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光电稳定跟踪装置的控制系统设计 被引量：39
1
作者 张智永 范大鹏 范世珣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期681-688,共8页
给出了一类光电稳定跟踪装置的框架伺服控制方案,重点研究了速率稳定环的设计过程,使用dSPACE半实物仿真系统进行了速率回路开环特性的模型辨识和高阶滞后超前控制器设计,对于数字化频率特性测试时产生的相位滞后现象进行了理论推导,并... 给出了一类光电稳定跟踪装置的框架伺服控制方案,重点研究了速率稳定环的设计过程,使用dSPACE半实物仿真系统进行了速率回路开环特性的模型辨识和高阶滞后超前控制器设计,对于数字化频率特性测试时产生的相位滞后现象进行了理论推导,并提出了相位补偿公式。对于经典控制器可能遇到的精度不足的问题,介绍了相应的非线性补偿方法。针对伺服系统的位置跟踪环和速度稳定环在频域存在的耦合现象,深入分析了产生频域耦合的原因和相应的解耦设计方法,提出了此类系统位置跟踪环和速度稳定环的理想设计模型。在此基础上讨论了姿态干扰隔离度的概念,推导了隔离度的计算公式。对系统工作过程中可能遇到的5种典型情况进行了仿真试验,仿真结果验证了有关概念的正确性。 展开更多
关键词 光电稳定跟踪装置 伺服系统 位置跟踪 陀螺稳定 隔离度
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高精度电机伺服系统控制综合方法 被引量：30
2
作者 田大鹏 吴云洁 刘晓东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期66-74,共9页
针对高精度电机伺服系统控制器设计中的关键问题进行了研究。依据非线性跟踪-微分器的基本思想提出一种等效微分估计方法并给出其最简形式的离散实现。依据小增益定理讨论干扰观测器综合时低通滤波器阶数的影响并提出其综合准则。论述... 针对高精度电机伺服系统控制器设计中的关键问题进行了研究。依据非线性跟踪-微分器的基本思想提出一种等效微分估计方法并给出其最简形式的离散实现。依据小增益定理讨论干扰观测器综合时低通滤波器阶数的影响并提出其综合准则。论述零相差前馈和完全跟踪控制器的设计方法及其适用范围。利用微分估计对信号畸变不敏感的特性设计一种等效速度+加速度前馈方案。数值分析和仿真实验表明:与传统差分方法相比,微分估计能在信号存在噪声和畸变的情况下获得有效的微分值;通过设计低通滤波器阶数可以提高干扰观测器的截止频率;提出的前馈与零相差前馈和完全跟踪控制器相比,跟踪5 Hz正弦指令的误差减至0.02°,且对指令畸变不敏感。 展开更多
关键词 伺服系统 鲁棒性 微分估计 干扰观测器 完全跟踪
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基于视觉引导和超声测距的运动目标跟踪和抓取 被引量：13
3
作者 彭刚 黄心汉 +1 位作者 王敏 熊春山 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第6期74-78,82,共6页
提出了装配机器人系统中一种基于视觉引导和超声测距的运动目标跟踪和抓取方法。介绍了运动目标的跟踪原理 ,采用图像雅可比矩阵进行机器人运动控制 ,跟踪运动的目标。利用视觉引导技术 ,获取目标在图像平面中的位置与方位 ,进行平面跟... 提出了装配机器人系统中一种基于视觉引导和超声测距的运动目标跟踪和抓取方法。介绍了运动目标的跟踪原理 ,采用图像雅可比矩阵进行机器人运动控制 ,跟踪运动的目标。利用视觉引导技术 ,获取目标在图像平面中的位置与方位 ,进行平面跟踪 ,然后引导超声波测距装置测取目标深度信息。 展开更多
关键词 运动目标 视觉引导 超声测距 跟踪 抓取 运动控制 机器人视觉 图像处理
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“动中通”稳定与跟踪技术 被引量：17
4
作者 郝路瑶 赵建勋 苏刚 《雷达与对抗》 2006年第2期48-51,70,共5页
分析并比较了“动中通”伺服系统中的三种常用跟踪体制,并对由于载体运动而引入系统的干扰进行了分析,提出了对不同干扰的解决方案,为“动中通”伺服系统中跟踪方法的选择和稳定系统的设计提供了参考。
关键词 卫星通信 天线 伺服系统 步进跟踪
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基于图像误差的机器人运动目标自适应跟踪 被引量：10
5
作者 蒋平 沈世锦 +1 位作者 陈辉堂 王月娟 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期431-437,共7页
讨论了机械手运动目标跟踪问题，直接利用图像误差达到注视目的．利用手部摄像机于期望位置获取待跟踪物体图像，以此作为期望图像，而后可以对同类运动物体进行注视跟踪，使实时采样图像收敛于期望图像．该控制方案与通常基于图像特征... 讨论了机械手运动目标跟踪问题，直接利用图像误差达到注视目的．利用手部摄像机于期望位置获取待跟踪物体图像，以此作为期望图像，而后可以对同类运动物体进行注视跟踪，使实时采样图像收敛于期望图像．该控制方案与通常基于图像特征的控制方法不同，其为直接图像反馈方法，控制律由图像差反馈和物体运动自适应补偿组成，可以完成“眼注视”这种具有局部收敛要求的运动目标跟踪。 展开更多
关键词 自适应控制 图像误差 运动目标跟踪 机器人
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卡尔曼滤波在跟踪运动目标上的应用 被引量：14
6
作者 栗素娟 王纪 +1 位作者 阎保定 叶宇程 《现代电子技术》 2007年第13期110-112,共3页
在多关节机器人跟踪运动目标过程中,图像处理的主要内容包括图像的识别和目标轨迹的判定,需要在整个视觉空间进行搜索和匹配。这是一个典型的全局搜索问题,耗时较长、实时性较差,难以实现运动目标的快速跟踪。针对多关节机器人跟踪运动... 在多关节机器人跟踪运动目标过程中,图像处理的主要内容包括图像的识别和目标轨迹的判定,需要在整个视觉空间进行搜索和匹配。这是一个典型的全局搜索问题,耗时较长、实时性较差,难以实现运动目标的快速跟踪。针对多关节机器人跟踪运动目标过程中存在的彩色图像数据量大、处理时间长,从而影响实时性的问题,采用线性卡尔曼滤波将全局搜索转化为局部搜索,减少搜索空间、加快匹配速度。通过实验可知,匹配时间由原来的157 ms降低到20 ms。实验结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 多关节机器人 视觉伺服 卡尔曼滤波 跟踪
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无标定视觉伺服机器人跟踪控制策略研究 被引量：19
7
作者 陈梅 车尚岳 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第6期1055-1059,共5页
针对无标定视觉伺服系统,eye-in-hand型结构,提出一种以图像特征为反馈的模糊控制策略,对平面内运动物体进行跟踪。应用Matlab和机器人工具箱Robotic Toolbox对控制策略进行仿真,并以三轴直角坐标系机器人、摄像机、计算机为基础,构建... 针对无标定视觉伺服系统,eye-in-hand型结构,提出一种以图像特征为反馈的模糊控制策略,对平面内运动物体进行跟踪。应用Matlab和机器人工具箱Robotic Toolbox对控制策略进行仿真,并以三轴直角坐标系机器人、摄像机、计算机为基础,构建一种无标定视觉伺服机器人的运动跟踪系统。系统的工作原理如下,由摄像机采集图像,经图像处理目标定位,识别出待跟踪物体与当前摄像机末端的相对位置,通过模糊控制器对机器人的动作状态进行控制,实时反馈图像信息,纠正系统误差,最终达到稳定跟踪。仿真与实验验证了系统的可行性与实用性,为提高工业自动化生产线快速抓取提供了新的思路,对后续无标定伺服系统的研究做了铺垫。 展开更多
关键词 机器人 视觉伺服 图像特征 运动跟踪 无标定
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速率陀螺式激光导引头稳定跟踪原理分析与仿真 被引量：18
8
作者 李慧 吴军辉 +2 位作者 朱震 殷瑞光 戴维 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1337-1341,共5页
激光导引头是激光末制导武器(炮弹、炸弹和导弹)的核心部件,其性能优劣直接影响对目标的捕获、跟踪性能及命中精度,采用计算机仿真技术对激光导引头系统进行建模和仿真是一条有效评估其性能的途径。结合某速率陀螺稳定式激光导引头的结... 激光导引头是激光末制导武器(炮弹、炸弹和导弹)的核心部件,其性能优劣直接影响对目标的捕获、跟踪性能及命中精度,采用计算机仿真技术对激光导引头系统进行建模和仿真是一条有效评估其性能的途径。结合某速率陀螺稳定式激光导引头的结构特点,研究其空间稳定和跟踪的工作机理,并应用多体力学和空间飞行原理建立了该型导引头伺服系统的数学模型。仿真结果证明了导引头模型的正确性,全面体现了激光导引头的稳定与跟踪机理,为激光末制导武器全弹道仿真和激光干扰数学仿真系统的建立提供了模型支持。 展开更多
关键词 速率陀螺式激光导引头 伺服系统 稳定跟踪 机理建模
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新型快速反射镜伺服系统设计 被引量：16
9
作者 彭树萍 于洪君 +2 位作者 王伟国 刘廷霞 周子云 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1610-1615,共6页
为了满足光电跟踪系统高精度跟踪的要求,针对一种新型内外框架式快速反射镜进行了详细的伺服系统设计。首先,对新型快速反射镜进行了数学建模,采用速度环与位置环相结合的双闭环控制方法,对位置校正环节和速度校正环节进行了参数设计。... 为了满足光电跟踪系统高精度跟踪的要求,针对一种新型内外框架式快速反射镜进行了详细的伺服系统设计。首先,对新型快速反射镜进行了数学建模,采用速度环与位置环相结合的双闭环控制方法,对位置校正环节和速度校正环节进行了参数设计。其次,以DSP为实现平台,详细阐述了快速反射镜伺服系统的硬件组成。再次,对快速反射镜伺服系统的工作模式和软件工作流程进行了详细说明。最后,为了验证快速反射镜伺服系统的性能,进行了锁零实验和跟踪实验。实验结果表明:快速反射镜锁零时响应快速且稳态误差小于0.3″,跟踪时跟踪误差均方根小于7″。新型快速反射镜伺服系统能够满足光电跟踪系统对快速反射镜的快速性和高精度要求。 展开更多
关键词 伺服系统 快速反射镜 跟踪精度 音圈电机
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硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计 被引量：10
10
作者 程国扬 金文光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期139-143,共5页
针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降... 针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。 展开更多
关键词 硬盘 伺服系统 跟踪控制 非线性控制 扰动补偿
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基于图像的机器人视觉伺服系统仿真 被引量：9
11
作者 钟金明 徐刚 张海波 《机床与液压》 北大核心 2005年第6期4-6,共3页
以四自由度GRB-400工业机器人为研究对象,采用CORECO图像采集系统,构建了基于图像的视觉伺服控制系统。建立了机器人视觉伺服系统的数学模型,推导了GRB-400机器人系统图像雅克比矩阵。应用Matlab和Simulink,对GRB-400机器人图像视觉伺... 以四自由度GRB-400工业机器人为研究对象,采用CORECO图像采集系统,构建了基于图像的视觉伺服控制系统。建立了机器人视觉伺服系统的数学模型,推导了GRB-400机器人系统图像雅克比矩阵。应用Matlab和Simulink,对GRB-400机器人图像视觉伺服系统进行仿真实验。结果表明,本文构建的机器人视觉伺服系统对静态目标定位、对直线运动目标及曲线运动目标进行跟踪,可以达到较快的响应和较高的精度。 展开更多
关键词 视觉伺服 视觉跟踪 机器人控制
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考虑LuGre摩擦的伺服系统自适应模糊控制 被引量：12
12
作者 杜仁慧 吴益飞 +1 位作者 陈威 陈庆伟 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1253-1256,共4页
针对摩擦非线性的存在会使伺服系统控制精度难以提高的问题,建立了考虑动态LuGre摩擦的伺服系统数学模型,在系统参数和负载转矩未知的情况下设计了自适应模糊控制器,用自适应模糊逻辑系统在线逼近包含LuGre摩擦在内的非线性环节,从而实... 针对摩擦非线性的存在会使伺服系统控制精度难以提高的问题,建立了考虑动态LuGre摩擦的伺服系统数学模型,在系统参数和负载转矩未知的情况下设计了自适应模糊控制器,用自适应模糊逻辑系统在线逼近包含LuGre摩擦在内的非线性环节,从而实现了伺服系统商精度的位置跟踪.利用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明,该控制器能有效地补偿摩擦非线性的影响,并对负载转矩变化具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 LuGre摩擦 伺服系统 模糊控制 自适应控制 位置跟踪
原文传递
重复控制算法在转台伺服系统中的应用 被引量：10
13
作者 杨松 曾鸣 苏宝库 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期508-511,共4页
针对转台伺服系统中周期性波动力矩扰动抑制问题,利用重复控制算法能以十分简单的控制器形式高精确度地完成跟踪或抑制周期性参考信号或扰动信号的优点,提出了一种基于扰动观测器的鲁棒学习控制算法。给出了基于扰动观测器的转台伺服系... 针对转台伺服系统中周期性波动力矩扰动抑制问题,利用重复控制算法能以十分简单的控制器形式高精确度地完成跟踪或抑制周期性参考信号或扰动信号的优点,提出了一种基于扰动观测器的鲁棒学习控制算法。给出了基于扰动观测器的转台伺服系统结构图,并将重复控算法引入到基于扰动观测器的扰动补偿策略中。L2稳定性定理证明该方法保证了闭环系统的稳定性和对期望信号的渐近跟踪;仿真结果也表明,该方法较传统方法既有效地抑制了系统周期性波动力矩,又提高了系统运动曲线的跟踪性能。 展开更多
关键词 重复控制 转台 伺服系统 周期性波动力矩 跟踪性能
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高精度仪表自动判读技术研究 被引量：10
14
作者 宁志刚 汪仁煌 张艳玲 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期92-96,共5页
对高精度仪表自动判读方法进行了研究,研究过程主要分为三个部分。首先,根据视差形成原理分析了低精度仪表自动判读方法镜头的正确位置。接着,分析了采用低精度仪表自动判读方法对高精度仪表进行自动读数时,引入误差会增大高精度仪表的... 对高精度仪表自动判读方法进行了研究,研究过程主要分为三个部分。首先,根据视差形成原理分析了低精度仪表自动判读方法镜头的正确位置。接着,分析了采用低精度仪表自动判读方法对高精度仪表进行自动读数时,引入误差会增大高精度仪表的读数误差。最后,提出了一种采用图像处理技术及伺服跟踪技术相结合高精度模拟仪表读数自动识别的方法。实验结果表明,这种方法非常适宜于高精度仪表自动判读。 展开更多
关键词 自动判读 高精度仪表 伺服跟踪 镜头位置
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伺服系统中一种新型前馈控制结构的研究 被引量：10
15
作者 滕福林 李宏胜 +1 位作者 葛红宇 周伯荣 《电气传动》 北大核心 2012年第2期61-64,共4页
跟踪性能是伺服系统的本质性能,前馈控制是提高交流伺服系统跟踪性能的一种有效手段。在速度前馈的基础上,研究了在转矩闭环的给定信号上增加转矩前馈的新型前馈控制结构,以提高伺服系统的位置跟踪性能。实验结果显示该控制结构大幅度... 跟踪性能是伺服系统的本质性能,前馈控制是提高交流伺服系统跟踪性能的一种有效手段。在速度前馈的基础上,研究了在转矩闭环的给定信号上增加转矩前馈的新型前馈控制结构,以提高伺服系统的位置跟踪性能。实验结果显示该控制结构大幅度地减小了交流伺服系统梯形响应或S曲线响应中的加减速段的位置跟踪误差。 展开更多
关键词 伺服系统 跟踪性能 前馈控制
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动态摩擦模型仿真 被引量：6
16
作者 王霞 王洪瑞 +1 位作者 陈丽 王丽玲 《计算机仿真》 CSCD 2006年第2期283-285,共3页
为了深入分析摩擦力动态特性在高精度的伺服系统控制中造成的影响,检验摩擦补偿方法对动态摩擦的补偿效果,需要建立一个有效的动态仿真摩擦模型。如今摩擦的仿真研究都局限于非线性静态模型的实现,而对于微分方程描述的动态模型,还没有... 为了深入分析摩擦力动态特性在高精度的伺服系统控制中造成的影响,检验摩擦补偿方法对动态摩擦的补偿效果,需要建立一个有效的动态仿真摩擦模型。如今摩擦的仿真研究都局限于非线性静态模型的实现,而对于微分方程描述的动态模型,还没有有效的实现方法。尤其是系统启动时,静摩擦给系统造成的小误差观察不到。基于动态刚毛摩擦模型,通过定义“粘滞”和“滑动”两个状态,成功地模拟出摩擦在启动和制动时对系统的不同影响。在跟踪正弦轨迹的误差仿真结果中可以观察到:速度转向时摩擦造成了启动小误差,与实际情况一致。这种处理方法适用于微分方程描述的动态摩擦模型,同样可以用于代数方程描述的静态模型仿真。 展开更多
关键词 动态摩擦模型 系统函数 伺服系统 轨迹跟踪
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PMSM位置伺服系统的离散积分变结构控制 被引量：7
17
作者 瞿少成 孟光伟 姚琼荟 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期136-138,146,共4页
讨论了利用离散趋近律设计不确定离散时间系统的变结构控制问题,针对离散趋近律造成系统的抖振,设计了离散积分变结构控制(IVSC)策略,应用于永磁式同步电动机(PMSM)位置伺服系统。仿真结果表明,离散积分变结构控制策略可以明显改善系统... 讨论了利用离散趋近律设计不确定离散时间系统的变结构控制问题,针对离散趋近律造成系统的抖振,设计了离散积分变结构控制(IVSC)策略,应用于永磁式同步电动机(PMSM)位置伺服系统。仿真结果表明,离散积分变结构控制策略可以明显改善系统的品质,增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁式同步电动机 PMSM 位置伺服系统 离散积分变结构控制 鲁棒性
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基于伺服控制的水下光动态通信捕获跟踪系统设计 被引量：1
18
作者 刘旭 钟昉如 +1 位作者 马薪柠 张鹏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期144-153,共10页
基于空间光通信捕获、对准、跟踪技术的基本理念,笔者设计了一套基于伺服控制的水下无线光动态通信捕获跟踪系统,提出了基于跟踪微分器的电机加减速控制技术,设计了转台粗、精跟踪策略。在此基础上,笔者开展仿真验证、室内模拟测试及水... 基于空间光通信捕获、对准、跟踪技术的基本理念,笔者设计了一套基于伺服控制的水下无线光动态通信捕获跟踪系统,提出了基于跟踪微分器的电机加减速控制技术,设计了转台粗、精跟踪策略。在此基础上,笔者开展仿真验证、室内模拟测试及水下激光光斑捕获跟踪实验。仿真验证结果表明了该系统与算法策略在原理上的可行性;室内模拟测试方位、俯仰跟踪精度分别为0.08 mrad和0.27 mrad,这表明可将本系统应用于水下无线光动态通信;水下激光光斑捕获跟踪实验结果表明系统的捕获概率优于99%,捕获时间少于9 s,水箱施加扰动前后的跟踪精度分别为0.6 mrad和2 mrad。本文为后续开展水下无线光动态通信技术研究提供了一种技术方法和研究思路。 展开更多
关键词 海洋光学 捕获跟踪 跟踪微分器 伺服控制 跟踪精度
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CNC机床伺服系统特性对轮廓误差的影响机理 被引量：8
19
作者 孙建仁 胡赤兵 黄建龙 《机床与液压》 北大核心 2009年第3期31-33,36,共4页
位置闭环控制的CNC机床在进行连续切削时,零件的轮廓精度与伺服驱动系统的稳态、动态特性有关。介绍了位置增益、跟随误差、轮廓误差,建立了位置闭环控制系统传递函数、跟随误差与轮廓误差数学模型,研究了直线和圆弧轮廓跟随误差与轮廓... 位置闭环控制的CNC机床在进行连续切削时,零件的轮廓精度与伺服驱动系统的稳态、动态特性有关。介绍了位置增益、跟随误差、轮廓误差,建立了位置闭环控制系统传递函数、跟随误差与轮廓误差数学模型,研究了直线和圆弧轮廓跟随误差与轮廓误差的关系,分析了CNC机床伺服系统特性对零件轮廓误差的影响机理,为提高零件轮廓的加工精度提供理论基础。 展开更多
关键词 CNC机床 伺服系统 跟随误差 轮廓误差
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“动中通”无线激光通信系统研制 被引量：8
20
作者 曾智龙 孙晖 +6 位作者 徐林 刘学 杨乾远 张洪均 邓超 甘润 安建新 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期46-48,共3页
通过对"动中通"无线激光通信系统关键技术的分析,提出了针对不同关键技术的解决方法。研制了一套"动中通"无线激光通信系统,通过试验验证了"动中通"无线激光通信系统的可行性。
关键词 动中通 无线激光通信 运动物体 伺服跟踪
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