机器人是整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物,能实现环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能。机器人代表了科学技术的最高水平,在工业、农业、医学建筑业甚至军事等领域中均有重要用途]。宋健院士在国际自动控制联合会第14届大会报告中指出:“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化”2吗。现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(Robot Institute of America,RlA)于1979年给机器人的定义:一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统]。作为机器人研究领域的一个重要分支,双足机器人(Humanoid Robot)由于其广阔的应用空间一直是研究热点之一。所谓双足机器人,又称仿人机器人,是具有人形的机器人,是关节转动灵活,控制系统复杂,能完成高难度的动作的机器人。它是机械、自动控制技术、计算机技术、人工智能、微电子学、模式识别、通讯技术、传感器技术、仿生学等多学科和技术综合的结果,代表着一个国家高科技发展水平。研制与人类特征类似,具有人类智能、灵活性,并能与人类交流,不断适应环境的双足机器人一直是人类的努力的目标]。与传统机器人相比,双足机器人具有显著的优势,比一般机器人有更大的机动性、灵活性,同时也具有更广泛的应用领域。双足机器人的出现是控制科学、传感器技术、人工智能、材料科学等学科的技术进步,以及机器人使用范围的扩大和人类日常生活需要的产物。双足机器人在工农业生产、科学探测、军事侦察、生活服务与娱乐等很多方面都有广泛的应用前景。首先双足机器人在拓展人类的认知范围上发挥着重要作用,在外层空间、深海等人类尚不能到达的环境都有双足机器人的身影;其次双足机器人已经广泛应用在恶劣、危险条件下或其它不适合人类活动的环境中。双足机器人的迅速发展和广泛应用,对人类社会的生活和生产产生了深远的影响。也正是因为双足机器人的广泛的应用背景和商业价值,所以近年来,双足机器人成为机器人研究领域内的一个热点]。
上传时间: 2022-06-18
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本文为一个名叫 Besiding的双足机器人建立了完整的力学模型和控制模型,使机器人能在平面上实现稳定的动态行走。并且对模型的可靠性和实用性进行了仿真计算,结果证实了文中模型的合理性和可行性。这个名为 Besiding的机器人有10个自由度,从机械学的角度看,其结构能实现基本的步行动作为了使建立的模型利于计算机控制和编程计算,文章采用了一种递推的 Newton Euler方法来建立机器人的力学模型,这种方法的特点是利用递推计算的办法来形成力学方程中动力矩阵和关联矩阵的元素,这就使得非常复杂的动力学方程在编程计算的时候显得非常简洁、有效,在这个基础上,文章对步行策略进行了设计,并得到了实现稳定的动态行走所必须满足的力学条件在 Besiding机器人的控制问题上,文章采用的是跟踪式的PD控制法,具体措施是首先把机器人的行走过程按一个很小的时间区间分成许多时间域,其次把机器人的力学方程在每个时间领域里线性化,然后在这个时间域内对机器人进行PD控制。其实这种控制方法允许对机器人控制系统的特性参数进行设计,这就更容易使控制系统达到我们的要求:另外,Besiding还添加一个控制环节,使其具有一定的鲁棒性,来抵消由于实际机器人的某些力学参数很难精确测量所带来的对稳定性的负面影响文章的最后对力学模型和控制用Maab进行了仿真计算,列出一些重要的计算结果,对稳定性、跟踪误差、响应性能等重要的控制指标进行了分析。其结果显示,文章所采用的建模方法、行走策略和控制措施是合理的、有效的实用的。关键词:双足机器人、力学模型、动态步行、行走策略、控制模型、仿真计算
上传时间: 2022-06-19
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1引言随着高r能永磁材料、电力电了技术、大规模集成电路和计算机技术的发展,永同步电机PMSMD)的应用领城不扩大。由于对电机控制性能的要求越来越高,因此如何建立有效的仿真模型越来受到人们的关注。本文在分析永司步电机数学模型的基础上,提出了一种PMSM控制系统建模的方法,在此仿真模型基础上,可以十分便捷地实现和验证控制算法。因此,它为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。2永磁同步电机的数学模型[]水磁同步电动机三相绕组分别为U.v.w,各相绕组平面的轴线在与转子轴垂直的平面上,三相绕组的电压回路方程如下;式中,U L,为各相绕组两端的电压14A为各相的线电流,中uoyow为相统组的总磁链,R为定子每相绕组的电阳:P为微外算子(d/at).磁链方程为:
上传时间: 2022-06-22
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摘要步进电机广泛应用于数控机床,加工中心等各种自动化控制系统中,随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在国民经济各个领域都有应用。PLC(可编程序控制器)是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术,是实现工业生产、科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一,应用十分广泛,是现代工业控制的三大支柱之一。本设计是用PLC实现三相六拍步进电机驱动过程控制,使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高,而且系统构成十分灵活,便于在线修改。第一章课题任务分析1.1三相六拍步进电机概况一般电机都是连续旋转,而步进电机却是一步一步转动的,故叫步进电机。步进电机的转子为多极分布,定子上嵌有多相星形连接的控制绕组,由专门电源输入电脉冲信号,每输入一个脉冲信号,该电机就转过一定的角度,因此步进电机是一种把脉冲信号变为角度位移的执行元件。步进电机有多种通电方式,以下介绍三相六拍步进电机通电方式的基本原理(以转子四个齿为例,即齿距角为90");
上传时间: 2022-06-22
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Android 手机远程Zigbee网络控制实验V1.01、实验准备材料1.Android手机一部(要求系统版本在1.6以上,并有wifi支持)2.Win7系统的笔记本电脑一台,并有wifi以及USB接口支持。3.软件server.apk USR-TCP-Test.apk TcpComm.exe2、实验步骤1.安装server.apk USR-TCP-Test.apk到Android手机,安装完成效果如下图所示:2.在复制TcpComm.exe到计算机,完成后效果如下图所以:3.在电脑上建立wifi接入点开始输入CMD复制:netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=ABCDEFG key=123456789到DOS命令窗口
上传时间: 2022-06-24
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摘要:设计了一种基于STM32和uC/OS-ll的二维数控X-Y工作台控制系统。为使该数控系统具有良好的实时性和稳定性,以嵌入式STM32Fl03VET6为控制核心,采用实时操作系统uC/OS-lⅡ,设计任务间的通信方式,集中管理软硬件资源,提高系统的整体性能。本设计支持简单G代码输入并对G代码编程,实现数控X-Y工作台步进电机直线插补和圆弧插补,完成平面轮廓加工.使数控工作台加工实时性和稳定性进一步提高。关键词:STM32;uC/OS-ll;数控;实时性;插补以计算机(PC机)作为基础的数字控制机床(CNC),解决了大量硬件制约问题,同时使很多应用软件得到兼收,为我国CNC开发和应用带来了新的机遇。然而,发展迅速的基于PC的数控系统也有着不足之处:由于PC的体积限制,这种数控系统不能够装人对体积有严格要求的微型或小型数控系统,且价格昂贵;另外,基于PC的CNC功能强大,对于一些功能要求单一的简单系统,就难以发挥其所有功能,造成资本浪费等问题。而嵌入式系统的涌现,正好弥补了基于PC的数控的不足,为数控技术提供了一种灵活方便、廉价的控制系统。目前,嵌入式数控系统的研究开发与应用,已经成为一个新的发展方向
上传时间: 2022-06-25
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开关电源具有体积小、效率高等特点,广泛应用在工业、商业、民用、军事和航空航天等领域。随着计算机、通讯等信息产业的飞速发展,便携式电子产品的广泛应用,我国开关电源市场的不断增长,开关电源控制芯片的研究已经成为国内功率电子学研究的热点。本论文主要研究了升压式PWM开关电源控制芯片的设计。开关电源变换器是一个由主回路和控制回路构成的闭环系统,所以本文首先分析了变换器CCM和DCM两种模式下主回路的稳态和动态特性,接着分析了整个闭环系统的控制模式和稳定性。在理论分析的基础上,研究了开关电源集成电路的主要模块,包括基准电压,振荡器,运算放大器,PWM比较器,并完成了电路设计。在系统级和电路级的分析和设计的基础上,利用Hspice对主要模块和整个系统进行仿真。仿真结果表明,本论文设计的升压式PWM开关电源控制芯片满足高效率、高精度、低工作电压等设计要求,适合应用在单电池供电的便携式电子产品中。本论文设计的芯片采用0.5umN阱1P2M的CMOS工艺制造。
上传时间: 2022-06-25
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无刷直流电动机是现代工业设备中重要的运动部件,保留了有刷直流电动机宽阔而平滑的优良调速性能,同时又克服了有刷直流电动机机械换向带来的一系列的缺点,在各个领域中得到广泛应用。本论文阐述了无刷直流电动机的系统构成和工作原理,分析了无刷直流电动机的数学模型、等效电路、传递函数以及调速原理。采用转速电流双闭环控制与H PWM.L ON的脉宽调制方法驱动控制无刷直流电机,并在MATLAB/Simulink平台上进行了计算机仿真。仿真结果表明,控制系统有较好的动静态特性。论文还分析了经典PID控制和模糊控制各自的优缺点,并介绍了结合二者优点的模糊自适应PID控制的优点。在MATLAB/Simulink平台进行了基于模糊自适应PID控制器的无刷直流电机控制系统的计算机建模仿真。与采用经典PID控制器的控制系统相比,采用模糊自适应PID控制器的控制系统的动静态特性都得到改善。本论文设计了无刷直流电机控制系统的硬件,包括控制单元、功率变换单元,并进行了电磁兼容性设计。控制单元以TI的TMS320F2812DSP控制器为核心,设计了位置传感器接口电路、人机界面电路、电平转换电路、电流采样电路以及采样调理电路等。功率变换单元以三菱的IPM PS21 563.P为核心,设计了整流电路、逆变电路、能耗制动电路以及多项保护电路。设计了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度电流双闭环电机驱动控制程序、位置检测程序、电流采样程序、人机界面程序以及各项安全保护程序等。在对硬件部分和软件部分进行调试后,对控制系统进行了实验,通过实验波形,检验了控制系统的工作性能。本文最后对整个系统的设计进行了总结,并对本系统存在的问题和后续的研究工作提出了自己的看法看法。
上传时间: 2022-06-28
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适用对象:适用于电气工程、自动化专业高年级以及研究生一年级内容简介:对数字化控制系统进行建模,主要研究对象为线性控制系统的各个环节,对包含采样模块、调制模块、调节器模块、PWM模块,等在内的各个环节进行离散化以及稳定性分析与设计,适合从理论层面进行系统稳定性和动、静态性能设计。
上传时间: 2022-06-30
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本书内容主要针对不同类型导弹的制导和控制系统的基本原理和工作过程进行分析,结合不同的制导律和姿态控制律设计方法对导弹的制导和控制系统进行工程化设计,并利用工程中常用的Matlab 软件对导弹的制导和控制系统进行计算机数字仿真验证。学生通过本书学习可以熟悉导弹制导控制系统的基本原理和工作过程,初步掌握导弹制导控制系统的建模、分析、设计和仿真方法,并且通过尽量接近工程化的设计和实践培养一定的工程应用能力,而这些方法和能力都是学生今后从事真正科研工作的基础和基本能力。 本书主要考虑到工程设计的实用性,结合编者多年在导弹制导和控制系统设计方面的经验,着重从基本原理和基本方法出发,培养学生科学、严谨的推理和分析习惯,以使得学生能够较好掌握所学的多门专业知识,为学生能够在随后的科研工作奠定基础。
上传时间: 2022-07-23
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