城市轨道交通智能环控设备监控系统节能控制策略研究

智能环控设备监控系统是城市轨道交通BAS系统组成的重要一环,实现地铁车站环境设备的自动化监控,并根据通风模式实现对车站温湿度环境的调节,通过水系统节能控制策略和空调节能控制策略实现高效管理、节能减排的系统功能。该文主要介绍智能环控设备监控系统架构与组成,空调水系统节能控制策略,通风系统节能控制策略及智能运维,并进行能效分析。

无线通信技术在地铁火灾自动报警系统中的应用

地铁发生火灾会造成极为恶劣的影响,地铁部分区域建筑(车站端头设备房、外挂设备房)走线困难,检修不便,无线通信技术在地铁火灾自动报警系统中有广泛的应用前景。该文通过无线通信技术设计了地铁火灾自动报警系统,以FPGA为核心控制芯片,以ZigBee技术为无线通信协议。每个无线节点上分别设置配置气雾传感器、二氧化碳传感器、显示模块、报警模块以及无线通信功能模块。对每个无线节点的通信功能进行软件设计,给出了具体的流程图。验证试验表明:当模拟火灾发生时,每个节点上的气雾传感器准确地监测到火灾,并能通过显示模块和报警模块以视频和声音的形式报警,而无线通信模块也将火灾监测信息顺利发送到上位机。

基于自适应滑模-最优控制的柔性机械臂双时标组合控制

为解决柔性机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题,提出基于自适应滑模控制与最优控制的组合控制方法。首先,以假设模态法描述机械臂振动模态,然后利用拉格朗日动力学方程建立柔性机械臂的动力学建模,进而利用奇异摄动法对系统模型解耦处理,得到其双时间尺度模型。对慢时间尺度动态,采用自适应滑模控制实现柔性机械臂的轨迹跟踪;基于快时间尺度模型设计线性二次型最优控制,实现振动抑制的目的;将快、慢时间尺度系统的控制器结合,构造出柔性机械臂的双时间尺度组合控制器,并在MATLAB/Simulink仿真中验证组合控制的可行性和有效性。

高铁白车身装配质量的机器视觉检测方法

针对高铁白车身关键零部件装配的间隙宽度、深度和高度差质量检测,提出了一种基于机器视觉的无接触式装配质量检测方法。设计了自适应窗口的中值滤波算法,采用脊线跟踪和Hession矩阵相结合的算法实现了亚像素级的中心线条纹的提取。通过像素坐标系与物理坐标系的映射关系完成对装配特征的尺寸检测。实验结果表明:所提方法检测精度达到了0.05 mm。

地铁换乘车站火灾报警系统设计研究

随着全国各城市地铁线路的增多,换乘车站的数量不断增多,相对普通车站,一般换乘车站的客流量更大,客流组织及消防管理更复杂,一旦发生火灾,火势就会迅速蔓延,进而威胁出行人员的生命安全,火灾自动报警系统作为地铁车站火灾探测及消防联动的主要系统,该专业的设计直接关系到火灾探测、消防救援和人员疏散时效性。该文对换乘站火灾自动报警系统(FAS)的设置原则做了一定的分析,对换乘车站分设FAS间的接口做一定的探讨。

基于Hammerstein的压电作动器的建模与自适应逆控制

为了补偿压电作动器中的率相关迟滞特性,提出一种基于Hammerstein结构的自适应控制策略。首先对率相关迟滞特性进行建模,接着利用模型的逆作为前馈控制器抵消其迟滞特性。针对系统的非线性和不确定性,采用LMS算法动态调整逆模型中参数,使逆模型不断逼近真实逆模型。实验结果表明,在1-100Hz内,压电作动器跟踪控制相对误差低于3.01%,验证该算法的有效性。

一种多旋翼飞行器的设计及实验验证

传统多旋翼机具有欠驱动特性,且平移、旋转运动均存在强耦合,极大地限制了飞行器的机动性能.为此本文设计了一种具备全向运动、推力矢量控制飞行、倾转悬停功能的多旋翼飞行器.该飞行器结构为正四面体,4个倾转旋翼模组分别固定于该四面体的4个顶点.每个倾转旋翼模组能够提供矢量推力,从结构上实现了飞行器姿态控制和位置控制的解耦,使得飞行器能够实现3维空间中全姿态的轨迹跟踪.为避免欧拉角控制产生的奇异性,设计了基于四元数的姿态控制器.利用可控性原理分析了旋翼发生故障时飞行器的可控性,证明了相比传统飞行器它具有更高的容错性.样机实验测试了该飞行器的大角度复杂机动动作以及推力矢量控制飞行能力,可实现最大70°的倾转悬停.实验结果表明,该飞行器相比于传统的四旋翼飞行器具备更高的机动性.