用DSP和PWM驱动芯片A3952控制倒立摆

用DSP和PWM驱动芯片A3952控制倒立摆

一、用DSP及脉宽调制驱动芯片A3952控制倒立摆(论文文献综述)

魏静波[1](2016)在《磁悬浮微框架动量轮控制技术研究》文中研究说明磁悬浮微框架动量轮(Gimballing Momentum Wheel,GMW)是一种具有三轴力矩输出能力的新型磁悬浮惯性执行机构(Magnetically Suspended Inertial Actuator,MSIA)。单个磁悬浮GMW便可以实现航天器姿态小角度范围内的三轴稳定控制。本文以磁悬浮GMW的控制技术为主线,分别就悬浮偏转控制、偏转稳定性分析、主动振动控制以及控制系统实现等关键技术问题展开研究。本文的主要工作如下:1.建立了磁悬浮GMW系统动力学模型,研究了磁悬浮GMW的悬浮与偏转控制方法。首先,介绍了磁悬浮GMW的结构和工作原理,建立了系统动力学模型。其次,设计了径向混合磁轴承的PID悬浮控制器和偏转安培力磁轴承的PID解耦偏转控制器,利用仿真和实验验证了设计的有效性。再次,介绍了一种操作简单的径向混合磁轴承电流刚度系数与位移刚度系数的辨识方法,利用偏转安培力磁轴承对径向混合磁轴承的被动偏转刚度特性进行了辨识。最后,设计了一种新型三相星形连接的偏转安培力磁轴承结构,提出了基于SVPWM的三相星形连接偏转安培力磁轴承电流控制方法,仿真验证了其可行性。2.提出了基于复系数传递函数(Complex Coefficient Transfer Function,CCTF)的扩展Nyquist稳定性判据,用其分析了磁轴承转子系统(Magnetic Bearing Rotor System,MBRS)偏转运动的稳定性。首先,建立了一类二阶反对称陀螺耦合时滞系统的CCTF,在此基础上提出了用于CCTF的扩展Nyquist稳定性判据以及相对稳定区间理论,并通过算例验证了该判据的正确性,解算了系统的参数稳定区间。随后,分析了MBRS偏转运动CCTF的特性,利用扩展Nyquist稳定性判据分析了MBRS偏转运动的绝对稳定性,并根据相对稳定区间理论求解了MBRS的转速稳定区间。3.系统地研究了转子不平衡和传感器不对中(Sensor Runout,SR)、磁力不对中(Magnet Runout,MR)干扰的主动振动控制机理。首先,研究了抑制MBRS不平衡干扰的自适应同频信号放大器、自适应同频信号陷波器和自适应同频信号选择器的三种振动控制器的工作原理。基于单频点分析方法研究了零同频位移/角位移控制、零同频电流控制以及零同频振动力/力矩控制的工作机理,并利用经典的根轨迹方法分别分析了这三种控制器的稳定性。其次,分析了SR&MR引起振动的机理,以及三种不平衡振动控制器作用下系统对SR&MR干扰的响应,基于低转速零同频位移控制设计了SR与MR差值辨识方法,提出了用于抑制SR&MR振动的超前前馈补偿方法。最后,开展了MBRS的倍频振动力/力矩抑制研究。研究表明,安培力磁轴承由于不存在角位移负刚度力矩,在进行主动振动控制时具有明显的优势。4.开展了磁悬浮GMW控制系统软硬件设计以及主动振动控制实验研究。首先,设计了基于DSP+FPGA的悬浮偏转一体化控制器,并对控制系统的软硬件进行设计。其次,提出了一种光耦自举全N管H桥电路的驱动方式,并给出了一种低驱动功耗的H桥电路三电平工作方式。再次,开展了磁悬浮GMW主动振动控制实验,包括零同频位移控制实验、零同频电流控制实验以及零电流控制实验。

彭慧刚[2](2016)在《改进粒子群算法在二级倒立摆控制系统中的研究》文中研究表明控制理论中的的许多典型问题都体现在二级倒立摆系统中,如常见的随动性、自然不稳定性、鲁棒性、非线性等问题,这些问题是许多实际工程的典型研究对象,同时很多控制对象都是基于倒立摆系统来建模的,例如航天飞船、双足机器人的步态规划等物理系统,所以对倒立摆系统的研究有着非常重要的理论意义和实际意义。二级倒立摆系统常采用LQR控制器控制,该控制器具有良好的动态特性和鲁棒性,在LQR控制器中需要确定合适的加权矩阵Q和R才能实现优化控制。传统的做法大多是依靠人工来设定Q和R值,难以达到精确要求而且效率比较低,这就影响了二级倒立摆控制系统的稳定性,响应速度以及系统的超调量等性能指标。基于以上存在的问题,本研究提出采用改进粒子群优化算法来对LQR控制器中的加权矩阵Q和R进行优化,获得合适的Q和R值,实现二级倒立摆控制系统的优化控制。本文围绕改进粒子群优化算法应用在二级倒立摆控制系统中,实现倒立摆控制系统的优化控制做了如下工作:1)介绍了倒立摆控制系统研究的背景和意义,国内外研究现状,以及常用的控制方法及各种方法的优缺点。构建了二级倒立摆控制系统模型,分析了倒立摆系统的特性,进而找出了LQR控制二级倒立摆系统存在的问题,提出改进粒子群优化算法应用在LQR控制器控制倒立摆的可行性;2)针对传统粒子群优化算法局部搜索能力不足和易出现“早熟”收敛等问题,本研究对惯性权重,学习因子和当前局部最优值进行改进,提高了算法的搜索性能,抑制“早熟”收敛问题,并在数值上进行实验验证,实验结果验证了改进粒子群优化算法的有效性;3)将改进粒子群优化算法应用在LQR控制器Q和R值的优化上,通过实验对比分析表明改进粒子群优化算法的LQR控制器在控制二级倒立摆上可以改善倒立摆控制系统的部分性能,在工程实践中可以根据实际情况选择改善性能的侧重点,满足工程实际需要。也进一步说明了本文所提出的改进粒子群算法是有效和可行的。4)搭建了二级倒立摆软硬件实验平台。

杜锡九,蒋舸扬,叶斌,陈广花,陈建锋,沈立人[3](2015)在《束中放疗加速器多叶光栅控制系统设计》文中指出多叶光栅是现代医用加速器的重要组成部分之一,其控制系统的稳定性和精确度直接影响手术中病人的生命安全。但目前国内的多叶光栅无论在稳定性还是在精确度上仍与世界先进水平相差甚远。为满足国内一台术中治疗加速器的研发需要,我们在传统多叶光栅控制基础上,利用可编程片上系统(System-on-aProgrammable-Chip,SOPC)技术对多叶光栅控制系统进行了软硬件重构,通过增加功能模块和改善电磁辐射防护等手段,研制了符合术中治疗加速器功能需求和机械安装尺寸的基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片的全新控制系统。经测试,该控制系统功能完善,双路位置反馈可靠性高,测试结果满足国家现行对于多叶光栅系统性能要求,为术中治疗加速器的研制提供了可靠保证。

谭俊杰[4](2015)在《自平衡式两轮电动车电机驱动系统设计》文中进行了进一步梳理近年来,汽车行业的快速发展,汽车成为人类生活中主要的交通工具,随着汽车保有量快速增加,其弊端日益凸显,带来的能源、环境和交通问题困扰着人类的日常生活,迫切需要清洁能源的新型交通工具的诞生。自平衡式两轮电动车应运而生,其清洁、轻巧方便,成为研究的热门课题。对平衡车的研究包括多个方面,其中运动和平衡控制是其核心部分。由于平衡车的控制需求高,常采用国外进口电机,但成本昂贵,不便于普及,本文课题的主要目的就是针对自平衡式两轮电动车,设计一套对于国产电机的驱动系统,降低平衡车的成本,同时满足和实现平衡车的运行和平衡控制。本文首先通过电机的性能比较,选出适合平衡车系统的永磁同步电机;其次对电机的模型进行理论分析和构建,对其进行坐标变换,实现解耦,等效成直流电机进行控制,控制性能得以提高,控制电机时使用空间矢量脉宽调制技术,且采用线性霍尔传感器作为转子位置检测元件,并通过零漂抑制电路,消除位置信号的零点漂移,提高转子位置精度,此外还对转子位置信号分区间读取,避免溢出和提高读取精度,满足平衡车控制需求的高精度;然后分别设计电机驱动系统的电源电路、功率模块、采样电路和保护电路等硬件电路,以及对平衡车运行和平衡控制进行软件编程和实现;最后对整个系统进行搭建和试验,对实验结果进行分析。实验结果表明:电机经过采取线性霍尔传感器和零漂抑制电路,有效的提高转子位置检测精度,满足平衡车需求;并通过空间脉宽调制技术矢量控制实现自平衡两轮车运行和平衡控制。实现了针对自平衡式两轮电动车采用国产电机的电机驱动系统的设计,降低了平衡车成本,利于平衡车日常生活的普及和使用。

贺勇,叶俊杰,季海亮[5](2014)在《简易环形倒立摆控制系统的设计实现》文中认为本文设计了基于单片机控制的一阶环形倒立摆控制系统,经过系统测试,验证了控制算法的有效性和可靠性,实现了倒立摆的稳定控制。所设计的控制系统采用51单片机设计实现,便于学生在学习完单片机课程后开展综合性控制系统创新实验,可以让学生在熟悉的软硬件平台下设计应用控制算法,具有良好的工程应用能力培养效果。

许东昌[6](2014)在《基于DSP两轮移动倒立摆小车在平衡控制中的应用研究》文中认为两轮移动倒立摆小车是一个多变量,非线性,强耦合系统。针对这类系统的控制问题是现代控制中的一个重要课题。滑模控制由于算法简单,响应快速,鲁棒性好,易于工程实现等优点,近年来又重新受到了控制界的重视。文中首先对两轮倒立摆小车的机电以及传感系统进行了说明,主要说明了两轮倒立摆小车的结构、倾角仪(用于测量摆杆偏离垂直轴的角度的)、陀螺仪(用于测量车轮转动角速度的)、光电码盘(用于测量小车的位移和速度的)、电源电路、中央控制器、无线传输模块、电机驱动和滤波整形模块,后来对两轮倒立摆小车的软件系统进行了阐述。对于软件部分,文中主要针对两轮移动倒立摆小车,提出了几种改进的滑模控制算法,主要的研究内容如下:(1)针对常规滑模控制算法抑制抖振的边界层方法存在稳态误差的缺点,考虑在常规滑膜面基础上加一个跟踪误差的积分项,设计了常规积分滑膜控制器。积分项的引入虽然可以减少稳态误差,补偿模型的不确定性,但是在大的初始误差条件下,大的超调和长的调节时间会使系统的暂态性能恶化甚至可能出现积分windup效应导致整个系统的不稳定,同时为了克服常规滑模控制在到达阶段不具有鲁棒性的缺点,又设计了限定初始状态非线性取代积分滑模控制器。(2)因为在滑动超平面的设计中引入了非线性函数,这样构造的Terminal滑模面就能使得滑模面上的跟踪误差在有限的时间内收敛到零。同时也可以使得非线性系统的初始状态在滑模面上,省去了滑模控制的到达阶段。然后针对普通Terminal滑模面存在奇异点的不足,进一步选取了非奇异Terminal滑模面,最后给出了控制律的设计方法。

张小凤[7](2012)在《电梯能馈系统及其电能质量控制方法研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济的高速发展,电梯在大型公用建筑和民用住宅楼房中的应用越来越广泛,由此带来的巨大用电量不容忽视,特别是能源日益紧张的今天。电梯节能技术的研究势在必行,研究电梯能量回馈技术逐步成为行业内一个新的技术亮点。本文针对我国广泛使用的变压变频(Variable Voltge Variable Freuency,VVVF)电梯进行改造,设计具有能量回馈和有源滤波双重功能的并联型电梯能馈系统,采用具有能量双向流动的三相电压型PWM整流器作为外挂的能量回馈器,对其中的电力电子技术及控制方法进行深入研究,并取得了一些创新性的成果。本论文的主要研究内容包括以下几点:(1)设计电梯能馈系统。外挂的PWM整流器并联于电梯入线电网侧,取代了电梯变频器的二极管整流电路构成能量回馈通路,将再生电能逆变回馈到交流电网。无再生能量回馈时,可作有源滤波器用来消除非线性负载产生的谐波,改善电梯能馈系统网侧的电能质量。(2)研究并联的三相PWM整流器的直接电流控制方法(Direct Current Control, DCC),建立数学模型并设计了电流内环、电压外环的双闭环控制结构,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法实现开关信号的调制。为了提高双闭环PI控制性能,设计了负载扰动前馈补偿器,显着提高PWM整流器抗负载扰动动态性能。另外,电流环PI控制器中加入并联的重复控制器,用于抑制周期性死区扰动,以提高电流稳态精度。在理论分析的基础上,采用Matlab/Simulink软件构建了电梯能馈系统的仿真模型,仿真结果验证了理论分析的可行性,指导实验样机的设计与实验。(3)本文基于网侧电流检测控制方式提出了一种直接功率模糊控制(Direct Power Fuzzy Control, DPFC)方法。该控制结构无需进行负载电流检测和谐波电流提取,简单有效,同时也解决了传统的直接功率控制方法中开关频率与滞环宽度之间的矛盾。该方法将瞬时有功功率和无功功率与参考值的差值分别作为模糊控制变量送入模糊规则库,由模糊规则选择电压开关矢量,产生开关状态信号,不使用传统的预置开关表,省去功率滞环比较器,控制更加灵活有效。仿真实验表明,采用直接功率模糊控制方法的电梯能馈系统具有良好的动、静态特性,能够实现网侧电流正弦化和功率因数单位化,电能质量进一步得到优化,其控制效果优于DCC控制方法和传统的直接功率控制(DirectPower Control, DPC)方法。(4)本文采用分数阶比例积分PIλ控制器进行直流侧电压的稳定控制。根据瞬时功率理论建立了功率控制系统数学模型,采用频域设计方法设计了相应的分数阶PIλ控制器参数。仿真和分析证明了分数阶PIλ控制具有良好的动态性能和更强的鲁棒性,在负载扰动和电压闪变的情况下直流侧电压仍然稳定,响应速度更快,控制结果更精确,有效稳定了直流侧电压,提高了系统的工作性能,优于传统PI控制方法。(5)本文从扇区划分和开关表出发,提出了基于18扇区的直接功率控制方法。该方法基于功率数学模型,分析扇区划分的理论基础,将电压矢量扇区平均划分为18个扇区,根据电压开关矢量对有功和无功功率在各个扇区的影响,设计了新的开关表。仿真结果表明,基于18扇区的DPC对无功功率的调节更加有效,无功变化进一步得到约束,网侧电流的正弦度更好。提出基于18扇区的直接功率模糊控制方法,设计了详细的模糊逻辑规则,仿真结果证明该方法提高了网侧电流的正弦度,省去功率滞环比较器,采用模糊规则实现开关矢量选择,仿真结果说明其控制效果较采用滞环比较器更优。(6)在实验室搭建了电梯能馈系统的硬件电路,开发实验样机。在主电路基础上,开发了以DSP为主控芯片的电梯能馈系统的控制电路,通过软硬件设计与实现得到实验波形,证明了该系统设计合理,可以有效实现能量回馈功能,有利于改善现有电梯的工作性能,不仅节约了电能而且绿化了电网。样机的节能测试结果也证明了课题研究对象的可行性。

宋铁成[8](2011)在《一类二连杆欠驱动机械臂运动控制方法研究》文中指出欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。常规的光滑反馈控制策略对这类系统是无效的,其运动控制比一般的全驱动机械系统困难得多,难以找到一种通用的、效果理想的控制方法。因此,欠驱动机械系统的控制问题已经引起广大学者的高度重视和广泛关注。本文研究的对象是一种两关节平面欠驱动机械臂,它的第1关节(肩部关节)有一个驱动器(电机),而第2个关节(肘部关节)则是自由的,因此属于一种典型的欠驱动机械系统。本文分别从垂直平面和水平平面的运动角度出发,研究了欠驱动机械系统的控制方法。全文的主要工作如下:首先,利用拉格朗日动力学原理,从系统能量的角度出发构建了欠驱动机械臂系统的动力学模型,并将其转化为矩阵的表达形式,为进一步研究欠驱动机械臂的位置控制打下了基础。其次,从垂直平面运动的角度出发研究欠驱动机械臂的运动控制,其运动过程分为摇起和平衡二种运动状态。在摇起过程中,设计部分反馈线性化控制器,在平衡过程中,设计LQR控制器,从而实现了整个运动过程的全局稳定。然后,从水平平面运动的角度出发研究欠驱动机械臂的运动控制,以滑模变结构控制理论为基础,采用分层滑模控制思想,将系统模型分成代表非驱动关节和驱动关节的两个子系统,设计了系统总的滑模函数和欠驱动机械臂分层滑模控制器,并在理论上证明了闭环系统在李雅普诺夫意义下的稳定性。最后,为了提高控制器的抗干扰能力,加快整个系统响应的收敛速度,将分层滑模与反步设计法的控制策略相结合,设计了自适应分层反步滑模控制器。该控制器能够实现目标位置的快速定点控制,同时系统的不确定性因素造成的稳态误差可以得到有效削弱,从而系统具有很好的抗干扰性能。

付凯波[9](2011)在《基于CPLD的伺服电机调速系统的研究》文中提出电动机自动控制系统广泛用于机械、钢铁、矿山、冶金、化工、石油、纺织、军工等行业,这些行业中绝大部分生产机械采用电动机作原动机,而直流伺服电机因为其优越的调速性能,被广泛采用。对国民经济具有十分重要的现实意义。随着电力电子技术、微处理器技术发展以及永磁材料技术进步,直流电动机调速及其伺服系统正在向一体化电动机以及控制数字化的方向发展。而脉宽调制(PWM)技术以及相应的功率开关电路技术则是控制数字化的基础。对直流伺服电动机和CPLD (Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件)的国内外发展的现状和前景,本论文就此作了以下几个方面的工作:首先,详细分析了直流伺服电动机与CPLD的发展现状和前景,并认为进行CPLD对直流伺服电动机的调速研究具有很好的现实意义。接着本文比较深入地介绍了直流电动机的主要特点和工作原理,详细介绍了伺服电机自带编码器的工作原理。接下来详细论述了基于CPLD控制直流伺服电机的原理,根据需要设计了功率驱动电路,重点分析了伺服电机正反转、加减速以及调角度的原理,在此基础上搭建了硬件平台,连接好了实验电路,采用Verilog硬件描述语言编程使用PLDJTAG下载线烧录程序到CPLD实验版上,实现了直流伺服电机的正反转控制,加减速控制,调角度控制。总的来说,本文实现了基于CPLD的直流伺服电机调速系统的控制,达到了设计的目的。在本文最后,总结了通过本次控制设计所学到的知识,并展望了未来的工作。

王结飞[10](2011)在《基于DSP的无刷直流电机智能控制系统的研究》文中指出无刷直流电机由于具有结构简单、效率高、功率密度大、无换相火花、噪声小、低维护成本等优点,因而被广泛应用在电动汽车、医疗、办公设备、家用电器等中小功率领域。随着计算机技术、稀土永磁材料以及电力电子技术的发展,无刷直流电机的应用领域将越来越广。论文采用TI公司生产的TMS320F2812 DSP为控制芯片,以模糊自适应PID为控制方法,研究、设计了基于DSP的无刷直流电机的智能控制系统。文中首先简单介绍了无刷直流电机、电机微控制器以及模糊控制理论的发展及现状,对模糊控制系统的理论基础、组成、类型及设计方法进行了论述;然后分析和介绍了无刷直流电机的运行原理、控制系统结构及数学模型,并在Matlab/simulink环境下建立了以传统PI、常规模糊和模糊自适应PI为控制器的无刷直流电机控制系统仿真模型,并对三种模型进行了仿真分析;最后研究和设计了以DSP为核心的无刷直流电机的控制系统,包括系统功率电路的选择、控制电路的设计以及系统的软件设计与实现,并在该控制系统上实现了对无刷直流电机的控制实验,并对传统PI控制器和模糊自适应PI控制器下的实验结果进行了分析。文中软件采用模块化设计,每个模块都具有较强的通用性,只需对模糊函数进行简单的修改,便可以用于实现各种类型的模糊控制器。由于采用C语言编程,可方便地实现在不同微控制器的移植,且易于修改维护。

二、用DSP及脉宽调制驱动芯片A3952控制倒立摆(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、用DSP及脉宽调制驱动芯片A3952控制倒立摆(论文提纲范文)

(1)磁悬浮微框架动量轮控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略语
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 低振动高精度卫星的现实需求
        1.1.2 磁悬浮惯性执行机构技术的发展现状
        1.1.3 磁悬浮GMW需解决的关键控制问题
    1.2 磁轴承-转子系统相关控制技术研究综述
        1.2.1 悬浮偏转控制技术
        1.2.2 主动振动控制技术
        1.2.3 控制器与功放技术
    1.3 论文主要研究内容与组织结构
第二章 磁悬浮GMW工作原理与动力学建模
    2.1 引言
    2.2 磁悬浮GMW工作原理
        2.2.1 系统组成与工作原理
        2.2.2 径向永磁偏置混合磁轴承原理
        2.2.3 偏转安培力磁轴承原理
    2.3 控制系统动力学建模
        2.3.1 RHMB磁力模型
        2.3.2 TAFMB电磁力矩模型
        2.3.3 MBRS动力学模型
        2.3.4 功放与传感器模型
        2.3.5 闭环控制系统总模型
    2.4 控制系统干扰建模
        2.4.1 不平衡干扰模型
        2.4.2 SR&MR干扰模型
        2.4.3 考虑三种振动干扰时的磁悬浮GMW控制系统模型
    2.5 本章小节
第三章 磁悬浮GMW悬浮与偏转控制方法
    3.1 引言
    3.2 RHMB悬浮控制与参数辨识
        3.2.1 PID+低通滤波悬浮控制器
        3.2.2 径向悬浮实验研究
        3.2.3 参数辨识方法设计与实验验证
    3.3 两相TAFMB偏转控制与RHMB偏转被动刚度辨识
        3.3.1 解耦PID偏转控制器
        3.3.2 偏转控制实验研究
        3.3.3 RHMB被动偏转刚度辨识
    3.4 三相星形连接TAFMB结构与偏转控制策略
        3.4.1 基本结构与功率电路拓扑
        3.4.2 力矩特性分析与三相线圈的SVPWM
        3.4.3 偏转控制策略与仿真分析
    3.5 本章小节
第四章 MBRS偏转运动扩展Nyquist稳定性判别方法
    4.1 引言
    4.2 一类二阶反对称时滞陀螺耦合系统的频域分析方法
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 扩展Nyquist稳定性判据
        4.2.3 基于相对稳定裕度理论的参数稳定区间求解方法
        4.2.4 算例分析
    4.3 MBRS系统偏转运动CCTF特性分析
        4.3.1 复变量、实变量收敛等价性
        4.3.2 MBRS偏转运动的CCTF
        4.3.3 偏转运动开环传递函数特点分析
    4.4 基于扩展Nyquist稳定性判据的MBRS稳定性分析
        4.4.1 MBRS绝对稳定性判据
        4.4.2 MBRS相对稳定裕度与转速稳定区间
    4.5 本章小节
第五章 磁悬浮GMW不平衡振动控制机理分析
    5.1 引言
    5.2 单频点分析方法与三种自适应同频信号处理器
        5.2.1 单频点分析方法及其理论依据
        5.2.2 开环同频信号放大器(OSSA)的时频域特性分析
        5.2.3 自适应同频信号放大器(ASSA)作用机理分析
        5.2.4 自适应同频信号陷波器(ASSNF)作用机理分析
        5.2.5 自适应同频信号选择器(ASSPF)作用机理分析
    5.3 RHMB零同频位移控制(ZSDC)机理分析与仿真
        5.3.1 ZSDC机理单频点分析
        5.3.2 ZSDC稳定性分析与加权矩阵选择
        5.3.3 仿真分析
    5.4 RHMB零同频电流控制(ZSCC)机理分析与仿真
        5.4.1 ZSCC机理单频点分析
        5.4.2 ZSCC稳定性分析与加权矩阵选择
        5.4.3 仿真分析
    5.5 RHMB零同频振动力控制(ZSFC)机理分析与仿真
        5.5.1 ZSFC拓扑结构
        5.5.2 ZSFC机理单频点分析
        5.5.3 ZSFC稳定性分析与加权矩阵选择
        5.5.4 基于单频点校正的位移刚度力超前补偿方法
        5.5.5 仿真分析
    5.6 TAFMB不平衡振动控制机理分析与仿真
        5.6.1 ZSAC机理分析
        5.6.2 ZSCC与ZSTC机理分析
        5.6.3 仿真分析
    5.7 本章小节
第六章 磁悬浮GMW的SR&MR振动机理分析与抑制方法
    6.1 引言
    6.2 RHMB的SR&MR振动机理分析
        6.2.1 考虑SR&MR时转子悬浮状态分析
        6.2.2 考虑SR&MR同频量时不平衡振动控制器响应分析
        6.2.3 仿真分析与结果讨论
    6.3 基于超前前馈补偿的RHMB的SR&MR同频振动力抑制方法
        6.3.1 SR&MR同频振动力的超前前馈补偿策略
        6.3.2 改进的ZSFC同频振动力抑制效果分析
        6.3.3 仿真分析
    6.4 RHMB的SR&MR的倍频振动力抑制方法
        6.4.1 考虑SR&MR倍频干扰时的零倍频振动力控制(ZHFC)
        6.4.2 考虑SR&MR倍频干扰时的零振动力控制(ZFC)
        6.4.3 仿真分析
        6.4.4 SR与MR差值辨识方法
    6.5 考虑SR&MR时TAFMB的零振动力矩(ZTC)抑制方法
        6.5.1 基于多级自适应信号陷波器的ZTC方法与分析
        6.5.2 仿真分析
    6.6 本章小节
第七章 磁悬浮控制系统实现与主动振动控制实验研究
    7.1 引言
    7.2 控制系统基本组成
        7.2.1 控制系统方案设计与电路设计
        7.2.2 DSP与FPGA功能划分与软件方案
        7.2.3 基于LabWindows/CVI的监控上位机设计
    7.3 低功耗光耦自举全N管H桥三电平功放
        7.3.1 光耦自举驱动H桥电路设计
        7.3.2 低驱动功耗三电平功放设计
    7.4 RHMB的主动振动控制实验
        7.4.1 ZSDC实验
        7.4.2 ZSCC实验
        7.4.3 ZCC实验
    7.5 本章小节
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
作者在读期间取得的学术成果
    (一)发表学术论文情况
    (二)参加课题研究情况
附录

(2)改进粒子群算法在二级倒立摆控制系统中的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 倒立摆系统的国内外研究现状
    1.3 倒立摆系统的主要控制方法
    1.4 本文主要研究内容及结构
第2章 直线二级倒立摆的工作原理及数学模型
    2.1 直线二级倒立摆的结构及工作原理
        2.1.1 直线二级倒立摆的结构
        2.1.2 直线二级倒立摆系统的工作原理
    2.2 二级倒立摆数学模型的建立
    2.3 二级倒立摆系统特能分析
        2.3.1 稳定性分析
        2.3.2 能控性分析
        2.3.3 能观性分析
    2.4 LQR控制二级倒立摆存在的问题
    2.5 本章小结
第3章 粒子群算法分析及改进策略
    3.1 引言
    3.2 标准粒子群优化算法
        3.2.1 标准粒子群算法
        3.2.2 标准粒子群优化(SPSO)算法
        3.2.3 标准粒子群优化算法的控制参数介绍
    3.3 标准粒子群优化算法存在的问题分析
    3.4 改进的粒子群优化算法
        3.4.1 惯性权值调整方法
        3.4.2 学习因子调整方法
        3.4.3 局部最优解的调整方法
    3.5 改进粒子群优化算法的性能测试
        3.5.1 测试函数的选择
        3.5.2 算法性能的评价指标
        3.5.3 性能测试实验及结果分析
    3.6 本章小结
第4章 ISPSO算法在二阶倒立摆系统中的应用
    4.1 LQR二阶倒立摆控制器
    4.2 基于改进粒子群优化算法的LQR控制器
        4.2.1 LQR控制器中的加权矩阵的确立
        4.2.2 改进粒子群优化算法优化LQR控制器
        4.2.3 改进粒子群优化算法求解过程
    4.3 基于改进粒子群优化算法对LQR控制器的仿真实验
    4.4 本章小结
第5章 倒立摆实验平台搭建
    5.1 系统硬件设计
    5.2 系统硬件模块
        5.2.1 决策模块
        5.2.2 驱动模块
        5.2.3 反馈模块
        5.2.4 串口通讯模块
        5.2.5 数据采集及滤波模块
        5.2.6 PWM输出模块
    5.3 DSP软件平台简介
        5.3.1 编程语言
        5.3.2 编译环境介绍
    5.4 系统软件设计
        5.4.1 系统总体软件设计
        5.4.2 LQR算模块
        5.4.3 主控模块软件设计
        5.4.4 驱动模块软件设计
        5.4.5 反馈模块软件设计
        5.4.6 串口通信模块软件设计
        5.4.7 数字采集及滤波模块软件设计
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究生期间获得的成果

(3)束中放疗加速器多叶光栅控制系统设计(论文提纲范文)

1硬件设计
    1.1主控模块供电电路
    1.2串口/网络通信电路
    1.3电机驱动电路
    1.4位置检测电路
2软件设计
    2.1PWM IP核设计
    2.2SOPC BUILDER设计
    2.3控制逻辑
3测试
4结语

(4)自平衡式两轮电动车电机驱动系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 控制电机的发展与应用概况
    1.4 本课题研究的主要内容
2 PMSM结构和模型
    2.1 PMSM结构
    2.2 PMSM的物理模型
    2.3 PMSM的数学模型
        2.3.1 三相静止坐标系下的数学模型
        2.3.2 坐标变换
        2.3.3 旋转坐标系下的数学模型
    2.4 本章小结
3 PMSM的矢量控制和转子位置检测
    3.1 矢量控制
        3.1.1 矢量控制的原理
        3.1.2 矢量控制策略
    3.2 空间矢量脉宽调制技术
        3.2.1 空间矢量脉宽调制技术简介
        3.2.2 SVPWM的原理
        3.2.3 SVPWM常规实现
        3.2.4 SVPWM查表实现
    3.3 转子位置检测
    3.4 本章小结
4 硬件电路的原理及设计
    4.1 硬件结构框图
    4.2 供电电源硬件设计
        4.2.1 电机供电电路
        4.2.2 控制供电电路
    4.3 功率驱动模块
        4.3.1 驱动模块电路
        4.3.2 硬件互锁和死区保护电路
    4.4 控制芯片
        4.4.1 TMS320F28069主控芯片
        4.4.2 STM32F103CBT6芯片
    4.5 转子位置检测电路
    4.6 电机电流检测电路
    4.7 本章小结
5 控制软件设计
    5.1 软件控制策略
    5.2 程序设计
        5.2.1 主程序流程图
        5.2.2 中断子程序
    5.3 PI控制算法
    5.4 PD控制算法
    5.5 霍尔位置解码
    5.6 本章小结
6 实验结果
    6.1 实验平台
    6.2 实验结果分析
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(5)简易环形倒立摆控制系统的设计实现(论文提纲范文)

0 引言
1 方案设计
2 设计实现
3 测试分析
4 结束语

(6)基于DSP两轮移动倒立摆小车在平衡控制中的应用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 两轮倒立摆小车的研究概况
    1.2 两轮倒立摆小车的应用及控制方法
    1.3 滑模变结构控制算法综述
        1.3.1 滑模控制简介
        1.3.2 滑模控制的发展和现状
        1.3.3 滑模控制的基本原理
    1.4 论文的章节安排以及创新点介绍
    1.5 小结
第二章 两轮倒立摆小车的总体设计与实现
    2.1 两轮倒立摆小车的机电系统
        2.1.1 机械部分
        2.1.2 直流电机
        2.1.3 嵌入式微控制器模块
        2.1.4 电源模块
        2.1.5 光电码盘
        2.1.6 陀螺仪
        2.1.7 倾角仪
        2.1.8 加速度传感器
        2.1.9 无线传输模块
        2.1.10 电机驱动模块
        2.1.11 滤波整形模块
    2.2 两轮倒立摆小车的软件以及仿真系统
    2.3 小结
第三章 两轮倒立摆小车的数学模型
    3.1 坐标系的建立及系统参数的设定
        3.1.1 系统坐标模型
        3.1.2 系统模型参数
    3.2 两轮移动倒立摆系统数学模型的建立
    3.3 倒立摆小车实际选取的参数
    3.4 带入实际参数后的状态方程及其能控性、能观性分析
    3.5 状态方程的转化
    3.6 小结
第四章 基于两轮倒立摆小车的限定初始状态改进积分滑模算法研究
    4.1 模型描述
    4.2 常规积分滑膜控制器设计
        4.2.1 常规积分滑膜控制器设计
        4.2.2 限定初始状态改进积分滑模控制器设计
    4.3 仿真结果和对比分析
        4.3.1 实际的仿真参数
        4.3.2 两轮移动倒立摆的simulink仿真图设计
    4.4 仿真结果和对比分析
    4.5 小结
第五章 两轮倒立摆小车的非奇异Terminal滑模算法研究
    5.1 Terminal滑模控制简介
    5.2 系统模型描述
    5.3 两轮倒立摆小车的Terminal滑模控制算法设计
        5.3.1 切换面的设计
        5.3.2 Terminal滑模控制器的设计
    5.4 非奇异Terminal滑模控制器的设计
    5.5 仿真分析
        5.5.1 系统simulink仿真图
        5.5.2 仿真参数选取
        5.5.3 系统仿真图及其分析
    5.6 小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文主要工作
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(7)电梯能馈系统及其电能质量控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 电梯节能技术的研究和意义
        1.1.2 电梯能量回馈技术和研究意义
        1.1.3 电能质量及谐波危害
    1.2 再生电能的产生及电压型PWM整流器控制策略
        1.2.1 再生电能的产生
        1.2.2 电梯能馈系统工作原理
        1.2.3 电压型PWM整流器控制策略
    1.3 本文主要研究内容及工作
第二章 电梯能馈系统的直接电流控制方法研究
    2.1 引言
    2.2 模型分析与双闭环矢量控制
        2.2.1 模型分析
        2.2.2 双闭环矢量控制原理
        2.2.3 PWM整流器的空间矢量算法
        2.2.4 基于电流前馈控制方法研究
    2.3 基于重复控制的PI控制器
        2.3.1 重复控制系统结构
        2.3.2 PWM整流器电流重复控制器设计
        2.3.3 电流环PI控制器和重复控制器复合控制
    2.4 电梯能馈系统的直接电流控制设计与研究
        2.4.1 能量回馈器控制系统
        2.4.2 有源滤波器控制系统
        2.4.3 仿真与分析
    2.5 小结
第三章 检测网侧电流的直接功率模糊控制方法
    3.1 引言
        3.1.1 瞬时功率理论
        3.1.2 传统直接功率控制方法
        3.1.3 基于网侧电流检测的直接功率控制方法
    3.2 直接功率模糊控制方法
        3.2.1 瞬时功率的分析
        3.2.2 模糊规则表
        3.2.3 仿真分析
    3.3 小结
第四章 基于分数阶控制器的直流侧电压控制方法
    4.1 引言
        4.1.1 分数微积分在控制理论中的应用
        4.1.2 分数阶控制器的近似
    4.2 基于分数阶的PI~λ控制器研究
        4.2.1 三相PWM整流器分数阶控制系统
        4.2.2 分数阶PI~λ控制器原理及设计
        4.2.3 仿真分析
    4.3 分数阶控制器在电梯能馈系统中的应用与仿真
    4.4 小结
第五章 基于电压矢量空间划分的新DPC控制方法
    5.1 引言
    5.2 开关矢量对瞬时功率的作用
        5.2.1 开关矢量对瞬时有功功率的作用
        5.2.2 开关矢量对瞬时无功功率的作用
    5.3 基于新的电压矢量空间划分的DPC控制方法
        5.3.1 控制结构及扇区划分
        5.3.2 基于18扇区划分的新开关表及对比
        5.3.3 PWM整流器基于新开关表的DPC
        5.3.4 基于新开关表的电梯能馈系统的DPC控制仿真分析
    5.4 基于新的扇区划分的模糊直接功率控制及其仿真分析
    5.5 小结
第六章 电梯能馈系统的实验研究
    6.1 引言
    6.2 主电路参数与锁相环设计
        6.2.1 交流电感值设计
        6.2.2 直流母线电压值设计
        6.2.3 直流母线电容值的设计
        6.2.4 锁相环设计
    6.3 电梯能馈系统的实验设计
        6.3.1 电梯能馈系统的构成及控制分析
        6.3.2 基于DSP+CPLD+IPM的硬件平台设计
        6.3.3 控制电路硬件设计
        6.3.4 软件设计流程
    6.4 实验及结果分析
        6.4.1 实验平台
        6.4.2 实验结果及波形分析
        6.4.3 节能检测报告
    6.5 小结
第七章 结论与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 进一步工作展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
IV - 2答辩委员会对论文的评定意见

(8)一类二连杆欠驱动机械臂运动控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 欠驱动机械系统概述
    1.2 欠驱动机械系统研究现状
    1.3 研究的意义和目的
    1.4 论文的主要工作
第2章 欠驱动机械臂动力学模型
    2.1 概述
    2.2 动力学模型
        2.2.1 拉格朗日动力学
        2.2.2 建立动力学模型
    2.3 本章小结
第3章 欠驱动机械臂部分反馈线性化控制
    3.1 部分反馈线性化与LQR原理简介
    3.2 基于部分反馈线性化设计摇起控制器
    3.3 基于LQR方法设计平衡控制器
    3.4 转换开关的设计
    3.5 仿真研究与分析
    3.6 本章小结
第4章 欠驱动机械臂分层滑模控制
    4.1 滑模变结构控制的基本理论
        4.1.1 滑模变结构控制的基本概念
        4.1.2 滑模变结构控制原理
    4.2 分层滑模控制
        4.2.1 分层滑模控制基本原理
        4.2.2 各层滑模面渐近稳定性证明
    4.3 欠驱动机械臂分层滑模控制器设计
    4.4 仿真研究与分析
    4.5 本章小结
第5章 欠驱动机械臂分层反步滑模控制
    5.1 Backstepping的基本思想
    5.2 自适应分层反步滑模控制基本原理
    5.3 自适应分层反步滑模控制器设计
    5.4 仿真研究与分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢

(9)基于CPLD的伺服电机调速系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外发展现况
        1.2.1 伺服系统的国内外发展现状和前景
        1.2.2 CPLD的国内外发展现状及特点分析
        1.2.3 CPLD与直流伺服电机的发展
    1.3 本文的主要内容
第2章 直流伺服电机的原理及选型
    2.1 直流伺服电机的结构及工作原理
    2.2 直流伺服电机的主要特点
    2.3 直流伺服电机选型
        2.3.1 直流伺服电动机的选型
        2.3.2 光电编码器的选型与原理
    2.4 本章小结
第3章 基于CPLD控制的硬件设计
    3.1 控制芯片的选择
        3.1.1 各种芯片的比较
        3.1.2 CPLD/FPGA的比较
        3.1.3 CPLD的设计流程
    3.2 系统的硬件设计
        3.2.1 电动机的双闭环控制
        3.2.2 硬件的结构
        3.2.3 驱动电路的设计
        3.2.4 CPLD电路
        3.2.5 PLD_JTAG接口电路
        3.2.6 独立按键电路
        3.2.7 发光二极管电路
        3.2.8 电源电路
    3.3 伺服电机的控制电路
        3.3.1 伺服电机正反转控制原理
        3.3.2 伺服电机加减速控制(PWM控制)原理
        3.3.3 伺服电机调角度控制原理
    3.4 本章小结
第4章 系统的软件设计
    4.1 硬件描述语言VERILOG介绍
        4.1.1 概述
        4.1.2 Verilog的设计流程和设计方法
    4.2 QUARTUS Ⅱ集成环境介绍
    4.3 伺服电机的控制程序
        4.3.1 伺服电机的正反转控制及加减速控制程序
        4.3.2 伺服电机的正反转控制及调角度控制程序
    4.4 QUARTUS Ⅱ软件生成的效果图
    4.5 本章小结
第5章 总结及展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻硕期间取得的研究成果

(10)基于DSP的无刷直流电机智能控制系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1. 概论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 无刷直流电机发展及现状
    1.3 电动机微控制器的发展及现状
    1.4 智能控制理论发展及现状
    1.5 本文研究内容及结构
2. 模糊控制理论基础
    2.1 模糊控制
    2.2 模糊控制理论数学基础
        2.2.1 模糊集合
        2.2.2 模糊集合的运算
        2.2.3 模糊关系与模糊关系合成
        2.2.4 语言变量与IF-THEN 规则
        2.2.5 模糊逻辑的基本原理
    2.3 模糊控制器结构及类型
        2.3.1 模糊器(Fuzzifier)
        2.3.2 知识库
        2.3.3 模糊推理机
        2.3.4 解模糊器
        2.3.5 模糊控制器类型
        2.3.6 参数自整定模糊-PID 控制器
    2.4 模糊控制器的设计方法
        2.4.1 模糊控制器结构的确定与参数化
        2.4.2 模糊知识的获取和规则表示
        2.4.3 知识库的建立
        2.4.4 模糊器和解模糊器的设计
        2.4.5 模糊推理机的选择
        2.4.6 控制性能的调整与完善
    2.5 本章小结
3. 无刷直流电机原理、模型及仿真
    3.1 无刷直流电机控制系统的结构
    3.2 无刷直流电机的工作原理
    3.3 无刷直流电机的数学模型
    3.4 无刷直流电机控制系统的仿真
        3.4.1 PID 控制系统仿真
        3.4.2 常规模糊控制系统仿真
        3.4.3 模糊自适应PI 控制系统仿真
    3.5 三种控制系统结果比较
        3.5.1 仿真结果
        3.5.2 结果分析
    3.6 本章小结
4. 系统硬件电路设计
    4.1 功率电路
        4.1.1 整流及滤波电路
        4.1.2 逆变电路
        4.1.3 辅助电源
        4.1.4 隔离电路
        4.1.5 电流信号采集
    4.2 控制电路的设计
        4.2.1 DSP 的介绍及选择
        4.2.2 DSP 外围电路的设计
        4.2.3 光电编码器及霍尔信号接口电路
        4.2.4 AD 采样电路
        4.2.5 电平转换
        4.2.6 故障保护电路
    4.3 本章小结
5. 模糊控制系统及软件设计
    5.1 模糊控制系统的结构
    5.2 模糊PI 控制器设计
        5.2.1 模糊化及隶属度函数选择
        5.2.2 模糊控制器规则
        5.2.3 模糊推理机及解模糊器
    5.3 软件设计
        5.3.1 主程序流程图
        5.3.2 模糊自适应-PI 控制器
        5.3.3 量化因子及比例因子
        5.3.4 模糊化函数
        5.3.5 控制规则
        5.3.6 模糊推理机
        5.3.7 解模糊器
        5.3.8 数字PID 控制器设计
        5.3.9 PWM 的产生
    5.4 本章小结
6. 系统调试及结果分析
    6.1 系统调试
    6.2 结果分析
7. 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表和录用的学术论文

四、用DSP及脉宽调制驱动芯片A3952控制倒立摆(论文参考文献)

  • [1]磁悬浮微框架动量轮控制技术研究[D]. 魏静波. 国防科学技术大学, 2016(01)
  • [2]改进粒子群算法在二级倒立摆控制系统中的研究[D]. 彭慧刚. 湖北工业大学, 2016(08)
  • [3]束中放疗加速器多叶光栅控制系统设计[J]. 杜锡九,蒋舸扬,叶斌,陈广花,陈建锋,沈立人. 核技术, 2015(09)
  • [4]自平衡式两轮电动车电机驱动系统设计[D]. 谭俊杰. 大连理工大学, 2015(03)
  • [5]简易环形倒立摆控制系统的设计实现[J]. 贺勇,叶俊杰,季海亮. 科技视界, 2014(31)
  • [6]基于DSP两轮移动倒立摆小车在平衡控制中的应用研究[D]. 许东昌. 合肥工业大学, 2014(06)
  • [7]电梯能馈系统及其电能质量控制方法研究[D]. 张小凤. 华南理工大学, 2012(07)
  • [8]一类二连杆欠驱动机械臂运动控制方法研究[D]. 宋铁成. 东北大学, 2011(05)
  • [9]基于CPLD的伺服电机调速系统的研究[D]. 付凯波. 武汉理工大学, 2011(09)
  • [10]基于DSP的无刷直流电机智能控制系统的研究[D]. 王结飞. 南京邮电大学, 2011(04)

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用DSP和PWM驱动芯片A3952控制倒立摆
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