纱线卷绕系统恒张力先进控制策略

针对纱线卷绕系统内外部扰动较多,系统具有时变性和不确定性,纱线张力值波动较大,控制精度不高导致纱线断头等问题,提出了学习速率自适应与蚁群算法联合改进的BP神经网络PID控制策略。通过学习速率自适应提高网络学习速率,并利用蚁群算法调整网络初始参数。分别测试PID算法、BP神经网络PID算法与改进BP神经网络PID算法。结果表明:基于改进BP神经网络的无刷直流电机PID控制器鲁棒性更强,性能良好,纱线卷绕系统张力波动较小,断头率降低。

局部遮荫下基于IP&O-SSA的MPPT控制研究

为了解决传统最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制算法在局部遮荫环境中易陷入局部最优的问题,以及智能优化算法寻优速度慢的问题,提出了一种基于自适应扰动观察(IP&O)和改进麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)的复合IP&O-SSA。该算法对SSA加入了Tent序列初始化,对预警者加入了Levy飞行策略,再对P&O进行了自适应和滤波处理。该算法采用双层控制结构,先通过改进后的SSA进行全局搜索到最大功率点附近,再通过改进后的IP&O进行小步平缓搜索到跟踪最大功率点。通过在Simulink仿真标准环境、局部遮荫、环境突变3种情形,仿真结果表明:在标准环境下,该算法最先跟踪到最大功率点,收敛时间比改进前的扰动观察(P&O)和SSA缩短了3 ms、16 ms,跟踪效率高达99.99%;局部遮荫条件下,只有P&O会陷入局部最优,无法有效跟踪到系统的最大功率点,相较于改进前的SSA,该文算法的平均收敛时间缩短了8 ms,同时跟踪效率高达99.68%,提升了0.09%。验证了该算法适用于日常大部分应用情景,为提升光伏阵列的发电效率提供了理论控制算法基础,为之后的光伏阵列并网减少了不必要的功率损耗。

基于PSO的GPC-PID的细纱机锭速控制算法

针对细纱机在卷绕过程中由于纱线张力波动较大而导致的断头问题,提出了粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法优化控制GPC-PID的锭子转速。首先,引入广义预测控制PID(GPC-PID)算法来控制锭子转速,并实时对PID进行参数整定,从而实时控制细纱机锭速。然后,引入PSO算法来提高GPC-PID的预测精度。最后,通过仿真实验,将常规的GPC-PID控制与PSO算法优化的GPC-PID控制进行比较。结果表明,锭子无刷直流电机在经PSO算法优化后的GPC-PID算法控制下,系统的快速性和稳定性都有一定提高,锭子的转速和转矩得到有效控制,纱线张力波动较小,降低了细纱卷绕过程中的断头率,证明了粒子群优化GPC-PID控制算法的优越性。

用于自动驾驶的双注意力机制语义分割方法

在自动驾驶场景中存在着光照、天气、路面状况等复杂多变的因素,这些因素会导致现有的语义分割方法在小目标物体的分割效果上存在注意力缺失的问题。为了解决这一问题,文中提出一种优化双注意力机制的方法,该方法的主要思想是通过引入位置和通道注意力机制生成权重,从而增强特征的表征能力。首先,位置注意力机制通过学习每个像素点在空间上的重要性,生成与位置相关的权重。其次,通道注意力机制通过学习每个通道在特征表示中的重要性,生成与通道相关的权重,将得到的位置注意力和通道注意力权重与输入特征进行逐元素相乘,以增强特征的表征能力。最后,将2个注意力模块的输出特征进行融合。实验结果表明,改进后的网络模型明显提升了语义分割精度,且在Cityscapes数据集上的平均交并比(mean intersection over union, mIou)达到了80.4%,相较于全卷积神经网络(fully convolutional networks, FCN)方法提升了10.4%。

改进自抗扰下的细纱机卷绕系统控制策略

为了保证细纱机在卷绕的过程中纱线张力稳定,减少纱线断头率,提高成纱质量,针对永磁同步电机驱动卷绕系统调速后的转速、转矩波动等问题,采用了灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法,给出一种改进的基于增益可调扩张状态观测器与改进型趋近率滑模控制联合改进的自抗扰控制策略。首先在传统自抗扰控制基础上引入滑模控制,有效减小了峰值问题,提高了系统鲁棒性。其次,在滑模控制的基础上通过改进趋近率,提高了滑模趋近速度,同时引入了GWO算法调整滑模控制初始参数,减小了抖振问题。对自抗扰算法、滑模自抗扰算法与GWO算法改进的滑模自抗扰算法分别进行对比研究,与传统自抗扰算法控制相比,基于GWO算法改进的滑模自抗扰算法控制下的永磁同步电机在驱动卷绕系统调速后,电机转速达到稳定的时间由180 ms缩短至40 ms,瞬时平均转矩增量由105 mN·m减小到70 mN·m,减小了约33.33%。实验结果表明:基于GWO算法优化下的滑模自抗扰算法控制,能提高永磁同步电机的调速性能,有效降低永磁同步电机控制过程中的转速、转矩波动,提高管纱质量,降低成纱断头率。

盾构辅助驾驶系统(SDAS)开发与工程应用

鉴于当前盾构人工驾驶操作准确度不稳定而盾构智能化控制技术尚未完全成熟的现实,以解决传统操作界面可视化程度低、关键信息参数离散不均、盾构施工风险预警与管控能力不足等问题,提出一种盾构辅助驾驶系统,重点阐述系统整体架构、报警信息叠加融合处理、权限控制逻辑设计、可视化系统构建等方面。在不改变原有设计的基础上,通过系统外挂的方式搭载于不同来源的盾构装备,聚焦盾构姿态与地表沉降控制,进行盾构施工状态的实时分析、报警与决策。经南京地铁某区间隧道工程示范结果表明,盾构辅助驾驶系统建议操作与人工操作吻合度超60%,盾构姿态与地表沉降控制质量优于人工作业水平。后续将进一步完善对智控算法模型的评价与孵化方法,通过对多类新智能化技术的插件式加载,提升平台的完整性、可靠性和友好性。

油气管线泄漏监测分布式光纤传感器的研究

提出了一种长距离油气管线泄漏在线监测的分布式光纤传感器.在油气管线附近并行铺设一条光缆,利用光纤作为传感器,拾取由油气管线泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力和振动信号.在实验室中,把工作窗口为1310nm、芯径为50/125μm的多模光纤作为传感光纤,在0 6MPa泄漏气流的作用下进行了实验.在光入射端,用光时域反射计对上述事件引发的损耗进行定位;在光输出端,用光功率计检测光功率的变化,并根据信号特征来判定事件的类型.研究结果表明,分布式光纤传感器可以对长达几十公里的管线泄漏进行监测,且定位精度在几十米之内.因此,分布式光纤传感器可用于远距离油气管线泄漏的实时在线监测.

分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术 .输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时 ,光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征 .分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化 .在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测 ,可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位 .计算机通过对数据进行分析和融合 ,根据信号特征判断并准确定位管道泄漏等事件的发生 。

自适应血糖预测模型在低血糖预警中的应用

目的基于CGMS提出了一种血糖预测模型和低血糖预警技术。方法利用CGMS采集糖尿病患者的血糖数据,使用卡尔曼滤波对采集的数据进行滤波,减少噪声干扰;然后依据血糖信号的非平稳性特征,运用自回归模型(AR)建立血糖预测模型,模型参数由自适应遗忘因子最小二乘法确定,以适应患者的个体差异及自身状态的变化。结果通过50例血糖数据的临床验证,预测模型能动态捕捉血糖变化,预测未来30分钟的血糖值;且能够利用建立的自适应血糖预测模型进行低血糖预警,均方根误差(RMSE)、血糖预测误差的平方和(SSGPE)分别为6.423、4.409。结论自适应血糖预测模型能有效预测低血糖,具有较好的推广应用价值。

融合ARIMA和RBFNN的血糖预测

为预测糖尿病患者未来一段时间内的血糖值,提出一种融合差分自回归移动平均(ARIMA)和径向基神经网络(RBFNN)的组合预测模型。利用ARIMA对患者未来血糖值进行预测,采用RBFNN修正预测结果。针对外部因素对血糖的影响,提出一种发现和处理算法。采用医院数据对模型和算法进行验证,验证结果表明,相比ARIMA预测,提出的模型具有更高的预测精度;提出的算法能准确处理外部因素对血糖的影响,保障预测精度。

基于S7-400H冗余控制器的污水处理系统

介绍了基于PLC的某厂炼油污水处理冗余控制系统的硬件配置情况和如何使用现场总线和冗余技术提高信号传输的精度、准确性、系统的三层网络结构以及具体设备的特殊控制模式。该方案采用西门子S7-400H PLC控制系统,S7-400H PLC是西门子公司专为高端应用场合设计的冗余系统,其工作电源、通信网络设备、CPU、操作站均为冗余设置,一旦主系统发生故障,能够自动无缝切换到热备用系统,实现平稳的Master-Reserve转换,使整个系统可以容错运行,从而避免了传统的单机系统因故障停机而造成损失,大大增强了系统的稳定性和可靠性。

基于DSP的高精度智能电液伺服控制器的设计

采用了32位定点DSP TMS320F2812为核心处理器,在外围设计上采用高精度集成电路,进行高精度电液伺服控制器的硬件设计,并扩展其RS232与CAN总线通信功能.针对电液伺服系统的非线性,将PID控制与模糊控制相结合构成模糊PID复合控制,在切换点建立合理的模糊切换函数,在过渡区域使用基于切换函数的算法进行平滑切换,避免了由两种控制器算法的改变导致系统的不稳定.实际的测试与应用表明,这种复合控制具有更快的动态响应特性,更小的超调,同时又比模糊控制具有更高的稳定精度.

沙漠嘎种子化学成分的分离与鉴定

从沙漠嘎种子中分离出五个化合物 ,经理化常数、光谱学测定 ,分别鉴定为胡萝卜苷 (Ⅰ )、豆甾醇 (Ⅱ )、豆甾醇 3 O β D 葡萄糖苷 (Ⅲ )、肉桂酸 (Ⅳ )及 5 羟基 7,4′ 二甲氧基二氢黄酮 (Ⅴ ) ,五个化合物均为首次从该植物中得到。

长输油气管道泄漏检测方法研究进展

介绍了管道泄漏检测技术的主要方法,对各种不同泄漏检测方法的性能及优缺点进行了比较,并对国内外近年来管道泄漏检测技术,尤其是对基于分布式光纤传感器的长输油气管道泄漏检测技术的最新研究成果进行了总结。指出这一领域的研究热点和发展方向,认为分布式光纤传感技术在长输油气管道安全检测中有着良好的应用前景。

基于CP341模块的MODBUS RTU从站协议免驱动通信

为了克服在SIEMENS PLC通信系统,用硬件驱动实现MODBUS RTU从站协议通信的弊端,提出了MODBUS RTU从站协议免驱动通信的设计方案.该方案基于CP341串行通信处理器模块的ASCII通信方式,采用STEP7编程软件,根据MODBUS RTU报文格式编写通信程序,实现MODBUS RTU从站协议免驱动通信.通过CP341与DCS之间数据通信程序的设计,建立了PLC做从站与DCS的MODBUS通信.与使用MODBUS RTU协议转换卡相比,软件编程具有较强的灵活性和通用性.

基于ZigBee的无线信号采集传输系统的研究

设计了一种主要用于矿井瓦斯气体浓度监测的数据采集与无线传输系统.此系统利用CC2430无线收发模块实现数据的采集和传输的无线化,现场的终端节点和路由节点采集数据并通过逐级跳转的方式把数据传送到协调器,协调器通过RS232串行口与PC机进行通信,以实现对设备的无线智能监控.

中药发酵研究进展

本文论述了发酵对中药活性成分、药理作用、毒副作用、药效、中药资源及发酵工艺对中药质量的影响。发酵过程中微生物发挥强大的分解转化能力,并能产生丰富的次生代谢产物,中药炮制采用微生物发酵法具有一般方法所无法比拟的优势,为中药的发展开辟新的研究领域。应用现代发酵技术,定向发酵中药,应成为中药发酵研究的方向。

基于ZigBee的无线通信网络节点设计与组网实现

针对在恶劣环境中ZigBee网络节点繁多、网络复杂和成本高的弊端,提出一种基于超低功耗单片机MSP430和射频芯片CC2430的无线传感器网络节点设计.应用射频前端芯片CC2591提高发射功率和接收灵敏度,从而延长传输距离.测试结果表明,网络节点上增加单片机和射频前端使得网络工作更稳定,并使网络覆盖范围扩大.