基于PLC的某套筒清洗机控制系统设计

为解决套筒清洗工序存在的问题,文章对某产品的套筒清洗工序进行了自动化改造,设计了基于PLC的自动清洗机。首先,对该套筒清洗机的控制系统进行了硬件设计,并在此基础上通过分析控制要求对系统所需容量进行了估算;其次选用Siemens s7-300PLC对控制系统进行了设计;最终通过STEP 7 V5.6实现了对控制系统的硬件配置和程序设计,达到了预期的控制系统设计目的。

一种成像定位与速度补偿系统

实现基于TMS320F28335控制器的成像定位与速度补偿系统。通过绘制包含F28335最小系统、ADC采集、位置采集、电机控制等模块,完成控制板原理图与PCB。通过嵌入式软件编程实现接收上位机控制指令,根据当前传感器数值和PID与SVPWM等算法解算,控制两个永磁同步电机实现双轴空间定位与双轴速度补偿功能。经过实验与实际应用验证:该系统能够快速解析与响应上位机所发出的定位与补偿请求,且定位与补偿精度高。适合车载或航拍等需要大角度成像控制范围与需要速度补偿稳像成像的使用场景。

基于自抗扰技术的扫描机构控制

针对空间扫描机构在多工作模式下高精度控制的问题,文章提出了采用自抗扰技术设计非线性比例、积分和微分(ProportionalIntegralDerivative,PID)控制器的方法。根据扫描型光学遥感器任务要求,扫描运动机构的工作模式为扫描范围和扫描速度多种组合,即多档扫描范围及同一扫描范围内两档扫描速度。由于扫描机构运动控制精度要求高,采用一组控制参数无法实现多模式下的高精度运动控制,经过对扫描机构链路分析,认为摩擦力矩在不同工作模式下的非线性程度会对控制系统造成影响。因此,文章引入摩擦力矩模型对控制系统进行补偿,采用自抗扰技术设计非线性PID控制器,实现不同工作模式下扫描系统的精确控制。通过算法和多模式扫描运动系统仿真实验验证,说明了该方法能够有效补偿摩擦力矩引入的扫描系统非线性影响,进而保证多模式下的扫描高精度运动控制精度。

CUDA架构下的液晶自适应波面数值解析

在GPU通用计算架构下,首次提出了CUDA架构下的液晶自适应光学波面数值解析方法。针对高分辨率液晶自适应光学系统,介绍了液晶自适应光学的波面数值解析算法,论述了CUDA的通用架构;然后,建立了CUDA实现波面数值解析的编程模型,在此模型中引入了并行线程的有效利用,全局存储器的高效访问和数据直接回写3种优化方案;最后,给出了GPU与CPU的实验对比结果。结果表明:CUDA计算分辨率为512×512,对35项Zernike多项式的波面数值解析需时不到1ms,计算速度是传统CPU波面数值解析的几十倍。提出的方法减小了系统延时,提高了校正速度,建立波面数值解析CUDA编程模型采用的优化手段可为其它数学计算模型提供参考。

红外CO_(2)传感器温湿度补偿方法研究

为提高非色散红外(NDIR)CO_(2)传感器测量精度,基于原理分析了温度、湿度对测量精度的影响;进行了实验对比与验证,提出了基于贝叶斯优化的XGBoost(Bayesian-XGBoost)补偿模型。实验结果表明:在测试样本中,模型补偿后的均方根误差(RMSE)为20.98×10^(-6),平均绝对误差(MAE)为13.29×10^(-6),绝对误差小于±60×10^(-6);与反向传播神经网络(BPNN)、传统XGBoost模型相比,所提的模型精度更高。将算法模型嵌入传感器中并进行测试,补偿后传感器输出值绝对误差小于±110×10^(-6),测量精度得到了较好提升。

倾角传感器自动标定系统的研究

为了解决手动标定方法效率低、精度低的缺点,采用自动控制伺服电机分度的方法来实现倾角传感器的自动标定,并采用闭环控制系统和角度误差补偿与温度补偿方法来保证标定的精度。自动标定系统中利用单片机技术整合数据和控制系统,并通过软件编程将系统各部分整合起来,不但标定精度高,而且,工作效率也得到了提高。

自适应光纤光源准直器的结构设计

设计了一种可以快速高精度调节光纤准直激光束发射角度的自适应光纤光源准直器。该器件利用双压电驱动器控制光纤端面的位置,通过准直透镜实现出射激光束的准直。建立了自适应光纤光源准直器的物理模型,通过理论分析得出了光纤端面的偏移与器件结构参数的关系。研制了一个器件,并对其光纤端面偏移量、谐振频率等进行了测试。实验结果表明,理论分析与研制的自适应光纤光源准直器具有较好的一致性。该工作对自适应光纤光源准直器的结构设计具有指导意义。

基于神经网络的多声道超声气体流量计研究

在以弦向声道布置的多声道超声气体流量计原理的基础上,采用Gauss-Legendre数值积分和线性神经网络相结合的方法完成自适应调整权系数的多声道超声气体流量计建模。在建模过程中,根据Legendre正交多项式的节点值,计算多声道超声换能器的位置分布值,再按照Widrow-Hoff学习规则,由leanrwh函数求解出各声道的层流流速和权系数值表,最后根据实时测量出的层流流速,通过插值算法自适应匹配一组最佳的权系数值,计算出流速和流量值。并以4声道交叉布置方式的超声气体流量计为例,进行测量误差仿真实验和物理实验,误差均能满足实际测量要求。

硅压阻式压力传感器智能校准系统设计

针对硅压阻式压力传感器存在非线性和温度漂移的现象,设计了一种传感器线性化与温度补偿的智能校准系统。系统由上位机、下位机两部分组成,上、下位机通过RS485接口通信。下位机选用C8051F350作为主控制器,实现压力和温度的采集、处理及传输。上位机应用软件使用LabVIEW编写,实现规范化多项式拟合算法。试验表明该系统能够满足硅压阻式压力传感器线性化和温度补偿的要求。

某型涡扇发动机进口空气流量测量参数敏感性分析

基于某型涡扇发动机飞行台试飞,以某型涡扇发动机进口空气流量的测量为研究对象;首先建立了发动机进口空气流量计算模型以及相应的误差计算模型,其次采用辨识方法确定了测量参数的敏感系数,最后针对测量参数的无量纲敏感系数随飞行高度和发动机状态的变化进行了分析;分析结果表明:发动机进口空气对测量截面半径最为敏感,其次为主流区总压、主流区总温和主流区总静压差,对附面层位移厚度敏感性较差,且在发动机设计状态附面层对空气流量的影响为3%。

基于STM32的人行通道智能控制与管理系统设计

根据人行通道的智能化控制与管理的要求,采用高性能的STM32处理器设计了一套通道管理与控制系统,实现了人员流动有效地管理。详细叙述了设计原理和软硬件实现方案。实际应用表明,该系统硬件结构简单,工作可靠,成本低廉。

MEMS技术在车载导航中的应用

基于MEMS技术,对由加速度计、磁场计和倾角传感器构成的车载导航仪进行了理论分析,对系统信息融合和软硬件设计进行了研究。在嵌入式平台上实现了组合导航系统,实时提供车载体的姿态、速度和位置信息,满足导航需求。通过实验对导航系统的可靠性和稳定性进行了分析研究,得出导航系统精度与误差满足车载体导航要求的结论。

光伏离网逆变器并联控制系统研究

为解决单台光伏离网逆变器容量小、可靠性低和传统逆变器并联动态性能差的问题,设计一种并联控制方法。通过对光伏离网逆变器并联功率模型的分析,基于无互联线的有功和无功功率PQ下垂特性改进的并联控制算法,量化有功功率、无功功率与输出电压幅值、相位之间的关系,运用双闭环的控制策略,设计基于DSP并联控制系统,实现逆变器并联均流控制的数字化,并搭建基于TMS320F2809的两台4 k VA逆变器无互联线并联硬件平台进行实验分析。实验结果表明:系统的并联均流效果良好,可提升光伏逆变系统的容量,提高动态性能。

基于虚拟样机的磁悬浮控制系统仿真

自从磁浮列车的概念诞生起,研究者们一直采用微分方程描述方法对系统进行研究。但是由于系统是多点耦合,并且严重非线性,这种传统的研究方法已经不能满足研究需要,磁浮列车的飞速发展迫切需要一种新的有效的研究手段。虚拟样机技术是近几年在国际上逐渐发展起来的,它利用三维实物图形建立模型,避免了描述微分方程的困难。文中利用ADAMS虚拟样机软件组建详细的磁浮列车单个转向架三维模型,以垂向控制系统为研究对象进行虚拟样机仿真分析。最后给出了车辆慢慢悬浮和激励测试的仿真结果,这一结果与实验现象是一致的。该文将虚拟样机技术与磁浮列车系统技术研究有效地结合起来。

地形因子流程化提取的模型描述与方法研究

将工作流思想引入到地形因子的提取中,应用可扩展标记语言(extensible markup language,XML)对地形因子流程化提取过程进行建模描述与方法研究。通过对地形因子提取过程中数据流转关系和数据输入与输出、参数执行、因子模型与驱动执行的结构化组织与描述,形成一套适用于地形因子流程化提取的模型和建模方法。在基础地形因子提取算法的基础上,采用分辨率为5 m×5 m的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,对实验区域的地形因子进行全自动流程化提取验证。同时,应用该模型对实验区域的河网进行提取,均取得了良好效果,表明该模型具有较强的普适性与可扩展性。

基于PCA和LDA的人脸识别系统设计

在现代社会当中,身份认证与识别问题变得尤为重要。其中,基于人脸面部特征的识别技术因其具有的突出优点脱颖而出,得到了广泛研究与应用。考虑到当前人脸识别技术遇到的相关难点,寻求了一种主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)相结合的方法对人脸进行识别,并且基于LabVIEW/Matlab和摄像采集系统等软硬件设备,设计了人脸识别系统。该系统以人脸识别算法为基础,利用PC机为操作平台,通过将即时采集的人脸图像与所建立的人脸特征库比对,从而快速有效地查出已登记人员的身份信息。

基于LabVIEW的继电保护测试仪自动检测系统设计

继电保护测试仪作为继电保护装置调试检修的重要仪器,其精度须定期检测或校准。然而,检测校准的项目和测点通道较多,涉及电磁、时间、无线电等多种标准器,手动检测校准时间长。为满足计量机构快速检测校准的需求,提出一种基于LabVIEW和国际通用标准器的继电保护测试仪自动检测系统,可应用于国内外计量机构的继电保护测试仪自动检测。该系统根据预定的测试项目和测试点,自动控制继电保护测试仪输出规定的电气量,采集对应标准器的测试值,在人机界面显示测试值并自动生成测试报告,数据分析功能可根据标准要求自动对数据进行超差评估。对继电保护测试仪自动检测系统的功能、软硬件设计、仪器通信、数据分析进行说明,实现整个测试过程全程自动化,节省大量测试和报告编写时间。对继电保护测试仪的电压、电流、相位、时间等进行自动检测校准,结果表明,相比手动测试节省大量时间,扩展不确定度符合继电保护测试仪相关规范要求。

变论域模糊仿人智能控制

从优化模糊控制器的角度出发,讨论了变论域思想和伸缩因子的概念,同时就量化、比例因子和伸缩因子的关系进行了分析,在此基础上将模糊和变论域思想相结合,形成变论域模糊控制结构;进而将其与仿人智能控制相结合。为防止由控制量切换引起的系统扰动,引入比值切换方式;为消除系统余差,引入智能积分开关。最后通过对工业常见二阶时滞系统进行仿真研究,表明该方法达到了预期目的,性能明显高于未改进的仿人智能控制。

一类电流频率转换芯片的补偿

电流频率转换器是一种将电流信号按固定比例转换为频率信号的器件,但由于材料,工艺以及模拟信号的离散性致使转换结果存在一定非线性,针对此问题,采用ADI公司的具有24位分辨率的ADuc845对芯片进行补偿。利用Matlab对样本数据进行处理,求出误差规律,并根据误差规律设计补偿算法。由于输入输出电流不满足AD/DA要求,故设计了各种信号调理电路,对信号进行调理,以满足AD转换的要求,最终完成对电流频率转换器的补偿。

基于MEMS技术的复合型智能传感器设计

把微机电系统(MEMS)技术的加速度敏感元件和微处理器有机结合,借助智能算法,设计了一种多功能的复合传感器,可同时测量运动物体的的振动、冲击和倾斜角度。试验表明:该传感器能够足够同时精确地检测运动物体的振动、冲击和倾斜角度信息,用于汽车中时,能够及时检测汽车的动态信息与车体的姿态。