本文介紹一些典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。
1. 衛(wèi)星模型
衛(wèi)星模型常應(yīng)用于衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中。衛(wèi)星常要求進(jìn)行姿態(tài)控制，以使它的天線和傳感器相對于地球具有適當(dāng)?shù)姆轿弧榇?，需要利用推進(jìn)器對三個軸進(jìn)行姿態(tài)控制，分別控制衛(wèi)星的偏離角、傾斜角和轉(zhuǎn)動角。衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖
2. 直流伺服電機(jī)模型
直流伺服系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、機(jī)器人等控制領(lǐng)域。直流伺服電機(jī)為此類系統(tǒng)的核心部件，其結(jié)構(gòu)和工作原理與普通小型直流電動機(jī)相同。直流伺服電機(jī)最常用的控制方式是電樞控制，即勵磁繞組加恒定勵磁電壓，電樞繞組加控制電壓，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時，電樞的控制電壓升高，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就升高；反之，減小電樞控制電壓，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就降低；改變控制電壓的極性，電機(jī)就反轉(zhuǎn)；控制電壓為零，電機(jī)就停轉(zhuǎn)，故可實(shí)現(xiàn)對被控對象的機(jī)械運(yùn)動的快速控制。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
3. 工業(yè)機(jī)器人模型
工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制，成為制造業(yè)生產(chǎn)自動化中非常重要的機(jī)電一體化設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人可以理解為：擬人手臂、手腕和手功能的機(jī)械電子裝置；它可把任一物件或工具按空間位姿的時變要求進(jìn)行移動，從而完成某一工業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)要求。如工業(yè)上常用的焊接機(jī)器人，夾持焊鉗或焊槍，可以實(shí)現(xiàn)對汽車或摩托車車體進(jìn)行點(diǎn)焊或弧焊。
工業(yè)機(jī)器人簡圖如圖3所示。
圖3 工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖
大部分機(jī)器人各關(guān)節(jié)的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)部件為直流伺服電機(jī)。將每一機(jī)器人關(guān)節(jié)看成一簡單的伺服機(jī)構(gòu)，得到如圖4所示的機(jī)械臂單關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4 機(jī)械臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖