摘要：为了提高机载激光通信系统在机体振动和机械摩擦等扰动下的视轴对准精度,提出了一种基于滑模观测器的反步滑模控制方法。首先建立了机载激光通信系统的数学模型,然后通过设计的滑模观测器对扰动值进行估计,同时针对指令转换模块、激光通信模块和电机模块逐步设计了反步滑模控制律,实现对机载激光通信系统视轴的高精度控制。实验结果表明:提出的方法与分数阶PID控制方法相比突出了更优的快速性和准确性,响应时间仅为0.4 s,最大空间对准误差仅为0.3 m,设计的滑模观测器能够快速、准确地估计出扰动值,响应时间仅为0.3 s,最大估计误差分别仅为0.1 m/s、0.06 (°)/s;和0.07 A/s,大幅提高了机载激光通信系统中视轴的对准精度。

摘要：针对四旋翼无人机(UAV)的传感器故障问题,提出了一种模糊自适应容错控制方法.首先建立了四旋翼UAV姿态故障模型,然后分别针对姿态角回路和角速度回路设计了模糊自适应容错控制律.在设计过程中,利用模糊系统估计不确定项,并针对参数向量设计了自适应律,最后对整个系统进行了稳定性分析.对比仿真实验表明:提出的模糊自适应容错控制律具有更优的响应速度和鲁棒性,能够准确跟踪指令信号,实现了包容传感器故障、转动惯量摄动以及外部干扰的容错控制.

摘要：为了有效补偿阻尼摄动、未知负载以及电磁干扰对永磁同步电机的影响,并提高电机的控制精度,提出了一种基于扩张状态观测器的模型预测鲁棒控制方法。首先建立了带有阻尼摄动、未知负载以及电磁干扰等复合干扰的永磁同步电机模型,然后设计了扩张状态观测器来准确估计复合干扰,并引入复合干扰估计结果来改进传统模型预测控制的鲁棒性,最后提出了预测输出和代价函数,通过滚动优化后得到改进模型预测控制律,实现了对永磁同步电机的鲁棒控制。仿真结果表明:设计的扩张状态观测器能够快速准确估计出复合干扰,最大估计误差仅为0.2 r/min 2,且改进的模型预测控制方法能够准确跟踪指令信号,转速和加速度最大误差分别为0.3 r/min和0.3 r/min 2,在测试实验中的转速最大误差仅为0.5 r/min,可有效消除永磁同步电机的各种干扰的影响,从而大幅改善了对工件的加工精度。

摘要：为了提高对矿井瓦斯检测的精度和处置响应速度,设计了瓦斯集中监控系统,系统主要由瓦斯检测装置、风机和监控中心组成。根据瓦斯对特定红外光谱的吸收特性,采用处理器STM32F407作为控制核心设计了瓦斯检测装置,由中红外量子级联激光作为光源,通过改进的测量气室后光强衰减,借助红外探测传感器和微弱信号处理电路测量红外光强的变化,并根据比尔-朗伯定律推导计算出气体浓度。瓦斯检测装置将采集的瓦斯浓度信息通过ZigBee网络发送到监控中心进行处理,若瓦斯浓度超标,会向所有风机发送控制指令,调整风机以最佳方式运行,尽快排出瓦斯。实验结果表明:设计的瓦斯检测装置即便在恶劣工况环境也能表现出较高的测量精度,全量程范围的平均误差仅为0.28%,明显优于化学催化传感测量方法,实现了对井下瓦斯的集中监控,且能够自动触发报警和控制风机,大大提升了矿井的作业安全。

摘要：针对蔬菜大棚温湿度和土壤水分控制难的问题,采用远距离无线串口透传技术设计了自动智能管理系统,主要由温湿度监控节点、土壤水分监控节点和管理主机组成。监控节点利用处理器STM32F103作为控制核心而设计,被均匀布置在大棚的各个区域,通过传感器AM2302和SM2802M分别采集大棚温湿度和土壤含水率,通过无线串口透传模块E17-TTL100-SMA发送到管理主机。管理主机上运行着采用C#专业设计的管理软件,自动将接收到的数据进行处理、分析和显示,并存储在数据库SQL Server2008中,如超出了预设的作物最佳生长范围,根据系统设定自动控制风机和灌溉管道阀开关进行调节。通过对西红柿大棚的实验表明:该系统实现了大棚温度湿度和土壤水分的实时智能管理,大大降低了管理者的劳动强度。

摘要：首先,介绍了基于DSP和ZigBee的水质监测控制系统总体架构,确定了各控制单元、传感器模块的型号;然后,设计了浊度、温度、溶氧量和pH值检测电路,并完成了GPRS数据传输模块的设计与研究;最后,利用Delphi和Access数据库设计了农田灌溉水质后台监控软件,可以方便后台监控人员实时了解灌溉用水的水质状况。

摘要：高速主轴在工作过程中易受热变形影响数控机床加工精度,而角接触球轴承作为高速主轴的支承件发挥着巨大的作用。根据Hertz接触力理论,结合角接触球轴承受力平衡以及位移方程,建立角接触球轴承对主轴位移影响的分析模型,然后通过对比用模型计算的轴套位移值与用位移传感器测得的轴套位移值来进行验证;最后分析计算不同转速下轴承内外圈接触力和轴承刚度的影响,以及不同转速下对轴套和主轴位移产生的影响。利用该模型可以设置合理的预紧载荷以及主轴转速,提高轴系的运动定位精度,为轴承预紧量的施加、工作预紧载荷的调整及预紧装置的设计提供参考,弱化轴承塑性变形导致的热变形,从而降低对高速主轴变形位移产生的影响。

摘要：为了实现对液体的无损探测识别,在可调谐二极管激光吸收光谱和波长调制光谱(TDLAS-WMS)技术的基础上,采用嵌入式处理器LPC2148和波长可调谐的分布反馈(DFB)激光器设计并研制了液体无损探测识别电子鼻系统,控制DFB激光器出射波长通过被检测液体的挥发气体,根据谱带的吸收情况进行探测,并将数据经过USB接口传输到上位机进行处理和分析。上位机根据气体信息数据库识别出被检测液体。测试结果表明,设计的电子鼻系统可以在不破坏待测物质化学性质的前提下快速准确地进行探测和区分识别。

摘要：提出了一种基于射频无线通信技术的瓦斯气压检测系统设计方案;把压力传感器和无线发射装置直接安装矿井内,采集矿井内各时刻不同地点的瓦斯气压数据,采集数据经处理后再以无线射频信号发射给地面监控室内的数据接收器;通过地面接收和处理,能实时准确地检测各个时刻瓦斯气体的浓度及压力状况,以便安全人员作出相应的对策;另外,还详细阐述了实现此检测系统的几项关键技术,包括无线发射器功耗、无线射频通信技术、抗干扰措施等。

摘要：为了提高永磁同步电机转子转速在未知负载力矩和电路扰动等影响下的控制精度,提出了一种滑模鲁棒控制方法。首先建立了包含多元干扰的永磁同步电机转速模型,通过设计自适应干扰观测器来估计未知负载力矩的大小,并对其收敛性进行了证明,然后采用非奇异终端滑模面设计了鲁棒控制律,并引入滑模自适应律估计出电路扰动的大小,最终实现了对多元扰动下永磁同步电机的鲁棒控制。实验结果表明:提出的滑模鲁棒控制方法与自抗扰控制方法相比,具有更优的稳定性、准确性和快速性,转速和加速度的最大误差分别仅为0.05 r/s和0.005 r/s2,自适应干扰观测器的估计误差仅为0.1 N·m,滑模自适应律的估计误差仅为0.05 V,大大提高了永磁同步电机转动的控制精度。