摘要：针对采煤机自动调高是电液比例伺服控制的情况,通过建立采煤机调高油缸数学模型,得到采煤机调高系统状态空间方程,采用滑模变结构控制策略设计了采煤机自动调高控制器,主要包括根据采煤机调高系统状态方程设计滑模面切换函数和滑模控制规律,得到滑模控制函数。最后,在建立采煤机调高系统状态方程和滑模控制函数的基础上,进行了采煤机调高控制器仿真分析,其结果表明,采用滑模变结构控制能够较好地实现采煤机截割滚筒快、平、稳的自动调整。

摘要：针对永磁同步电机驱动系统功率器件开路故障问题,提出了一种基于混合逻辑动态模型和剩余电流的开路故障诊断方法,以提高永磁同步电机驱动系统的安全性与可靠性。通过研究电机驱动系统离散开关信号和连续电流状态变量,建立永磁同步电机系统的混合逻辑动态模型对电机电流进行估计;然后,利用估计模型与实际电流的残差极性与残差间的差值极性作为诊断特征量,通过查找设计的故障状态表以实现故障器件定位。该方法利用控制策略中已使用的变量实现开路故障诊断,避免使用额外的传感器,并且可有效消除转速和负载变化对诊断结果准确性的影响。仿真与实验结果表明,该方法具有诊断时间短、准确度高、鲁棒性强等优点,且诊断时间均小于基本电流周期的60%。

摘要：磁场驱动技术在微机器人操作领域已成为当前的研究热点。设计了一种梯度增强型磁场驱动系统,首先建立铁芯末端模型并设计末端形状,利用有限元法优化铁芯线圈参数以达到磁感应强度、磁场梯度、磁场均匀性和工作空间等系统指标要求;其次对所设计的磁驱系统进行ANSYS仿真和实验测试,得出该磁驱系统工作空间中心的最大磁感应强度为73.93 mT,工作空间中心的最大磁场梯度为8.68 T/m,与其他文献研究的梯度磁场驱动系统进行比较,性能提升明显。同时对所设计的新型磁驱系统进行运动控制实验分析,结果表明该系统能够在不同环境下对磁珠进行位置闭环控制,在不同粘度的硅油环境下驱动磁珠按预定轨迹运动的平均误差最大为0.066 mm,均方根误差最大为0.078 mm。

摘要：微机电系统在生物医学领域具有巨大的应用潜力,以压电陶瓷为基础设计的压电驱动系统在微纳操作高精度控制领域发挥着重要作用。在各领域的实际应用中,微操系统与环境的交互一直是研究的热门方向。由于微尺度下跟踪力误差相比宏观尺度下更不可忽略,因此微操作臂与环境接触力的精准控制是提高微操作准确度的关键。为此本文提出一种力跟踪阻抗控制策略,能够在操作过程中实现对接触力的精确跟踪。考虑到阻抗模型对环境参数要求较高,本文提出了扩展卡尔曼滤波器对外部环境参数进行在线估计的方法。实验结果表明,所提控制方法能够成功实现微操作臂-环境交互模型的力跟踪控制并且有良好的跟踪精度,力跟踪平均绝对误差为7.82 mN,均方根误差为10.16 mN,因此该方法对不确定性环境下接触力的精确跟踪具有可行性。

摘要：该文提出一种两相交错并联三电平双向DC-DC变换器功率均衡解耦控制策略,并有效地减少了电流传感器的使用。通过对变换器拓扑工作原理的分析,得出两相交错三电平拓扑的等效两电平分析方法。在此基础上,提出基于总电流分时倍频采样功率均衡解耦控制策略,使变换器的电压调节与相间电流均衡控制实现了完全解耦。此外,将常规均衡控制所需的四路电流采样,减少为两路,达到了简化控制结构的目的。建立基于等效拓扑下的小信号模型,利用该模型对所提方案进行理论验证,并给出控制器参数的具体设计方案。最后通过小功率物理仿真实验对所提控制策略进行了有效验证。

摘要：磁性微型机器人在生物医学中具有较小的侵入性,且易于通过微窄的环境,近些年来成为一个新兴的领域。然而,设计可以应用在复杂环境中的微型机器人自主导航控制系统仍旧是一个挑战。提出了一个基于显微视觉反馈的微型机器人自主导航控制方案,设计了语义分割模型以构建显微视野下的全局语义地图,然后改进了RRT-connect路径规划算法,并基于强化学习设计了轨迹跟踪控制模型以跟随规划路径。最后,搭建实验平台进行了微型机器人自主导航的实验,结果证明:所提方案能够在复杂的环境下构建环境语义地图,并实现路径的规划与导航控制。

摘要：提出了一种采煤机遥控装置的设计方案,阐述了如何通过CP340实现遥控操作的过程,详细介绍了基于S3C44B0X和射频芯片nRF905的遥控装置硬件设计和nRF905的无线收发流程,制定了S3C44B0X和CP340的通讯协议,给出了基于μC/OS-II操纵系统的软件设计流程。试验表明,该遥控装置运行可靠。

摘要：在微流控系统中,利用超顺磁性粒子实现对目标物的捕获、分离和检测在生物分析领域具有广泛的应用前景。然而,粒子快速、准确的自动化传输是片上生物分析面临的重大挑战。为了解决上述问题,本文研究了粒子在微流控系统中的建模与运动控制。首先,设计了一种带有锥形尖端铁芯的电磁线圈,并推导了电磁线圈的磁场分布的模型;然后,建立了微流控芯片内粒子的动力学模型,采用高增益扩张状态观测器来估计和抑制模型参数的不确定性和环境干扰,并建立了闭环运动控制系统;最后,通过实验进行验证。实验表明,本文提出的模型和控制方法可实现微流通道中超顺磁性粒子在不同环境中的识别、跟踪和运动控制,运动的平均误差最大为3.37μm,均方根误差最大为4.29μm。

摘要：以培养学生的综合能力为目标,本文阐述了自动化专业模拟电子技术课程考试模式改革的方案和实施办法,设计了包含课程基础理论、EDA设计方法和实际电路操作三位一体的综合型考核测试方法,通过新型考核体系实践,进一步提高学生的综合素质与专业水平,使学生能够真正达到理论与实际结合,做到学以致用。这不仅为从事该课程教学的教育工作者提供一定的教学参考,同时也对模拟电子技术这门传统基础课程的教学改革提供了一些思路。

摘要：根据采煤机监控系统在实时性、可靠性方面的要求,提出了一种基于ARM和μC/OS-Ⅱ的采煤机关键参数监测系统设计方案,详细介绍了采煤机关键监测量、系统硬件和软件设计,给出了数据采集方案、S3C44B0X外围接口电路和μC/OS-Ⅱ任务创建方法。实验表明,该系统具有较强的实时性和可靠性。