汽车轮毂表面缺陷检测技术分析与装置设计

机器视觉作为代替人工检测轮毂表面缺陷的重要手段,是目前该领域的主要研究方向,因此针对汽车轮毂表面缺陷检测技术的研究现状进行了综述与分析。首先,从轮毂表面缺陷的类别和人工检测流程入手,阐述了基于机器视觉的轮毂表面缺陷检测技术的要求和难点。其次,分析了基于机器视觉的智能检测算法的发展历程,包括传统的机器视觉方法在缺陷图像预处理、缺陷定位和特征提取、缺陷分类识别中的应用;卷积神经网络(CNN)等深度学习方法在缺陷检测、分割以及其他方面的应用。最后,介绍了现有轮毂型号识别装置、轮毂缺陷X射线图像采集装置、轮毂表面缺陷图像采集装置,并在分析当前基于机器视觉的智能检测装置在实际应用中的局限性及需要解决的若干关键技术问题的基础上,提出了3种智能检测实验装置设计方案,为全自动快速检测装置的研制与性能提升提供理论与技术支撑。

基于汇川PLC的舞台灯光控制系统设计

设计了一套基于汇川可编程控制器的舞台灯光控制系统。以H3U-3624MR作为控制主机,以昆仑通态TPC1570Gi作为触摸屏,使用McgsPro组态软件设计人机界面,再通过Auto Shop软件完成梯形图程序设计。用户可以通过触摸屏控制舞台灯光,手动控制可根据实际需要自定义放映方案;自动控制可根据场所需求选择已存预定义方案。此外,触摸屏还可显示灯光状态,实现对舞台的实时监测。通过PLC控制及监控舞台灯光,提高了系统的可靠性、灵活性、易修改性。

考虑摩擦与间隙的空间机械臂轨迹跟踪控制

以空间机械臂在轨服务的高精度要求为背景,研究不同重力环境下考虑摩擦与间隙的空间机械臂轨迹跟踪控制。以二连杆空间机械臂为研究对象,建立基于轻杆模型的含间隙等效模型,使用Kane方程、力矩平衡原理建立摩擦模型,并运用拉格朗日方程建立机械臂动力学方程,设计无模型控制器。在此基础上分析不同重力环境下摩擦与间隙对机械臂关节驱动力、机械臂末端轨迹跟踪精度的影响,并与比例微分(PD)算法控制的机械臂末端轨迹跟踪效果相比较,验证在不改变控制器参数与结构的条件下,在不同重力环境下无模型控制算法的优越性。

波浪能转换装置控制技术的发展

从波浪能转换装置的类型及代表性装置阐述国外波浪能装置的发展现状,并对国内波浪能装置的发展进行说明;以当前最普遍使用的点吸收器为例,将功率最大化作为控制目标,从最优和次优的角度介绍经典控制技术及近年来提出的新型控制技术;根据波浪能转换装置研究现状,对未来波浪能转换装置控制技术的主要研究方向进行预测与分析,研究成果可为波浪能转换装置控制技术的进一步研究提供参考。

地方高校自动化专业创新实践平台建设

围绕地方高校创新实践平台建设过程中出现的理论与实践不相称、教学与行业发展相脱节、平台建设系统性不强,以及投入经费有限等问题,以自动化专业为例,探讨地方高校如何通过创新实践平台建设,有效提高学生的实践创新能力。根据学生的发展方向,依据学生实践能力培养的客观规律,提出一种模块化、进阶型的创新实践平台模式。通过创新实践平台建设,为学生的日常学习和创新创业活动的开展提供载体,为提高学生的工程实践能力和创新意识,培养符合时代需要、区域经济发展需求的创新型人才奠定基础。

基于深度学习的非合作目标关键点检测及匹配方法

针对非合作目标相对位姿测量任务中特征点检测及双目匹配环节易受环境干扰、鲁棒性弱的问题,提出一种更具实用价值的方法。首先,将具有代表性的某型号卫星模型视为非合作目标实验对象,并针对其结构特点开发了关键点标注软件,以生成数据集并用于深度卷积神经网络(DCNN)模型的训练;之后使用不同算法对DCNN模型输出的两类信息进行分析,完成关键点检测;最后通过对识别对象进行双目匹配,从而间接完成关键点双目匹配。将该方法应用到自主搭建的系统平台,并与传统算法进行对比,结果表明,该算法可在实际应用环境中完成非合作目标的关键点检测及其双目匹配,并具有较强的鲁棒性,为非合作目标相对位姿测量任务的关键环节提供了一种新思路。

考虑重力影响的柔性空间机械臂输出约束自适应PID容错控制

针对存在执行器故障的柔性空间机械臂轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于奇异摄动的输出约束自适应比例积分微分(PID)容错控制策略。利用奇异摄动的方法和原理,将柔性空间机械臂控制系统解耦为快、慢子系统。慢子系统控制策略将执行器故障处理为符号固定但大小不固定的未知控制方向问题,并采用努斯鲍姆函数处理此问题,同时利用障碍李雅普诺夫函数(BLF)约束输出;快子系统中加入阻尼项抑制震荡。利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数和相关定理证明了控制策略的稳定性。仿真结果表明,当系统受到执行器故障和变化的重力加速度影响时,控制策略可以使柔性空间机械臂精确地跟踪目标轨迹。

一种新型弱耦合并联髋关节康复机构设计及运动控制

针对髋关节功能障碍人群,提出了一种新型弱耦合并联髋关节康复机构,该机构与人体下肢组成封闭运动链,使其具有3个转动自由度,且其转动中心与人体髋关节中心重合,可满足髋关节康复运动需求。采用封闭矢量法建立了人-机逆运动学模型;采用数值法建立了人-机正运动学模型;基于模糊控制理论,设计了模糊自适应比例-微分(Proportional-Derivative,PD)控制器,利用跟踪误差及其导数构建控制律,采用模糊算法进行控制参数在线自适应调整。仿真和实验结果表明,设计的模糊自适应PD控制器响应速度快且跟踪效果良好。

基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制

针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后结合电液伺服系统状态空间模型分别设计理想参考模型和扰动观测器,实现参考模型输出可以精确跟踪给定输入信号和对系统总扰动的观测;最后设计控制律实现对总扰动的有效补偿和实际系统的输出对参考模型输出的精确跟踪。仿真与实验结果表明,基于参考模型的扰动观测器在电液伺服位置跟踪控制方面相比比例积分微分(PID)控制,可以有效地提高系统控制精度并减小系统动态控制误差,实现对给定输入信号准确的跟踪。

基于自抗扰控制的机械臂末端力/位置控制

针对机械臂末端力/位置控制问题,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)的间接力/位置混合阻抗控制方案,将间接力/位置混合控制与阻抗控制相结合,在机械臂未与环境接触时采用位置控制,在与环境接触后切换为间接力控制,并体现出阻抗特性。该方案将混合阻抗控制与ADRC相结合,根据机械臂与环境接触时的阻抗模型建立ADRC控制器,并将阻抗参数视为系统总扰动的一部分,利用扩张状态观测器进行估计补偿,实现在无需计算阻抗参数的情况下使间接力/位置混合阻抗控制器在面对扰动时有较好的稳定性和鲁棒性。完成二自由度机械臂模型的仿真,并与传统阻抗控制器进行了比较,结果验证了所提出的基于ADRC的间接力/位置混合阻抗控制方案的有效性。

LC串联谐振和LCC串并联谐振在高压脉冲电容充电电源中的应用比较

为得到更适合高压脉冲电容充电电源的电路拓扑,对LC串联谐振和LCC串并联谐振充电电源的应用电路特性进行了比较。利用Matlab分别对LC串联谐振和LCC串并联谐振脉冲电容充电电路进行了仿真分析,通过3kW电源样机对600μF/15kV负载电容进行了充电实验,给出了LCC串并联谐振实验波形,与仿真结果一致。实验结果说明实际LC串联谐振电路由于分布电容的影响变为LCC串并联谐振,并根据附加并联电容对电路分布电容的大小进行了间接测量,LCC串并联谐振所需供电电源功率较小、电流峰值较低、充电精度较高,因而更具优越性。

多级电机传动系统同步控制理论与应用研究

多电机同步协调运转控制系统在工业生产中广泛存在 ,综述了近年来此方面的最新研究成果 ,并提出了基于补偿原理和内模控制的多电机同步协调运转控制系统 ,在保证系统具有优良抗扰性能的同时 ,成功地消除了转速退饱和超调 ,使系统获得了较好的跟随性能及同步跟踪精度 ,并通过仿真实例进行了验证。

一种基于逆模糊模型的自适应逆控制方法

利用模糊逆建模方法,结合自适应逆控制思想,提出了一种基于模糊逆模型的自适应逆控制方法。首先利用模糊系统理论对未知非线性对象进行离线逆建模,得到模糊逆模型;然后将对象与初始逆模型进行串联,利用LMS算法在线调节逆模型,同时将其进行数字复制作为系统控制器,与对象进行串联。该方法可用较少的模糊规则数达到很好的跟踪控制效果,将该方法用于一混合非线性系统及球形液位控制中,仿真结果验证了该方法的有效性与实用性。

太阳能光伏电站远程监控系统的设计

根据太阳能光伏电站远程监控系统的组成和特点 ,利用 RS- 485进行远程数据通讯 ,给出了用 Visual Basic 6.0开发IBM- PC机和 80 C3 1单片机之间远程串行通讯的设计方法 ,详细论述了 VB6.

重力作用下的摩擦对空间机械臂运动控制的影响

针对空间机械臂在太空处于微重力环境,在地面装调时需要考虑重力及由重力引起的摩擦的影响的问题,以平面运动的二自由度机械臂为例研究了摩擦补偿控制,提出了一种主动补偿控制方法,用来减小甚至消除由地面重力作用产生的摩擦的影响。该方法首先采用几何方法求解运动学逆解,根据力矩平衡计算摩擦力矩,再结合Kane方程推导出系统的动力学模型,最后运用PD控制算法分别在考虑摩擦和不考虑摩擦两种情况下对机械臂动力学模型进行仿真研究,并在不同关节质量的条件下进行轨迹跟踪仿真研究。仿真结果表明,摩擦对控制机械臂运动的驱动力以及轨迹跟踪精度所产生的影响与重力密切相关,重力越小,影响越小。

基于B探针的膛内电枢速度测量系统研究

弹丸速度和位移的测量是电磁炮重要的测试项目之一。针对以往分布式探针测速需要多路高速采集通道的问题,提出采用探针串联和波形叠加进行增强型电磁轨道炮膛内电枢速度测量的两种新方法。通过仿真给出采用驱动电流信号和拟合速度变化曲线计算增强型电磁轨道炮磁探针感应电压的方法;通过实验分别采用探针串联和波形合并两种新方法对膛内电枢速度进行测量,并与分布式测量方法进行比较。仿真和实验结果表明:仿真所得探针波形与实验测得的波形基本一致,提出的两种新方法与分布式测量方法相比只需要一路高速采集端口,具有成本低、可靠性高等特点,为轨道电磁炮膛内电枢速度的测量提供了一条新途径。

基于一种新模糊模型的非线性系统模糊辨识

提出一种基于新的模糊模型和加权递推最小二乘算法 (WRLSA)的非线性系统模糊辨识方法 .新型的具有插值能力的模糊系统可以通过学习从输入输出采样数据中提取MISO系统模糊规则 ,它继承了Sugeno模型及其变化形式的许多优点 .采用相应的模糊隶属函数 ,使得被辨识的模型可用若干局部线性模型来表示 ,然后利用WRLSA拟合这些线性模型 .给出了详细的模糊辨识算法 ,为了验证该辨识方法的有效性 。

不同重力环境下空间机械臂神经自适应鲁棒控制

针对空间机械臂从地面装调到空间应用过程中重力项的变化问题,提出了一种神经网络自适应鲁棒补偿控制策略用于空间机械臂的末端控制,从而实现在地面重力环境下装调好的空间机械臂在空间微重力环境下实现在轨操控任务。通过神经网络在线建模来逼近系统模型中变化的重力项,逼近误差及系统的不确定性通过自适应鲁棒控制器来补偿。该控制策略不依赖于系统的模型,避免了回归矩阵的复杂计算及未知参数的估计,降低了计算量。基于李亚普诺夫理论证明了闭环系统的渐近稳定性。仿真结果表明该控制器对不同重力环境下空间机械臂的末端控制均能达到较高的控制精度,具有重要的理论研究和工程应用价值。

气动加载系统的模糊自适应逆控制方法

气动加载系统具有时滞、时变及强非线性等特点,为了提高气动加载系统的控制精度,克服传统PI控制算法的不足,提出一种气动压力加载系统的模糊自适应逆控制方案。利用模糊辨识理论对气动加载系统进行离线逆建模,得到初始逆模型,并将该初始逆模型作为初始控制器,控制气动加载系统的输出压力,运行过程中采用最小方均根(Least mean square,LMS)滤波算法在线修正控制器的参数。基于VC++6.0软件开发平台设计系统实时控制程序,在一套电气比例压力阀控气动加载系统上进行试验研究。通过与PI控制算法、模糊比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)控制算法进行比较,结果表明设计的气动加载系统控制器控制精度高、响应速度快、抗扰能力强。

考虑铰间间隙和重力影响的空间机械臂轨迹跟踪控制

以在轨服务高精度操控任务为背景,研究了铰间间隙和重力对空间机械臂末端轨迹跟踪精度的耦合影响,并设计了间隙补偿控制器.通过分析不同重力环境下含铰间间隙机构的运动特性,基于铰间间隙的Kelvin-Voigt线性弹簧阻尼假设,建立了地面装调及空间服役两种不同工况下的近似间隙等效模型.以二自由度空间机械臂为例,利用牛顿欧拉法推导了重力及重力释放条件下的含间隙机械臂动力学模型,并分离出了间隙补偿项.最后,通过轨迹跟踪控制仿真研究,给出了含间隙机械臂在不同重力环境下的动力学行为差异,同时验证了间隙补偿控制器的有效性.