1037927式光學(xué)編碼器串行編碼西克

1037927式光學(xué)編碼器串行編碼西克AFS60B-BEPC032768處理器控制電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：并行控制光學(xué)處理器的數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)位和以硬件方式將各個(gè)數(shù)據(jù)位重構(gòu)成具體的運(yùn)算器。本論文以降值設(shè)計(jì)理論和已有的兩代實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ),運(yùn)用已有的數(shù)據(jù)位管理理論,深入研究了重構(gòu)光學(xué)處理器的硬件技術(shù)和電路實(shí)現(xiàn)方案,研究了對(duì)眾多數(shù)據(jù)位進(jìn)行有效管理和便捷尋址的硬件支撐方案,設(shè)計(jì)了完整的三值光學(xué)處理器控制電路,并將該電路付諸于實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)證明作者的設(shè)計(jì)正確,制作的電路部件工作正常且有效。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：1)提出了SD11光學(xué)處理器控制電路模塊的分層控制策略。該策略有效降低了眾位數(shù)光學(xué)處理器控制電路的設(shè)計(jì)難度,是本項(xiàng)研制工作取得成功的關(guān)鍵,也是三值光學(xué)處理器進(jìn)一步發(fā)展的基石之一。2)研制成功以硬件方式重構(gòu)三值光學(xué)處理器的技術(shù)和器件。該項(xiàng)成果完善了光學(xué)處理器的重構(gòu)理論和技術(shù),推動(dòng)了三值光學(xué)計(jì)算機(jī)進(jìn)入應(yīng)用研究階段。3)實(shí)現(xiàn)了對(duì)眾多數(shù)據(jù)位數(shù)進(jìn)行并行控制和尋址的硬件支撐。這項(xiàng)成果為完善和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)位管理理論提供了實(shí)踐平臺(tái)。 將系留浮空器技術(shù)與傳統(tǒng)的多旋翼無(wú)人機(jī)相結(jié)合,有效提高了無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力,可以滿足全天候巡邏監(jiān)測(cè)及勘探偵查等任務(wù)要求。收放纜裝置,作為連接基站和無(wú)人機(jī)的樞紐,其主要任務(wù)是確保系留纜很好地跟隨無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)系留無(wú)人機(jī)的平穩(wěn)正常工作。收放纜控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的恒張力控制系統(tǒng),需要設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案及控制策略共同保證系統(tǒng)加載的有效性,將承載對(duì)象運(yùn)動(dòng)引起的張力波動(dòng)抑制到小,具體的研究?jī)?nèi)容如下:介紹了多旋翼無(wú)人機(jī)及收放纜裝置的基本工作原理及組成,針對(duì)技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求,提出了結(jié)構(gòu)總體方案和控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。其中控制系統(tǒng)方案中包括控制策略的選用和硬件總體方案兩部分,而控制策略又可以詳細(xì)分為平飛控制策略和收放控制策略。給出了詳細(xì)的硬件電路設(shè)計(jì),包括通訊模塊設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)、檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)及安全模塊設(shè)計(jì),并對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)作分析說(shuō)明。對(duì)系留纜繩進(jìn)行建模分析,得出不同工作狀態(tài)下系留纜張力特性;設(shè)計(jì)主動(dòng)力伺服控制策略,利用MATLAB/Simulink對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),確保在承載對(duì)象固定的情況下,系統(tǒng)具備足夠的跟蹤精度和響應(yīng)速度;在主動(dòng)加載策略基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)被動(dòng)加載控制系統(tǒng),具體包括基于速度補(bǔ)償?shù)钠斤w控制策略和基于位置阻抗控制的收放控制策略,提升系統(tǒng)對(duì)承載對(duì)象運(yùn)動(dòng)干擾的抑制作用。合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),利用半物理仿真平臺(tái)對(duì)不同的加載策略進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出分析;進(jìn)行野外實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證在無(wú)人機(jī)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的情況下,加載控制策略是否仍然能夠體現(xiàn)良好的抗擾性能。

數(shù)據(jù)的分辨力和測(cè)角精度是兩碼事,這兩項(xiàng)指標(biāo)同是編碼器的關(guān)鍵指標(biāo)。從應(yīng)用角度出發(fā),明確使用要求,選擇合適的產(chǎn)品至關(guān)重要,不同的使用要求對(duì)測(cè)角精度和數(shù)據(jù)分辨力的要求不同,涉及到編碼器的基準(zhǔn)光柵質(zhì)量、信號(hào)提取質(zhì)量、產(chǎn)品安裝要求等。說(shuō)明了編碼器數(shù)據(jù)的測(cè)角精度和分辨力的基本概念,分析了影響精度和分辨力的.

1037927式光學(xué)編碼器串行編碼西克AFS60B-BEPC032768機(jī)模型本身是一個(gè)非線性系統(tǒng),同時(shí)電機(jī)參數(shù)會(huì)因?yàn)闇囟?、?fù)載等外界因素而變化,傳統(tǒng)的線性控制算法,如PI控制器,存在調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、易超調(diào)、不能自適應(yīng)負(fù)載變化等問(wèn)題。本文首先基于PMSM的原理和結(jié)構(gòu),結(jié)合坐標(biāo)變換,研究了其數(shù)學(xué)模型。分析了矢量控制的中不同電流控制方式的特點(diǎn),選用了id=0的控制方法。同時(shí),分析了常見(jiàn)的脈寬調(diào)制方法的特點(diǎn),選擇了母線電壓利用率高的空間矢量脈寬調(diào)制（Space Vector Pulse-Width Modulation,SVPWM）,并介紹 了其具體實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和抗外界*力進(jìn)行了研究,提出一種電流預(yù)測(cè)控制和擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器相結(jié)合的算法。針對(duì)電流PI調(diào)節(jié)器中由于限幅環(huán)節(jié)的存在而導(dǎo)致的響應(yīng)慢、超調(diào)大的現(xiàn)象,使用了電流預(yù)測(cè)控制算法,可以直接使用采集到的三相電流計(jì)算出當(dāng)前周期應(yīng)該給電機(jī)施加的電壓矢量,從而獲得更好的動(dòng)態(tài)性能。針對(duì)干擾因素,在轉(zhuǎn)速環(huán)中引入了擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器,利用其觀測(cè)到的包含參數(shù)變化、外界干擾等的綜合"擾動(dòng)"構(gòu)成前饋控制,從而保證了電機(jī)在外界干擾下?lián)碛休^小的轉(zhuǎn)速波動(dòng)和更短的恢復(fù)時(shí)間。針對(duì)永磁同步電機(jī)系統(tǒng)因電機(jī)負(fù)載變化而導(dǎo)致控制性能下降的問(wèn)題,提出一種在線辨識(shí)慣量并整定控制器參數(shù)的自適應(yīng)控制算法。電機(jī)負(fù)載變化通常會(huì)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)軸等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,通過(guò)實(shí)時(shí)辨識(shí)慣量并在線調(diào)整速度環(huán)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的前饋系數(shù)和電流輸入項(xiàng)系數(shù),保證了系統(tǒng)對(duì)變化負(fù)載的適應(yīng)性。后,建立了永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的MATLAB仿真模型和以TMS320F28335為核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了多摩川式編碼器解碼系統(tǒng)和軟硬件設(shè)計(jì)。對(duì)本文提出的算法進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn).