针对现有嵌入式气动伺服控制器的软件功能不足,设计实现了基于DSP的嵌入式气动伺服控制器;建立比例方向阀控气缸系统的模型,采用基于反步法设计的自适应鲁棒控制策略,在线参数估计进一步提高了稳态跟踪精度.运用基于模型的设计方法,在MATLAB/Simulink工具下进行算法设计仿真,将模型进行系列转换后可以自动快速生成控制器控制算法软件,结合DSP硬件驱动和上位机监控软件进行实验验证.结果表明,气动伺服DSP控制器轨迹跟踪误差在5%内,达到了控制周期小于1ms的实时性.

面向下肢运动障碍患者的步态和平衡康复训练需求,以动态减重悬吊支撑为目标,设计了自主行走跟随和实时支撑的康复机器人平台及控制流程,基于“远程计算机+嵌入式控制器”架构设计了康复机器人控制系统;开发了基于ARM的嵌入式控制器,实现了双轴随动控制、多传感器数据采集、WIFI通信、安全防护等功能;研究动态减重核心算法并完成了控制系统上、下位机软件开发。康复训练实验结果表明:动态减重康复机器人控制系统动态响应快,吊绳动态支撑力稳态误差控制在±2.5 N范围内,多种康复训练模式可以满足患者在不同阶段的安全康复训练。

为提高2D伺服阀的性能,设计应用于2D伺服阀的嵌入式电液伺服控制系统。该系统基于TMS320F2812DSP芯片设计了新型嵌入式控制器,集成A/D采样以及串口通讯等功能模块,并采用位置与电流双闭环控制算法对2D伺服阀的动静态特性进行实验测试。同时,利用图形化编程工具Lab VIEW,设计了人机交互界面,可以方便对控制器相关功能模块参数进行在线调试和实时显示工作状态。实验结果表明,该伺服控制系统工作稳定,具有良好的性能,由其控制的2D伺服阀的性能有了很大的提升。