本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW和輸入整形算法抑振的氣懸浮平臺研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣懸浮運動系統(tǒng)在面向玻璃基板的非接觸式傳輸領(lǐng)域以及IC制造高速度高加速度精密加工裝備領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。氣懸浮運動系統(tǒng)主要有無磨損、壽命長、無污染、速度高、摩擦小、精密度高等優(yōu)點。但是,相對于傳統(tǒng)的線性導(dǎo)軌,氣懸浮導(dǎo)軌承載能力小、支承結(jié)構(gòu)復(fù)雜、氣膜剛度低、阻尼小等因素對氣懸浮運動控制系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)提出了更高的要求,在運動控制過程中容易出現(xiàn)殘余振動明顯、定位穩(wěn)定時間長和易受干擾影響等缺點。尤其在高動態(tài)(高速度高加速度)工作下產(chǎn)生的殘余振動明顯給控制系統(tǒng)實現(xiàn)快速精確定位控制帶來了極大的挑戰(zhàn)。如何在高動態(tài)工作下快速有效地抑制殘余振動影響成為氣懸浮運動控制的關(guān)鍵問題之一。輸入整形算法在柔性機構(gòu)系統(tǒng)的殘余振動抑制中取得了很好的效果,然而在電機伺服系統(tǒng)中應(yīng)用還比較少。本文將探索采用輸入整形算法來抑制此類伺服系統(tǒng)中的殘余振動,從而實現(xiàn)氣懸浮運動系統(tǒng)快速精確定位控制。本文主要研究內(nèi)容如下：(1)設(shè)計一種振動信號數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng),并以氣懸浮平臺作為研究對象進行試驗研究,實現(xiàn)對振動信號的采集、顯示、分析、讀取和存儲等功能,為進一步利用輸入整形算法抑制氣懸浮運動系統(tǒng)殘余振動提供可靠數(shù)據(jù)。系統(tǒng)利用LabVIEW強大的數(shù)據(jù)采集功能和Matlab的小波分析工具箱,實現(xiàn)了對振動信號的小波去噪,將LabVIEW和Matlab二者結(jié)合起來進行工程實踐,增強了LabVIEW的處理能力；(2)基于輸入整形設(shè)計快速抑振控制算法并實現(xiàn),詳細(xì)介紹了四種基本的輸入整形和一種改進型負(fù)脈沖輸入整形的分析設(shè)計方法,重點研究了基于有限時間拉普拉斯變換的輸入整形算法設(shè)計和基于最小躍度的輸入整形優(yōu)化；(3)搭建軟硬件實驗臺對氣懸浮運動系統(tǒng)進行仿真和實驗。硬件設(shè)備主要利用壓電加速度傳感器、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機等,軟件主要利用LabVIEW進行編程,包括信號采集模塊和處理模塊,將輸入整形模塊作為一種離線算法通過前饋方式接入基于Matlab/Simulink搭建起的氣懸浮運動系統(tǒng)快速精確定位控制器中,重點對基于有限時間拉普拉斯變換的輸入整形算法設(shè)計和基于最小躍度優(yōu)化的氣懸浮抑振系統(tǒng)進行了仿真和實驗,并與其他輸入的系統(tǒng)響應(yīng)對比分析。實驗結(jié)果表明,輸入整形后的位移響應(yīng)時間縮短為梯形曲線的80%,穩(wěn)態(tài)時間縮短為后者的37.5%,輸入整形法在保證系統(tǒng)響應(yīng)性能的基礎(chǔ)上能夠達到快速精確定位的目的。
【關(guān)鍵詞】：LabVIEW 輸入整形算法 Matlab 抑振 氣懸浮平臺
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 選題背景及研究意義14-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 氣懸浮技術(shù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 輸入整形技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 目前存在的主要問題18
• 1.3 課題來源與主要研究內(nèi)容18-20
• 1.3.1 課題來源18-19
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 氣懸浮振動信號采集實驗臺的搭建20-25
• 2.1 氣懸浮硬件平臺20
• 2.2 采集實驗臺的搭建20-24
• 2.2.1 采集系統(tǒng)的組成20
• 2.2.2 傳感器20-22
• 2.2.3 信號調(diào)理器22-23
• 2.2.4 數(shù)據(jù)采集卡23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 基于LabVIEW的氣懸浮振動信號分析系統(tǒng)25-39
• 3.1 LabVIEW簡介25-26
• 3.1.1 軟件介紹25
• 3.1.2 主要特點25-26
• 3.2 軟件開發(fā)步驟26-27
• 3.3 氣懸浮振動信號采集模塊27-32
• 3.3.1 功能描述27-28
• 3.3.2 程序流程圖28
• 3.3.3 采樣頻率的確定28-29
• 3.3.4 通信接口程序設(shè)計29-30
• 3.3.5 采集模塊的編程實現(xiàn)30-32
• 3.4 氣懸浮振動信號處理模塊32-38
• 3.4.1 功能描述32-33
• 3.4.2 程序流程圖33
• 3.4.3 去噪方法選擇33-35
• 3.4.4 頻譜分析35-38
• 3.4.5 處理模塊編程實現(xiàn)38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于輸入整形的快速抑振控制算法設(shè)計39-58
• 4.1 輸入整形器的基本概念39-41
• 4.1.1 組成與機構(gòu)39-40
• 4.1.2 時域和頻域表達40
• 4.1.3 基本原理40-41
• 4.2 基于輸入整形的分析設(shè)計方法41-51
• 4.2.1 零極點對消法41-43
• 4.2.2 脈沖響應(yīng)法43-44
• 4.2.3 靈敏度曲線法44-45
• 4.2.4 聯(lián)立約束方程法45-48
• 4.2.5 改進型負(fù)脈沖輸入整形算法的設(shè)計48-51
• 4.3 基于有限時間拉普拉斯變換輸入整形算法的設(shè)計51-56
• 4.4 基于最小躍度輸入整形優(yōu)化的設(shè)計56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 氣懸浮抑振系統(tǒng)的仿真與實驗58-66
• 5.1 采集實驗臺的調(diào)試實驗58-59
• 5.2 采集模塊的調(diào)試實驗59
• 5.3 處理模塊的調(diào)試實驗59-61
• 5.4 輸入整形算法抑振的仿真與實驗61-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文72-74
• 致謝74-75
• 附錄75-80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 於東軍,李勇智;算法設(shè)計與分析教學(xué)改革初探[J];中國輕工教育;2005年03期

2 王力軍;何友全;;一種以空間換時間的快速查找算法的設(shè)計與應(yīng)用[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

3 李順云;;3G網(wǎng)絡(luò)增強型用戶鑒權(quán)算法設(shè)計[J];煤炭技術(shù);2012年03期

4 王翔;于浩杰;顏敏;鄭楠;;一種新穎的改進螢火蟲算法[J];計算機與應(yīng)用化學(xué);2014年08期

5 徐秀花;程曉錦;寇怡;;蟻群算法在旅游交通線路中的應(yīng)用[J];北京印刷學(xué)院學(xué)報;2013年02期

6 詹士昌,徐婕;蟻群算法在馬斯京根模型參數(shù)估計中的應(yīng)用[J];自然災(zāi)害學(xué)報;2005年05期

7 華馳;王輝;楊慧;;基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無線信號強度學(xué)習(xí)算法[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年06期

8 張海濤,劉萬軍;高校計算機排調(diào)課算法研究[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2005年01期

9 李慶勝;;用微機進行強度預(yù)報的因素選擇和算法設(shè)計[J];水泥;1986年12期

10 李克清;一種快速單向HASH函數(shù)的設(shè)計算法[J];江漢石油學(xué)院學(xué)報;2000年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 雷詠梅;;橢圓曲線密碼體制的算法設(shè)計與實現(xiàn)[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

2 楊盤洪;朱軍祥;趙建安;楊靜;;機動目標(biāo)跟蹤的模糊變結(jié)構(gòu)交互多模算法[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（二）[C];2007年

3 徐子珊;;《算法設(shè)計與分析》課程中的工程教育[A];2005年全國理論計算機科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

4 王輝;劉治昌;;用一種新算法設(shè)計的安全系統(tǒng)[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

5 舒輝;柳清峰;杜祝平;周蓓;;實踐教學(xué)模式在本科專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用[A];中國電子教育學(xué)會高教分會2010年論文集[C];2010年

6 彭小宏;陽東升;劉忠;;基于聚類算法的組織協(xié)作網(wǎng)設(shè)計[A];2006中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

7 李皓;羅熊;;云存儲部署優(yōu)化的進化算法設(shè)計[A];2013年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第三分冊）[C];2013年

8 羅長政;李熙瑩;王鎮(zhèn)波;羅東華;;一種大流量交叉路口的背景提取與更新算法[A];第十五屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

9 楊利;李霖;昌月樓;陽國貴;;對稱位向量及啟發(fā)式并行散列連接算法[A];數(shù)據(jù)庫研究與進展95——第十三屆全國數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

10 張晉;;嵌入式電腦鼠運行算法的研究[A];全國第20屆計算機技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議（CACIS·2009）暨全國第1屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;算法設(shè)計的策略[N];電腦報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 谷偉哲;齊次光滑算法及其應(yīng)用[D];天津大學(xué);2010年

2 龍海俠;進化算法及其在生物信息中的應(yīng)用[D];江南大學(xué);2010年

3 譚躍;具有混沌局部搜索策略的粒子群優(yōu)化算法研究[D];中南大學(xué);2013年

4 尤海峰;求解隱式目標(biāo)優(yōu)化問題的交互式進化算法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

5 張常淳;基于MapReduce的大數(shù)據(jù)連接算法的設(shè)計與優(yōu)化[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

6 郭崇慧;地區(qū)中長期發(fā)展規(guī)劃若干定量模型、算法及應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2002年

7 蔣蔚;粒子濾波改進算法研究與應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 孫賀;算法設(shè)計中的若干前沿問題[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

9 陳寧濤;基于二分技術(shù)的高效算法設(shè)計及其應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2006年

10 婁曉文;無符號基因組切割再粘貼重組問題的算法研究[D];山東大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李欣園;基于選擇偏好的組合聚類算法研究與實現(xiàn)[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 楊瀟;界約束非線性最小二乘問題的無導(dǎo)數(shù)算法[D];上海交通大學(xué);2015年

3 王曉璐;基于Zynq的LS-SVM算法加速器設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 樓磊磊;醫(yī)療保險數(shù)據(jù)異常行為檢測算法和系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2015年

5 齊海龍;基于改進人工蜂群算法的非線性系統(tǒng)辨識方法研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 蔡平梅;結(jié)構(gòu)化稀疏信號的恢復(fù)算法研究[D];上海大學(xué);2015年

7 趙晨陽;基于蟻群算法的高階圖匹配方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 茍清松;多目標(biāo)粒子濾波檢測前跟蹤算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

9 李枝勇;蝙蝠算法及其在函數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D];上海理工大學(xué);2013年

10 李蓮;基于蜂群和粗糙集的聚類算法研究[D];長沙理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW和輸入整形算法抑振的氣懸浮平臺研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：431226