轮式移动机器人沙地行驶控制建模与仿真研究

结合车轮沙土相互作用的力学分析,研究解决轮式移动机器人沙地行驶车轮过度滑转下陷问题。考虑纵列式重复通过车轮沙土力学参数的修正,建立六轮式沙地移动机器人的动力学模型,以车轮滑转率为状态变量,设计了移动机器人沙地行驶的滑模驱动控制器跟踪车轮期望滑转率。MATLAB/Simulink仿真结果表明,采用该控制器可以较快地跟踪期望滑转率,有效地限制机器人车轮的滑转,避免车轮的过度下陷。

螺纹拧紧机机轴控制器的设计与实现

在现代工业生产过程中，螺纹联接由于稳定可靠、拆卸方便，而广泛应用于众多的机构装配当中。目前在中国，由于传统工艺和技术水平的原因，广泛应用在装配线上的是气动与液压扳手，其存在操作不方便、工人劳动强度大、效率低、角度和扭矩控制精度差，无法实现集中式管理等缺点。这也逐渐成为制约我国装备制造业发展的重要瓶颈。随着近几年装备制造业的飞速发展，对螺纹装配的效率和质量提出了更高的要求，自动螺纹拧紧机由于其装配效率高、控制精确、能够实现网络化等优点，逐渐应用于发动机、制冷压缩机、变速箱、机床、仪表等对螺纹拧紧的角度和位置精度要求很高的场合。但目前，我国所使用的自动螺纹拧紧机还完全依赖于国外，国内在自动螺纹拧紧机的研制和设计上才刚刚起步，同国外相比还存在着较大的差距。 本论文适应装备制造业的发展和自动螺纹拧紧设备市场的需要，根据现代螺纹拧紧理论与技术的发展情况，对自动螺纹拧紧机进行了深入研究。本论文结合嵌入式技术，设计出了基于嵌入式微控制器的螺纹拧紧机机轴控制器。 论文的第一部分介绍了自动螺纹拧紧机国内外发展现状，在此基础上，提出了本课题的研究目标与研究内容。 第二部分详细分析了现代螺纹拧紧理论。在此基础上，给出了在机轴控制器上实现精确预紧力控制的控制算法、包括紧固扭矩的计算、转角的计算、屈服点的计算等问题。同时，在扭矩控制中采用角度监视；在转角控制中采用扭矩监视；在屈服极限控制中采用扭矩监视和角度监视。可以自动对最终拧紧结果的有效性进行判断，从而实现有效、准确的螺纹多目标控制方式。本论文实现了扭矩控制/角度监视、转角控制/扭矩监视、屈服极限控制/扭矩、角度监视。 第三部分介绍了机轴控制器的硬件结构。本文采用美国Silicon Lab公司的C8051F040微控制器，使得成本大大降低。在硬件设计中采用大量可靠性设计，保证了螺纹拧紧机在复杂的工业环境下能够稳定工作。 第四部分介绍了机轴控制器的软件设计。在机轴控制软件的实现中，引入了嵌入式实时操作系统 C/OS-II。这部分首先将 C/OS-II移植到单片机C8051F040上，接着在 C/OS-II上完成整个机轴控制软件的编写。 C/OS-II的使用使得上层应用程序容易设计和扩展，提高了机轴控制软件的实时性。 实验证明，本文设计的基于嵌入式微控制器的螺纹拧紧机机轴控制器，控制精度较高、性能稳定、质量可靠、操作简便。在扭矩控制模式下，误差可以控制在5%以内；在屈服极限控制模式下，误差可以控制在15%以内。同时，由于在控制软件的设计中引入了嵌入式实时操作系统 C/OS-II, 使得该控制系统具有较好的扩展性和实时性。本设计进一步缩小了我国与国外同类产品的差距，因此，具有很好的市场发展前景。

新型托辊切管机控制系统设计

文章介绍了一种新型托辊切管机控制系统的设计,对该系统的硬件组态及控制功能作了主要描述。该机床是托辊自动化加工装配线上的一台机电一体化自动加工设备,其主要功能是对托辊装配所需原料管进行定尺切断,并在整个加工过程中自动上下料。整个机床控制系统主要由SIEMENS Simotion D运动控制系统、触摸屏TP177B、远程输入输出模块ET200M等组成。

模糊自适应PID在磁悬浮系统中的应用

针对EMS型磁悬浮列车悬浮系统的非线性、迟滞性及模型不确定的特点,本文采用了模糊自适应整定PID控制技术来满足其对动态和静态性能的要求。仿真结果表明模糊自适应整定PID控制器学习精度高、收敛速度快、在系统同时存在磁悬浮系统参数的变化和负载扰动时.具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。

多轴伺服控制器在自动化装备中的应用

在对自动化装备技术改造的过程中,需要用“电子齿轮多轴交流伺服系统”来取代使用效果欠佳的机械齿轮系统.介绍了交流伺服传动技术在某大型卷接机组中应用的总体设计方案,详细论述了该系统的工作原理,阐述了工控机、DSP、PLC及多轴伺服控制器在该装备中的综合运用.并以安川多轴伺服控制器为例,详细介绍了该装备中引入多轴伺服控制器的硬件、软件设计.实际应用表明,该设计是成功的,各项性能指标均优于原来的机械装置,能够有效降低噪音,减少能耗.

新型汽车变速箱压装机控制系统的设计

文章介绍了一种新型汽车变速箱压装机控制系统的设计,对系统的硬件组态及控制功能作了主要描述。汽车变速箱压装机是汽车变速箱装配流水线上的一台机电一体化专用自动装配设备,该机除具有自动压装功能、自动检测报警功能外,还能与装配管理系统联网,实现网络化管理与控制功能。整个系统采用了SLC500可编程控制器、触摸屏、安全光幕控制器等控制部件,为机床提供了安全可靠的装配质量保证。

智能化多功能电量控制器的设计

本文介绍了一种用于多回路监测和控制的智能化电量控制器。

模糊控制在现场总线控制系统中的应用

介绍了如何把模糊控制算法与现场总线中的CAN总线结合起来应用于控制系统 ,并设计了一种智能型模糊控制算法 ,给出了系统的整体结构和现场模糊控制单元的硬件实现电路及其软件设计思路 ;系统的仿真结果表明 ,该系统实时性好 ,控制精度较高 ,鲁棒性强 ,在现场控制中有效可行

大电流稳流专家控制系统的设计和实现

从工业生产实际要求出发 ,提出了大供电稳流系统专家控制方案 ,它使控制器的理论设计变得简单、方便。工业生产实用结果表明 ,系统可靠性高 ,实时性好。

SJA1000在数据采集与控制系统中的应用

本文介绍了一种新型的现场总线控制器ＳＪＡ １０００的基本结构及其功能特点，简要叙述了ＳＪＡ１０００与ＡＴ８９Ｃ５１组成的在基于ＣＡＮ总线的分布式数据采集与控制系统中的硬件接口电路和工作原理，最后还给出了通信程序清单。

基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统

随着电子技术和计算机技术的不断发展，工业生产过程的控制系统正在向着智能化、数字化和网络化的方向发展。传统的集散控制方式和计算机分层控制方式已经开始让位于智能终端与网络结合的总线网络控制方式。当今，在工厂中过程控制环境下的分布式自动化系统变得越来越复杂，尤其系统内部的各设备之间需要快速交换大量的信息，以便实现对被控系统更为精确的控制和提供一些辅助的评价函数。这就意味着要不断增加带宽和提高通信速率以满足网络通信的需要。在现有的多种可利用网络设备中，CAN总线以其清晰的定义、极高的可靠性及其独特的设计，被认为是最能有效地解决这一问题的途径之一。而且市场上基于通信技术的产品中，就实时性考虑，由于CAN总线采用的非表意性的通信方式，因此其结构更为简单，实时性更好。基于此背景，我们以CAN总线作为通信媒介，将分布于各控制现场的传感器、执行器和控制器有序地连接起来，构成了一个基于CAN总线的分布式局域网络控制系统。本文首先介绍了基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统的总体结构。然后从硬件方面描述了基于CAN总线的通信协议转换单元、数据采集单元和输出控制单元的功能、硬件配置及各单元功能的具体实现过程，给出了各单元的性能指标。软件方面，以C语言作为平台，开发了基于CAN总线的上位计算机管理与监控软件，实现了对整个网络设备的系统管理和系统控制功能。对于该总线系统，作者运用了PID控制和模糊控制算法实现了对水箱液位的控制，达到了理想的效果。基于CAN总线的控制系统很好地解决了集散控制系统难以解决的难题，模糊控制的应用能很好地把总线控制系统应用到具有非线性、大时滞和难于获得精确模型的控制系统中。