基于S7-200和TP270的玻璃清洗机系统的实现

以1.3m汽车玻璃清洗机为研究对象,文章着重介绍该机控制系统的设计与实现。该系统采用西门子S7-200CN系列PLC和TP270触摸屏为主要控制元件,以MM440变频器作为清洗机分段速度的调节给定,采用MPI的通讯协议,安全可靠;以步进电机作为主机架的升降高度调节的执行机构,精确可调。

TP270触摸屏和PROFIBUS现场总线在涂装生产线上的应用

介绍了涂装生产线工艺流程、设备使用情况以及自动控制的要求,介绍了基于触摸屏和PLC的控制系统,具有方便的人机界面和可靠的控制性能,经实际应用获得了良好的效果。

光电稳定平台的分数阶降阶自抗扰控制设计

为了提高光电稳定平台的动态性能与抗干扰能力,提出一种分数阶降阶自抗扰控制(FO-RADRC)算法。首先,利用系统输出信号的可测性和可靠性,采用降阶线性扩张状态观测器,提高观测效率和精度;然后,采用分数阶PD(FOPD)作为控制律,从而增强系统的稳定性和控制性能。通过数值仿真实验,与线性自抗扰算法和降阶线性自抗扰算法进行了对比分析。结果表明,所提算法在动态性能指标上均优于对比算法,且在不同频率的等效扰动作用下具有更强的扰动抑制能力。这些结果验证了所提改进算法在提升光电稳定平台控制效果方面的有效性和创新性。

基于S7-300PLC与TP270的尾煤干燥控制系统

针对永煤集团车集选煤厂而设计的尾煤干燥系统,此系统采用S7-300PLC与触摸屏TP270控制, 包括就地和集中两种控制方式。实践表明,本系统符合尾煤干燥的要求,解决了选煤厂因压滤煤泥水分高、粘度大而造成运输与销售困难,和因存放而导致矿区环境污染的状况。

无线供电MEC系统的计算能效最大化策略

为了解决无线供电移动边缘计算(MEC)系统的计算能效优化问题,提出一种基于非正交多址接入的无线供电MEC系统的资源分配策略。该策略将非线性能量收集模型应用到移动设备上,通过联合优化MEC服务器和移动设备的计算频率、执行时间、基站发射功率、设备发射功率、卸载时间和能量收集时间,比较充分地利用移动设备和MEC服务器的可用计算资源,提高设备的吞吐量和计算位数,进而最大限度地提升系统计算能效。将该联合优化问题转化为非凸分式规划问题,设计一种基于Dinkelbach的迭代算法来获得最优的资源分配方案。仿真实验表明:该资源分配策略所获得的系统计算能效更高,具有更好的性能增益。

基于模糊PID的磁力搅拌器温度控制设计

针对磁力搅拌器的电阻炉盘具有大滞后、非线性以及无法精确获得数学模型的问题,在温度-电流串级控制的基础上提出了一种基于模糊PID的磁力搅拌器温度控制方法,能够更好地应对电阻炉盘的特性。通过模糊化输入和输出,利用模糊规则进行推理,根据实时的温度偏差和变化率来调整控制器的输出,以实现更快的响应并且减小超调的程度。PID控制器的比例、积分和微分部分也能够对系统进行精确调节,进一步提高温度控制的准确性。实验表明,在50~350℃的温控范围之间,系统的稳态误差在±1℃内,并且超调量小,可以满足磁力搅拌器的应用需求。

离散时间多智能体系统间歇事件触发输出一致性

对离散时间多智能体系统间歇事件触发输出一致性进行了研究。首先,结合间歇控制和事件触发机制,针对离散多智能体系统提出一个输出一致性控制协议。然后,构造误差系统,基于Lyapunov稳定性理论得到了依赖于网络的Laplacian矩阵和系统增益的输出一致性条件,实现离散时间多智能体系统间歇事件触发输出一致性。最后,利用具体的仿真例子对结果的有效性进行分析验证。

基于扩展滑模扰动观测器的高速列车分布式速度协同滑模控制

针对高速列车运行中因受外界未知扰动而导致的各车厢速度不同步问题,提出一种基于扩展滑模扰动观测器的高速列车分布式滑模控制算法。首先,考虑高速列车运行的受力情况,建立高速列车多质点模型;其次,设计领航者车厢滑模控制器和跟随者车厢分布式滑模控制器,构建扩展滑模扰动观测器估计外界未知干扰,并反馈给分布式滑模控制器,以消除外界未知干扰对高速列车各车厢速度同步造成的影响,同时利用Lyapunov理论证明了算法的稳定性。最后,通过Matlab仿真验证了该算法能实时精确观测外界未知扰动并反馈补偿,跟随者车厢能快速跟踪领航者车厢的速度,速度跟踪精确度高达99.9%。

云控制水肥药械智能监控平台的设计与实现

随着我国农业现代化水平的提高,以水肥药械为核心的现代农业服务体系成为未来行业发展的方向。为此,采用B/S结构模式,使用Django框架,选用MySQL数据库,设计并实现了一种云控制水肥药械智能监控平台。平台拥有完善的机构、数据交互、用户和权限等管理功能,可实现水肥药械的数字化管理;嵌入了基于Bi-LSTM与LightGBM融合的参考作物蒸散量预测方法,可实现对作物灌溉的实时预测;增加了作物施肥计算公式以及施肥用药数据库,可为用户对肥、药的施用提供科学的参考依据。实际运行及性能测试结果表明:平台的架构和模块设计合理,功能较全面和灵活,可有效满足设施园区对于水肥药械的管理需求,推动现代化农业发展。

基于改进WOA-BP神经网络的电气火灾预警算法

电气火灾是一种严重危害人员安全和财产损失的事件,因此增强对电气火灾的早期预测和预警至关重要。基于提高电气火灾预测准确性的目的,采用了改进鲸鱼算法优化BP神经网络的方法,构建了电气火灾预警模型。使用剩余电流、工作电流电压和线缆温度作为神经网络的输入特征,结合上述改进方法对权值和阈值进行优化。优化后的参数作为初始参数进行模型训练,用于输出电气火灾的概率。采用电气柜中回路数据进行试验,将预测概率与剩余电流异常持续时间进行模糊化处理,得出火灾决策。研究结果表明,所提模型相关系数达到0.97,相较于传统方法提高了0.08,具有更高的准确性和可靠性。

装配式建筑PC构件产销一体化管理系统研究

混凝土预制(Precast Concrete,PC)构件是装配式建筑主体结构的基础,提升其生产的智能化、信息化水平尤为关键。文章以PC构件厂的生产管理模式和普遍管理现状为研究对象,基于PC构件生产线模式的需求分析,设计管理系统的基本组成架构、静态和动态信息模块,完成管理系统的开发。通过订单跟踪和生产管理在管理系统中的集成,完成PC构件的多品种、小批量生产的一体化管理;并基于数字孪生模型与PC构件生产设备之间的信息交互,实现订单跟踪的可视化管理。结果表明:管理系统通过对PC构件的订单跟踪和质量管理,可实现订单数据的全面分析和精细化管理,并有效提升生产效率和决策管理水平。

基于图和流体扰动算法的多无人车编队及避障研究

为解决多无人车编队在存在运动目标、移动威胁与突发威胁等多种情况的复杂环境中的避障问题,设计了一种基于刚性图论和流体扰动算法的多无人车编队避障控制算法。首先,针对编队控制问题,采用图论方法描述多无人车之间的协同关系,利用无人车之间的距离约束,基于反步控制理论设计领航-跟随编队控制器。李雅普诺夫分析表明,期望的编队形状是渐近稳定的。其次,针对复杂动态障碍物环境下的编队避障问题,设计了基于流体扰动算法的避障路径规划方法,由领航无人车规划出编队的行驶路径,实现编队的整体避障。最后,基于MATLAB的仿真结果验证了所提算法的有效性。

基于分数阶滑模控制的无人机轨迹跟踪控制器设计

四旋翼无人机在农业、工业和国防等领域广泛应用,但其复杂的系统特性和对扰动的敏感性使得控制变得困难。首先,考虑分数阶方法具有良好的鲁棒性以及调节灵活性的优点,将整数阶积分滑模面和改进的分数阶指数趋近律相结合,设计出了一种新的分数阶积分滑模控制器。然后,将所设计的分数阶积分滑模控制器应用于四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题。仿真结果表明,所提控制器作用下的四旋翼无人机进行轨迹跟踪时响应速度快、无超调,且对外界干扰具有较强的鲁棒性。

基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计

阐述基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计,通过数字化建模、虚拟仿真和优化算法,实现对生产线的实时监测、预测和优化,实现曲轴生产线的数字化转型。

动力锂电池管理系统实训平台的研究TP273

文章阐述了一款利用嵌入式和CAN总线技术,可进行模拟纯电动汽车锂电池管理系统实际运行状态的教科研系统。该系统以STM32F103ZET6微处理器为控制核心,嵌入μC/OS-Ⅲ实时操作系统,能够方便地展示锂电池的工作原理、实时显示锂电池外特性参数,并对锂电池进行SOC估计、均衡充放电管理、热管理、电池参数显示,可用于教学、科研。

输入幅值及其变化率受限下的机械臂预设性能控制

针对输入幅值以及输入变化率受限的机械臂轨迹跟踪控制问题,设计了一种新的鲁棒自适应预设性能控制方案.相关控制策略采用嵌套平滑饱和函数约束系统状态以确保闭环系统满足预设的瞬态和稳态性能指标,同时考虑系统控制信号的幅度及其变化率的限制,避免系统因控制信号发生突变对系统稳定性产生影响.此外,由于无需对不确定动力学进行估计或者补偿,所提出的控制算法复杂度低,增益选择简单,易于在机械臂系统中实现.最后,通过对机械臂模型进行仿真验证所提出方法的有效性和可行性.

应用于PLC开发的梯形图向语句表转换的新方法

为了设计一种PLC控制器,文中重点研究了PLC编程系统中由梯形图到语句表编译解算的实现过程,并提出一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的新方法,即基于节点势能的转换方法。该方法将梯形图类比电路图,仿照电势能,以节点势能表示虚拟梯形图中的能量流动,通过对梯形图节点势能的确定,将梯形图各图元之间的连接关系抽象为数值关系,并以此关系建立二叉树,遍历生成语句表。该方法简单清晰,以一种复杂度较低的数据结构将梯形图完整地描述出来,能够准确快速地完成由梯形图到语句表的编译解算,并可适用于逻辑关系比较复杂的梯形图程序的转换。该转换方法也能够为其他类似图形关系的解算提供参考,具有普遍适用性。

基于LabVIEW的机电液多源信息可视化监测系统

针对单一的传感器检测不能全面反映机电液系统运行的综合情况,为提高系统运行状态监测的可靠性,该文提出了采用多传感器、多角度的机电液综合信息监测方法。开发了基于LabVIEW的机电液系统多源信息可视化监测软硬件系统,组建了基于Modbus RTU现场总线协议的多源传感器测试网络,完成了多传感器信息的采集与传输,实现了多传感器信息曲线的实时动态显示、超限报警、数据表显示与保存等功能。该系统可视化效果好,已成功应用在工程现场,为系统故障的诊断与辨识提供了软硬件基础,对保障机电液系统的安全运行具有重要意义。

麦克纳姆轮农业机器人路径跟踪——基于改进野马算法

针对麦克纳姆轮农业机器人在智能大棚中的路径跟踪问题,建立了运动学模型和动力学模型,设计了一种新型的双环比例微分-分数阶比例积分导数(Proportional Derivative-Fractional Order Proportional-Integral Derivative,PD-FOPID)控制器对全局路径进行动态跟踪控制。对于控制器参数多且整定困难的问题,首先采用帐篷映射初始化种群策略、精英主义记忆策略、动态余弦权重策略和柯西—高斯变异策略对原始野马算法进行改进,然后利用略改进野马算法(Improved Wild Horse Optimizer,IWHO)对控制器最优增益参数优化。实验结果表明:所开发的算法在探索和开发阶段方面性能优异,且PD-FOPID控制器在整定工作中表现突出。路径跟踪仿真证明,设计的双环PD-FOPID控制器比FOPID控制器更具显著的优势,能够避免动态误差累积,快速响应调整到规划路径,在提高农业大棚机器人路径跟踪控制质量方面具有巨大的潜力。

基于非线性动态重心粒子群优化的分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器设计

针对现有Oustaloup滤波器拟合精度不佳、结构复杂的缺点,提出了最优精简Oustaloup滤波器。针对粒子群优化算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器参数时学习能力不充分、迭代收敛乏力的问题,提出了一种改进的粒子群优化算法。该算法设计了双异步非线性动态学习因子,以提高粒子的思考能力与信息共享能力,并增加了粒子群质量重心项,用以加速收敛过程。将改进的算法结合最优精简Oustaloup滤波器应用于分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的设计过程,选取了2个分数阶系统模型进行仿真验证。结果表明,改进的算法收敛速度更快且不易陷入局部最优,所设计的控制系统超调量更小、调节时间更短、稳态误差更小,提高了系统的抗干扰能力。