首先，本文分析了雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。即分析雙足步行機(jī)器人連桿的位置和姿態(tài)與各個(gè)關(guān)節(jié)角之間的關(guān)系。包含雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行的正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。其中，針對雙足步行機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，使用了解析法與數(shù)值法進(jìn)行求解，并對上述兩種方法進(jìn)行了對比。其次，在針對雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行過程運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的分析基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出雙足步行機(jī)器人零力矩點(diǎn)（ZMP）的計(jì)算公式，該公式稱為ZMP基本方程。ZMP基本方程描述了機(jī)器人ZMP與機(jī)器人質(zhì)心之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，使用拉格朗日方法建立了雙足步行機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，其中包括單腳支撐階段與雙腳支撐階段的動(dòng)力學(xué)模型。為了方便得到雙足步行機(jī)器人的步行模式，使用桌子——小車模型模擬機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行。使用該等效模型與2MP基本方程，本文設(shè)計(jì)了基于ZMP的雙足機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行模式生成算法。生成步行模式之后，將機(jī)器人關(guān)節(jié)角時(shí)間序列帶入機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算，可以得到關(guān)節(jié)力矩時(shí)間序列。關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器按照力矩時(shí)間序列控制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)步行。但是，考慮到數(shù)值計(jì)算等因素導(dǎo)致的誤差累計(jì)，本文同時(shí)基于桌子—一小車模型設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)步行穩(wěn)定控制器，該控制器的作用是通過修正期望ZMP軌跡調(diào)節(jié)機(jī)器人軀干的傾斜角度。最后，基于本文所設(shè)計(jì)的雙足步行機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題求解算法、動(dòng)態(tài)步行模式生成算法與步行穩(wěn)定控制器所組成的控制系統(tǒng)，采用開放源代碼動(dòng)力學(xué)引擎0pen Dynamic Engine 進(jìn)行仿真驗(yàn)證。首先在三維虛擬環(huán)境中建立了雙足步行機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型，其次設(shè)計(jì)了零重力環(huán)境下剛體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)與雙足動(dòng)態(tài)步行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證了本文針對雙足步行機(jī)器人動(dòng)態(tài)步行所設(shè)計(jì)的控制方法的有效性。
標(biāo)簽： 機(jī)器人 動(dòng)態(tài)步行控制
上傳時(shí)間： 2022-06-19
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本文為一個(gè)名叫 Besiding的雙足機(jī)器人建立了完整的力學(xué)模型和控制模型，使機(jī)器人能在平面上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)行走。并且對模型的可靠性和實(shí)用性進(jìn)行了仿真計(jì)算，結(jié)果證實(shí)了文中模型的合理性和可行性。這個(gè)名為 Besiding的機(jī)器人有10個(gè)自由度，從機(jī)械學(xué)的角度看，其結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)基本的步行動(dòng)作為了使建立的模型利于計(jì)算機(jī)控制和編程計(jì)算，文章采用了一種遞推的 Newton Euler方法來建立機(jī)器人的力學(xué)模型，這種方法的特點(diǎn)是利用遞推計(jì)算的辦法來形成力學(xué)方程中動(dòng)力矩陣和關(guān)聯(lián)矩陣的元素，這就使得非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)方程在編程計(jì)算的時(shí)候顯得非常簡潔、有效，在這個(gè)基礎(chǔ)上，文章對步行策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并得到了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)行走所必須滿足的力學(xué)條件在 Besiding機(jī)器人的控制問題上，文章采用的是跟蹤式的PD控制法，具體措施是首先把機(jī)器人的行走過程按一個(gè)很小的時(shí)間區(qū)間分成許多時(shí)間域，其次把機(jī)器人的力學(xué)方程在每個(gè)時(shí)間領(lǐng)域里線性化，然后在這個(gè)時(shí)間域內(nèi)對機(jī)器人進(jìn)行PD控制。其實(shí)這種控制方法允許對機(jī)器人控制系統(tǒng)的特性參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就更容易使控制系統(tǒng)達(dá)到我們的要求：另外，Besiding還添加一個(gè)控制環(huán)節(jié)，使其具有一定的魯棒性，來抵消由于實(shí)際機(jī)器人的某些力學(xué)參數(shù)很難精確測量所帶來的對穩(wěn)定性的負(fù)面影響文章的最后對力學(xué)模型和控制用Maab進(jìn)行了仿真計(jì)算，列出一些重要的計(jì)算結(jié)果，對穩(wěn)定性、跟蹤誤差、響應(yīng)性能等重要的控制指標(biāo)進(jìn)行了分析。其結(jié)果顯示，文章所采用的建模方法、行走策略和控制措施是合理的、有效的實(shí)用的。關(guān)鍵詞：雙足機(jī)器人、力學(xué)模型、動(dòng)態(tài)步行、行走策略、控制模型、仿真計(jì)算
標(biāo)簽： 機(jī)器人 動(dòng)力學(xué)建模
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目前對于對步進(jìn)電機(jī)的控制存在精度和價(jià)格方面的矛盾。因?yàn)楦呔鹊膶?shí)時(shí)演算需要較高性能的DSP芯片，成本較高，因此現(xiàn)在的控制方法是采用大量的硬件電路。這種控制方法的精度不但較低，且成本較高。國內(nèi)為了省錢就大多數(shù)使用相對省資源的查表法，但是對于速度變化范圍很大的控制來說，在低速時(shí)會(huì)由于表本身的精度原因造成穩(wěn)定性變差，噪聲變大的問題。這僅僅是低速時(shí)的細(xì)分問題。轉(zhuǎn)速越低，對它控制時(shí)的細(xì)分就越嚴(yán)格。此外還有扭矩的問題，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)過慢時(shí)，即使細(xì)分也無法達(dá)到應(yīng)有的扭矩，這都是控制時(shí)遇到的問題。簡單的說，目前普遍存在于步進(jìn)電機(jī)控制中的問題就是低速運(yùn)轉(zhuǎn)和低速啟動(dòng)的問題。當(dāng)今是科學(xué)技術(shù)及儀器設(shè)備高度智能化飛速發(fā)展的信息社會(huì)，電子技術(shù)的過步，給現(xiàn)代工業(yè)帶來了質(zhì)的提升。現(xiàn)代電子領(lǐng)域中，PLC的應(yīng)用正在不斷的走向深入，這必將導(dǎo)致傳統(tǒng)控制的日益革新。PLC的控制具有高可靠性、高性價(jià)比。比如在機(jī)械手、液體混合罐、液壓、氣壓等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。PLC在1業(yè)方面的應(yīng)用水平已逐步成為一個(gè)國家T業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志2-0利用PLC采用程序設(shè)計(jì)方法來對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，具有線路相對簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，而且可以通過控制按鈕實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和步進(jìn)電郁轉(zhuǎn)速的控制，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)簽： 步進(jìn)電機(jī) PLC
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針對現(xiàn)有方法的不足，本文從太陽能光伏陣列的輸出特性出發(fā)，針對光伏陣列本身具有非線性、時(shí)變性和無法建立精確的數(shù)學(xué)模型的特征，以及傳統(tǒng)模糊控制與PID控制難以滿足精度高、魯棒性好的要求，提出了一種基于模糊PID控制的最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，并采用升壓斬波電路（Boost電路）實(shí)現(xiàn)MPPT功能本文首先介紹了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成和分類，分析了光伏陣列的工作特性，接著分析了Boost電路在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，最后概述了太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤的模糊控制策略中幾種控制器的基本原理，利用Matlab/simulink進(jìn)行仿真，分別搭建了PID控制器、模糊控制器以及模糊PID控制器的模型，將這幾種控制器應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，模糊PID控制方法不僅能快速響應(yīng)外界環(huán)境的變化、有效消除傳統(tǒng)模糊控制下最大功率點(diǎn)處的振蕩現(xiàn)象，而且彌補(bǔ)了在PID控制下系統(tǒng)調(diào)節(jié)過渡時(shí)間較長的缺點(diǎn)，使光伏系統(tǒng)始終工作在最大功率點(diǎn)，提高了光伏系統(tǒng)的效率。
標(biāo)簽： 模糊pid控制 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) mppt
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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在當(dāng)今能源短缺的情況下，電動(dòng)車的發(fā)展變的尤為重要。車用電機(jī)控制器是電動(dòng)汽車的最關(guān)鍵的部分之一，受到了國內(nèi)外學(xué)者的高度重視，近些年來發(fā)展也非常迅速。永磁同步電動(dòng)機(jī)因有高效率、高功率密度、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)，被用作電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對其控制方法的研究很有意義.IGBT是永磁同步電機(jī)控制器的核心部件，然而IGBT驅(qū)動(dòng)效果的好壞對電機(jī)驅(qū)動(dòng)的安全性和可靠性有非常大影響，所以對IGBT驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究很意義。本文首先對永磁同步電機(jī)建立了數(shù)學(xué)模型，并介紹了矢量控制方法和空間矢景脈寬調(diào)制（SVPWM）技術(shù)，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下對SVPWM進(jìn)行仿真。本論文以TMS320F2812為主控芯片，在該控制器中還包括了電源電路、信號檢測電路和保護(hù)電路等，在論文中對每一硬件部分做了詳細(xì)的介紹，分析了每個(gè)電路的功能和作用。同時(shí)介紹了軟件流程，重點(diǎn)介紹了中斷部分的軟件流程，并對位置信號處理和校正做了詳細(xì)說明，在硬件電路中著重分析了驅(qū)動(dòng)電路部分。對IGBT的選型做了詳細(xì)的介紹，并對驅(qū)動(dòng)電路的要求做了進(jìn)一步的說明。在本論文中驅(qū)動(dòng)芯片選用的是HCPL-316J，it IGBT開通和關(guān)斷所需的+15V和-5V電壓，由所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源電路提供。同時(shí)對IGBT的通態(tài)損耗和開關(guān)損耗做了分析，并對引起損耗的參數(shù)做了分析說明。最后為了驗(yàn)證控制器的特性，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上做了大量的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了控制器的整體方案的設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)證明該控制器能夠在電動(dòng)車中可靠運(yùn)行。
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī)控制 igbt驅(qū)動(dòng)
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摘要將異步電機(jī)調(diào)速的矢量控制方法與電壓空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了以SVPWM信號驅(qū)動(dòng)功率器件的異步電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并用Matlab軟件對該系統(tǒng)建模與仿真。仿真結(jié)果表明：該系統(tǒng)不僅具有矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性能，同時(shí)具有減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，降低輸出電流諧波，提高直流電壓利用率等優(yōu)點(diǎn)。本世紀(jì)70年代提出的矢量控制通過坐標(biāo)變換的方法分解定子電流，使之轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和磁場兩個(gè)分量，實(shí)現(xiàn)解耦控制，從而獲得與直流電動(dòng)機(jī)一樣良好的動(dòng)態(tài)調(diào)速特性，開創(chuàng)了交流電動(dòng)機(jī)等效直流電動(dòng)機(jī)控制的先河"1。隨著矢量控制技術(shù)的發(fā)展，如何優(yōu)化矢量控制系統(tǒng)的研究已成為熱門課題。同時(shí)，信號調(diào)制技術(shù)的發(fā)展也使得多種調(diào)速系統(tǒng)達(dá)到了很好的控制效果，其中SVPWM技術(shù)把電動(dòng)機(jī)和逆變器看為一體，通過跟蹤圓形旋轉(zhuǎn)磁場來控制逆變器的工作，能達(dá)到轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、諧波成分少、直流母線電壓利用率高的效果，目前已在變頻產(chǎn)品中得到了廣泛地應(yīng)用，本文通過軟件對基于SVPWM的電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得到了良好的控制效果。
標(biāo)簽： svpwm 異步電機(jī) 矢量控制
上傳時(shí)間： 2022-06-22
本書中，系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代電力電子變換裝置及其PWM控制策略，具有內(nèi)容系統(tǒng)全面、范例豐富詳盡、原理深入淺出、理論與實(shí)際緊密結(jié)合等特點(diǎn)。第1～9章主要關(guān)注脈寬調(diào)制技術(shù)；第10～16章主要關(guān)注電流控制技術(shù)。其中，第1章和第2章講述兩種基本的PWM控制策略；第3章介紹PWM控制中的三相逆變器的過調(diào)制問題；第4～6章是對不同PWM控制方法的詳細(xì)介紹；第7章介紹了PWM控制中的電磁干擾問題；第8章和第9章講述了多重與多相功率變換器的PWM控制策略；第10～15章分別以同步電機(jī)和直流電源為例詳細(xì)介紹了各種不同的電流控制方法；第16章介紹了多電平變換器的電流控制方法。 譯者序 引言 第1章用于兩電平三相電壓型逆變器的載波脈寬調(diào)制1 11引言1 12參考電壓va ref、vb ref、vc ref3 13參考電壓Pa ref、Pb ref、Pc ref6 14va、vb、vc與Pa、Pb、Pc之間的聯(lián)系8 15PWM信號的產(chǎn)生8 151反鋸齒波8 152傳統(tǒng)鋸齒形載波11 153三角形載波12 154說明16
標(biāo)簽： 電力電子變換器 pwm 電流控制
上傳時(shí)間： 2022-06-23
摘要：現(xiàn)代電機(jī)控制的發(fā)展在提高性能、降低損耗、減少成本和其它不斷出現(xiàn)的新的技術(shù)指標(biāo)及特殊應(yīng)用上的要求越來越高，因此有許多新的復(fù)雜的控制算法產(chǎn)生，交流電機(jī)有許多直流電機(jī)所沒有的優(yōu)點(diǎn)，但是寸于交流電機(jī)的控制相對直流電機(jī)更為困難，而DSP的應(yīng)用使得交流電機(jī)控制系統(tǒng)無論是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、成本和效率上都有很大改觀。本文結(jié)合了交流感應(yīng)電機(jī)的速度控制中較為有效的控制方法即磁場導(dǎo)向控制（FOC）理論和T1公司的DSP控制器TMS320LF2407介紹了DSP在電機(jī)閉環(huán)控制中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：電機(jī)控制磁場定向理論DSP矢量控制1引言交流感應(yīng)電機(jī)因?yàn)槠浜芏鄡?yōu)點(diǎn)如結(jié)構(gòu)牢固，運(yùn)行穩(wěn)健可靠，成本低廉和高效率等而被廣泛使用，但是交流電機(jī)的可控制性不如直流電機(jī)，而在很多應(yīng)用中有如精確定位、轉(zhuǎn)距控制、速度控制等要求。為了實(shí)現(xiàn)這些功能和提高控制精度，需要采用閉環(huán)控制系統(tǒng)和采用較為復(fù)雜、有效的控制算法，這些復(fù)雜的控制方法中包含了大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算及系統(tǒng)的適時(shí)性要求，對微處理器運(yùn)算能力和速度要求更高。傳統(tǒng)方法在成本和性能上已經(jīng)很難滿足人們的要求。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理器的（DSP）應(yīng)用解決了處理器的運(yùn)算能力和速度問題。一些電機(jī)控制專用DSP如TI的TMS320LF2407，其中集成了電機(jī)控制的許多必要的外圍器件，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制發(fā)生器和一些專用邏輯電路，給開發(fā)更高性能價(jià)格比的控制系統(tǒng)帶來極大方便。
標(biāo)簽： dsp foc控制算法 交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2022-06-26
設(shè)計(jì)者根據(jù)對環(huán)境的需求，希望能不斷開拓高級電機(jī)控制技術(shù)，用以制造節(jié)能空調(diào)、洗衣機(jī)和其他家用電器產(chǎn)品。到目前為止，較為完善的電機(jī)控制解決方案通常僅用作專門用途。然而，新一代數(shù)字信號控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出現(xiàn)使得性價(jià)比高的高級電機(jī)控制算法最終成為現(xiàn)實(shí)。例如，空調(diào)需要能夠?qū)囟茸鞒隹焖夙憫?yīng)以迅速改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，我們需要高級電機(jī)控制算法，以制造出更加節(jié)能的靜音設(shè)備。在這種情況下，磁場定向控制（Field Oriented Control，F(xiàn)OC）脫顧而出，成為滿足這些環(huán)境需求的主要方法。本應(yīng)用筆記討論了使用Microchip dsPIC0DSC系列對永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM）進(jìn)行無傳感器FOC的算法。為什么使用FOC算法？BLDC電機(jī)的傳統(tǒng)控制方法是以一個(gè)六步的控制過程來驅(qū)動(dòng)定子，而這種控制過程會(huì)使生成的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生振蕩。在六步控制過程中，給一對繞組通電直到轉(zhuǎn)子達(dá)到下一位置，然后電機(jī)換相到下一步。霍爾傳感器用于確定轉(zhuǎn)子的位置，以采用電子方式給電機(jī)換相。高級的無傳感器算法使用在定子繞組中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢來確定轉(zhuǎn)子位置。六步控制（也稱為梯形控制）的動(dòng)態(tài)響應(yīng)并不適用于洗衣機(jī)，這是因?yàn)樵谙礈爝^程中負(fù)載始終處于動(dòng)態(tài)變化中，并隨實(shí)際洗滌量和選定的洗滌模式不同而變化。而且，對于前開式洗衣機(jī)，當(dāng)負(fù)載位于滾筒的頂部時(shí)，必須克服重力對電機(jī)負(fù)載作功。只有使用高級的算法如FOC才可處理這些動(dòng)態(tài)負(fù)載變化。
標(biāo)簽： pmsm 電機(jī)傳感器 磁場 定向控制
上傳時(shí)間： 2022-06-29
上傳用戶：shjgzh
本課題采用了基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電動(dòng)機(jī)的無傳感器矢量控制方法，此種方法利用內(nèi)置式電機(jī)的凸極性的特性，適合于電機(jī)在低速運(yùn)行狀態(tài)下對轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速進(jìn)行估算，對運(yùn)行中的電機(jī)參數(shù)變化不敏感，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性。本文采用了以內(nèi)置式電動(dòng)機(jī)為研究對象，首先分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，并介紹了矢量控制坐標(biāo)變換方法、空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）。進(jìn)而闡述高頻電壓信號注入法的原理，建立數(shù)學(xué)模型。然后提出高頻電壓信號注入的方式，通過對載有轉(zhuǎn)子位置信息的高頻信號進(jìn)行處理，對轉(zhuǎn)子的磁極位置和轉(zhuǎn)速等信息進(jìn)行估計(jì)計(jì)算。本文還通過使用Matlab/Simulink仿真平臺(tái)，建立了基于高頻信號注入法原理的永磁同步電動(dòng)機(jī)的無傳感器控制仿真模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此種算法的可行性。最后通過使用德州儀器公司生產(chǎn)的TMS320F28335為核心芯片，搭建了控制系統(tǒng)電路，并同時(shí)介紹了系統(tǒng)的電源電路、控制電路、電流檢測電路、電流保護(hù)電路等硬件電路。另外對控制算法中的主要部分，包括PWM中斷程序、矢量控制程序、數(shù)字濾波器的算法都進(jìn)行了介紹。最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種無傳感器的矢量控制方法適用于電機(jī)在低速時(shí)的控制要求，動(dòng)態(tài)性能較好，能夠準(zhǔn)確跟蹤轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置，估算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，控制系統(tǒng)的魯棒性較好，實(shí)現(xiàn)了無傳感器控制的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
標(biāo)簽： 高頻電壓信號 pmsm 傳感器 矢量控制
上傳時(shí)間： 2022-06-30
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