湖北省自然科学基金(2013CFB154)
- 作品数：6 被引量：20H指数：2
- 相关作者：唐国元黄道敏邓智勇徐正武张超华更多>>
- 相关机构：华中科技大学空军预警学院武汉第二船舶设计研究所更多>>
- 发文基金：湖北省自然科学基金海洋工程国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程航空宇航科学技术自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 基于集成电路的控制力矩陀螺控制系统设计被引量：2
- 2015年
- 控制力矩陀螺(CMG)作为姿态控制执行机构,相比于传统控制方法有诸多优势,同样也对机电控制系统有更高的性能要求。提出了一种基于MC33035、L298N和STC12C5A60S2等集成电路的CMG控制系统,介绍了系统构成,分析并设计系统各部分硬件电路及相应软件。通过该系统实现了对CMG的有效控制,并给出测试波形及实验结果。
- 王灿唐国元黄道敏
- 关键词：控制力矩陀螺MC33035L298NSTC单片机
- 基于姿态控制力矩陀螺的水下航行体运动建模方法研究被引量：6
- 2014年
- 以舵作为水下航行体运动姿态控制装置时,其控制能力容易受到航速限制。本文考虑采用控制力矩陀螺(CMG)进行水下航行体的姿态控制,从而避免水下航行体在零速或低速时舵效丧失而导致机动能力下降。考虑到水下航行体可能大姿态角度机动,引入欧拉四元素建立其运动学方程;将水下航行体看作刚体,考虑陀螺装置的力矩效应及水动力的影响,运用动量和动量矩定理,针对安装有控制力矩陀螺的水下航行体建立了新的动力学模型方程。对建立的模型进行了仿真,结果表明:陀螺装置所产生的力矩对水下航行体的运动姿态角参数产生了显著的影响,这为CMG在水下航行体运动控制上的应用提供了有效基础。
- 唐国元徐正武黄道敏邓智勇刘通张超华
- 关键词：控制力矩陀螺水下航行体动力学模型
- 四元数在水下航行体运动建模中的应用被引量：2
- 2014年
- 针对一类以控制力矩陀螺(CMG)为姿态控制执行机构的水下航行体,考虑到其大角度机动时姿态描述矩阵可能会出现奇异的问题,建立了与其相适应的运动模型。首先,通过引入四元数来建立运动学方程,并给出四元数与欧拉角之间的关系。随后,在建立动力学方程时,将水下航行体视为由水下航行体和CMG组成的多刚体系统,并使用四元数来代替动力学方程中的欧拉角项。最后,使用龙格库塔法对所建立的模型进行仿真。仿真结果表明,所建立的模型能有效避免使用欧拉角方法建立模型时所产生的奇异问题。
- 徐正武唐国元邓智勇黄道敏黄永忠
- 关键词：四元数控制力矩陀螺水下航行体
- CMGs驱动型水下航行器饱和跟踪控制方法研究
- 随着海洋开发的深入，海洋装备逐渐细化，向着专业化、多样化的趋势发展。作为一类特殊的混合驱动型自主式水下航行器（AutonomousUnderwaterVehicle,AUV），装配内置式控制力矩陀螺群（ControlMo...
- 徐瑞昆
- 关键词：自主式水下航行器跟踪控制
- 水面无人艇集群系统研究被引量：9
- 2019年
- 研制开发1套水面无人艇(USV)集群系统,使无人艇能够实现集群化运作。根据系统的功能需求,设计系统的整体架构,将整个系统划分为岸基基站子系统和无人艇子系统。基于模块化设计理念,再将子系统细分成各个模块,分别对各模块进行硬件选型与软件设计,使其有机的结合,建立具备多任务、长航时、高精度导航及较高智能化的集群系统。将系统运送至喻家湖湖区进行各项试验,实验结果表明,该水面无人艇集群系统具有良好的实时性、准确性与可靠性,能够满足集群化运作的要求。该系统的结构还可扩展至无人机、无人水下航行器等,对今后开展无人集群系统的协同化、智能化研究具有参考意义。
- 胡建章唐国元王建军吴骁解德
- 关键词：无人艇
- 大型回转装置电液位置伺服系统的降阶设计方法
- 2014年
- 液压位置伺服系统往往为高阶系统,因此在对其系统进行设计及性能优化过程往往会带来不便。针对某大型旋转装置的设计要求,通过对其位置伺服系统原理的分析,建立了系统传递函数模型,对其电液位置伺服系统进行了仿真计算,分析了系统的零极点分布情况,发现其非主导极点远离主导极点,由此通过使用降阶近似的方法,得出了其近似二阶系统模型。仿真分析结果表明,该近似二阶系统与原系统的时间响应具有较好的吻合性。在此基础上,针对二阶近似系统提出了相应的校正方法,在系统的前向通道中串入校正环节,该校正环节能使系统闭环传递函数的一个零点与一个极点相互抵消,形成临界阻尼二阶系统,据此计算了校正环节的具体参数,从而在保证系统不超调情况下具有良好快速响应性能。研究结果表明,所设计的系统能较好地满足设计要求。
- 肖国林邓智勇唐国元黄道敏谢金辉
- 关键词：回转装置
- 自主潜航器姿态控制力矩陀螺群的DSP控制系统设计被引量：2
- 2016年
- 传统舵面执行机构在自主潜航器低速或零速状态时对其进行姿态控制舵效不足,为改善其操纵性能,引入框架控制力矩陀螺(CMG)作为自主潜航器的姿态控制执行机构,其中驱动系统由4台高速无刷直流电机及4台减速电机组成。考虑到自主潜航器对控制力矩陀螺电机的性能要求,设计了以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为核心的永磁无刷直流电机与蜗轮蜗杆减速电机调速控制系统,包括DSP主控模块、PWM光电隔离模块、驱动模块、JTAG接口模块、RS-232串行通信模块等硬件电路及系统上、下位机的控制软件程序。设计并制作了外围电路板,实现了对无刷直流电机驱动的陀螺转子进行启动停止、转速给定、转速测量等控制任务,以及蜗轮蜗杆减速电机驱动的陀螺框架启停及正反转响应迅速。试验表明,所设计的DSP控制系统能较好地满足自主潜航器姿态控制需求。
- 张超华唐国元黄道敏朱秋晨
- 关键词：控制力矩陀螺数字信号处理器无刷直流电机
