应用表明,综合显示处理机性能先进、可靠性高,并极大地改善和提高了航空电子系统的整体性能.     

基于工控机的关节型机器人控制系统实现

以三自由度关节型机器人为研究背景,介绍了该机器人的总体结构和控制系统,阐述了如何用工业控制计算机来实现该机器人的控制。测试结果表明该系统具有设计简单、成本低廉、调试方便等特点,可用于教学。     

机器人系统的动态混合力/位置控制的几何原理

基于在位形空间中受约束系统的几何性质,对机器人系统的运动及所受的约束力进行研究。通过引入法空间及切空间的概念,实现了机器人运动及力的解耦控制,从而简化了控制系统。通过对双臂机器人系统的位置/力动态混合控制的数字仿真,说明本方法简单、可行。     

月面仿人机器人实时控制系统设计

针对月面仿人机器人复杂运动控制面临的实时通信和控制问题,设计采用QNX实时操作系统和EtherCAT工业以太网相结合的机器人控制系统,并构建多线程实时控制系统框架。主要测试QNX操作系统在上下文切换、中断响应和时钟精度的实时性以及EtherCAT工业以太网的通信周期及其抖动,证明了QNX操作系统的实时性能显著优于Windows和Linux,实现了250μs的数据通信周期和1 ms的系统控制周期,并在仿人机器人WUKONG-II上开展了多线程控制程序框架的功能试验,实现3.24 km/h的平地快速跑动,验证了控制系统的实时性和有效性。     

可重构模块化机器人系统的试验研究

通过实际的功能模块装配成了一个3自由度的串联可重构模块化机器人,用计算机控制系统来验证所提出的建立可重构模块化机器人模块库理论方案的可行性,并同时验证建立的可重构模块化机器人正运动学和逆运动学数学模型的正确性.     

一种自主飞行的小型无人机系统设计

介绍了小型无人机系统的总体结构,分析了无人机的结构设计和算法,阐述了弹射起飞系统和伞降着陆系统的设计原理,采用嵌入式系统和GPS设计无人机的飞行姿态控制、导航控制、任务控制系统和数据链,实现了空中机器人的自主飞行。     

机器人在汽车车身制造中的应用

随着市场竞争的加剧和用户对于汽车性能要求的提高,汽车制造技术有了飞跃式的发展,在发展中,机器人的应用起到了举足轻重的作用。本文以POLO汽车为例,简要介绍工业机器人在汽车制造上的应用。 工业机器人应用于汽车 制造中的技术经济优势 工业机器人系统主要由机器人机械主体、变位装置(如转台、滑动单元等)、机器人工具或称末端操作系统(如焊枪焊接系统、机械抓手及其控制系统、涂胶枪及涂胶系统)、工具自动更换系统及机器人控制系统等     

具有时延的漂浮基空间机器人基于泰勒级数预测、逼近的改进非线性反馈控制

 探讨了本体位置与姿态均不受控的漂浮基空间机器人在时间延迟(简称时延)情况下惯性空间轨迹跟踪的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了漂浮基空间机器人完全能控形式的系统动力学模型及运动Jacobi关系.以此为基础,针对系统存在时延的情况,利用泰勒级数预测、逼近的方法,建立了适用于时延情况下控制系统设计的数学模型.利用该模型,提出了一种空间机器人在时延情况下的改进非线性反馈控制方案.然后运用Lyapunov第二类方法,结合范数以及图形分析的方法证明了在时延情况下整个闭环控制系统的渐近稳定性.文中提到的控制方案能够有效地克服系统存在时延的影响,控制漂浮基空间机器人末端爪手跟踪惯性空间的期望轨迹.系统数值仿真结果证明了上述控制方案的有效性与精确性.     

一种高可靠多总线接口控制单元的设计与实现

在工业控制领域,控制系统的安全性、可靠性至关重要,高可靠性一直是设计师和使用者关注的重点.随着系统综合化模块化的发展,设计一种高可靠、高集成、低功耗的控制单元成为新型容错计算机系统的核心.以具有容错功能的内总线和外总线为基础,集成多种总线接口和PowerPC处理器,实现具有强容错能力和高速处理能力,可广泛用于新型容错计算机系统中的高可靠多总线接口的控制单元.     

微型燃气轮机发电机组快速原型控制器硬件在环试验研究

为了验证燃气轮机发电机组控制器的全状态控制、故障识别与处置功能,提出了1种基于cRIO快速原型控制器的硬件在环仿真方案。该系统包括1套模块化设计的快速原型控制器、高精度的接口模拟器、基于Simulink设计的燃气轮机发电机组数学模型和控制系统监控软件。硬件在环试验表明:快速原型控制器具备燃气轮机发电机组的全状态控制功能;针对注入的7种典型故障,快速原型控制器能快速识别和合理处置。通过硬件在环试验验证的快速原型控制器可用于对真实燃气轮机发电机组的控制。     

飞机制造数控柔性工装伺服驱动组件和控制系统

研究了基于标准伺服驱动组件的飞机制造数控柔性工装结构和控制系统,分析了典型柔性工装的结构布局及用途,提出采用标准化的伺服驱动组件和模块化设计技术,能够简化柔性工装结构,缩短制造周期。开发出基于现场总线和一体化伺服驱动单元技术的柔性工装数控系统,使用工业控制编程语言IEC61131-3编写数控系统控制软件。该系统具有系统配置功能,能够满足多种结构柔性工装的控制要求。     

基于ATmega128与PLC通信显示单元的设计

根据DVP-SX2型PLC的电机控制系统复杂环境运行以及成本的要求,本文设计出了以ATmega128型单片机为控制核心的人机交换系统,实现了控制系统的输入输出功能,并通过实验进行了验证。     

基于新一代模块化航电系统的飞机刹车控制架构研究

综合模块化航空电子设备系统(IMA)已成为机载航空电子设备系统的发展方向。航电设备系统的发展大大拓宽了其职能,传统上一些非航电系统的处理功能,如空调、电源、燃油和起落架等系统也综合了进来;而且,由于采用开放系统结构,无论增加功能或改进都比较容易。基于航电设备的飞机刹车控制已经成为必然,单独的分立的刹车防滑控制装置或控制盒不复存在,其职能宿主于航电系统。本文概述了综合模块化航电设备(IMA)的基本概念,着重论述新一代航电设备的飞机刹车控制架构。     

丁希仑 空间机器人专家

<正>您长期从事机器人方面的研究,并取得了丰硕成果,请您简单介绍一下机器人研制的关键技术。丁希仑:一般的机器人由机器人机构、驱动、传感与控制系统等构成。机器人的研制技术涉及材料、机械、电子、通信、人工智能与控制等多学科领域。以工业机器人为例,其研制的关键技术包括轻量化高速精密机器人传动系统的设计与制造、伺服驱动系统的设计与制造以及人机交互技术等。     

科学家成功研发自行重配的模块化机器人

正2017年9月12日,英国《自然·通讯》杂志发表了一项工程学最新突破:欧洲科学家展示了一种可以自行重配的模块化机器人,它们能够合并、拆分,甚至自我修复,同时保持完整的感觉运动控制力。该研究将使人类向制造可以自主更改大小、形状和功能的机器人又迈进一步。比利时布鲁塞尔自由大学研究人员马科·德里格及同事设计了能够调整自身形态的模块化机器人:通过拆分与合并,能形成全新的独立机器人实体,并根据任务或环境自主选择适当的形状和大小。它们的机器神经系统     

机器人自动钻铆系统集成控制技术

针对飞机自动化装配中对机器人自动钻铆系统设备的控制要求,设计一套以工业机器人为载体,基于Beckhoff控制系统的自动钻铆设备。该控制系统以现场总线的方式,将工业机器人、扩展地轨、多功能末端执行器、刀库以及其他附属设备通过Beckhoff的核心控制软件联系在一起,实现对加工现场的实时控制。并通过一系列的精度补偿措施在多个环节对误差进行修正补偿以提高精度。试验表明,该套系统可达到末端制孔定位精度±0.5mm,垂直精度±0.3°,孔径精度H8,锪窝深度精度±0.01mm。     

蛇形臂机器人高精度位置伺服系统建模与仿真

针对蛇形臂机器人由多个具有相同控制及传动结构的关节组成的特点,建立了单关节的单轴控制系统的数学模型,基于不变性原理设计了复合控制系统。采用MATLAB/Simulink进行仿真,研究了间隙及摩擦对系统性能的影响,并提出了相应改进措施。仿真结果表明,系统具有高精度位置伺服性能及良好的抗干扰能力,为蛇形臂机器人柔性连续运行奠定了技术基础。     

气动弹性系统的阵风减缓与颤振主动抑制

针对Ｊ８飞机模型，研究了阵风减缓与颤振主动抑制的综合控制问题，应用现代控制理论设计控制系统，分别对机翼／外挂系统模型作开环和闭环分析。由数字式控制实现了阵风减缓与颤振主动抑制的风洞实验，风洞实验结果表明：设计控制律具有抑制颤振和减缓阵风响应的双重功能。     

基于SERCOS总线的教学机器人控制系统

机器人控制器是决定机器人性能的关键部分,它在一定程度上影响着机器人的发展方向。针对教学机器人的灵活多用途的特点,本文提出了基于SERCOS总线的教学机器人控制系统,阐述了系统的结构以及硬件和软件构成。该系统已获得成功应用。     

基于FPGA和DSP的光电吊舱控制系统设计与实现

本文介绍了机载两框架两轴光电吊舱的工作原理,并设计了一种基于FPGA和DSP的光电吊舱控制系统,充分利用了FPGA和DSP的各自优势,提高了系统的响应速度。详细描述了控制系统硬件电路的功能划分和实现过程。提出了控制回路设计方案,并通过实验验证了控制系统的性能,在两框架两轴光电吊舱上实现了较高的光轴稳定精度