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中級(jí)會(huì)員 | 第8年

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電壓放大器在自感知的懸臂梁變形控制研究中的應(yīng)用

時(shí)間:2025/3/6閱讀:58
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  實(shí)驗(yàn)名稱:自感知執(zhí)行系統(tǒng)變形控制實(shí)驗(yàn)

  測(cè)試目的:對(duì)自感知壓電懸臂梁系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析、遲滯補(bǔ)償、自感知執(zhí)行系統(tǒng)建模及控制器設(shè)計(jì),解決了懸臂梁系統(tǒng)固有的非線性遲滯問題,建立了自感知壓電懸臂梁系統(tǒng),設(shè)計(jì)了基于C-PSO算法的PID變形控制器,并在MATLAB軟件中進(jìn)行了一系列的對(duì)比實(shí)驗(yàn)和仿真分析。本章介紹實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及搭建的硬件平臺(tái),進(jìn)一步驗(yàn)證自感知懸臂梁系統(tǒng)的控制效果。

  測(cè)試設(shè)備:電壓放大器、NI數(shù)據(jù)采集卡、激光位移傳感器、懸臂梁系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器與傳感器等。


實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體框圖


  圖1:實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體框圖

  實(shí)驗(yàn)過程:

  設(shè)計(jì)自感知壓電懸臂梁控制系統(tǒng),搭建系統(tǒng)硬件平臺(tái),然后通過MATLAB軟件與LabVIEW軟件相互配合搭建軟件平臺(tái),其中MATLAB有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算能力并且集成了各領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理工具包、提供多種控制算法函數(shù),并且在處理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)仿真中起著至關(guān)重要作用;LabVIEW采用程序框圖形式的G語言,在圖形界面開發(fā)、信號(hào)測(cè)量、循環(huán)處理、軟件和硬件通訊方面更具優(yōu)勢(shì)。在本實(shí)驗(yàn)中,LabVIEW作為數(shù)據(jù)采集平臺(tái)和人機(jī)交互平臺(tái),可以采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以提供給MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)、數(shù)據(jù)分析處理及系統(tǒng)控制器參數(shù)尋優(yōu),設(shè)計(jì)適用于本系統(tǒng)的控制器。因此,運(yùn)用MATLAB與LabVIEW聯(lián)合編程技術(shù),實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

  進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證兩部分,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括對(duì)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。選取實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備,搭建硬件平臺(tái);在軟件方面,用LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)采集模塊、遲滯補(bǔ)償模塊、自感知變形控制器模塊的面板和程序框圖設(shè)計(jì);采用MATLAB軟件進(jìn)行PID控制器參數(shù)尋優(yōu),并設(shè)計(jì)基于C-PSO算法優(yōu)化的PID參數(shù)部分。LabVIEW與MATLAB的協(xié)同配合,設(shè)計(jì)出響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)時(shí)間短、無超調(diào)的自感知變形控制系統(tǒng)。

  電壓放大器推薦:ATA-2081



  圖:ATA-2081高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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