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多机器人系统虚拟仿真实验教学平台设计与实现
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作者 杨亮 邓伟俊 +1 位作者 沈慧 蔡川华 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期147-153,共7页
相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平... 相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平台设计方案。该实验平台由虚拟样机仿真子系统、上位机控制子系统、机器人本体三部分组成,其中虚拟样机仿真子系统负责完成环境建模、动力学仿真、传感数据采集等任务,上位机控制子系统通过网络接口与虚拟样机仿真子系统联动,以实现多机器人的协同控制。实践结果表明,该实验平台具有部署成本低、操作简单、可扩展性强的优点,能够有效提高学生的工程应用能力和创新意识。 展开更多
关键词 多机器人 仿真教学平台 协同控制 虚拟样机 人机交互 视觉伺服 运动轨迹
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滚俯仰式红外导引头稳定平台控制与仿真 被引量:14
2
作者 肖仁鑫 张聘义 +2 位作者 胡海双 柳继勇 周立钢 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z2期363-365,共3页
滚俯仰式红外导引头具有体积小、质量轻、视场大的特点,适应于现代红外导引头发展的需要。论述了滚俯仰式红外导引头的控制原理和伺服系统的组成,针对滚转、俯仰框架进行了系统建模,对稳定、跟踪、锁定回路进行了仿真,同时对滚转、俯仰... 滚俯仰式红外导引头具有体积小、质量轻、视场大的特点,适应于现代红外导引头发展的需要。论述了滚俯仰式红外导引头的控制原理和伺服系统的组成,针对滚转、俯仰框架进行了系统建模,对稳定、跟踪、锁定回路进行了仿真,同时对滚转、俯仰框架进行了隔离度仿真测试,结果表明,设计良好的滚俯仰式红外导引头具有较低的稳态误差和较好的动态性能,及良好的抗干扰性能,满足系统要求。 展开更多
关键词 滚俯仰 稳定平台 伺服控制 仿真
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平台稳定回路H_∞鲁棒控制设计 被引量:10
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作者 魏宗康 徐强 +1 位作者 夏刚 杨雨 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第3期1-8,共8页
平台是一个耦合系统 ,表现在转动惯量耦合和力矩耦合。在设计稳定回路时平台模型与实际物理模型有差别 ,因此要求所设计的控制器具有鲁棒稳定性。 H∞ 控制理论是目前解决鲁棒控制问题比较成功且比较完善的理论体系 ,本文利用 H∞ 控制... 平台是一个耦合系统 ,表现在转动惯量耦合和力矩耦合。在设计稳定回路时平台模型与实际物理模型有差别 ,因此要求所设计的控制器具有鲁棒稳定性。 H∞ 控制理论是目前解决鲁棒控制问题比较成功且比较完善的理论体系 ,本文利用 H∞ 控制理论 ,研究了平台稳定回路多输入多输出 ( MIMO)控制器的设计。最后通过计算机仿真 ,验证了控制器的正确性。 展开更多
关键词 平台稳定回路 动力学方程 H∞鲁棒控制 设计 耦合系统 平台模型 计算机仿真 三轴陀螺稳定平台 单变量系统 解耦
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数控机床用直线电机伺服试验平台开发及应用 被引量:15
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作者 汪木兰 张崇巍 +1 位作者 林健 潘超 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期274-278,共5页
在分析数控机床用直线电机驱动伺服系统动态特性的基础上,概括了直线伺服系统抑制外部扰动、提高稳态精度、提高动态响应速率以及增强鲁棒性的先进控制策略,研制了数控机床用直线电机驱动伺服系统综合试验平台及其调试软件,最后,指出了... 在分析数控机床用直线电机驱动伺服系统动态特性的基础上,概括了直线伺服系统抑制外部扰动、提高稳态精度、提高动态响应速率以及增强鲁棒性的先进控制策略,研制了数控机床用直线电机驱动伺服系统综合试验平台及其调试软件,最后,指出了直线电机在使用过程中其他一些值得关注的技术问题。 展开更多
关键词 直线电机 数控机床 伺服系统 试验平台
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基于SIMULINK的惯性平台稳定系统的建模与仿真 被引量:13
5
作者 李兰 房建成 韩潮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期19-23,共5页
针对惯性平台稳定系统伺服回路的结构特点,运用SIMULNK 工具箱,对惯性平台稳定系统进行了建模、仿真与分析。在系统参数的选取满足一定的动静态性能要求的条件下,分别研究了干扰力矩和放大器饱和等因素对系统响应的影响,为INS 组合导航... 针对惯性平台稳定系统伺服回路的结构特点,运用SIMULNK 工具箱,对惯性平台稳定系统进行了建模、仿真与分析。在系统参数的选取满足一定的动静态性能要求的条件下,分别研究了干扰力矩和放大器饱和等因素对系统响应的影响,为INS 组合导航系统的仿真实验研究提供了稳定平台,大大降低了实验研究成本。 展开更多
关键词 稳定平台 伺服回路 响应曲线 数学建模 惯性导航
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小型惯性控制平台的设计 被引量:7
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作者 魏贵玲 李勇建 +1 位作者 邓劲松 王斌 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第1期21-23,共3页
简述了小型惯性控制平台的组成和工作原理,运用动力学原理建立了台体结构模型。研究了各框架间台体平稳性和机械误差对平台的影响。通过采用小型捷联式/GPS组合航姿仪测量技术和控制技术,平台稳定和跟踪效果好,经测试负载能力3 kg,俯仰... 简述了小型惯性控制平台的组成和工作原理,运用动力学原理建立了台体结构模型。研究了各框架间台体平稳性和机械误差对平台的影响。通过采用小型捷联式/GPS组合航姿仪测量技术和控制技术,平台稳定和跟踪效果好,经测试负载能力3 kg,俯仰角摇摆范围-15°^+90°,方位角范围0~360°,水平姿态精度<0.2°,航向精度<0.3°。 展开更多
关键词 姿态 惯性控制 平台 伺服 小型
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动基座光电稳定平台伺服系统中加速度反馈的实现 被引量:11
7
作者 孔德杰 戴明 +4 位作者 程志峰 沈宏海 盖竹秋 王国华 毛大鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1782-1788,共7页
在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大,该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型,而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明,加速... 在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大,该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型,而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明,加速度反馈闭环的引入有效提高了伺服系统动态力矩刚度,并改善了伺服系统起动、制动性能。引入加速度反馈闭环后,动基座光电稳定平台伺服系统对摩擦力矩抑制能力明显提高;对周期性扰动抑制能力提高了9.3dB;对速度阶跃响应超调量降低了4.9%,同时过渡过程也有极大的改善。该伺服系统不仅结构简单,鲁棒性强,且有较好的通用性。 展开更多
关键词 动基座光电稳定平台 伺服系统 加速度反馈 扰动力矩
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三轴陀螺稳定平台控制系统设计与实现 被引量:37
8
作者 杨蒲 李奇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第2期171-176,共6页
针对高精度光电导引系统快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以速率陀螺为核心构成的三轴陀螺稳定平台。结合某型号电视导引头设计过程,详细介绍了该三轴陀螺稳定平台的结构组成、主要元器件选型,以及软硬件实现。分析了陀螺稳定平台... 针对高精度光电导引系统快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以速率陀螺为核心构成的三轴陀螺稳定平台。结合某型号电视导引头设计过程,详细介绍了该三轴陀螺稳定平台的结构组成、主要元器件选型,以及软硬件实现。分析了陀螺稳定平台的隔离扰动原理,设计了多闭环复合控制结构,给出了系统各组成部分的模型,合理简化后建立了系统数学模型,并按照频域分析法设计了控制算法。对于陀螺信号噪声问题,设计了小波阈值滤波方法,有效地消除了反馈信号的噪声,提高了系统控制精度。整机测试表明,该陀螺稳定平台满足了导引头系统设计指标要求,具有较高的跟踪精度;能够在实验室条件下,进行多种电视跟踪模拟实验,为实际设备的研制提供了真实有效的数据。 展开更多
关键词 稳定平台 速率陀螺 DSP 伺服控制
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伺服电机驱动连铸结晶器振动系统建模与分析 被引量:26
9
作者 方一鸣 李宫胤 +1 位作者 李建雄 刘乐 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2615-2623,共9页
伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结... 伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结晶器振动的平稳性和铸坯质量,建立系统较精确的数学模型是关键。因此,本文首先通过实验研究辨识得到伺服电机转速闭环模型,并推导了机械传动部分的机理模型,从而建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的数学模型,并给出了一种状态空间表达式;其次,对所建立的模型进行验证,通过相同输入作用下所建模型的仿真输出与实际系统的实测输出的比对,结果表明该模型能较好地反映系统的性能,从而验证了本文所建立模型的有效性;最后对建模误差进行了定量分析,结果表明:模型拟合精度可达94%以上,进一步确认了模型的准确性。所建系统的模型及其误差分析为下一步连铸结晶器位移系统跟踪控制器的设计奠定了良好基础。 展开更多
关键词 伺服电机驱动 连铸结晶器 振动台 建模 误差分析
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车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计 被引量:14
10
作者 李红光 韩伟 +3 位作者 宋亚民 谭名栋 郭新胜 雷海丽 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1024-1029,共6页
为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰... 为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳定误差为0.129mil(1σ),又提高了平台的自动跟踪性能,是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。 展开更多
关键词 车载光电 稳定跟踪平台 自抗扰控制 伺服系统
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调制式旋转导向钻井系统稳定平台控制原理及性能分析 被引量:19
11
作者 韩来聚 王瑞和 +1 位作者 刘新华 崔琪琳 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2004年第5期49-51,60,共4页
对调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理进行了研究,设计了由上、下涡轮发电机、控制轴及电子仓组成的三环控制稳定平台。对稳定平台性能的理论分析和仿真模拟结果表明,国内首创设计的发电机式稳定平台控制系统不但具有良好的稳定... 对调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理进行了研究,设计了由上、下涡轮发电机、控制轴及电子仓组成的三环控制稳定平台。对稳定平台性能的理论分析和仿真模拟结果表明,国内首创设计的发电机式稳定平台控制系统不但具有良好的稳定性、可控性和可观性,而且当钻井参数在较大范围内发生变化时,系统仍然具有很好的跟踪特性、抑制扰动特性、随动稳定特性及很强的抗干扰能力。 展开更多
关键词 制式 调制 稳定平台 稳定特性 性能分析 抗干扰能力 跟踪特性 旋转导向钻井系统 钻井参数 仿真模拟
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陀螺惯性平台视轴稳定双速度环串级控制的研究 被引量:20
12
作者 姬伟 李奇 杨浦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期114-119,共6页
针对光电跟踪系统视轴稳定采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足,本文提出采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟速度内环,利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。将速度稳定环的抗摩擦力矩干... 针对光电跟踪系统视轴稳定采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足,本文提出采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟速度内环,利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。将速度稳定环的抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体扰动功能分开设计实现。从系统抗干扰性、鲁棒性等方面与单环控制进行了理论分析和比较。伺服控制器分别采用有源PI校正和时间最小参数自调整PID控制算法。在四轴稳定跟踪转台上的性能测试结果达到了系统要求的稳定精度,表明该方法能明显减小载体扰动造成的误差,在一定的测量噪声和加速度敏感度范围内,能够有效地隔离载体扰动,控制性能良好。 展开更多
关键词 陀螺惯性平台 视轴稳定 伺服控制 双速度环 串级控制
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基于WEB的伺服平台远程监控系统设计与实现 被引量:5
13
作者 毛明杰 王万良 +1 位作者 刘锋光 蒋一波 《浙江工业大学学报》 CAS 2006年第1期105-109,共5页
远程监控已经大量的投入到了实际的生产领域中,并已经产生了很好的效益.伺服平台作为一种传统的生产工具,对其进行改造使其能够适应远程监控的需要将具有非常重要的实际意义.以浙江省重点项目———浙江省省属实验室建设项目为背景,以... 远程监控已经大量的投入到了实际的生产领域中,并已经产生了很好的效益.伺服平台作为一种传统的生产工具,对其进行改造使其能够适应远程监控的需要将具有非常重要的实际意义.以浙江省重点项目———浙江省省属实验室建设项目为背景,以伺服平台为被控对象,详细介绍了应用H264视频压缩技术、Socket通信技术、ActiveX技术,数据库技术和WEB技术,构建基于WEB的可视化远程监控系统的解决方案和实现方法,并实现了对伺服平台的远程控制、数据的远程访问和现场的实时视频监视. 展开更多
关键词 伺服平台 远程监控 WEB ACTIVEX SOCKET 视频
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高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制 被引量:20
14
作者 杨海峰 李奇 姬伟 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第B11期96-100,共5页
以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效... 以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 . 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 惯性速率稳定环 伺服系统 数字控制
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一种三轴伺服平台运动控制研究 被引量:5
15
作者 谢守勇 李锡文 +1 位作者 杨叔子 何丙辉 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期169-172,共4页
对用于监控的三轴伺服平台的运动进行了研究,提出了伺服平台运动控制策略,并根据控制策略建立了硬件电路和编制了软件程序,通过现场调试,该控制系统控制精度达到±0.3°,响应时间快,能够满足实际需要,为进一步的研究打下坚实基础.
关键词 三轴伺服平台 运动控制 步进电机
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六自由度运动姿态模拟系统的研究 被引量:11
16
作者 郝轶宁 王军政 汪首坤 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期331-334,共4页
研究一种电液控制式六自由度运动姿态模拟系统 .通过对系统技术指标、结构特点和工作原理的分析和讨论 ,设计了六自由度摇摆台的机械结构、计算机控制系统 ;推导了摇摆台空间位置的逆解算法 ;将具有前馈的智能PID算法应用于对称阀控制... 研究一种电液控制式六自由度运动姿态模拟系统 .通过对系统技术指标、结构特点和工作原理的分析和讨论 ,设计了六自由度摇摆台的机械结构、计算机控制系统 ;推导了摇摆台空间位置的逆解算法 ;将具有前馈的智能PID算法应用于对称阀控制非对称缸的位置伺服系统中 ,并进行了试验研究 ,其控制精度达到 0 .1m m以上 .摇摆台实际运行结果表明 ,该系统完全满足技术指标要求 ,同时具有承载能力大、控制精度高等优点 . 展开更多
关键词 六自由度平台 电液伺服系统 计算机控制 模拟试验台
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高精度光电伺服稳定平台控制技术 被引量:11
17
作者 杨光海 王宏宇 +3 位作者 周通 彭晓乐 刘培磊 尚建蓉 《兵工自动化》 2021年第8期9-11,29,共4页
为提高光电稳定平台的伺服控制性能,对高精度光电伺服稳定平台控制技术进行探讨。针对伺服稳定平台控制策略,从2轴2框架伺服稳定平台、2轴4框架伺服稳定平台、复合轴高精度伺服稳定平台3个方面的结构、组成、控制策略进行对比分析,并对... 为提高光电稳定平台的伺服控制性能,对高精度光电伺服稳定平台控制技术进行探讨。针对伺服稳定平台控制策略,从2轴2框架伺服稳定平台、2轴4框架伺服稳定平台、复合轴高精度伺服稳定平台3个方面的结构、组成、控制策略进行对比分析,并对各种伺服稳定平台在PID控制策略对相同扰动条件下的隔离基座扰动能力进行仿真计算。仿真结果表明:采用复合轴高精度伺服稳定平台可大幅提高伺服稳定平台的抗扰动能力,为从事伺服稳定控制研究人员提供借鉴。 展开更多
关键词 高精度 伺服稳定平台 控制策略 隔离扰动
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电动伺服振动教学实验平台开发与实践 被引量:4
18
作者 李春宝 程旭东 +2 位作者 俞然刚 李静 吴江龙 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第1期122-126,共5页
针对结构振动理论课程内容的复杂性、抽象性和枯燥性等特点,利用机械设计、振动力学及计算机等技术开发了一种用于模拟结构振动的电动伺服教学实验平台,平台主要由振动平台机架、伺服控制单元、动作执行单元、振动平台、激振系统、高清... 针对结构振动理论课程内容的复杂性、抽象性和枯燥性等特点,利用机械设计、振动力学及计算机等技术开发了一种用于模拟结构振动的电动伺服教学实验平台,平台主要由振动平台机架、伺服控制单元、动作执行单元、振动平台、激振系统、高清图像快速采集系统、数据采集处理及模态分析系统组成。可对不同类型结构的振型进行教学演示,测试结构的动力特性、地震波响应及进行模态分析。平台可直观捕捉到结构振动的全过程,有助于学生加强对振动形态的感官认识,加深对结构振动理论知识的理解。 展开更多
关键词 电动伺服 结构振动 电磁激力 实验平台
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垂直陀螺180°回转伺服变结构PID控制 被引量:3
19
作者 万健如 张建松 +1 位作者 陈超 刘春江 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期913-917,共5页
为减小垂直陀螺仪的漂移,提高平台罗经系统精度,设计了垂直陀螺180°回转伺服控制系统,采用变结构PID校正网络和角速度数字控制器,实现垂直陀螺仪精确角位置伺服控制和接近匀速的回转.实验结果表明,采用变结构比例、积分、微分(PID... 为减小垂直陀螺仪的漂移,提高平台罗经系统精度,设计了垂直陀螺180°回转伺服控制系统,采用变结构PID校正网络和角速度数字控制器,实现垂直陀螺仪精确角位置伺服控制和接近匀速的回转.实验结果表明,采用变结构比例、积分、微分(PID)控制方法,可以使旋转机构在0°和180°位置精确定位,有效减小陀螺仪漂移.在对系统动态性能要求不高的情况下,该方案能将稳态绝对误差控制在30″以内,满足设计精度要求. 展开更多
关键词 平台罗经 陀螺漂移 变结构PID 伺服控制
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自适应模糊PID控制器在跟踪器瞄准线稳定系统中的应用 被引量:28
20
作者 姬伟 李奇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期278-282,共5页
针对陀螺惯性平台上的跟踪器瞄准线稳定系统中非线性不确定因素对稳定精度的影响,设计了一种自适应模糊PID复合控制策略.提出了改进的自适应调整因子和学习算法进行控制参数和规则的在线修正;采用PID控制克服模糊控制固有的精度盲区.实... 针对陀螺惯性平台上的跟踪器瞄准线稳定系统中非线性不确定因素对稳定精度的影响,设计了一种自适应模糊PID复合控制策略.提出了改进的自适应调整因子和学习算法进行控制参数和规则的在线修正;采用PID控制克服模糊控制固有的精度盲区.实验结果表明该方法在一定测量噪声和速度敏感范围内,能有效地隔离载体扰动,保证跟踪器对目标的准确瞄准,具有动态响应快、稳定精度高、自适应抗干扰鲁棒性强等特点. 展开更多
关键词 自适应模糊PID控制器 瞄准线稳定 伺服系统 光电跟踪转台
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