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| 1 | 大型光电经纬仪速度环PID参数模糊自整定研究显示文摘为了使大型经纬仪在跟踪快速目标时具有较高的响应速度和较强的抗干扰能力,同时在跟踪低速目标时具有较好的平稳性和较高的精度。在传统伺服控制器双闭环的结构基础上,利用模糊控制理论将伺服控制的速度环调节器设计为模糊PID控制器,同时将位置环设计为传统的一阶调节器。讨论了速度环模糊PID控制器的结构和PID参数的整定方法,在设计中比例系数K P、微分系数K D用模糊方法进行自整定,而积分参数K I采用固定参数,并在MATLAB中对该模糊PID控制器进行了仿真研究,对比了模糊PID控制器与传统PID控制器的性能指标和抗干扰能力。实验结果表明:模糊PID控制器具有自整定参数的能力,并且跟踪性能远远优于传统PID控制器。在实际项目中对所设计的模糊PID控制器进行了应用,在对经纬仪进行最大速度20°/s最大加速度5°/s2的正弦引导时测得最大误差仅为0.6″。在对经纬仪进行速度为15″的等速引导时系统运行平稳,实际测得速度与引导速度的均方根误差仅为0.63″。 | 孙航 韩红霞 曹立华 耿爱辉 | 2013 | 仪器仪表学报2013，34，10： | 37 |
| 2 | 变结构PID在大型望远镜速度控制中的应用显示文摘为了满足大型望远镜对于速度控制响应快、超调量小、稳态精度高、低速运行平稳的要求,在分析经典PID控制算法的基础上,提出了一种变结构PID控制器。通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益、积分变增益和微分增益等函数,变结构PID能够根据瞬时误差实时改变其结构和参数。针对某大型望远镜的传递函数模型,仿真验证了变结构PID的作用,并比较了经典PID与变结构PID的控制性能。实验结果表明,该望远镜能够以最大加速度达到期望速度,且无速度超调,以20(°)/s运行时的最大稳态误差为0.0167(°)/s,以10(″)/s运行时的最大稳态误差为0.7(″)/s。仿真和实验结果均证明:基于变结构PID控制器的速度控制系统能够满足大型望远镜的要求。 | 张斌 李洪文 郭立红 孟浩然 王建立 阴玉梅 | 2010 | 光学精密工程2010，18，7： | 25 |
| 3 | 空间大口径望远镜稳像系统发展现状及趋势显示文摘介绍了目前国际上已发射及正在论证的大型空间望远镜的稳像控制系统,主要包括自由飞行模式的HUBBLE、JWST、ATLAST-8m和ATLAST-9.2m,载体搭载模式的SOFIA和OPTIIX。详细论述了这些空间望远镜稳像系统的组成、工作原理、主要元件、性能指标和控制算法,并对基于磁悬浮技术的无扰动载荷设计概念和机械臂直接驱动空间相机的设计思想进行了介绍。分析表明,基于机械臂和磁悬浮技术的精密稳像及主动振动抑制系统是未来的发展趋势。 | 曹小涛 孙天宇 赵运隆 王栋 郭权锋 | 2014 | 中国光学2014，7，5： | 24 |
| 4 | 永磁同步电机速度控制器的全数字化集成显示文摘基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了具有Anti-windup策略的速度控制器用于永磁同步电机伺服控制系统,并给出了相应的集成设计方法。该方法通过单片FPGA实现永磁同步电机的全数字集成控制。采用FPGA的嵌入式Nios II核完成速度环控制策略,通过FPGA的并行硬件电路实现了高速电流环控制器。为了解决速度给定较大时产生的控制器积分饱和问题,设计了具有Anti-windup策略的PI速度控制器用于有效地减小转速超调量,缩短调节时间。实验结果表明:与PI控制器相比,使用这种速度控制方法可使永磁同步电机最大转速跟踪精度提高10r/min,且具有良好的动态性能和稳态精度。提出的设计方法满足永磁同步电机伺服控制系统的设计需要。 | 李洪文 邓永停 王建立 | 2015 | 光学精密工程2015，23，4： | 24 |
| 5 | 自抗扰技术在卫星姿态模拟系统中的应用显示文摘建立了高精度卫星姿态模拟系统用于光通信地面仿真试验,针对卫星轨迹特点,设计了一种改进的自抗扰控制算法。介绍了自抗扰控制技术的特点和控制原理,提出改进的伺服算法,为自抗扰算法引入了选择性积分项。针对系统±10″动态误差要求,设计了多阈值非线性函数,并添加状态判断模块实时更改非线性函数参数。同时,给出了算法主要参数的整定原则。然后,基于控制器开放伺服功能,给出了自抗扰控制的实现方法和计算流程。实验结果表明:系统具有良好的连续加减速能力,跟踪斜坡信号的动态误差为±6″;经对比,在跟踪卫星姿态轨迹时,自抗扰控制的抗干扰能力优于PID控制,跟随误差达到±7″,满足高精度姿态仿真要求。 | 廉明 韩振宇 富宏亚 | 2010 | 光学精密工程2010，18，3： | 23 |
| 6 | 基于卡尔曼滤波器的交流伺服系统自适应滑模控制显示文摘为了减小负载转矩扰动和系统参数摄动对永磁同步电机控制系统的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波器的自适应滑模速度控制器。该控制器由自适应律估计参数摄动项,用卡尔曼滤波器估计外部扰动项。设计了含积分作用的滑模面,以保证电机转速的无静差跟踪;采用了指数趋近律,以提高趋近速度并削弱抖振。卡尔曼滤波器估计得到的系统外部扰动前馈补偿至控制器的输出,用于有效降低滑模控制器的不连续切换项造成的系统抖振。实验结果显示:跟踪设定的600r/min转速时,控制器稳态转速精度达到±1r/min。电机在以600r/min稳速运行时,设计的控制器在1.6N·m的外部转矩扰动下的最大转速波动比传统PI控制器的转速波动减小了2%。仿真分析和实验数据表明基于卡尔曼滤波器的自适应滑模控制器对交流伺服控制系统具有较强的抗扰动性、鲁棒性以及良好的稳态性能。 | 邓永停 李洪文 王建立 贾建禄 | 2014 | 光学精密工程2014，22，8： | 22 |
| 7 | 永磁同步电机调速系统的自抗扰控制显示文摘提出了一种利用反双曲正弦函数的一阶自抗扰控制器,以提高永磁同步电机正弦波脉宽调制(SPWM)调速系统的跟踪精度。研究了永磁同步电机转速环的数学模型;分别设计了一阶跟踪微分器和二阶扩张状态观测器,利用李雅普诺夫函数分析了它们的收敛性;构造了转速环的一阶自抗扰控制器,同时证明了一阶自抗扰控制误差系统的渐近稳定性。最后,将该新型一阶自抗扰控制器作为永磁同步电机的转速调节器,分析了自抗扰控制永磁同步电机的SPWM调速系统。仿真实验表明:自抗扰控制调速系统速度阶跃跟踪的调整时间约为0.15 s,稳态误差小于0.28 r/min;同一调速系统正弦响应的最大跟踪误差约为17 r/min。与PI控制调速系统相比,自抗扰控制永磁同步电机调速系统阶跃响应快速而平稳,无超调,稳态误差小;另外,系统正弦响应的跟踪性能好,跟踪误差小。 | 周涛 | 2016 | 光学精密工程2016，24，3： | 22 |
| 8 | 空间激光通信单探测器复合跟踪控制技术研究显示文摘空间激光通信终端伺服系统是一种高精度的跟踪机构,在扰动条件下,通信系统对跟踪系统的稳定性及精度提出了较高的要求。本文主要介绍了激光通信伺服系统的复合跟踪技术,详细论述了单探测器复合跟踪方式的选择以及激光通信伺服系统的控制流程。最后,在振动平台上进行了粗精复合的激光跟踪实验。实验结果显示,当通信终端系统跟踪最大振动加速度为0.22°/s 2的振动平台时,跟踪目标平稳性较好,单独采用粗跟踪时误差为60μrad,采用粗精复合跟踪时位置误差可以达到2μrad。实验结果表明,空间激光通信系统中单探测器复合跟踪技术的设计满足了系统跟踪精度的要求,为激光通信控制系统的设计提供了一定的参考。 | 张敏 佟首峰 滕云杰 | 2019 | 激光与红外2019，49，8： | 18 |
| 9 | 基于高速单片机的液晶显示模块控制显示文摘为了适应现场自动化的需要并满足现场设备测试系统的终端显示要求,设计了基于高速单片机C8051F120的液晶显示模块(LM6800)控制系统。详细介绍了液晶显示接口硬件设计方案以及软件设计思想,通过实验验证了此液晶模块控制系统的正确性。 | 刘金星 李洪文 | 2011 | 液晶与显示2011，26，1： | 15 |
| 10 | 变结构PI控制器的设计及其在光电跟踪系统中的应用显示文摘为了给光电跟踪系统提供高性能的伺服控制,基于传统的PI控制器原理,结合变结构的思想,设计了一种变结构PI控制器(VSPI)。介绍了该控制器的工作原理并讨论了设计参数的选择。基于某型号光电跟踪系统,分别对采用了VSPI、抗积分饱和PI控制器(AWPI)和积分分离PI控制器(ISPI)作为位置回路控制器的伺服控制系统进行了仿真和实验。实验结果表明,采用了VSPI的光电跟踪系统基本无超调,上升时间为0.378s,稳定时间为0.488s,跟踪精度为1.26″。该系统结构简单,能实现嵌入式实时控制;与其他两种控制器相比综合性能更好,完全满足光电跟踪系统精度高、响应快的要求。 | 熊皑 范永坤 吴钦章 | 2010 | 光学精密工程2010，18，8： | 13 |
| 11 | 大型望远镜交流伺服控制系统综述显示文摘本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点及未来发展趋势,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供一定的参考。 | 邓永停 李洪文 王建立 | 2015 | 中国光学2015，8，6： | 12 |
| 12 | 基于模糊PID控制的望远镜伺服控制系统显示文摘为了满足某种望远镜传递函数时变、速度精度要求高、位置定点时间长的控制要求,在分析经典PID的基础上,提出了一种模糊控制方案。通过构造模糊控制规则,模糊PID控制器能够根据误差和误差变化对控制器的比例、积分增益进行实时的调整。针对某望远镜模型,仿真验证了模糊PID控制与经典PID的控制性能,并在该望远镜上实验验证了速度控制及位置定点实验,速度为138.8°/s时最大稳态误差为0.4°/s,位置定点最大误差为0.0002°。仿真结果和实验结果均表明:模糊PID控制能满足该望远镜的观测要求。 | 翟园林 王建立 孟浩然 邓永停 苏燕芹 | 2012 | 电子测量技术2012，35，3： | 12 |
| 13 | 动基座光电稳定平台伺服系统中加速度反馈的实现显示文摘在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大,该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型,而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明,加速度反馈闭环的引入有效提高了伺服系统动态力矩刚度,并改善了伺服系统起动、制动性能。引入加速度反馈闭环后,动基座光电稳定平台伺服系统对摩擦力矩抑制能力明显提高;对周期性扰动抑制能力提高了9.3dB;对速度阶跃响应超调量降低了4.9%,同时过渡过程也有极大的改善。该伺服系统不仅结构简单,鲁棒性强,且有较好的通用性。 | 孔德杰 戴明 程志峰 沈宏海 盖竹秋 王国华 毛大鹏 | 2012 | 光学精密工程2012，20，8： | 11 |
| 14 | 伺服系统传递函数的全数字测量方法显示文摘在设计伺服控制系统时为了得到更好的控制精度,经常需要知道被控系统的传递函数。为了得到更简便的测定方法,本文介绍了基于全数字模式的频域测定法,在基于传统自动控制理论测量传递函数的基础上,省略了频率分析仪、测速机和示波器等设备,并于文中实验部分给出了被控对象的实验记录测量数据及其开环幅频特性曲线bode图。最后,以此实验结果及MATLAB仿真结果对比分析表明,此方法成功的实现了全数字测定被控系统的传递函数,具有一定的推广型。 | 刘金星 李洪文 年朋 孙学士 | 2010 | 电子测量技术2010，33，9： | 10 |
| 15 | 基于ARM与CPLD的伺服控制系统设计显示文摘为了降低伺服控制系统的硬件设计复杂程度和增强系统控制的实时性,设计了基于ARM和CPLD的多轴伺服电机控制器。该控制器选用三星公司的ARM芯片S3C2440A和ALTERA公司的CPLD芯片EPM570T144作为控制芯片,给出了该控制器的硬件结构和软件流程设计。利用伺服转台进行控制实验,通过对实验数据分析得出该控制器具有较好的控制性能;实验结果表明该伺服控制器能够较好的实现复杂控制算法,具有集成度高,灵活性强,实时性好的特点,满足多轴伺服控制系统实时控制的需要。 | 邓永停 李洪文 | 2012 | 电子测量技术2012，35，3： | 9 |
| 16 | 基于FPGA的直流电机伺服控制系统设计与实现显示文摘为了满足直流电机伺服控制系统实时控制的要求,提高电机跟踪控制的精度,设计了基于单片FPGA的直流电机伺服控制系统.该控制系统采用Nios II内核实现位置环和速度环控制策略,系统的电流环通过并行硬件电路实现.为了减小电机的力矩波动,设计了基于Anti-Windup策略的PI速度控制器;为了减小系统的超调量和调节时间,位置环采用了超前滞后校正器.仿真和实验结果表明,设计的伺服控制系统具有较好的稳态精度和动态性能,满足系统的设计要求. | 常怡萍 刘琴 杨蕾 | 2017 | 郑州大学学报(工学版)2017，38，6： | 9 |
| 17 | 单片机和CPLD的望远镜伺服控制器设计显示文摘设计基于高速单片机C8051F120和CPLD的高精度大型望远镜的伺服控制器,由单片机实现闭环控制算法、上位机通信和LCD显示控制,CPLD实现增量式编码器计数、电机驱动波形发生以及I/O接口。该控制器可独立进行电机控制,也可配合上位机进行控制,具有实时性和抗干扰能力强、成本低、调试方便等特点。 | 李洪文 林应荃 阴玉梅 | 2010 | 单片机与嵌入式系统应用2010，10，7： | 8 |
| 18 | 53cm双筒激光测距望远镜控制系统的设计与实现显示文摘研制53 cm双筒激光测距望远镜的快速平稳伺服控制系统,以实现快速空间目标的跟踪测量。模块化设计并构建望远镜的控制系统,伺服驱动器完成电流和速度的闭环,运动控制器实现位置环和复合PID算法。对控制机箱进行集成,并对控制器进行嵌入式开发,由控制器负责实时的运动控制,而上位机软件进行任务管理和人机交互。自定义通信协议以克服通信延时和VC++定时精度不高的问题,并提出位置二次闭环与混合PID的控制策略以提高望远镜的跟踪精度。实验结果表明:该望远镜在以3(°)/s的匀速运动和低轨卫星跟踪过程中,精度在5″内;在低速运动和中高轨卫星的跟踪中,能够达到角秒量级的精度,经测试该望远镜能快速平稳地跟踪400 km以上空间目标,并满足指标要求。 | 黄涛 李祝莲 张海涛 李语强 熊耀恒 | 2014 | 现代电子技术2014，37，16： | 8 |
| 19 | 轴对称飞行器滚转稳定控制与舵机技术指标显示文摘结合捷联惯性导航技术,系统研究了舵机技术指标对滚转自动驾驶仪性能的影响。根据滚转回路特性,分析了滚转回路截止频率与舵机带宽的基本关系。应用频域分析,在低阶简化模型和高阶模型性能比较的基础上,研究了舵机带宽和相角对滚转回路性能的影响。以二阶系统阶跃响应形式,联系飞行操纵产生的下洗流干扰力矩与滚转稳态指令,确定了舵的最大偏转角速度,保证滚转自动驾驶仪在机动飞行时工作在线性区。另外,综合考虑有转速和角度限制的二阶系统舵机模型及不同总攻角下的最大干扰力矩,考查了饱和非线性区中滚转回路指令和滚转角的响应状态,论证了滚转回路的稳定性。结果表明,对于弹体滚转时间常数为0.3s,舵效率力矩为42N.m/rad,带宽要求>50rad/s的滚转自动驾驶仪,舵机带宽应不小于20Hz,阻尼比应在0.6以上。 | 张跃 段镇 | 2010 | 光学精密工程2010，18，1： | 7 |
| 20 | 永磁同步电机模型自适应补偿速度控制显示文摘针对参数变化、负载扰动带来的永磁同步电机速度控制问题,提出基于投影算法的永磁同步电机模型自适应补偿速度控制。依据永磁同步电机速度环模型自适应补偿的充分条件,设计满足该条件的参数、负载估计投影算法,并以计算出的前馈控制量补偿到速度控制系统中,使实际速度系统等效于无参数变化、无负载扰动的标称模型,并对该标称模型设计速度跟踪控制器。仿真和实验表明,该方法可实现了速度控制系统在参数、负载不确定性环境下的快速、小超调甚至无超调的鲁棒跟踪控制。 | 蒋学程 彭侠夫 何栋炜 | 2011 | 电机与控制学报2011，15，10： | 6 |
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