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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超声波电源广泛应用于超声波加工、诊断、清洗等领域，其负载超声波换能器是一种将超音频的电能转变为机械振动的器件。由于超声换能器是一种容性负载，因此换能器与发生器之间需要进行阻抗匹配才能工作在最佳状态。串联匹配能够有效滤除开关型电源输出方波存在的高次谐波成分，因此应用较为广泛。但是环境温度或元件老化等原因会导致换能器的谐振频率发生漂移，使谐振系统失谐。传统的解决办法就是频率跟踪，但是频率跟踪只能保证系统整体电压电流同频同相，由于工作频率改变了而匹配电感不变，此时换能器内部动态支路工作在非谐振状态，导致换能器功率损耗和发热，致使输出能量大幅度下降甚至停振，在实际应用中受到限制。所以，在跟踪谐振点调节逆变器开关频率的同时应改变匹配电感才能使谐振系统工作在最高效能状态。针对按固定谐振点匹配超声波换能器电感参数存在的缺点，本文应用耦合振荡法对换能器的匹配电感和耦合频率之间的关系建立数学模型，证实了匹配电感随谐振频率变化的规律。给出利用这一模型与耦合工作频率之间的关系动态选择换能器匹配电感的方法。经过分析比较，选择了基于磁通控制原理的可控电抗器作为匹配电感，通过改变电抗控制度调节电抗值。并给出了实现这一方案的电路原理和控制方法。最后本文以DSPTMS320F2812为核心设计出实现这一原理的超声波逆变电源。实验结果表明基于磁通控制的可控电抗器可以实现电抗值随电抗控制度线性无级可调，由于该电抗器输出正弦波，理论上没有谐波污染。具体采用复合控制策略，稳态时，换能器工作在DPLL锁定频率上；动态时，逐步修改匹配电抗大小，搜索输出电流的最大值，再结合DPLL锁定该频率。配合PS-PWM可实现功率连续可调。该超声波换能系统能够有效的跟随最大电流输出频率，即使频率发生漂移系统仍能保持工作在最佳状态，具有实际应用价值。
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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本书系《自动控制原理》·书的第四版.比较全面地阐述了自动控制的基本理伦与应用。全书共分十章，前八章着重介绍经典控制理论及应用，后两章介绍现代控制理论中的线性系统理论和最优控制理论。本书精选了第二版中的主要内容，加强了对基本理论及其应用的阐述。书中深入浅出地介绍了自动控制的基本概念，控制系统在时域和复域中的数学模型及其结构图和信号流图；比较全面地阐述了线性控制系统的时域分折法、根轨迹法、频域分析法以及校止和设计等方法；对线性离散系统的基础理论、数学模型、稳定性及稳态误差、动态性能分析以及数字校正等问题，进行了比较详细的讨论；在非线性控制系统分析方面，给出了相平面和描述函数两种常用的分析方法，对日前应用日益增多的非线性控制的逆系统方法也作了较为详细的介绍；最后两章根据高新技术发展的需要系统地阐述了线性系统的状态空间分析与综合，以及动态系统的最优控制等方法：书末给出的两个附录，可供读者在学习本书的过程中查询之用。本书1985年被评为航空工业部优秀教材，1988年被评为全国优秀教材，1997年被评为国家级教学成果二等奖，同年被批准列为国家“九丘”重点教材。本书可作为高等工业院校自动控制、工业自动化、电气白动化、仪表及测试、机械、动力、治金等专业的教科书，亦可供从事自动控制类的各专业工程技术人员自学参考。
标签： 自动控制
上传时间： 2022-06-23
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电力电子技术的发展使电机驱动系统摆脱了常规两电平逆变器拓扑的限制，电机驱动系统与多电平逆变器的结合成了新的思路。多电平逆变器的输出电平数多，因此其输出波形更好，在大容量交流调速系统中优势明显。作为多电平逆变器的研究基础，三电平逆变器应用最为广泛，而其中首选的是二极管钳位型三电平逆变器。因此采用二极管钳位型三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制系统作为研究对象。在PMSM驱动系统中，位置与转速的检测是非常重要的，一般采用的方法是通过机械传感器来进行测量，但这种测量方法在实际应用中有很多缺陷，会降低电机系统的稳定性和可靠性，同时会增加成本。而无速度传感器技术是通过检测电机中的电流或电压，来对电机的实际转速和位置信息进行估计，这种技术省略了常规使用的机械传感器，能够实现电机系统的高精度、高动态性能的控制。因此PMSM的无速度传感器控制技术成为了近些年的研究热点。主要研究内容分为以下几个方面：（1）基于同一Pl转速调节器，设计三电平逆变器驱动PMSM模型预测转矩控制系统，与两电平逆变器驱动PMSMMPTC系统对比，并对两个系统的运行性能进行对比分析。（2）为进一步提高系统响应性能，克服未知负载转矩扰动、增强系统鲁棒性，设计扩张状态负载转矩观测器，进而得到将负载转矩观测器和基于幂函数滑模转速调节器相结合的复合控制器。（3）设计基于分数阶滑模观测器的PMSMMPCC系统，实现对电机转速的快速准确估计。
上传时间： 2022-06-24
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[导读]从能耗角度来看，消费类电子产品和工业设备从传统的AC马达过渡到体积更小、更为高效的BLDC马达具有重大意义，但设计BLDC控制算法的复杂性阻止了工程师们实现这种过渡的积极性。关键词：马达设计FOCBLDC控制技术从手机中的小型振动马达到家用洗衣机和空调中使用的更复杂的马达，马达已成为消费领域中的日常装置。马达同样也是工业领域中的一个重要组成部分，在很多应用中广泛运用，如驱动风扇、泵等各种机械设备。这些马达的能量消耗是非常巨大的：研究表明，仅在中国，马达所消耗的能源占工业总能耗的60%至70%，其中风扇和泵所消耗的能源占中国整体功耗的近四分之一。尽管这个数字在其他国家可能没那么高，但降低电子系统中的马达能耗已在全球成为必须优先考虑的议题。一个多世纪以来，传统的交流（AC）马达已被广泛使用。交流马达是设计最简单的感应马达，但他们却造成了大量能源的浪费。这是因为交流马达只输出恒定速度，不能随工作条件的变化进行自适应。现在已有一些调节交流马达速度的简单方法（例如，可以提供三种速度选择的标准家用风扇），但这些方法的应用范围有限，而且难以转移到更为复杂的系统。
上传时间： 2022-06-25
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GPIB为PC机与可编程仪器之间的连接系统定义了电气、机械、功能和软件特性。在自动测试领域中，GPIB通用接口是测试仪器常用的接口方式，具有一定的优势。通过GPIB组建自动测试系统方便且费用低廉。而GPIB控制芯片是自动测试系统中的关键芯片。目前，此类芯片只有国外少数公司生产，不仅价格昂贵，而且购买不便。因此，GPIB接口芯片的国产化、自主化对我国的自动测试产业具有重大的意义。本文通过对IEEE-488协议的理解与裁减，定义了一款包含具有讲者，听者，控者三个功能的GPIB接口控制规范。采用标准数字IC设计流程，对协议状态机化简后，进行了RTL级的Verilog编码设计，基于FPGA进行了原型验证。根据需要，对芯片的内部进行了时钟门控处理来降低功耗。采用芯片引脚复用和JTAG测试原理，对芯片内部增加了测试电路，方便了内部状态的测试，实现了可测试性设计。该芯片的工作时钟频率为8MHz，通过Synopsys的工具DC对源代码进行了综合；使用PT对设计进行了静态时序分析；采用Cadence公司的Silicon Ensemble对综合后的网表进行了版图设计，对芯片内部的电源网络和时钟树做了特殊处理，在国外的某5V0.5/m标准数字单元库下进行了mapping，芯片规模10万门左右，裸片面积为1.5mm×1.7mm。
上传时间： 2022-06-25
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三相无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机，它利用电子换相代替机械换相，既具有直流电机的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，并且体积小、效率高，在许多领域已得到了广泛的运用。本文首先介绍了三相无刷直流电机在国内外的发展及其控制系统的研究现状，详细论述了三相永磁无刷直流电机的构成、运行原理、特性分析和其转子位置信号的检测方法；然后设计了控制系统的硬件电路及相应软件，最后对设计的控制系统进行调试并分析了影响系统可靠性的因素及给出了相应解决的方案。根据控制系统的设计参数、成本及灵活性等各方面的要求，本控制系统设计了以Atmega8L单片机及ECN30206集成驱动器为核心的硬件平台。Atmega8L单片机对由ECN30206构成的功率驱动电路进行转速PID闭环控制、并定时采集电流信号对电流进行过流保护及采用Max7219串行显示转速、电流、相关故障信息，通过光电隔离对永磁无刷直流电机诸如转向等控制及接收外部信息，通过RS-485总线接口与外部其它系统交换信息、对各种信息进行分析处理、协调各部分的工作。
标签： 三相无刷直流电机控制系统
上传时间： 2022-06-27
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《电力电子变换器：PWM策略与电流控制技术》-艾瑞克.孟麦森-冬雷-机械工业出版社-2016.03-中文版
上传时间： 2022-07-07
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摘要：提出一种基于FPGA的机械振动信号数据采集和以太网数据传输的设计方案，利用VHDL语言编写软核，在FPGA内部实现采样控制、数据缓存、数据封装以及以太网通信控制，通过实现变频率采样解决机械振动信号测点多样的问题，实现一个专用CPU解决FPGA和以太网适配器DM9OOO的接口控制。
上传时间： 2022-07-11
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