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现代运动控制教学实训设备的设计与实现
1
作者 张苏新 冯驰源 +1 位作者 郭民环 赵成 《办公自动化》 2024年第14期42-44,共3页
电机控制是现代电气自动化技术专业学生须掌握的技能,也是培养学生工程实践能力的主要途径。目前运动控制实训教学设备中仍大多以继电器—接触器控制和PLC控制继电器方式为主。随着工业互联网、人工智能、工业大数据的发展,采用工业网... 电机控制是现代电气自动化技术专业学生须掌握的技能,也是培养学生工程实践能力的主要途径。目前运动控制实训教学设备中仍大多以继电器—接触器控制和PLC控制继电器方式为主。随着工业互联网、人工智能、工业大数据的发展,采用工业网络通信控制电机的方式应用越来越多,通过网络通信控制电机的方式无复杂的控制接线,搭建的系统具有极高的灵活性,适应现在电机控制的发展需求。为此,本项目在传统教学设备的基础上,集成工业网络控制、PLC和继电器-接触器控制电机的方式,完成现代运动控制教学实训设备的设计。 展开更多
关键词 运动控制 工业网络 教学设备
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基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法 被引量：8
2
作者 朱欣华 王健 +2 位作者 郭民环 姚速瑞 苏岩 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期680-685,共6页
两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过... 两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过左右轮的双闭环PID控制来约束两轮机器人的速度和位姿,同时,在期望路径附近建立矢量场,引入位置约束,促使两轮机器人在偏离期望路径时能够快速回归,完成路径跟踪任务。搭建了两轮驱动机器人硬件实验平台,实现了两轮驱动机器人的路径跟踪控制。实验结果表明,两轮驱动机器人能够准确跟踪期望路径,对于设置的一种较复杂路径跟踪实验,得出的各跟踪点的相对误差的均方差为0.86%,最大相对误差为3.64%。 展开更多
关键词 两轮驱动机器人 欠驱动系统 双闭环PID 矢量场 路径跟踪控制
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带吊挂负载的四旋翼无人机滚动纳什控制 被引量：6
3
作者 郭民环 苏岩 朱欣华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2343-2349,共7页
2个四旋翼无人机(UAVs)的吊挂飞行问题属于协同合作的范畴,现有的很多应用将该问题考虑为只有一个目标函数的控制系统。为了充分利用无人机各自的性能,将其看成是具有不同目标函数的决策主体,并在非合作博弈的框架下进行控制器设计。首... 2个四旋翼无人机(UAVs)的吊挂飞行问题属于协同合作的范畴,现有的很多应用将该问题考虑为只有一个目标函数的控制系统。为了充分利用无人机各自的性能,将其看成是具有不同目标函数的决策主体,并在非合作博弈的框架下进行控制器设计。首先,建立了受控系统的数学模型及其线性形式,同时引入作用在吊挂负载上的外部干扰。然后,将该模型转换成开环信息结构下的有限时间差分博弈问题,并将该问题的纳什均衡解和滚动优化的思想相结合,设计一种基于状态反馈的滚动纳什控制器。最后,通过2个仿真实例验证该方法可以很好地控制无人机进行协同与合作。 展开更多
关键词 四旋翼 无人机(UAVs) 博弈论 纳什均衡 多智能体 最优控制
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固定翼无人机频率响应系统辨识技术 被引量：3
4
作者 郭民环 王宇 朱欣华 《自动化仪表》 CAS 2015年第9期26-29,共4页
针对小型无人机建模困难的问题,采用频域响应系统辨识方法建立了数学模型。首先,在Simulink中建立某已知的非线性模型为仿真对象,设计一组扫频信号作为控制量,并对模型理论输出值进行采样,利用FFT结合分窗法进行频域分析,获得系统频域... 针对小型无人机建模困难的问题,采用频域响应系统辨识方法建立了数学模型。首先,在Simulink中建立某已知的非线性模型为仿真对象,设计一组扫频信号作为控制量,并对模型理论输出值进行采样,利用FFT结合分窗法进行频域分析,获得系统频域响应及相干谱。然后,利用遗传算法进行模型参数估计,建立传递函数模型。最后,对建立的传递函数模型进行时域验证。验证结果表明,该方法效果显著。 展开更多
关键词 无人机 功率谱 频率响应系统辨识 FFT SIMULINK
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两轮平衡车的Simulink可视化仿真平台设计
5
作者 郭民环 王鹏 周志龙 《苏州市职业大学学报》 2022年第2期27-32,42,共7页
分析两轮平衡车的工作原理,建立其动力学模型,设计串级式PID控制器,在Simulink环境下搭建两轮平衡车的仿真控制模型,并测试两轮平衡车恢复平衡、跟踪阶跃位置指令、跟踪阶跃转向指令和跟踪手动摇杆指令等性能。仿真结果表明,设计的仿真... 分析两轮平衡车的工作原理,建立其动力学模型,设计串级式PID控制器,在Simulink环境下搭建两轮平衡车的仿真控制模型,并测试两轮平衡车恢复平衡、跟踪阶跃位置指令、跟踪阶跃转向指令和跟踪手动摇杆指令等性能。仿真结果表明,设计的仿真平台能够使学生更加直观地观察两轮平衡车的运动状态,有助于提高教学效果,同时对工程应用也有一定的借鉴价值。 展开更多
关键词 两轮平衡车 PID控制 SIMULINK仿真 数据可视化
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一种移动射击竞赛机器人系统设计及实现 被引量：1
6
作者 郭民环 杨文康 《科学技术创新》 2022年第28期65-68,共4页
随着作业复杂度的提高,越来越多的应用场景需要使用多台机器人进行协同工作。围绕某机器人竞赛中射击机器人的相关功能开展研究工作,分析了射击机器人的任务特点,完成移动、夹取和射击三个核心部分的机械结构设计。介绍了控制主板Nove P... 随着作业复杂度的提高,越来越多的应用场景需要使用多台机器人进行协同工作。围绕某机器人竞赛中射击机器人的相关功能开展研究工作,分析了射击机器人的任务特点,完成移动、夹取和射击三个核心部分的机械结构设计。介绍了控制主板Nove Pi的基本功能和接口资源,完成电控方案中主板、通讯、动力驱动等关键组件的连接和电气测试。在功能开发的过程中时刻与其他机器人进行联合测试,结果显示达到了预期的设计效果。 展开更多
关键词 移动机器人 结构设计 电机驱动 嵌入式
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