神经元PID在风力摆控制系统中的应用 被引量：9

1

作者 徐涢基 方平 +2 位作者 李娜 谭尾琴 毛启宁 《自动化仪表》 CAS 2018年第5期48-51,共4页

针对传统的自动控制系统教学效果不够理想、自动控制教学模型复杂、PID参数整定经验方法效率较低和速度较慢的特点,设计了一款性价比高、调试方便的基于六轴重力及角加速度传感器MPU6050的风力摆控制系统。采用IAPSTC15W58S4作为微控制... 针对传统的自动控制系统教学效果不够理想、自动控制教学模型复杂、PID参数整定经验方法效率较低和速度较慢的特点,设计了一款性价比高、调试方便的基于六轴重力及角加速度传感器MPU6050的风力摆控制系统。采用IAPSTC15W58S4作为微控制器,选用820空心杯电机作为动力源,神经元PID算法作为主控算法。通过给系统设定一个任务,空心杯电机驱动风力摆起摆,MPU6050传感器采集当前摆动角度。通过串口将角度返回给上位机Serial Chart软件显示,根据Serial Chart软件显示情况分析摆动规律,从而不断对P、I、D参数进行整定,使摆完成预定任务。实测结果验证了该神经元PID算法及P、I、D参数整定方法应用于风力摆系统的正确性及可行性。该风力摆控制系统必将在自动控制原理的教学及控制系统的设计方面具有重要的意义和价值。 展开更多

关键词 神经元PID算法 风力摆 空心杯电机 SerialChart软件 工业自动化 参数整定

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基于风力摆的综合实训平台 被引量：5

2

作者 孙蓉 李冰 +3 位作者 权申明 吕淑平 苏丽 王春华 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第9期75-78,共4页

运用拉格朗日动力学定理,建立风力摆摆杆在状态空间的精确运动模型,进行控制系统仿真,改变状态反馈控制器参数,得到理想的控制策略。在此基础上,进行风力摆系统的硬件设计与搭建。选用飞思卡尔公司的Kinetis 60作为主控制器,并采用MPU6... 运用拉格朗日动力学定理,建立风力摆摆杆在状态空间的精确运动模型,进行控制系统仿真,改变状态反馈控制器参数,得到理想的控制策略。在此基础上,进行风力摆系统的硬件设计与搭建。选用飞思卡尔公司的Kinetis 60作为主控制器,并采用MPU6050传感器测量摆杆位置和角速度,依照建模仿真得到的控制策略对实际系统进行控制,实现了风自主起摆、设定距离画线、可控角度摆动、自主归位、画圆及抗扰动等一系列功能。通过基于风力摆的综合实训平台系统的完整搭建,学生的综合能力与素质得到很大锻炼与提高。 展开更多

关键词 风力摆 KINETIS 60 状态反馈控制器 MPU6050

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基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计 被引量：4

3

作者 袁建平 施一萍 +3 位作者 江鹏 蒋宇 贾日晶 姚德亮 《测控技术》 CSCD 2018年第11期144-147,158,共5页

随着智能控制技术的发展,将神经网络技术与传统PID控制技术相结合,并应用到控制系统中去已成为一种趋势。在对风力摆控制系统进行需求分析的基础上,针对其具有非线性和参数不确定等特点,提出了基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的... 随着智能控制技术的发展,将神经网络技术与传统PID控制技术相结合,并应用到控制系统中去已成为一种趋势。在对风力摆控制系统进行需求分析的基础上,针对其具有非线性和参数不确定等特点,提出了基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计方案,将BP神经网络应用到传统PID控制中,设计出了系统的软硬件结构,实现了有效控制风力摆按指定角度画线、指定时间恢复静止和画圆的功能。研究结果表明:采用BP神经网络PID算法的控制系统具有更强的稳定性和控制精度。 展开更多

关键词 BP神经网络 PID算法 风力摆 控制系统 传感器

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基于K60的风力摆控制系统设计 被引量：4

4

作者 宫玉芳 赵霞 杨志飞 《自动化与仪器仪表》 2016年第10期67-69,共3页

风力摆控制系统以飞思卡尔32位单片机K60为核心模块,与直流风机驱动模块,以及摄像头定位模块等构成闭环控制系统。系统由单片机发出指令,按照摄像头提取的路径信息来控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动,由风力摆带动激光笔画出要... 风力摆控制系统以飞思卡尔32位单片机K60为核心模块,与直流风机驱动模块,以及摄像头定位模块等构成闭环控制系统。系统由单片机发出指令,按照摄像头提取的路径信息来控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动,由风力摆带动激光笔画出要求的轨迹。通过矩阵键盘和OLED显示屏实现人机交互,显示屏可以实时的显示风力摆的状态、运动参数等。实验结果显示,本设计能实时调控风力摆运动轨迹,具有超调量小,调整时间短等优点。 展开更多

关键词 K60 风力摆 直流风机 摄像头定位

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基于STM32的风力摆控制系统设计 被引量：2

5

作者 白彩波 余红英 +1 位作者 庙要要 方荣瑞 《湖北理工学院学报》 2021年第4期8-11,共4页

设计了以STM32F103RCT6单片机为主控芯片,以TFTLCD液晶屏为人机交互模块的风力摆控制系统,采用MPU6050姿态检测传感器实时采集空间位置,运用PID算法控制空心杯电机,实现了风力摆快速起摆、定直线运动和定圆运动。测试结果表明,该风力摆... 设计了以STM32F103RCT6单片机为主控芯片,以TFTLCD液晶屏为人机交互模块的风力摆控制系统,采用MPU6050姿态检测传感器实时采集空间位置,运用PID算法控制空心杯电机,实现了风力摆快速起摆、定直线运动和定圆运动。测试结果表明,该风力摆控制系统性能稳定、精度高、界面友好,可作为验证和研究自动控制理论及算法的典型教学实验平台。 展开更多

关键词 风力摆 姿态传感器 空心杯电机 PID算法

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基于改进PID算法的风力摆控制 被引量：2

6

作者 周依涛 项思哲 +1 位作者 郑炜炀 高金凤 《电子测量技术》 北大核心 2021年第3期50-54,共5页

针对风力摆装置存在的不确定性和非线性因素,考虑到传统PID控制方法很难对其进行精准有效的控制,为此将传统的PID控制和模糊控制思想相结合,提出了基于模糊切换的多模控制器设计方法来解决其稳定性问题。多模控制器是对风力摆装置反馈... 针对风力摆装置存在的不确定性和非线性因素,考虑到传统PID控制方法很难对其进行精准有效的控制,为此将传统的PID控制和模糊控制思想相结合,提出了基于模糊切换的多模控制器设计方法来解决其稳定性问题。多模控制器是对风力摆装置反馈输入的角度误差和误差变化率进行处理,并采用模糊切换开关自动调整各控制器的控制强度,由此提高风力摆装置的自适应能力。最后,通过MATLAB仿真工具,将所提出的多模控制器分别与常规PID控制器和模糊控制器进行对比,验证了所提出方法的有效性和优越性,进一步证明了多模控制器具有较高的抗干扰性和精准性等优点。 展开更多

关键词 风力摆 传统控制器 多模控制器 MATLAB仿真

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基于STM32的风力摆控制系统设计和优化 被引量：1

7

作者 陈紫慧 周杨馨 +1 位作者 代宇航 卢仕 《工业控制计算机》 2022年第9期116-118,共3页

针对传统风力摆控制系统PID控制器参数整定困难、控制精度不高的问题,设计了一套以STM32F103ZET6单片机为主控芯片的风力摆控制系统,并提出了一种可视化PID控制器优化方法。使用单片机串口将风力摆运动过程中的期望速度与实际速度实时... 针对传统风力摆控制系统PID控制器参数整定困难、控制精度不高的问题,设计了一套以STM32F103ZET6单片机为主控芯片的风力摆控制系统,并提出了一种可视化PID控制器优化方法。使用单片机串口将风力摆运动过程中的期望速度与实际速度实时传输给PC并在PC上拟合成曲线,通过观测两条曲线的吻合程度及特殊点坐标,找到控制器存在的问题,从而有针对性地修改其工作参数,获得更好控制效果。实验结果表明,优化后的风力摆控制系统响应速度和控制精度有了明显的提升,该优化方法对于控制系统的设计具有一定参考价值。 展开更多

关键词 风力摆 单片机 PID 曲线拟合 系统优化

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基于风力摆控制系统的双闭环PID控制 被引量：1

8

作者 徐冠宇 周叶凡 黄翀鹏 《电脑知识与技术》 2016年第10X期253-255,共3页

该文借鉴四轴飞行器的双闭环PID控制算法,解决2015年全国大学生电子设计竞赛B题"风力摆控制系统"。在PID控制器中,运用姿态解算出的欧拉角作为反馈量,角度作为外环,角速度作为内环。再根据X字飞行模式油门输出公式,将双闭环PI... 该文借鉴四轴飞行器的双闭环PID控制算法,解决2015年全国大学生电子设计竞赛B题"风力摆控制系统"。在PID控制器中,运用姿态解算出的欧拉角作为反馈量,角度作为外环,角速度作为内环。再根据X字飞行模式油门输出公式,将双闭环PID控制器的输出融合到电机上,输出油门实现姿态控制。实验结果表明,风力摆控制系统运用双闭环PID控制效果卓越,不仅抗干扰能力强,而且反应迅速。 展开更多

关键词 双闭环PID 姿态解算 X字飞行模式 风力摆

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基于STM32F103的风力摆控制系统设计 被引量：1

9

作者 贺娅莉 郭艳花 高荣登 《智能计算机与应用》 2017年第4期76-78,共3页

本系统采用STM32F103单片机为核心控制系统,采用模块化设计方案,整个系统包含控制系统模块、电机驱动模块、角位移传感器模块、电源模块等。用角位移传感器MPU6050采集风力摆摆头的角度及位置,通过I^2C总线传输发送到主控系统中,采用LCD... 本系统采用STM32F103单片机为核心控制系统,采用模块化设计方案,整个系统包含控制系统模块、电机驱动模块、角位移传感器模块、电源模块等。用角位移传感器MPU6050采集风力摆摆头的角度及位置,通过I^2C总线传输发送到主控系统中,采用LCD12864显示采集到的信息,通过PID算法进行数据处理,产生相应的PWM信号,发送给相应的直流风机,控制直流风机实现自由摆动,从而画出直线、圆等轨迹。测试结果表明,该系统运算速度快,抗干扰能力强。 展开更多

关键词 风力摆 角位移传感器MPU6050 PID算法

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一种风力摆控制系统 被引量：1

10

作者 秦玉伟 《河南科学》 2016年第11期1889-1892,共4页

设计了一种基于MSP430系列单片机的风力摆控制系统,利用陀螺仪MPU6050实时采集摆杆的姿态信息,再通过PID算法处理数据,改变直流电机的转速,控制风力摆的运动轨迹.实验结果表明,风力摆能实现定长直线运动轨迹、圆周运动轨迹及快速制动,... 设计了一种基于MSP430系列单片机的风力摆控制系统,利用陀螺仪MPU6050实时采集摆杆的姿态信息,再通过PID算法处理数据,改变直流电机的转速,控制风力摆的运动轨迹.实验结果表明,风力摆能实现定长直线运动轨迹、圆周运动轨迹及快速制动,具有低功耗、性能稳定、摆动轨迹准确的特点. 展开更多

关键词 风力摆 直流电机 陀螺仪 PID算法

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一种风力摆自动控制装置的研究与设计 被引量：1

11

作者 李中望 徐琬婷 《吉林化工学院学报》 CAS 2019年第3期25-29,共5页

控制装置采用STM32单片机作为控制芯片.工作过程中,使用角度传感器实时检测风摆的摆动角度,并通过TFT液晶显示屏显示.角度检测信号传输到主控系统中,应用PID算法进行数据处理,输出信号准确控制空心杯电机转速,带动风摆按照预置的角度摆动.

关键词 风力摆 无人机 空心杯电机 PID

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基于神经网络和DSP-TMSF2812的风力摆伺服控制系统设计

12

作者 杜金祥 岳光 《机床与液压》 北大核心 2017年第22期157-161,共5页

现今,国内使用于风力摆上的伺服控制器多为简单的PID控制且核心处理器大多为MCU。鉴于MCU的数据处理能力欠佳、数据运算速度慢,灵活性不足等诸多局限,难以满足风力摆的功能要求和精确控制等因素,设计以32位浮点DSP-TMSF2812@150 MHz为... 现今,国内使用于风力摆上的伺服控制器多为简单的PID控制且核心处理器大多为MCU。鉴于MCU的数据处理能力欠佳、数据运算速度慢,灵活性不足等诸多局限,难以满足风力摆的功能要求和精确控制等因素,设计以32位浮点DSP-TMSF2812@150 MHz为核心的高精度风力摆伺服控制系统,包含三维陀螺仪加速度计传感器集成模块MPU-6050、LED显示屏、人机交互系统及万向节结构等组成闭环控制系统,采用陀螺仪经姿态解算为控制系统提供神经网络PID精确控制的风机转速数据和脉冲宽度调试技术控制大电流驱动芯片BTN7971,精确控制直流风机的转速、方向、启停等诸多工况,实现对激光笔位置的精确控制,具有仅以直流风机为动力控制下快速起摆、画线、恢复静止的功能,并能准确画圆,且受风力影响后能够快速恢复画圆状态,具有很好的鲁棒性。实验结果表明:该神经网络风力摆伺服控制系统具有控制精度高、灵活性好、实时性好等优点。 展开更多

关键词 DSP 风力摆 神经网络 三维角度陀螺仪传感器

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基于瑞萨单片机的风力摆系统设计

13

作者 张超洋 程翔 +3 位作者 文良华 程晓洪 邓青 李勇 《电脑知识与技术》 2017年第2期253-257,共5页

该文设计了一种基于瑞萨单片机控制的微型风力摆系统。系统采用基于微机电MEMS的重力加速度陀螺仪MPU6050采集风力摆姿态数据,通过IIC总线将数据实时传输到系统控制器瑞萨R5F100LGA单片机;经相应的控制算法处理后产生多路PWM信号驱动风... 该文设计了一种基于瑞萨单片机控制的微型风力摆系统。系统采用基于微机电MEMS的重力加速度陀螺仪MPU6050采集风力摆姿态数据,通过IIC总线将数据实时传输到系统控制器瑞萨R5F100LGA单片机;经相应的控制算法处理后产生多路PWM信号驱动风力摆执行机构的轴流风机,完成风力摆运动的闭环控制。系统控制器实现了运动矢量分解和合成算法,采用PID控制器完成对风力摆运动轨迹的精确控制和姿态调整。此外系统采用了LCD液晶屏和矩阵键盘作为人机接口,实现风力摆系统控制参数的人机交互。此风力摆实现摆杆的快速起摆、直线摆动,并在此基础上具有摆幅可设、摆向可控、摆速制动、摆杆画圆和系统抗外界干扰等功能。 展开更多

关键词 瑞萨单片机 风力摆 PID算法 MPU6050 矢量分解与合成

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基于六轴陀螺仪的风力摆控制系统

14

作者 袁宇锋 《传感器世界》 2021年第12期23-26,共4页

风力摆是进行无人机设计研究的基础,对其深入分析和研究,可为四轴飞行器系统测试方案的确定、测试参数的选用、测试数据的分析等提供借鉴。文章提出的基于六轴陀螺仪的风力摆控制系统主要由控制单元、轴流风机单元、姿态检测单元等构成... 风力摆是进行无人机设计研究的基础,对其深入分析和研究,可为四轴飞行器系统测试方案的确定、测试参数的选用、测试数据的分析等提供借鉴。文章提出的基于六轴陀螺仪的风力摆控制系统主要由控制单元、轴流风机单元、姿态检测单元等构成一个闭环系统。通过控制单元为风机输送PWM波进行初始转速控制的同时,处理MPU6050陀螺仪采集的姿态角数据,对PWM波进行修正,从而调整风机转动实现闭环控制。实验结果表明,该方法可实现精确的摆动控制,且线性度较好。 展开更多

关键词 控制系统 风力摆 陀螺仪 MPU6050

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一种基于STM32的风力摆控制系统设计

15

作者 毕涛 葛宝川 +1 位作者 刘迪 杨莉莉 《现代信息科技》 2021年第14期68-70,74,共4页

本系统以STM32为核心控制芯片,由姿态采集模块、风力摆模块、人机交互模块及机械结构组成闭环控制系统。姿态采集模块采用六轴加速度陀螺仪MPU6050,采集姿态数据后通过内部集成的DMP处理单元进行姿态角的解算。STM32根据解算得到的角度... 本系统以STM32为核心控制芯片,由姿态采集模块、风力摆模块、人机交互模块及机械结构组成闭环控制系统。姿态采集模块采用六轴加速度陀螺仪MPU6050,采集姿态数据后通过内部集成的DMP处理单元进行姿态角的解算。STM32根据解算得到的角度计算风力摆的状态,通过调节各状态量PID参数实现对风力摆摆动幅度和线性度的控制,将输出量和输入量进行线性分解,控制风力摆完成按指定轨迹运动。本系统受到外部干扰后能快速恢复到指定状态。 展开更多

关键词 风力摆 STM32 MPU6050 PID

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基于MK60FN1MOVLQ15的风力摆控制系统设计 被引量：5

16

作者 苏宁远 张晨亮 《仪表技术》 2016年第8期23-25,32,共4页

设计了基于MK60FN1MOVLQ15的风力摆控制系统。利用MPU-6050陀螺仪精确测量风力摆倾角与角速度,并与目标控制量实时比较得到误差量,利用数字PID算法形成控制量,建立了典型运动规律的数学模型。通过L298N控制四个风扇的转向和转速,以形成... 设计了基于MK60FN1MOVLQ15的风力摆控制系统。利用MPU-6050陀螺仪精确测量风力摆倾角与角速度,并与目标控制量实时比较得到误差量,利用数字PID算法形成控制量,建立了典型运动规律的数学模型。通过L298N控制四个风扇的转向和转速,以形成不同的风向与风速,基于74HC244芯片组成升压隔离电路以提高系统稳定性。测试结果表明,系统具有较高的精度、较好的适应性和稳定性。 展开更多

关键词 风力摆控制系统 单片机 数字PID 陀螺仪 脉宽调制

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基于风板控制的教学实验设计 被引量：2

17

作者 罗耀耀 程渭东 +1 位作者 曾国强 李琳琳 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第12期229-231,共3页

介绍了一套基于Matlab的GUI的控制的风力摆实验平台。系统中MPU6050作为角度传感器,采用STM32单片机作为控制器,采用L298N作为电机的驱动模块,通过Matlab的GUI建立数据接收和显示界面,完成帆板控制系统的控制。通过本系统的实践,可以使... 介绍了一套基于Matlab的GUI的控制的风力摆实验平台。系统中MPU6050作为角度传感器,采用STM32单片机作为控制器,采用L298N作为电机的驱动模块,通过Matlab的GUI建立数据接收和显示界面,完成帆板控制系统的控制。通过本系统的实践,可以使学生熟悉典型的闭环控制系统,掌握多种闭环控制系统中的算法,如PID控制等算法、PWM调试方法等。 展开更多

关键词 风力摆控制 闭环控制系统 Matlab GUI 可视化 交互式

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基于AT89S52的风力摆控制系统设计 被引量：1

18

作者 王亚娟 周光亚 +1 位作者 韩晓飞 谭佳伟 《吉林建筑大学学报》 2016年第4期85-88,共4页

本系统是由单片机模块、风力摆模块、液晶显示模块、驱动模块组成的闭环控制系统.通过对单片机编写程序来控制驱动模块,系统的风力摆在驱动模块的作用下能实现快速起摆、画线、画圆和停止等功能.本系统的风力摆在空气阻力的影响下,具有... 本系统是由单片机模块、风力摆模块、液晶显示模块、驱动模块组成的闭环控制系统.通过对单片机编写程序来控制驱动模块,系统的风力摆在驱动模块的作用下能实现快速起摆、画线、画圆和停止等功能.本系统的风力摆在空气阻力的影响下,具有快速摆动、画线时间较短、启动和停止都具有很好的稳定性. 展开更多

关键词 AT89S52单片机 风力摆 闭环控制

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基于ARM的风力摆实验平台的研究与应用 被引量：1

19

作者 夏彤 叶晓涵 +1 位作者 胡婷 隋竹翠 《实验科学与技术》 2017年第4期34-38,79,共6页

以大学生自主创新与电子设计为背景,该文介绍了基于ARM的风力摆实验平台的研究与应用。平台整合了风力摆系统上所需的所有电路模块和实验装置,包括单片机、轴流风机驱动模块、姿态测量模块、电源模块、人机交互模块及悬挂轴风力摆所需... 以大学生自主创新与电子设计为背景,该文介绍了基于ARM的风力摆实验平台的研究与应用。平台整合了风力摆系统上所需的所有电路模块和实验装置,包括单片机、轴流风机驱动模块、姿态测量模块、电源模块、人机交互模块及悬挂轴风力摆所需的支架;提供了控制风力摆做不同轨迹运动的算法和CCS开发平台上的配套代码,可供学生参考和学习使用。实验结果表明,该实验平台可实现通过按键操作控制风力摆完成不同轨迹的运动,且实验现象明显。 展开更多

关键词 大学生自主创新与电子设计 实验平台 实验教学 风力摆

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风力摆控制系统的设计与测试 被引量：3

20

作者 李政清 《山西电子技术》 2018年第1期36-38,共3页

风力摆是一种通过风机作为唯一动力驱动的装置,深入研究该系统对空间飞行器、四旋翼无人机的运动状态和卫星姿态控制具有重大意义。由此提出双向稳定结构的风力摆机械设计模型,由四风机构成稳定驱动装置,以stm32单片机为控制核心,MPU605... 风力摆是一种通过风机作为唯一动力驱动的装置,深入研究该系统对空间飞行器、四旋翼无人机的运动状态和卫星姿态控制具有重大意义。由此提出双向稳定结构的风力摆机械设计模型,由四风机构成稳定驱动装置,以stm32单片机为控制核心,MPU6050为姿态传感器,LCD显示实时轨迹控制,核心控制模块的定时器中断方式,以闭环控制减小系统误差,从而形成一个完整的控制系统。经测试,实现了风力摆控制在误差范围内连续运行的理想效果。 展开更多

关键词 风力摆 轨迹控制 STM32

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