基于OpenVPX标准的异构融合处理模块软硬件协同设计研究

随着计算机软硬件技术的持续进步,机载计算平台集成的任务功能日益增多,导致平台内部的计算需求在规模和复杂性上不断攀升。面对智能化应用的迅猛增长,传统的单一处理器架构已不足以应对多样化的复杂任务。为此,基于OpenVPX标准,定义并设计了一种符合硬件开放式架构的3U异构融合处理模块,以适应多种复杂任务的需求。文中还提出了一种异构计算资源池化技术,旨在实现多类型任务应用的快速部署和高效运行,同时降低通信延迟,显著提升计算平台的处理能力和适用性。最后进行了实验验证,结果表明与多CPU架构相比,文中所设计的异构融合处理模块在执行特定神经网络算法时,处理时间缩短了约4.8倍,证明了其在性能上的显著提升。该研究成果不仅展示了异构融合处理模块在机载智能计算应用中的显著性能优势,而且为航空计算平台的未来发展提供了创新的解决方案和技术支持。

面向开放式数控系统平台的NC代码解释器开发

介绍了一种面向开放式数控平台NC代码解释器的新型开发方法。这种方法在NC代码解释器中引入编译技术,使用编译工具LEX与YACC构造解释器的词法分析与语法分析模块,并引入动态链接库技术开发专用的G指令函数动态链接库,从而使得所开发的NC代码解释器具有功能可扩充、代码可重用、易于二次开发等特点。

开放式PC-NC结构体系的探讨

从数控技术的发展动向，兼顾经济型和高性能数控系统的不同要求，探讨了一种开放式ＰＣ－ＮＣ系统的结构，以及其有关的技术问题。

一种开放式数控系统NC代码解释器设计与实现

以数控系统NC代码解释器为研究对象,探索了一种面向开放式数控系统NC代码解释器的设计与实现方法。通过引入Regex技术作为词法、语法和语义分析的工具;使用所谓委托调用插补函数的方式,在Visual Studio 2005开发平台上实现了一种面向开放式数控系统NC代码解释器。这种解释器能适用于不同类型的数控系统,具有很强的通用性和兼容性。实例NC代码验证了由所述设计和实现方法实现的开放式数控系统NC代码解释器的可行性。

开放式数控系统及STEP-NC的研究进展

阐述了数控技术的发展及开放式数控系统的体系结构;在分析ISO 6983的主要缺陷的基础上,介绍了新的数控编程接口STEP-NC(ISO 14649),详细阐述了STEP-NC产品数据模型的具体组成、文件结构及AP238的概况,以及目前国内外的研究发展现状和应用前景。

GUI 平台的开放式体系 CNC 系统研究与开发

阐述开放式体系结构ＣＮＣ系统的基本特征。同时结合作者开发的一套数控系统原型机ＨｉＣＮＣ，展示了开发开放式体系ＣＮＣ系统的一些思路。

NC嵌入PC型开放式数控雕刻系统的设计

系统地讨论和分析了基于IPC和MPC02卡的开放式数控雕刻控制系统开发过程,包括数控系统的硬件组成、控制原理、数控代码的自动生成、人机界面设计、控制系统的设计过程和实现过程等。该系统已经在实践中得到了应用,并获得了令人满意的预期效果。

CNC控制器的发展趋势

数控机床是现代加工车间最重要的装备。本文概述数控机床控制器的发展趋势。随着信息技术(IT)和制造技术(MT)的发展,出现了更多功能、更高性能的控制器,诸如多坐标、多系统(通道)的控制;具有高精、高速、5轴加工功能和复杂加工、数控复合机床、进网通信、高可靠性和安全性等功能。为了增加操作和使用系统的可操作性和可移植性,控制器开放已经成为潮流。数字制造要求数控系统建立在一个全新的信息技术基础结构之上,容易利用网络传递加工制造信息,进行CAD/CAM与CNC一体化的加工制造。这就出现了STEP—NC新型的数控系统。

一种基于OpenStack的云应用开发框架

云计算的迅速发展对云应用与云服务的开发提出了更高要求。然而,依靠提供商提供的云平台基本功能组件不能直接满足需求,对云平台进行二次开发会增加开发周期,降低开发速率。OpenStack是一个开源的云管理平台,为客户提供云基础架构服务,包括计算服务、存储服务和网络服务。以OpenStack为基础,针对虚拟机管理应用、存储应用和定制应用,设计并实现了一种云应用开发框架,融合了服务组合和元数据的设计思想。基于该框架实现了一个虚拟机定制系统,并验证了该设计框架的可用性和有效性。

第四方物流信息平台及其基于Open API的架构设计

第四方物流信息平台的主要功能是对物流进行优化整合以及物流方案设计,进而降低物流成本。作为一个服务平台,不仅要为物流企业提供信息服务,更要跟上层具有物流需求的企业进行深度信息整合,使各方在计划层次上做到心中有底,对未来从容应对。目前各方多已经具有自己的信息系统,文中提出用三套Open API的方式进行整合,一旦被接受成为标准,将可最大程度的发挥出信息技术的优势实现全国物流一盘棋。

基于数字孪生的工业机器人建模及监测方法

针对工业机器人数据不透明、监测存在死角等问题,通过对实体工业机器人分析和研究,构建数字孪生机器人监测系统。首先从几何、物理、逻辑3个维度完成虚拟机器人的建模;其次基于开放平台通信联合架构(open platform communications united architecture,OPC UA),实现机器人的数据采集和通信,设计用户显示界面,达到数据实时可视化的效果;最后,通过机器人仿真实验得出机器人末端执行器X、Y、Z坐标的相对位置误差分别为0.48%、0.32%、0.27%,通过数字孪生机器人监测同步实验验证机器人关节角度误差最大值为0.31°。实验结果表明:该方法能够实现数字孪生工业机器人的运动数据监测,减少工业机器人在生产过程中发生意外和故障的风险,为智能工业机器人的发展提供思路和方向。

油库多源设备数据采集和处理系统设计研究

为解决大规模成品油库异构设备的数据采集和实时处理问题,创新性地设计了一种针对成品油库的通用化、高可用性的工业实时数据采集和处理系统,以定义异构数据采集的四层架构,并规范油库设备设计的四层级编码和数据格式化处理规则。按照开放平台通信统一架构(OPC UA)标准协议,对油库多源异构设备进行数据采集和协议转换。利用消息队列遥测传输(MQTT)协议与云平台进行数据转发和传输,同步提出采集的高可用性策略,实现多源异构设备设施与平台端大规模数据的实时采集和交互。云平台端利用Kafka、Storm、MySQL和Redis实现大规模实时数据的高速处理。该系统在多座大型成品油库试点应用,实现对油库安全生产的实时数据采集、处理和预警推送,采集监控点超过5000个,测试数据采集和处理最大时延低于1.5 s。应用结果证实了该系统的有效性。

工业通信:现在和可预见的未来

在现代的生产环境中,工业通信的基本任务就是实现各系统之间数据和信息的无缝和无障碍流动。围绕这一目标,工业通信的发展和创新主要包括:如何实现以太网的一网到底,让以太网延伸至现场通信,并确保以太网实现实时通信和非实时通信在时间尺度和数据量的协调和平衡,为不同传输要求的网络数据提供所需的确定性保证;使通信成为横向数据交换和纵向数据交换的手段和具有语义属性的信息交换的高效工具。环绕这一主题,着重展开对工业通信现在和可预见未来的概述。

基于现场总线的开放式数控系统体系结构研究

结合现场总线的特点和开放式系统的要求 ,提出了一种基于现场总线的开放式CNC系统的体系结构 ,并把该体系结构划分为应用层、功能层和设备层三个层次 ,对每一层的功能进行了系统的分析和描述 .在实现方法上 ,采用基于COM /DCOM技术的OPC规范的软件方法 ,实现了数控系统的软件模块的重用与扩充 ;采用Profibus现场总线实现了数控系统的硬件模块的互操作与互换 。

网络控制系统的简要回顾及展望

随着网络控制系统的迅速发展,网络的引入而产生的网络不确定性问题给网络控制系统的分析和设计带来了挑战。在此时机,本文首先阐述了网络控制系统出现的背景以及存在的基本问题。然后,着重从网络控制系统的被控对象和建模、控制策略和稳定性分析、调度策略、网络架构以及应用前景方面对网络控制系统的一些研究进展进行了回顾。在此基础上,对网络控制系统的某些发展方向予以展望。希望为刚入这一领域的研究人员提供一些较全面的参考信息。

开放平台:运营模式与技术架构研究综述

对于现有开放平台的运营模式和技术架构进行了分析,并给出了开放平台的发展建议。首先,介绍了开放平台的发展背景,并指出开放平台的相关定义和分类方式。其次,对于国内外主要开放平台的运营模式进行了一一分析。再次,对于国内外主要开放平台的技术架构进行了较为详实的介绍。在上述分析的基础上,指出了我国现有开放平台存在的主要问题。最后,对于开放平台的发展从运营模式和技术架构两个方面给出相关建议。

基于嵌入式微控制器核心和层次化网络监控机制的开放结构数控系统的构建

数控系统正朝向开放结构和模块化方向发展 ,但当前的研究模式都集中在PC机模式的运动控制层面 ,其在实时性、可靠性和经济性方面的问题 ,使得其尚未能在企业实用领域取得突破。本文针对PC数控开放结构的不足 ,提出以嵌入式微控制器构建开放结构数控系统 ,并实现采用层次化网络激活机制的现场状态监控方案。

开放式数控系统的构造、界面与协议

开放式体系结构数控系统是当今数控技术发展的主流。讨论了开放式数控系统的系统结构、功能划分、系统“容量”。

基于PMAC运动控制器的开放式数控系统研究

为满足加工生产高压玻璃钢管道外螺纹的要求,以PMAC运动控制技术为基础,提出了一种以PMAC为控制系统核心、工业控制计算机(IPC)为系统支撑单元的双CPU开放式数控系统,给出了该系统功能、硬件结构和软件设计方法.实践证明,该数控系统不仅可以实现人机接口的定制和实时控制部件的参数化,而且轨迹行程精确、响应速度快、定位准确度高等优良性能.

面向MEDM的开放式数控系统研究

研究了面向MEDM应用的开放式数控系统,应用"IPC+UMAC运动控制器"的体系结构。在此基础上,研究了三轴运动系统、线电极磨削系统、工作液循环系统、视觉监测系统、微能脉冲电源与数控系统的集成方法和原理。基于PComm32动态链接库开发了具有通用数控系统人机界面风格的控制软件,实现了整个装置的综合集成。大量的工艺实验初步验证开发的MEDM装置具备了微细轴、孔以及复杂形状二维工件的加工能力。