摘要：机械臂的同步控制在工业自动化中具有重要意义,可以提高生产效率和精度。本文通过项目式实验方式,逐步开展电路分析实验工作。首先,全面分析了机械臂同步控制的目标和技术需求,制定了详细的设计方案。接着,利用模拟电路设计了一套控制系统,并进行了多次实验调试,以验证其性能和可靠性。在实验过程中,不断优化电路设计,最终成功地通过模拟电路实现了机械臂的同步控制,体现了快速响应和平滑控制的优势。该研究不仅将课堂上学习的电路分析知识应用于实际情境中,还有效提升了学生的调试和故障排除能力。The synchronous control of robotic arms is of great significance in industrial automation, as it can improve production efficiency and accuracy. This article gradually carries out circuit analysis experiments through project-based experimental methods. Firstly, a comprehensive analysis was conducted on the objectives and technical requirements of synchronous control for robotic arms, and a detailed design plan was formulated. Subsequently, a control system was designed using analog circuits and multiple experiments were conducted to verify its performance and reliability. During the experimental process, the circuit design was continuously optimized, and ultimately the synchronous control of the robotic arm was successfully achieved through analog circuits, demonstrating the advantages of fast response and smooth control. This study not only applies the circuit analysis knowledge learned in the classroom to practical situations, but also effectively enhances students’ debugging and troubleshooting abilities.

摘要：现有大型海管抛投机构能够代替传统的抛砂方式,更好地完成抛砂动作。为了实现海管抛投机构中机械结构的运动、提高机械结构的稳定性和抛投工作的效率,设计一种大型抛投机构的液压系统。该系统采用同步马达同步控制2个液压马达,采用PID来对液压马达和液压缸进行同步控制,实现同步马达之间的动作一致,在保证抛投机构动作精确控制的同时提高了抛投效率,也提高了海管治理抛投机械结构的稳定性。研究成果可为海管抛投机构提供可靠的液压系统技术支持。

摘要：为了提高双主轴蓝宝石开方机的同步性能,设计了一套新的张力和同步控制方法。分析了蓝宝石开方机同步控制系统张力产生的原理,并对张力摆杆机构、走线系统和排线系统进行了张力优化设计。为了减小排线换向对机械和电机的冲击,设计了一种柔性控制换向方法。为了实现多轴精准同步,研究了蓝宝石开方机多轴同步速度耦合关系,并对多轴同步系统运动进行分析,采用虚拟主轴的方法进行多轴同步控制。为避免两个主轴控制震荡,设计了主从辊同步力矩控制方法,使力矩输出高度同步。设计了基于实时以太网的张力控制系统硬件平台,并基于模块化设计原则设计了软件结构。最后在DX4040型蓝宝石开方机上验证了所提双主轴同步控制系统的可行性。

摘要：传统滤光轮多光谱相机难以适用于高速成像应用场景,为了实现高速红外成像,设计了一种长波红外多光谱同步成像系统,并研制了原理样机。对该系统所采用的电子学设计、同步控制方法、成像精度计算方法等进行研究。首先,根据系统总体工作原理介绍了同步控制的电子学设计。然后,针对多光谱相机波段切换与探测器成像的同步难点,提出了一种串级双闭环同步控制方法,将位置传感器的位置信号与探测器外触发信号进行联动,保证谱段切换与探测器成像的闭环同步。最后,提出了同步成像精度评价方法,进行了误差分析及精度计算。实验结果表明:系统实现了高速高精度红外同步成像,帧率为150 Hz,基于编码器的同步控制误差为0.107°,成像误差仅为一个像素,完全满足系统精度指标要求3.255°。设计方法适用于多种形式的滤光轮多光谱相机。

摘要：针对一类离散Markov跳变耦合信息物理系统(CPS)的同步控制问题,在考虑系统参数跳变、耦合参数跳变、控制信息不完全和人为攻击的情况下,设计同步控制器实现CPS的同步.首先,给出具有随机欺骗攻击和执行器故障的Markov跳变耦合CPS模型.其次,基于矩阵Kronecker积,得到同步误差系统,将CPS的同步控制问题转化为同步误差系统的稳定性分析问题.再次,通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,并利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法得到使同步误差系统稳定的充分条件,在此基础上,设计同步控制器实现对Markov跳变耦合CPS的同步控制.最后,通过数值仿真例子说明该同步控制器设计方法的有效性.

摘要：在混沌系统的同步控制中,由于混沌系统对初始状态的敏感性,一旦两个混沌系统的状态初值偏差大,其状态同步往往需要高幅值的控制律来达到,这给同步控制实现带来了困难,并且在同步控制中,两个混沌系统的初始值通常是未知的.本文考虑控制输入受限情况下的混沌同步控制问题,基于符号函数的近似表示式,将受限的控制输入建模为连续可微的光滑函数,在每一个采样点将同步控制误差系统近似为局部最优线性模型并设计连续型线性二次型调节器(LQR)最优控制律.为降低混沌同步控制律的幅值和维持同步系统采样时刻之间的动态,设计了等价的离散最优控制律,并通过调整LQR性能加权矩阵值,确保同步控制信号不会超出其受限的上界.最后对统一混沌模型下的三种不同混沌系统同步控制进行了仿真研究.仿真结果验证了方法的有效性.

摘要：分析了激光智能制造系统中同步控制问题,利用现场总线机制和串口通讯机制实现控制计算机对机器人系统和激光器系统的同步控制:设计外围控制电路,实现在加工过程中控制计算机对系统的状态监视和故障处理;运用多线程程序机制设计应用程序,实现控制计算机对整个系统的实时与同步控制。所设计的系统运行稳定,满足了实际工程应用的要求。

摘要：构建一个新的分数阶细胞神经网络系统,设计驱动系统非线性参数已知而响应系统非线性参数值未知的驱动–响应系统,运用自适应同步控制器及参数自适应调整律实现该驱动–响应系统同步.数值仿真和动力学分析结果表明新的分数阶细胞神经网络系统具有混沌特性.结合分数阶电路理论设计出新的分数阶细胞神经网络系统同步控制的电路原理图.本方案实际可实现4096种多元组合电路,为简洁起见,选取分数阶qi(i=1,2,3)相同值(即q1=q2=q3=0.95)的组合电路进行电路仿真.仿真结果表明,多元电路仿真和数值仿真实验结果具有很高的吻合度.从而证实了该自适应同步控制方法在物理上的可实现性,在工程领域中具有现实的应用价值.

摘要：在永磁直线同步电机驱动的H型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制精度的影响,提出一种基于耦合参数辨识算法和反馈线性化解耦控制器的同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次设计一种新颖的基于扰动观测器的耦合参数辨识结构,输入激励采用相对平滑的正弦位置和速度信号,以避免损坏机械结构。然后采用反馈线性化方法对耦合同步控制系统进行线性化解耦,并针对线性子系统,设计滑模控制器,提高系统鲁棒性。最后,实验结果表明,提出的辨识方法可以准确地辨识系统的耦合参数,并且基于辨识参数设计的反馈线性化滑模控制器能有效消除机械耦合的影响,提高同步控制精度。

摘要：在并联机器人基于关节空间的控制中,运动控制精度不仅受结构误差及运动副摩擦的影响,由于闭链结构特点,还受主动支链的耦合及运动协调性的影响。以一种2(3PUS+S)并联机器人为研究对象,在前期误差及摩擦补偿研究的基础上,开展主动关节的同步控制研究。通过建立基于关节空间的动力学模型确定主动关节由于惯量耦合引起的耦合力,以主动支链间的运动协调性为约束定义同步误差,并基于增广PD控制理论设计主动关节的同步控制策略,在进行结构误差修正的基础上以前馈补偿方式对耦合力及摩擦力进行补偿,基于控制试验验证了所设计控制策略的有效性。提出的考虑力补偿的主动关节同步控制策略对于改善并联机器人的运动控制精度具有重要作用。