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首先介紹一下原理，其實很簡單，磁力對懸浮物的控制，其基本原理是：霍爾傳感器在浮子的正下方，當檢測到浮子向左運動時，兩邊的線圈一個吸一個拉，把它推向右；反之如果浮子想右運動，那么兩個線圈的電流都反向，總共兩組共四個這樣的線圈，就可以把浮子限制在二維平面之內了。但是線圈產生的力是比較小的，因此只能夠推動浮子在水平面移動，要克服浮子的重力讓它懸浮起來，就要在四個線圈下面再加一個大的環形磁鐵提供斥力。為了讓懸浮更加穩定，我們采用了PID控制的平衡算法，對PID算法的了解有助于我們對整個實驗原理的理解，借用網上對PID的一段介紹：在工程實際中，PID控制是應用最為廣泛的調節器控制機制。PID控制中得P代表比例，即proportion；I代表積分，即integral；D代表微分，即differential；因此，PID控制，即比例-積分-微分控制。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或者得不到精確的數學模型時，其他的控制方法難以采用，那么控制器的結構和參數必須結合經驗和現場調試來決定，在這種情況下采用PID調節最為方便。首先，比例控制是一種最簡單的控制方式，就像胡克公式中的比例系數一樣，當控制器的輸出與輸入信號成比例關系，那么就可以得到一個比例系數。其次，積分控制是指控制器的輸出與輸入的誤差信號的積分有關。就如同電路中的電感元件，某個時刻的電壓與電流的積分有關。類似的，有時候信號的輸出必須綜合之前信號的輸入，而這種綜合往往是求和關系，因此使用積分控制簡單易行。最后，微分控制是指控制器的輸出與輸入信號的微分有關。最簡單的微分關系就是速度是位矢的微分。我們在控制懸浮物的平衡時，光知道懸浮物偏離平衡位置的位移從而采用比例控制是不夠的，對于同樣的偏離位移，懸浮物可能有不同的速度，那么要求我們對懸浮物有不同的處理方法，而恰恰速度是位矢的微分，于是我們可以通過對位移輸入數據進行微分操作，來實現對懸浮物的精確實時控制。可見，PID控制器是一種那個動態的控制機制。 以上就是實現下推式磁懸浮的基本原理，借助以上的基本原理，結合一定的軟件算法實現，我們就可以對懸浮物進行動態控制。
上傳時間： 2022-06-07
上傳用戶：canderile
無刷直流電動機是現代工業設備中重要的運動部件，保留了有刷直流電動機寬闊而平滑的優良調速性能，同時又克服了有刷直流電動機機械換向帶來的一系列的缺點，在各個領域中得到廣泛應用。本論文闡述了無刷直流電動機的系統構成和工作原理，分析了無刷直流電動機的數學模型、等效電路、傳遞函數以及調速原理。采用轉速電流雙閉環控制與H PWM．L ON的脈寬調制方法驅動控制無刷直流電機，并在MATLAB／Simulink平臺上進行了計算機仿真。仿真結果表明，控制系統有較好的動靜態特性。論文還分析了經典PID控制和模糊控制各自的優缺點，并介紹了結合二者優點的模糊自適應PID控制的優點。在MATLAB／Simulink平臺進行了基于模糊自適應PID控制器的無刷直流電機控制系統的計算機建模仿真。與采用經典PID控制器的控制系統相比，采用模糊自適應PID控制器的控制系統的動靜態特性都得到改善。本論文設計了無刷直流電機控制系統的硬件，包括控制單元、功率變換單元，并進行了電磁兼容性設計。控制單元以TI的TMS320F2812DSP控制器為核心，設計了位置傳感器接口電路、人機界面電路、電平轉換電路、電流采樣電路以及采樣調理電路等。功率變換單元以三菱的IPM PS21 563．P為核心，設計了整流電路、逆變電路、能耗制動電路以及多項保護電路。設計了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度電流雙閉環電機驅動控制程序、位置檢測程序、電流采樣程序、人機界面程序以及各項安全保護程序等。在對硬件部分和軟件部分進行調試后，對控制系統進行了實驗，通過實驗波形，檢驗了控制系統的工作性能。本文最后對整個系統的設計進行了總結，并對本系統存在的問題和后續的研究工作提出了自己的看法看法。
上傳時間： 2022-06-28
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道理擺系統是一個典型的快速、多變量、非線性、不穩定系統，對倒立擺的控制研究無論在理論上和方法上都有深遠的意義。本論文以實驗室原有的直線一級倒立擺實驗裝置為平臺，重點研究其PID控制方法，設計出相應的PID控制器，并將控制過程在MATLAB上加以仿真。本文主要研究內容是：首先概述自動控制的發展和倒立擺系統研究的現狀；介紹倒立擺系統硬件組成，對單級倒立擺模型進行建模，并分析其穩定性；研究倒立擺系統的幾種控制策略，分別設計了相應的控制器，以MATLAB為基礎，做了大量的仿真研究，比較了各種控制方法的效果；借助固高科技MATLAB實時控制軟件實驗平臺；利用設計的控制方法對單級倒立擺系統進行實時控制，通過在線調整參數和突加干擾等，研究其實時性和抗千擾等性能；對本論文進行總結，對下一步研究作一些展望。關鍵詞：一級倒立擺，PID，MATLAB仿真
上傳時間： 2022-07-02
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將偏差的比例（Proportion）、積分（Integral）和微分（Differential）通過線性組合構成控制量，用這一控制量對被控對象進行控制，這樣的控制器稱PID控制器。1.1模擬PID控制原理在模擬控制系統中，控制器最常用的控制規律是PID控制。為了說明控制器的工作原理，先看一個例子。如圖1-1所示是一個小功率直流電機的調速原理圖。給定速度n（f）與實際轉速進行比較n（），其差值e（）=n（0-n（），經過PID控制器調整后輸出電壓控制信號u），u）經過功率放大后，驅動直流電動機改變其轉速。常規的模擬PID控制系統原理框圖如圖1-2所示。該系統由模擬PID控制器和被控對象組成。圖中，r（）是給定值，y（f）是系統的實際輸出值，給定值與實際輸出值構成控制偏差e（t）e（）作為PID控制的輸入，以）作為PID控制器的輸出和被控對象的輸入。所以模擬PID控制器的控制規律為
標簽： pid控制
上傳時間： 2022-07-04
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磁懸浮技術具有無摩擦、無磨損、無需潤滑以及壽命較長等一系列優點，在能源、交通、航空航天、機械工業和生命科學等高科技領域有著廣泛的應用背景。隨著磁懸浮技術的廣泛應用，對磁懸浮系統的控制已成為首要問題。本設計以PID控制為原理，設計出PID控制器對磁懸浮系統進行控制。在分析磁懸浮系統構成及工作原理的基礎上，建立磁懸浮控制系統的數學模型，并以此為研究對象，設計了PID控制器，確定控制方案，運用MATLAB軟件進行仿真，得出較好的控制參數，并對磁懸浮控制系統進行實時控制，驗證控制參數。最后，本設計對以后研究工作的重點進行了思考，提出了自己的見解。PID控制器自產生以來，一直是工業生產過程中應用最廣、也是最成熟的控制器。目前大多數工業控制器都是PID控制器或其改進型。盡管在控制領域，各種新型控制器不斷涌現，但PID控制器還是以其結構簡單、易實現、魯棒性強等優點，處于主導地位。
上傳時間： 2022-07-19
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航空蓄電池是重要的機載設備，在飛機安全飛行中起著重要的作用。蓄電池充電設備的性能直接影響著蓄電池的電氣性能和使用壽命，因此近年來航空蓄電池充電設備的研制已經成為研究的熱點之一。論文研究一種采用上下位機聯合控制的航空蓄電池充放電系統，對鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池進行智能充電、放電和容量分析。 論文在綜合分析航空蓄電池充電器技術要求的基礎上，運用現代電力電子技術，設計了集充電、放電功能于一體的功率電路，并研制了基于DSP芯片TMS320F2812的充放電控制系統。論文詳細闡述了系統的設計方案、參數計算和控制方法。 論文以Visual Basic 6.0為開發環境，編制了航空蓄電池充放電系統的上位機軟件，實現了顯示、報警、打印、數據存儲與管理等功能。根據系統上下位機通信的需求，制定了通信協議并設計了基于RS-232串口的通信程序，實現了信息的交換與控制。 論文基于電路原理、自動控制原理等理論，建立了充電器控制系統的模型，并設計了以Buck電路為控制對象的系統仿真軟件。通過仿真分析，調整PID控制器的參數，優化控制器的性能，并縮短了調試的周期。
上傳時間： 2013-08-02
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無刷直流電機是一種性能優越、應用前景廣闊的電機，應用傳統的控制理論對其進行控制系統設計、分析的技術已經相對成熟，在此基礎上研發出的各種調速系統已經在工業生產中獲得廣泛應用。因此，無刷直流電機的進一步推廣應用，在很大程度上依賴于對一些先進控制策略的研究。 為了改進無刷直流電機調速系統的控制性能，本文基于灰色控制理論建立了無刷直流電機灰色PID控制調速系統模型。常規的PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛采用。在系統模型參數變化不大的情況下，PID控制性能優良，但無刷直流電機是一種多變量、非線性的控制系統，傳統的PID控制器難以克服電機自身參數不確定和擾動帶來的轉速偏差問題，無法實現精確快速的控制。灰色控制器是在繼承經典PID控制器不依賴于對象模型優點的基礎上，通過改進經典PID固有缺陷而形成的新型控制器，性能優良并且算法簡單。該控制器設計不需要建立電機的精確數學模型，對參數變化和負載擾動不敏感。系統較好地實現了給定速度參考模型的自適應跟蹤，結構簡單，能適應環境變化，具有較強的魯棒性。 本文以灰色系統理論為基礎，把無刷直流電機的數學模型分為確定部分與不確定部分，對被控對象的不確定部分建立灰色模型，進行灰色預估補償，使控制系統的灰量得到一定程度的白化。對所提出的無刷直流電機灰色PID控制調速系統進行了仿真，對仿真結果給出理論分析；以TMS320F2812型DSP為核心控制器建立了無刷直流電機調速驅動系統。仿真和實驗結果表明，基于灰色PID控制算法的無刷直流電機調速系統受電機參數變化影響較小，具有較高的控制精度和魯棒性，表現出優良的動、靜態性能。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：lyy1234
果園收獲作業機械化、自動化是廣大果農們關注的熱點問題，開展果樹采摘機器人研究，不僅對于適應市場需求、降低勞動強度、提高經濟效率有著一定的現實意義，而且對于跟蹤世界農業新技術、促進我國農業科技進步，加速農業現代化進程有著重大的歷史意義。 果樹采摘機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合系統，它是由機械手固定在履帶式移動平臺上構成的一類特殊的移動機器人系統。本文在國家“863”高技術項目“果樹采摘機器人關鍵技術研究”支持下，以自行設計的機器人機械結構為研究對象，對果樹采摘機器人的控制系統進行了分析、研究和設計，設計了視覺伺服控制器，并對采摘機器人避障技術進行了探討。主要工作如下： 首先，分析了果樹采摘機器人機械結構，介紹了機器人運動學理論，根據自行設計的5自由度機械臂機械特性，采用幾何結構算法，建立了果樹采摘機器人機械臂的正、逆運動學方程。 其次，基于開放、先進和可靠的考慮，采用開放式結構設計機器人的控制系統。在開放式控制系統設計中，主要對果樹采摘機器人硬件組成部分主控計算機、運動控制器、數據采集卡等進行了選型設計。在分析果樹采摘機器人工作環境和工作特性的基礎上，設計了果樹采摘機器人的外圍傳感器。 再次，根據果樹采摘機器人機械結構和控制系統結構組成，設計了PID控制器，應用于機器人視覺伺服控制，實現果樹采摘機器人的實時控制。在詳細論述關節式機器人避障方法的基礎上，對果樹采摘機器人避障方法進行了初步的探討，提出了采用C—空間法實現采摘機器人實時避障。 最后，建立了傳感器實驗平臺，通過實驗驗證了所設計傳感器的正確性。利用固高PAN&TILT兩維數控轉臺和實地拍攝的蘋果圖像，對所提出的控制方法通過轉臺控制實驗進行了驗證。
上傳時間： 2013-08-05
上傳用戶：liuxiaojie
隨著用戶對供電質量要求的進一步提高，模塊化UPS 并聯系統獲得了越來越廣泛的應用。本文以模塊化UPS為研究對象，根據電路結構，將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進行討論。整流環節對Boost-PFC 電路進行并聯控制，實現直流部分的模塊化；逆變環節在瞬時電壓PID 控制的基礎上，引入了瞬時均流的并聯控制策略，實現交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數校正技術的基本原理和控制思路，分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過程，并將其簡化等效成常規的Boost 電路進行分析和控制。根據控制系統的結構，分別對電流控制環和電壓控制環進行了分析，得出了電感電流主要受電流指令的影響，而輸入輸出電壓差的影響則相對比較小；輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據電流環和電壓環的解析表達式，給出了并聯控制的方法及原理。 對單相電路、三相電路以及多模塊并聯電路分別進行了仿真驗證，對多模塊的并聯系統進行了實驗驗證。建立了單相逆變器的數學模型，并加入PID 控制器，得到了輸出電壓的解析表達式，得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關。利用極點配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數的計算公式，并采用后向差分法，將其轉換到數字域，得到了數字PID 控制器參數與模擬域參數的換算關系。通過實驗測試和曲線擬合的辦法，得到了實際逆變器的電路參數。通過對所設計的數字PID 控制器進行仿真和實驗，驗證了理論分析和計算。建立了PID 電壓閉環的多逆變器并聯系統數學模型，分析得出并聯系統的輸出電壓主要由系統中各模塊的平均給定電壓決定，同時也受較高次的輸出諧波電流影響，受輸出基波電流影響相對較小；環流主要受模塊的給定電壓與系統平均給定電壓的偏差影響。針對環流產生的原因，提出了一種瞬時均流控制策略來減小系統環流對給定電壓偏差的增益，從而達到瞬時均流的目的。 對兩逆變模塊并聯的系統在各種工況下進行了仿真和實驗，驗證了理論分析的正確性和這種瞬時均流控制策略的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：ggwz258
三相逆變器作為交流供電電源的主要部分，廣泛地應用于電動車、電力設備、產業設備、交通車輛等領域。逆變器的并聯控制技術以其廣泛的應用前景也得到越來越深入地研究。人們對逆變電源的要求越來越高，高性能、高可靠性的大功率逆變器就是當今逆變電源的發展趨勢之一。提高逆變電源容量主要有兩個途徑，設計大功率的逆變器和采用逆變器并聯技術實現電源模塊化。 為此，本文以兩臺400kVA組合式三相逆變器為對象，采用全數字化控制方式，主要研究了大功率三相逆變器的波形控制技術和并聯控制技術。本文圍繞大功率組合式三相逆變器，對其主電路結構、系統的數學模型、波形控制技術以及并聯系統模型、并聯控制方案進行了較為詳細的分析和研究。分析了適用于大功率的組合式三相逆變器結構，并給出了400kVA組合式三相逆變器的主電路設計。建立和分析了組合式三相逆變器在ABC、αβ、dq 坐標系下的數學模型。針對大功率組合式三相逆變器，采用在dq 坐標系下的三相電壓閉環統一控制方案。為了使大功率三相逆變器得到較好的輸出電壓波形質量，采用PID 瞬時值電壓反饋控制和重復控制并聯結合的控制方案。分析了PID 控制器和重復控制器的原理，并針對400kVA 三相逆變器的系統性能，給出了相應數字PID 控制器和重復控制器的設計。并利用Matlab 建立了系統的仿真模型，給出了理論研究結果。提出了有效提高系統動態性能的兩種方法：加負載電流前饋和動態過程中強制改變改變調制比。介紹了大功率三相逆變器的短路限流保護技術，提出了采用瞬時值限流電路和單獨的軟件限流環相結合的方案，保證大功率三相逆變器在短路時自動限流保護。對兩臺大功率三相逆變器組成的并聯系統的結構、環流特性及逆變器的輸出功率進行了分析。詳細分析了輸出阻抗特性不同時，逆變器環流和輸出功率分配的差異，得出了輸出阻抗對環流和功率影響的一般規律。針對大功率三相逆變器并聯系統，采用基于功率誤差的分散邏輯控制方案。分析了基于功率誤差的分散邏輯控制原理，逆變器輸出功率的檢測和母線信號綜合的脈寬調制原理。根據400kVA 三相逆變器并聯系統的輸出阻抗特性，采用了無功調節輸出電壓幅值和同步鎖相實現相位同步的并聯控制策略。 本文最后在兩臺400kVA組合式三相逆變器樣機上得到了實驗驗證。實驗結果進一步驗證了大功率三相逆變器的波形控制和并聯控制策略有效可行性。
上傳時間： 2013-07-03
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