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。

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。

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。

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。

Virtex-5系列SRAM型FPGA单粒子效应重离子辐照试验技术研究

针对SRAM型FPGA在空间辐射环境下易发生单粒子效应,影响星载设备正常工作甚至导致功能中断的问题,开展了SRAM型FPGA单粒子效应地面辐照试验方法研究,提出了配置存储器(CRAM)和块存储器(BRAM)的单粒子翻转效应测试方法,并以Xilinx公司工业级Virtex-5系列SRAM型FPGA为测试对象,设计了单粒子效应测试系统,开展了重离子辐照试验,获取了器件的单粒子闩锁试验数据和CRAM、BRAM以及典型用户电路三模冗余前后的单粒子翻转试验数据;最后利用空间环境模拟软件进行了在轨翻转率分析,基于CREME96模型计算得到XC5VFX130T器件配置存储器GEO轨道的单粒子翻转概率为6.41×10^(-7)次/比特·天。

空间视觉测量相机地面检测及显示系统

为了给空间视觉测量相机的研制提供测试环境,充分测试空间视觉测量相机的功能及性能,基于相机的工作特点和实际测试需求,设计了空间视觉测量相机的地面检测及显示系统。地面检测及显示系统由一台高性能计算机、一台图像接收设备、图像显示软件和通信软件组成,适用于空间视觉测量相机单机、环境试验等多种情况测试。通信软件采取分布式设计,分为1个中心服务器软件、4个客户端软件;软件采用MFC架构,多线程方式运行,软件间采取TCP/IP协议进行通信。其中中心服务器软件负责与相机之间进行通信,通信协议为RS422;4个客户端软件分别实现对相机的指令控制、遥测数据的显示及监测、自动运行及在轨更新功能验证。经过多次单机测试及超过400 h的环境试验测试,空间视觉测量相机地面检测及显示系统运行稳定,对相机的各项功能及性能均能实现测试覆盖,能够满足相机研制过程中的各项测试及试验需求,提高了相机研制的测试效率。

基于模糊自适应PID的汽车硅油风扇离合器性能测试系统研究

以汽车硅油风扇离合器为研究对象,结合单片机和传感器技术,开发出性能测试系统.提出模糊自适应PID动态控制算法,设计控制器控制温度,利用速度传感器检测风扇转速,对测试系统进行整体设计,给出了硬件总体设计框图,设计模拟量输入输出电路,并设计对应的软件系统.实验结果表明:测试系统升降温速率最高不超过8.5℃/min,耦合区加温速率约为2.3℃/min,分离区降温速率约为6.6℃/min,系统性能稳定,符合标准.

智慧工厂数字孪生的设计与实现

以某典型的离散制造智慧工厂实验平台为对象,分析智慧工厂的系统组成。运用Flexsim三维建模仿真平台,建立智慧工厂的三维虚拟仿真模型;运用Socket通讯机制,建立智慧工厂物理模型和虚拟仿真模型之间的信息交互机制,实现智慧工厂物理模型和虚拟模型之间的实时双向互动,构建智慧工厂的数字孪生系统,为建立数字孪生提供有益的指导和借鉴。

基于双环自适应滑模控制的高速列车运行追踪

针对列车高速运行跟踪控制问题,提出了一种基于双环结构的RBF神经网络自适应滑模控制算法。首先系统结构分为位移与速度控制子系统,防止列车因单个控制器故障而失控;在此基础上采用积分滑模控制,加强控制器的鲁棒性;同时在速度子系统中引入参数自适应算法与RBF神经网络自适应算法削弱列车受到基本阻力、附加阻力以及不确定性阻力带来的影响;最后通过Lyapunov稳定性分析证明系统的稳定性。通过仿真实验结果表明,位移误差在[-3.3×10^(-4),1.9×10^(-4)]范围以内,速度误差在[-2.1×10^(-2),3.1×10^(-2)]范围以内,该算法可以实现对列车的速度与位移精确追踪。

双目视觉检测钢卷内护角安装系统设计

针对国内外钢卷包装生产线钢卷内护角的安装工序普遍采用人工安装,在结构设计和控制系统设计的基础上设计一种基于双目视觉检测的钢卷内护角自动安装系统。以双目摄像头模组为图像采集模块;根据工况建立双目立体视觉模型对钢卷规格范围中任意规格的钢卷内护角安装点坐标提取方法进行重点研究;搭建钢卷位姿检测实验平台。从实验结果可以看出:钢卷在该平台经过图像采集和一系列图像处理流程后得到的钢卷安装点坐标和钢卷位姿角的理论值与实际值的误差较小,满足钢卷内护角的自动固定的精度需求。

基于PLC的雷达自动控制系统设计与应用

基于雷达发射机的基础工作特点与系统结构原理,应用当前先进的PLC控制技术,对雷达发射机自动控制系统进行分析,按照发射机系统所给定的控制要求,确定自动化控制系统的总体设计方案。首先,选出型号合适的PLC作为核心控制器,以便达成雷达专用发射机系统的时序控制;然后,针对时序控制的流程、功能实现的方案以及控制程序的具体编写等展开研究,实现控制。相比于采用传统单片机和继电器等诸多控制系统,此套自动控制系统的逻辑修改、功能增加会相对简便,硬件体积更小、工作性能更稳定,控制功能也更多样化。

暖通空调小流量风机机械振动信号自适应采集研究

当暖通空调小流量风机运行时,频繁产生的脉冲噪声增加了信号采集的复杂性并引入了干扰,使得采集到的振动信号含有大量不必要的噪声成分,降低了采集精度和准确性。为此,提出暖通空调小流量风机机械振动信号自适应采集方法。使用经验模态分解方法对振动信号进行处理,获得信号在时域和频域上的特征信息。根据振动信号的频率特征,设计自适应变采样算法在不同的时间段内动态地调整采样率,采集风机振动信号。使用数学形态滤波器调整信号的形状,去除脉冲干扰以提高采集信号的精度,并进一步优化信号的质量。实验结果表明,所提方法的振动信号自适应采集精度高,且采集时间短。

基于PLC的物料入库系统设计

本文以自动化生产线中仓储单元的物料入库为例,介绍了物料入库单元伺服控制系统的硬件组成,软件设计及其调试过程,并重点讲述平面九宫格仓库入库的PLC程序设计方法。此伺服控制系统采用西门子S7-1200系列PLC和V90伺服控制器,采用西门子KTP700系列触摸屏对系统进行监控、控制和相关参数的修改,经过软硬件调试,机械手能自动将物料送到指定的九宫格仓库的某一格中。

基于迭代学习的楼宇空调湿度控制研究

传统楼宇变风量空调控制方法,存在对被控系统数学模型的精度要求较高以及抗干扰能力弱的不足,因此限制了变风量空调系统的应用。针对变风量楼宇空调系统运行时存在的重复干扰与系统模型精度问题,采用迭代学习控制方法对变风量空调空气湿度进行控制。将变风量空调空气调节过程看成间歇过程,并且将室内空间湿度控制过程当作间歇过程对目标轨迹的跟踪问题,设计迭代学习控制器,使被控系统能够获得更好的精度和鲁棒性,实现变风量空调的高精度湿度轨迹跟踪。

自动化技术在热处理领域应用研究

随着全球能源危机的加剧和环保要求的提高,制造业特别是热处理行业面临节能减排的压力。自动化技术的引入不仅改革了传统热处理工艺,而且明显提高了能效和安全性。通过优化工艺流程、升级设备、实施实时数据监控等措施,能明显减少能源消耗和有害排放,此外,自动化也带来了操作安全性的提升和生产效率的增加。尽管存在技术和经济的挑战,但通过策略性的投资,企业能有效克服这些障碍,实现长远的环境和经济双重利益。

滤波辨识(10):多变量Box-Jenkins系统的滤波辅助模型递阶广义增广参数辨识

针对多变量Box-Jenkins模型,即多变量输出误差自回归滑动平均(M-OEARMA)系统,利用滤波辨识理念和辅助模型辨识思想,研究和提出了滤波辅助模型递阶广义增广随机梯度辨识方法、滤波辅助模型递阶多新息广义增广随机梯度辨识方法、滤波辅助模型递阶广义增广递推梯度辨识方法、滤波辅助模型递阶多新息广义增广递推梯度辨识方法、滤波辅助模型递阶广义增广最小二乘辨识方法、滤波辅助模型递阶多新息广义增广最小二乘辨识方法。这些滤波辅助模型递阶广义增广辨识方法可以推广到其他有色噪声干扰下的线性和非线性多变量随机系统中。