李永义[1]2003年在《双自由度天线运动控制系统研究》文中提出本论文以型号预研项目“XXX天线程序跟踪伺服系统”为主线，以星星跟踪运动控制系统、交会对接卫星天线跟踪伺服系统和NSMI-0118便携式天线运动控制系统等项目为背景，深入地研究了双自由度天线运动控制系统设计过程中的理论和工程实际问题，研究成果已经得到了成功的应用。 XXX天线程序跟踪伺服系统是低速、高精度的运动控制系统，系统的重点在于如何实现较高的动态跟踪精度。作者从系统总体方案设计、系统硬件设计、系统控制模型的建立、监制软件编写与测试等方面，对系统进行了深入的探讨研究。研制成功的以稀土永磁混合式步进电动机为执行部件，以双通道旋转变压器为天线位置传感器，以嵌入式计算机PC／104为主控单元的XXX天线伺服系统样机，完全达到了低速、高精度的系统指标要求。 本论文深入、系统地研究了双自由度天线运动控制系统设计过程中的各种硬件、软件问题，建立了XXX天线程序跟踪伺服系统的控制模型，研究了高精度低速天线伺服系统的双闭环控制技术、高精度反馈通道的组成方法，提出了运动控制系统监控软件的编写测试规则。本篇论文对双自由度天线运动控制领域的研究有着积极的参考价值。
李强[2]2012年在《基于球齿轮传动的新型指向平台系统研究》文中提出指向平台技术在航天和军工方面具有广泛应用，受到了众多学者的关注。我国深空探测、光通信、激光武器等新技术的飞速发展，对指向平台提出了更高的技术要求。受平台结构形式、驱动形式、传感器以及技术水平等因素制约，现有的指向平台在负载能力、体积重量、指向精度等方面存在一定的不足。因此，研制负载能力强、指向精度高且体积和重量小的指向平台对推动指向平台的技术发展具有重要意义。论文来源于国家部委预研项目“基于球齿轮传动的新型指向机构技术研究”。文章在总结现有指向平台优缺点的基础上，提出了一种新型指向平台设计方案。围绕该设计方案，论文进行了结构设计与分析、运动学和动力学建模研究、误差分析以及运动控制系统等方面的研究。主要研究内容如下：1.提出了基于球齿轮传动的新型指向平台系统设计方案。总结了现有指向平台的特点，指出其存在的不足。在此基础上，提出新型指向平台设计方案：采用宏动指向平台和微动指向平台相结合的二级指向平台形式；采用球齿轮齿盘传动和XY轴结构设计宏动指向平台；采用柔性铰链传动设计微动指向平台。对球齿轮齿盘传动以及碟形弹簧进行了设计与分析；对柔性铰链构型进行了改进设计，计算了其柔度和运动精度，进行了有限元验证，并对其性能进行了数值分析和比较。在此基础上设计了二维柔性铰链和微动指向平台。2.建立了新型指向平台的运动学和动力学模型。在分析球齿轮齿盘传动、XY轴结构形式的基础上，建立了宏动指向平台的运动学模型，并采用拉格朗日方程法建立了其动力学模型，并分别对其模型进行了仿真验证；在对微动指向平台结构进行一定简化的基础上，建立了微动指向平台的运动学模型，采用拉格朗日方程法建立其动力学模型，并进行了仿真验证。3.对新型指向平台的误差问题进行了研究。分析了指向平台的误差源，在运动学模型基础上，采用多体系统运动学方法建立了新型指向平台的误差模型。为进一步提高其指向精度，对部分结构的弹性变形等因素进行了详细分析。在上述误差模型的基础上，对系统指向误差进行了仿真研究，采用最小二乘法进行参数辨识，并对其补偿结果进行了仿真分析和验证。4.建立了新型指向平台的运动控制系统。提出了指向平台运动分层控制系统的总体方案，并对其硬件和软件设计进行了说明。根据动力学理论模型，推导了指向平台的被控模型。在此基础上，考虑前文建立的指向平台误差模型和系统非线性强耦合特性，设计了包含误差补偿器的BP网络PID解耦控制器，进行了控制系统仿真分析。5.建立了多套新型指向平台的原理样机并进行了相关的试验工作。为选择合适的设计方案，建立了采用不同驱动形式和传动形式的新型指向平台原理样机四套，并对其优缺点进行了详细分析和比较；在确定设计方案的基础上，对文中研究的指向平台进行了试验与分析，验证了文中的理论分析结果和原理样机的部分性能指标。
杨培[3]2004年在《Ka点波束天线伺服系统》文中进行了进一步梳理论文来源于航天预研项目—Ka天线伺服系统。在文中，阐述了基于单片机控制的双自由度天线伺服系统，研究了双自由度伺服系统工作原理、设计技术以及工程实际问题。 在论文中分析了该天线伺服系统的总体结构方案，设计了数字式控制电路以及控制程序。该系统基于80C31单片机为主控制器，采用了混合式稀土永磁步进电机为执行部件，并以双通道旋转变压器为天线位置传感器。由于采用了合理的控制策略，使得系统运行平稳、控制精度高，达到了高精度、低功耗、多功能切换的指标要求。为以后进行的星星通讯天线伺服系统研究奠定基础。 论文还另外针对相关项目的研究，讨论了一种简化的增量式PID算法，并很好的应用在该相关项目中。
李学雷[4]2002年在《超低速跟踪伺服系统研究》文中认为本文主要研究了超低速跟踪伺服系统的组成方案、伺服电机的选型设计、系统硬件控制电路设计和系统控制软件设计。在系统控制软件设计中，提出了将面向对象的方法和消息驱动机制应用于单片机系统软件的设计与开发当中的思想，并将其应用于卫星天线跟踪伺服系统的研制工作中，结合工程实践给出了具体的系统分析设计方法与步骤。 卫星天线跟踪伺服系统为超低速高精度天线指向控制系统，该系统使用稀土永磁式无刷直流力矩电机作为天线的驱动机构，为降低转矩脉动，电机采用无槽电枢结构设计，并使用正弦波驱动方式。系统的主控单元为Intel 80C196KC单片机，采用SA8282 SPWM波形发生器和19位精度的RDC轴角/数字编码器。
华小芳[5]2011年在《双自由度天线控制系统》文中研究表明论文来源于航天项目双自由度天线移动控制器。本文阐述了基于单片机控制的双自由度天线移动控制，研究了双自由度伺服系统工作原理、系统组成，设计技术以及应用范围等工程实际问题。在文中，分析了该天线控制系统总体结构方案，CPU电路的微处理器选用80C32，采用永磁感应子式（混合式）步进电机，分析了两相混合式步进电机的结构和工作原理。CPU小系统控制精度高，电机运行更平稳。测试结果表明，该系统完全符合要求。它达到高精度、高可靠，安全稳定的要求。该系统顺利通过了总体试验大纲所列的正弦振动试验、随机振动试验、冲击试验、加速度试验等力学试验，试验过程及试验后工作正常，试验后详细测试各项性能指标均稳定可靠。
马瑞卿, 刘卫国, 窦满锋[6]2005年在《双自由度地面接收天线自动跟踪驱动系统》文中认为介绍一种双自由度地面接收天线自动跟踪驱动系统,系统采用单片机实现位置伺服控制,并可与上位 PC 机实现 RS-232 通信,利用混合式步进电动机作为执行元件,经减速机构后驱动天线。介绍了系统工作原理、步进电动机细分控制、位置检测与闭环控制方略,对系统测控结果进行了分析。
李洁[7]2010年在《虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究》文中研究指明随着武器装备结构越来越复杂、科技含量越来越高,对维修人员素质、维修训练模式提出了更高的要求,传统的实装、录像、挂图等维修训练模式很难达到预期的训练效果。近年来,虚拟现实技术在维修工程领域经实践检验并得到了深入应用,逐步成为改善产品的维修性设计、提高维修训练质量的重要方法之一。虚拟维修可以完成许多在真实环境中难实施的维修训练,同时可以减少维修和训练成本。通过虚拟维修技术,工程技术人员可以分析并找出操作对象的维修性问题,维修人员也可以通过虚拟维修系统进行仿真维修训练。主要针对目前国内外虚拟维修系统运用过程中出现的模型运动计算量过大、缺乏连贯性和逼真性等问题,对虚拟维修系统中虚拟人体建模技术与虚拟人维修动作控制进行了深入研究。分析了虚拟维修系统中虚拟维修人模型的建模方法,虚拟维修动作参数化方法和各种维修动作的描述与合成；探索了基于运动学、动力学和运动捕获数据的混合虚拟维修动作驱动算法和虚拟维修动作的交互特征建模,利用虚拟现实技术和CAD技术实现各种维修动作的逼真渲染,最后在“某型航空导弹虚拟维修测试系统”的课题中对所提出的概念和方法进行了验证。具体研究内容如下：(1)研究虚拟维修人建模技术。虚拟人模型是虚拟维修仿真系统的基础,对提高仿真系统的完备性,增加系统仿真质量具有至关重要的作用。虚拟维修仿真中,虚拟维修人模型及其维修动作复杂程度高,需要建立动态、灵活、逼真的虚拟人模型。主要对复杂装备虚拟维修系统中虚拟维修人模型的维修特征展开研究,提出了虚拟维修人(Virtual Maintenance Humanoid)的概念,并建立了虚拟维修人模型,该模型兼容H-Anim和MPEG等相关的国际标准。(2)研究虚拟维修人关节链模型的运动参数化方法。在研究现有参数化方法的基础上,提出了一种快速高效的四元数权值关节参数化方法。使用该方法生成的虚拟维修人的动作流畅,避免了运动的奇异性。提取的最优权值,一方面可以自动生成复杂虚拟维修环境中逼真的维修动作,另一方面可以实现虚拟维修人手部的皮肤变形。(3)研究虚拟维修人维修动作驱动算法,提出了一种基于合成的逆向运动学算法。该算法根据虚拟维修人趋近动作的速度、方向和轨迹因素,跟踪雅可比转置(JT)算法的收敛度,把维修动作过程分为TA和TO阶段,解决JT逆向运动学算法收敛度差的问题,驱动生成快速逼真的虚拟维修动作。对虚拟维修人最为复杂的手部动作,合成算法应用数据手套驱动实现复杂维修动作的生成。(4)研究虚拟维修人、虚拟维修对象以及虚拟维修工具间的交互特征。在研究基于虚拟维修人和虚拟维修对象交互特征的基础上,提出了基于维修动作分类的交互模型,该交互模型源于并行思想,首先对维修动作进行分类,抽象生成维修动素,依照维修动素与维修对象的交互特征实现交互决策与碰撞检测,实现了复杂精细维修动作的交互；其次建立了交互实体信息模型,确保能够描述虚拟维修场景中的所有对象。(5)研究基于运动捕获的全身关节参与的维修动作生成方法。提出基于维修动作复杂程度和维修动作特征的运动捕获数据匹配方法,该方法主要用于生成涉及全身关节的复杂维修动作,具备逼真性,快速性的特点。引入虚拟人到大型复杂武器装备虚拟维修训练系统中,是一个有前途的研究领域。论文的研究将提供科学的参考,具有广阔的应用前景。
郑永安, 马瑞卿[8]2005年在《双自由度步进电动机在卫星天线控制中的应用》文中提出介绍了一种基于双余度混合式步进电动机的双自由度卫星天线运动控制系统。系统采用89C 196KC单片机和多极旋转变压器实现了卫星天线指向系统的位置伺服控制。介绍了系统工作原理、89C 196KC及其外围硬件电路、细分与预置步数控制、角位置检测、精确归零及断电定位控制。该控制方法提高了系统的定位力矩。
刘浪[9]2017年在《复合驱动共融假肢手关节设计》文中研究表明共融是指机械本身与人和环境的交互,共融特性良好的机械装置能与人协作完成很多动作,并且能够保障工作的安全性。假肢手臂作为人体运动功能缺失的一种补充,与环境中的其它对象发生交互的时候很多,就要求它具有良好的共融特性。与一般机械装置不同,具有共融特性的假肢手臂运动应当具有柔性,且由于手臂运动的特殊性,需要有稳定的控制和较高的运动精度。为此,本文设计一种基于记忆合金弹簧驱动器的复合驱动共融假肢手,并在以下几个方面进行研究:(1)研究目前国内外假肢发展历史、现状及未来趋势,总结目前假肢手臂研发的热点及难点,寻找新材料、新机构在假肢手臂中的应用,针对记忆合金新材料驱动的驱动机理和特性作了深入的工作。(2)分析人体手臂的骨骼与肌肉结构,研究人体肘关节的肌肉组成及动作机理、腕关节的结构与功能以及手指驱动结构,利用记忆合金和电机复合驱动方式来模拟肘关节肌肉的运动,使关节在提升驱动性能的同时又具有共融特性;设计一种采用磁控形状记忆合金离合器的两自由度腕关节,使关节在保证灵活性的基础上简化结构;多指灵巧手采用欠驱动方式,用记忆合金弹簧驱动手指的运动。(3)分析记忆合金弹簧的力学性能的影响因素,建立复合驱动肘关节的半柔性驱动模型,利用ADAMS对肘关节进行运动学仿真;确定两自由度腕关节中磁控形状记忆合金的等效力学模型,根据运动关系得出关节两自由度配合运动时运动速度的关系;建立多指灵巧手的静力学模型,分析抓取物体时各指节的受力状况,得出各指节的接触力大小,根据回复弹簧的刚度确定的指节运动顺序,对灵巧手进行ADAMS运动仿真。(4)为了实现稳定精确的控制,总结了直流电机常用的调速方法,并在SIMULINK中建立调速系统的仿真模型进行电力系统的仿真;确定温控形状记忆合金的温度控制策略,以便增加弹簧的使用寿命和工作时的相应速度;针对记忆合金弹簧和电机复合驱动肘关节,建立与之对应的记忆合金-电机复合控制机制,来实现复合驱动关节的控制特性的优化,增强其共融特特性。本文完成了基于记忆合金材料的新型复合驱动假肢手的各关节机械结构设计,建立相应数学模型,对肘关节和手指进行了运动学分析,制定了关节运动的控制策略,制作了肘关节样机和手指模型进行试验观察,验证了记忆合金驱动在假肢中使用的可行性,为共融机械手的后续研究提供了基础。
高波, 王长胜[10]2009年在《基于单片机与FPGA实现的双自由度四轴天线伺服系统》文中研究表明文章介绍了一种基于单片机与FPGA的天线伺服系统,并对系统的工作原理、控制方案、软件设计等进行了分析探讨。
参考文献：
[1]. 双自由度天线运动控制系统研究[D]. 李永义. 西北工业大学. 2003
[2]. 基于球齿轮传动的新型指向平台系统研究[D]. 李强. 国防科学技术大学. 2012
[3]. Ka点波束天线伺服系统[D]. 杨培. 西北工业大学. 2004
[4]. 超低速跟踪伺服系统研究[D]. 李学雷. 西北工业大学. 2002
[5]. 双自由度天线控制系统[D]. 华小芳. 西安电子科技大学. 2011
[6]. 双自由度地面接收天线自动跟踪驱动系统[J]. 马瑞卿, 刘卫国, 窦满锋. 测控技术. 2005
[7]. 虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究[D]. 李洁. 南京理工大学. 2010
[8]. 双自由度步进电动机在卫星天线控制中的应用[J]. 郑永安, 马瑞卿. 微电机(伺服技术). 2005
[9]. 复合驱动共融假肢手关节设计[D]. 刘浪. 重庆交通大学. 2017
[10]. 基于单片机与FPGA实现的双自由度四轴天线伺服系统[J]. 高波, 王长胜. 光盘技术. 2009
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