足式机器人三轴驱动系统控制方法研究
这是一篇关于机器人,三轴驱动系统,电流解耦控制,参数辨识,控制软件的论文, 主要内容为伺服驱动系统作为机器人的核心部件之一,直接决定着机器人的运动性能,因此对驱动系统控制方法的研究具有重要意义。本文基于足式机器人驱动需要,对机器人电机驱动系统控制方法展开研究,在此基础上研发出一款适用于足式机器人的三轴驱动器。首先,本文基于足式机器人对驱动系统的要求进行分析,得到驱动系统设计指标,并提出机器人关节同步驱动的三轴驱动系统布置方案,在此基础上建立机器人用表贴式永磁同步电机驱动控制模型;针对矢量控制的优势及经典矢量控制在足式机器人控制上的不足,确定本文主要研究为电机电流解耦控制、参数辨识及对单腿关节电机进行同步控制等三个方面。其次,对电机模型耦合项进行分析,并对有无前馈解耦的矢量控制进行对比仿真,结果表明前馈解耦使系统动态响应、抗干扰能力及稳定性都有明显提高;分析电机时变参数影响,提出电机控制参数的离线辨识方法及基于递推最小二乘法的在线辨识方法,有效减小解耦控制中电机参数不准确及变化的影响;在此基础上提出基于参数辨识的电流解耦控制三轴驱动系统控制策略。然后,针对三轴同步控制机制,提出本文控制总体架构;设计基于双核的控制电路,使驱动器进一步集成化;开发控制算法软件,通过分层思想降低了软件各模块之间的耦合,提高软件的复用,提出后台处理和中断处理的多任务调度机制,实现对足式机器人三轴驱动系统的实时同步控制,并使驱动具备可靠的故障处理能力,保证安全性。最后,通过样机实验,进行驱动功能模块性能测试及系统响应和跟随实验。实验表明,三轴驱动系统软硬件可靠,电机参数辨识方法有效,系统动态响应快,跟随精度高,满足机器人对三轴驱动系统的基本要求。
可编程微波光子滤波器控制软件设计及实现
这是一篇关于微波光子学,控制软件,可编程滤波器的论文, 主要内容为我国微波光子频谱处理方向的研究大量依靠可编程光信号处理器。但针对可编程光信号处理器的操作软件操作复杂,且流程并不人性化。从功能方面而言,有些软件存在通用性不足的问题,其可配置参数的数量较少。现有可编程光信号处理器的操作软件的发展仍与国际先进水平存在差距,随着微波光子频谱处理等实验的大规模发展,相应的仪器操作软件也应该得到足够的重视和发展。本论文主要工作如下:从RF Waveshaper的设计实现入手,针对其任意可编程的特性,结合各模块设计过程,提出了“一站式”软件操控方案。首先,对微波光子滤波器的各组成部分进行了介绍,结合FIR、DCF等理论,系统介绍了搭建RF Waveshaper所用到的重要光学器件,此外,还深入研究了核心器件Optical Waveshaper,介绍了其功能原理及相关API。其次介绍了 RFWaveshaper系统的具体设计。整个系统重点关注可编程的光载射频谱加权模块。通过需求分析和实验系统建模,为满足幅度响应和相位控制的需求,完成了控制软件的功能设计。在设计层面的主要工作包括:进行了总体软件架构设计,采用模块化的总体软件设计以解除功能耦合,提升系统的可扩展性;设计本地人机交互软件;对界面分区、按键消息处理和窗口复用技术进行研究,并完成了相应的界面方案;采用前后端分离的开发思路以提升系统的扩展性。最后,根据软件的设计方案,利用Python语言将其实现。主要工作包括:前后端分离,模块化开发,将所需功能在五个基本模块内进行实现;以界面块为类(class)定义标准,将幅相控制的核心构造功能和为了提高操作边便捷性的快速输入功能分别进行代码实现;通过数据运算逻辑的优化,利用Matplotlib和Pyside2实现了理论波形的输出预览。基于以上研究,本文在完成系统搭建后,进行了总体软件测试和验证。测试结果表明,本文设计并实现的可编程微波光子滤波器控制软件的各项功能均正常,符合预期设计要求。
足式机器人三轴驱动系统控制方法研究
这是一篇关于机器人,三轴驱动系统,电流解耦控制,参数辨识,控制软件的论文, 主要内容为伺服驱动系统作为机器人的核心部件之一,直接决定着机器人的运动性能,因此对驱动系统控制方法的研究具有重要意义。本文基于足式机器人驱动需要,对机器人电机驱动系统控制方法展开研究,在此基础上研发出一款适用于足式机器人的三轴驱动器。首先,本文基于足式机器人对驱动系统的要求进行分析,得到驱动系统设计指标,并提出机器人关节同步驱动的三轴驱动系统布置方案,在此基础上建立机器人用表贴式永磁同步电机驱动控制模型;针对矢量控制的优势及经典矢量控制在足式机器人控制上的不足,确定本文主要研究为电机电流解耦控制、参数辨识及对单腿关节电机进行同步控制等三个方面。其次,对电机模型耦合项进行分析,并对有无前馈解耦的矢量控制进行对比仿真,结果表明前馈解耦使系统动态响应、抗干扰能力及稳定性都有明显提高;分析电机时变参数影响,提出电机控制参数的离线辨识方法及基于递推最小二乘法的在线辨识方法,有效减小解耦控制中电机参数不准确及变化的影响;在此基础上提出基于参数辨识的电流解耦控制三轴驱动系统控制策略。然后,针对三轴同步控制机制,提出本文控制总体架构;设计基于双核的控制电路,使驱动器进一步集成化;开发控制算法软件,通过分层思想降低了软件各模块之间的耦合,提高软件的复用,提出后台处理和中断处理的多任务调度机制,实现对足式机器人三轴驱动系统的实时同步控制,并使驱动具备可靠的故障处理能力,保证安全性。最后,通过样机实验,进行驱动功能模块性能测试及系统响应和跟随实验。实验表明,三轴驱动系统软硬件可靠,电机参数辨识方法有效,系统动态响应快,跟随精度高,满足机器人对三轴驱动系统的基本要求。
可编程微波光子滤波器控制软件设计及实现
这是一篇关于微波光子学,控制软件,可编程滤波器的论文, 主要内容为我国微波光子频谱处理方向的研究大量依靠可编程光信号处理器。但针对可编程光信号处理器的操作软件操作复杂,且流程并不人性化。从功能方面而言,有些软件存在通用性不足的问题,其可配置参数的数量较少。现有可编程光信号处理器的操作软件的发展仍与国际先进水平存在差距,随着微波光子频谱处理等实验的大规模发展,相应的仪器操作软件也应该得到足够的重视和发展。本论文主要工作如下:从RF Waveshaper的设计实现入手,针对其任意可编程的特性,结合各模块设计过程,提出了“一站式”软件操控方案。首先,对微波光子滤波器的各组成部分进行了介绍,结合FIR、DCF等理论,系统介绍了搭建RF Waveshaper所用到的重要光学器件,此外,还深入研究了核心器件Optical Waveshaper,介绍了其功能原理及相关API。其次介绍了 RFWaveshaper系统的具体设计。整个系统重点关注可编程的光载射频谱加权模块。通过需求分析和实验系统建模,为满足幅度响应和相位控制的需求,完成了控制软件的功能设计。在设计层面的主要工作包括:进行了总体软件架构设计,采用模块化的总体软件设计以解除功能耦合,提升系统的可扩展性;设计本地人机交互软件;对界面分区、按键消息处理和窗口复用技术进行研究,并完成了相应的界面方案;采用前后端分离的开发思路以提升系统的扩展性。最后,根据软件的设计方案,利用Python语言将其实现。主要工作包括:前后端分离,模块化开发,将所需功能在五个基本模块内进行实现;以界面块为类(class)定义标准,将幅相控制的核心构造功能和为了提高操作边便捷性的快速输入功能分别进行代码实现;通过数据运算逻辑的优化,利用Matplotlib和Pyside2实现了理论波形的输出预览。基于以上研究,本文在完成系统搭建后,进行了总体软件测试和验证。测试结果表明,本文设计并实现的可编程微波光子滤波器控制软件的各项功能均正常,符合预期设计要求。
天然气加气机控制系统研究与设计
这是一篇关于加气机控制系统,ARM内核,Linux系统,驱动程序,控制软件的论文, 主要内容为近些年来,大气污染、雾霾问题已经引起了越来越多人的高度关注,新能源的开发作为解决环境问题的一个有力途径,同样也受到了高度的重视,政府在这方面也出台了大量的扶持政策。在此大环境下,作为清洁能源典型代表的LNG(液化天然气)以及CNG(压缩天然气)的使用范围变得越来越广,与其配套的加气站、加气机的研发工作也进入了快速发展的阶段。可是就当下的情况来看,虽然说以天气然作为燃料的汽车以及相应的加气站建设工作均得到了较快的发展,相应的技术也较为成熟,可是其中较为关键的加气机控制技术却仍然还有待于完善。当下,单片机以及ARM7内核仍然是多数加气机所使用的处理器,加气机的控制操作过于复杂、人机交互也极其不方便,已经难以满足实际的应用需求,更无法满足智能化以及信息化的发展需求。本文所设计的加气机控制系统以当下应用较为广泛且技术比较先进的Linux操作系统和ARM11硬件架构作为基础,完成了硬件设计以及软件设计这两个方面的工作,设计的系统具有较好的兼容性,能够很好的适配各类外接设备,同时其还带有网络连接功能,可以通过触摸屏完成各类操作,使用方便,具有较好的市场推广潜力。加气机的底层设计工作是本文完成的主要工作,具体而言在硬件设计方面完成了控制底板扩展板的设计工作,该扩展板上带有串口、RJ-45等各类常见的通信接口以及计价LCD、键盘和电磁阀等加气机上才会用到的一些接口,在软件设计方面主要完成了应用软件以及驱动程序的设计开发工作。其中驱动程序设计工作的主要内容是设计驱动各类外接设备的嵌入式Linux程序,应用软件的开发工作是设计以Qt界面作为基础的控制程序,并完成软件的测试与优化工作。本文所设计的加气机控制系统实现预期的各项基本功能,可以很好的满足实际应用的需求,可是由于能力有限,其也存在不足之处,本文也对其后续可进行完善的内容进行了说明。
可编程微波光子滤波器控制软件设计及实现
这是一篇关于微波光子学,控制软件,可编程滤波器的论文, 主要内容为我国微波光子频谱处理方向的研究大量依靠可编程光信号处理器。但针对可编程光信号处理器的操作软件操作复杂,且流程并不人性化。从功能方面而言,有些软件存在通用性不足的问题,其可配置参数的数量较少。现有可编程光信号处理器的操作软件的发展仍与国际先进水平存在差距,随着微波光子频谱处理等实验的大规模发展,相应的仪器操作软件也应该得到足够的重视和发展。本论文主要工作如下:从RF Waveshaper的设计实现入手,针对其任意可编程的特性,结合各模块设计过程,提出了“一站式”软件操控方案。首先,对微波光子滤波器的各组成部分进行了介绍,结合FIR、DCF等理论,系统介绍了搭建RF Waveshaper所用到的重要光学器件,此外,还深入研究了核心器件Optical Waveshaper,介绍了其功能原理及相关API。其次介绍了 RFWaveshaper系统的具体设计。整个系统重点关注可编程的光载射频谱加权模块。通过需求分析和实验系统建模,为满足幅度响应和相位控制的需求,完成了控制软件的功能设计。在设计层面的主要工作包括:进行了总体软件架构设计,采用模块化的总体软件设计以解除功能耦合,提升系统的可扩展性;设计本地人机交互软件;对界面分区、按键消息处理和窗口复用技术进行研究,并完成了相应的界面方案;采用前后端分离的开发思路以提升系统的扩展性。最后,根据软件的设计方案,利用Python语言将其实现。主要工作包括:前后端分离,模块化开发,将所需功能在五个基本模块内进行实现;以界面块为类(class)定义标准,将幅相控制的核心构造功能和为了提高操作边便捷性的快速输入功能分别进行代码实现;通过数据运算逻辑的优化,利用Matplotlib和Pyside2实现了理论波形的输出预览。基于以上研究,本文在完成系统搭建后,进行了总体软件测试和验证。测试结果表明,本文设计并实现的可编程微波光子滤波器控制软件的各项功能均正常,符合预期设计要求。
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