Digital Control Technologies for DC/DC Switching Converters

An overview of recent advances in digital control of low-to medium-power DC/DC switching converters is presented.Traditionally,analog electronics methods have dominated in controlling such DC/DC converters.However,with the steadily decreasing cost of ICs,the feasibility of digitally controlled DC/DC switching converters has increased sig-nificantly.This paper outlines a sample of digital solutions for DC/DC switching converters to enhance the performance of DC/DC switching converters.Furthermore,latest research activities pertaining to applications for steady-state and dy-namic performance improvement,such as efficiency optimization,controller auto tuning,and capacitor charge balance control,is discussed.These applications demonstrate the significant advantages and potentials of digital control.

Investigation into the Independent Metering Control Performance of a Twin Spools Valve with Switching Technology-controlled Pilot Stage

In hydraulic area,independent metering control(IMC)technology is an effective approach to improve system efficiency and control flexibility.In addition,digital hydraulic technology(DHT)has been verified as a reasonable method to optimize system dynamic performance.Integrating these two technologies into one component can combine their advantages together.However,few works focused on it.In this paper,a twin spools valve with switching technologycontrolled pilot stage(TSVSP)is presented,which applied DHT into its pilot stage while appending IMC into its main stage.Based on this prototype valve,a series of numerical and experiment analysis of its IMC performance with both simulated load and excavator boom cylinder are carried out.Results showed fast and robust performance of pressure and flow compound control with acceptable fluctuation phenomenon caused by switching technology.Rising time of flow response in excavator cylinder can be controlled within 200 ms,meanwhile,the recovery time of rod chamber pressure under suddenly changed condition is optimized within 250 ms.IMC system based on TSVSP can improve both dynamic performance and robust characteristics of the target actuator so it is practical in valve-cylinder system and can be applied in mobile machineries.

Simulation and experimental research of digital valve control servo system based on CMAC-PID control method

Digital valve control servo system is studied in this paper. In order to solve the system problems of poor control precision and slow response time,a CMAC-PID( cerebellar model articulation controller-PID) compound control method is proposed. This compound controller consists of two components: one is a traditional PID for the feedback control to guarantee stability of the system; the other is the CMAC control algorithm to form a feed-forward control for achieving high control precision and short response time of the controlled plant. Then the CMAC-PID compound control method is used in the digital valve control servo system to improve its control performance. Through simulation and experiment,the proposed CMAC-PID compound control method is superior to the traditional PID control for enhancing stability and robustness,and thus this compound control can be used as a new control strategy for the digital valve control servo system.

System Simulation Science and Simulation System Technology

This paper mainly discusses the following problems: the important meaning and special function of simulation system; the definition, contents and relationship of system and system simulation science; the definition and technology of simulation system and its equipments; and systematic description and exploration in relation to the developing trend of system simulation science and simulation system technology.

数字赋能“有效论”:数字化转型对重污染企业绿色创新的双向效应

当前,以大数据、云计算等为代表的数字技术快速发展,为企业绿色创新提供了新动能。然而,数字赋能的“有效性”问题一直在学术界存在争议。基于2010—2020年中国沪深A股重污染企业数据,实证检验了数字化转型对企业绿色创新的影响及作用机制。研究发现,数字化转型与绿色创新之间存在显著的倒“U”型关系,且样本企业广泛分布于倒“U”型曲线最高点的左侧;管控投入在数字化转型与企业绿色创新的关系中发挥部分中介作用。同时,政府补助能够显著强化数字化转型与企业绿色创新之间的倒“U”型关系。异质性分析表明,上述倒“U”型关系主要存在于国有企业和媒体报道较多的企业中。这说明,“技术驱动”有助于重污染企业绿色创新“增量提质”,但过度数字化会诱使企业陷入“技术鸿沟”,不利于数字化与绿色创新的协同推进。因此,重污染企业应找准数字技术赋能生态环境保护的契合点与着力点,政府可以利用补贴政策进一步激励企业数字赋能绿色创新。

数字孪生下的液压缸机械运行位置自动控制

液压缸机械系统非线性特征复杂,机械运行行为特征不明确,位置控制结果存在偏差,对此,该文提出数字孪生下的液压缸机械运行位置自动控制方法。连续检测液压缸机械系统运行状态,构建非线性状态方程,对比实际测量数据与输出数据的差异,选取RBF核函数与支持向量机,机械运行位置变化量,描述机械运行行为特征,建立位置控制目标函数,将最高适应度值对应的位置点自动更新为副本位置点,引入猫群算法求解目标函数,对位置控制目标函数的全局最优解展开更新,实现液压缸机械运行位置自动控制。实验结果表明,所提方法应用后,位移检测曲线与实际位移曲线之间的偏差较小,且在恒负载工况下和变负载工况下,位移稳态误差均较小,说明其机械运行位置自动控制结果精度高、控制效率高、控制精度高。

高校思政教育数智化发展的趋势、回应与把控

数智技术的内涵和特征不仅与高校思政教育的原则、目标、方法高度契合,而且对于自主意识和可塑性较高的大学生而言,更能利用数据和算法创造或还原虚拟现实的教育场景、虚实融合的数字人设、亦幻亦真的交互体验和超越内禀属性的主观存在,进而提高思政教育质效。梳理数智技术的演进历程与特征,深入把握数智化发展的复合命体演进趋势、“超级语径”交互趋势和虚拟现实趋势,需要锻铸多模态数据融合的思政教育“新命体”,培育面向未来教育的教师“数商”,强化应对数字化转型的“关键能力”。通过把控、优化对高校思政教育“教学原料”“大数据情境”“未来既视感”的算法拓展和算力支撑,保持技术创新与高校思政教育发展的精准契合,从而更好地实现高校思政教育立德树人的根本任务。

内部控制对企业数字技术创新的影响研究

数字技术创新是推动经济高质量发展的关键因素。本文选取2009-2022年我国A股上市公司作为样本,运用文本分析技术识别企业数字专利,以此刻画其数字技术创新水平。结果显示,高质量的内部控制显著推动了企业的数字技术创新,尤其在资产安全、经营和战略方面对创新数量具有明显的正向作用;同时,报告、资产安全、经营和战略也显著提升了创新质量。通过使用工具变量的二阶段最小二乘模型和内部控制审计政策实施的双重差分模型进行稳健性检验,发现内部控制还通过提高资源配置效率、降低融资约束和增强合作文化等机制影响数字技术创新。这些发现为企业加强内部控制以促进数字技术创新提供了实证依据和政策建议。

基于数字孪生的热处理智能化技术研究进展

为减少热处理智能化技术数据孤岛的状态,数字孪生的运用被广泛关注。数字孪生技术是智能化制造领域的先进智能技术,也是解决数据孤岛的重要方法之一。本文介绍了数字孪生技术与基于数字孪生的热处理研究现状。以车间数字孪生框架为基础,从物理车间、虚拟车间、车间服务系统、孪生数据4个方面介绍数字孪生的研究现状,分析了各部分中存在的主要问题。针对基于数字孪生为基础的热处理技术,结合传统热处理技术与特殊热处理的智能化研究进展,分析数字孪生技术在热处理中的应用与进展。

典型特种设备质控数字化关键技术研究与应用概述

特种设备在各行各业被广泛使用,作为国民经济的重要基础装备,存在量大面广、重要性高、危险性大等特征,设备快速增长导致防控资源不足、质控效能不高。近几年,随着人工智能等新一代数字化技术的发展,为特种设备质量安全风险防控效能提升带来新的契机,为特种设备监管、检验、应急、维保等开辟新型业务模式奠定了技术基础。本文主要介绍“典型特种设备质控数字化关键技术研究与应用”项目的背景、目标、方案、路线、内容、创新、成果和效益等相关内容。

CEO信息技术背景与企业绿色技术创新:理论机制与实证检验

提升绿色技术创新水平是企业可持续发展的必然选择。具有信息技术背景的CEO能够着眼于未来发展趋势,发掘企业绿色创新潜力。基于此,利用2012—2021年我国A股上市企业的数据,探究CEO信息技术背景对企业绿色技术创新的影响及作用机制。研究发现:CEO信息技术背景能够显著促进企业绿色技术创新,并通过推动数字化转型和提高内部控制质量两种中介机制助推企业绿色技术创新;CEO信息技术背景对企业绿色技术创新的促进作用在国有企业、大规模企业及行业竞争较强的企业中更加显著。结论丰富了CEO信息技术背景的经济后果及企业绿色技术创新影响因素的相关研究,对推进企业绿色技术创新具有重要启示。

基于数字孪生技术的数控加工监测平台

文章对基于数字孪生技术的数控加工监测平台进行了分析。对数控加工的特点进行了概述,以为数控加工监测平台的设计提供理论基础,对数控加工过程监测系统的总体设计进行了研究,进而明确监测平台框架,对系统平台功能进行了设计,并结合数字孪生技术对数控监测平台的应用进行探讨,从而为数字加工监测平台的智能发展提供新的可能。

基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统

为保证电力系统的调度效果,实现电力系统智能化管控,设计基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统。系统的基础层通过数据采集设备采集电力系统运行状态数据,通过通信接口将其传送至数据层;数据层依据数据分层传输结构和数字签名机制,存储以及调度接收的数据;控制层调用数据层中的数据,利用模糊级联PID控制器完成电力系统运行自动化控制,并向基础层的现场控制器下达协调控制指令,实现电力系统现场控制,并回传控制结果。测试结果显示,该系统的数据调度能力较好,RPS系数结果均在0.942以上,电力系统运行的失效率和修复率均在92.7%以上,绝对误差积分结果均在0.025以下,控制响应能力较好。

基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计

目前主流工业机器人为封闭式控制结构,存在不开源、二次开发难的问题,因此设计一种基于TwinCAT3(the windows control and automation technology)的跨平台、可移植性好的机器人控制系统架构。该架构包含视觉、运动控制和算法集成与仿真控制模块,采用倍福自动化设备规范(automation device specification,ADS)通信技术和实时工业以太网总线技术(ethernet for control automation technology,EtherCAT),建立以计算机(personal computer,PC)和倍福控制器为EtherCAT主站,控制多组从站执行器的一主多从工作模式。该模式结合离线与在线控制、集成数字孪生技术,完成虚拟样机与物理样机的联动;采用开源可扩展架构,便于视觉算法、智能算法等算法集成。经实验验证,此架构具有拓展性好、实时性强的特点。

数字技术使用、绿色认知与农户绿色防控技术采纳——以晋冀两省梨种植户为例

在数字乡村建设有序推进的背景下,明晰数字技术对农户绿色防控技术采纳的影响,对推进农业高质量发展意义重大。本文依据晋冀两省1 332份梨种植户调查数据,运用内生转换回归模型实证检验以数字技术接入和数字技术三个维度功能使用(信息查询、信息交流及网络销售)为表征的数字技术使用对农户绿色防控技术采纳的影响效应,并运用中介效应模型深入分析绿色认知在其中的作用路径。结果表明:(1)数字技术接入和数字技术功能使用均显著促进农户绿色防控技术采纳,且功能使用影响效应更大。(2)数字技术功能使用引致的农户绿色防控技术采纳提升效应大小依次为网络销售>信息交流>信息查询。(3)机制分析表明,农户绿色认知在数字技术接入对其绿色防控技术采纳影响中未发挥中介作用,而在数字技术功能使用对其绿色防控技术采纳影响中发挥中介作用,且中介效应大小依次为信息查询>信息交流>网络销售。(4)异质性分析表明,数字技术功能使用程度越深,对农户采纳绿色防控技术的提升效果越大。据此,建议扩大数字基础设施有效覆盖,全面提升农户数字技能;推动农户数字技术功能使用纵深发展;加强绿色农业生产宣传教育,提升农户绿色认知。

基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统设计

目前煤矿瓦斯智能抽采管控系统存在以下问题:①系统功能局限于某一段流程管控,导致瓦斯抽采业务管理覆盖不全、措施落实不到位。②基于传统的“烟囱式”IT架构,导致子系统分散、数据利用率低、协同能力差,后期子系统融合代价大、系统扩展不便。③瓦斯抽采过程仍存在较多的人工环节,系统智能化、自动化能力还有待进一步提升。针对上述问题,设计了一种基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统。基于发布/订阅模式开发了瓦斯抽采多源异构数据采集流程,促进了数据的解耦和共享,降低了系统复杂度,实现了瓦斯抽采管网数据、钻孔作业及轨迹数据、设备工况数据、达标评判数据等多源异构数据的统一采集。基于数字孪生技术,构建了三维抽采系统模型,达到了井上下抽采系统的立体化展示。基于规则引擎技术,根据订阅的Topic对经过消息中心处理后的传感器数据进行判断,可进行告警消息的推送,并将处理后的传感器数据存入数据库中,以实现瓦斯抽采达标评判的自动化、流程化运行。利用机器视觉视频分析技术识别钻杆根数,从而实现钻孔过程的钻杆根数(钻孔深度)的自动计数和钻孔工程的信息化管理,结合钻孔测量仪器,实现了钻孔轨迹左右、上下偏差分析及可视化。现场应用结果表明:瓦斯抽采相关管理人员通过查看瓦斯智能抽采管控系统软件,可实时快速地了解各抽采面抽采情况、抽采评判情况、钻孔工程施工情况、系统故障情况,提高了瓦斯抽采信息化和智能化管理水平。

数字技术驱动生猪养殖户绿色生产的效应与机制

【目的】探索数字技术对养殖户绿色生产的效应与机制。【方法】采用河南省734个生猪养殖户调查数据,实证检验数字技术对养殖户绿色生产的影响效应与作用机制。【结果】数字技术对生猪养殖户绿色生产具有显著的促进作用。数字技术通过提高治污效率降低治污成本和提升防病能力降低兽药成本来提升养殖户绿色生产水平。中小规模养殖户的提升效应大于散户,与农业企业合作的养殖户的提升效应大于未合作的,受到培训较多的养殖户的提升效应大于培训少的。【结论】建议细化支持政策,加快推进数字技术在生猪养殖户中的推广应用,加强数字技术及装备的实用性创新,加大数字技术培训和组织化帮扶,提升生猪养殖户绿色生产水平。

一种用于缆上控制与保护装置(IC-CPD)测试的剩余电流模拟系统设计

缆上控制与保护装置(IC-CPD)是新能源汽车家用充电安全的重要保护设备,该文设计了一种用于IC-CPD测试的剩余电流模拟系统。系统采用直接数字频率合成技术模拟剩余电流,在硬件设计上设置了信号隔离、提高了波形输出灵活性、提升了电流驱动能力,在软件设计上使用线性插值函数提升输出平滑性,并用上位机对输出信号精度进行校正。波形测试及实际应用结果表明,系统能够产生最大值75 mA的斜坡直流剩余电流和最大峰值±75 mA幅度渐变的交流剩余电流,电流在40 mA以下时输出精度高达99.3%,满足IC-CPD测试需求并可推广应用到其他测控设备中。

数字化技术在地籍测绘中的优势与应用策略研究

地籍测绘是土地资源管理工作中非常重要的一个组成部分,主要是对土地位置、形状、面积等基本信息的精确测量和记录。近几年来,在科学技术发展水平不断提高的形势下,数字化技术在地籍测绘中的应用也越来越广泛。与其他技术相比,数字化测绘技术的应用,不仅使得地籍测绘的效率和精度得到明显的提高,还为土地资源的合理利用和规划提供强有力的支持。该文重点针对数字化技术在地籍测绘中的优势与应用策略进行详细分析。

基于BIM技术深度策划的隧道掘进智能控制技术研究

为解决传统隧道铣挖法存在的截割作业工作环境恶劣、安全风险高、成隧质量差等问题,提出一种基于BIM和数字孪生技术深度策划的隧道掘进智能控制开挖方法。首先,通过地面综合物理探测构建隧道三维地质模型,导入隧道结构参数、设备模型、测量控制构件要素,生成基于BIM虚拟隧道掌子面场景;其次,运用BIM和数字孪生技术深度规划掘进机截割作业时截割部运动路径与轨迹,设计自动截割作业控制程序,并进行施工模拟碰撞,以提高模拟运算的准确性。结果表明,该方法解决了隧道铣挖法智能化、自动化施工水平低的问题,实现离机遥控操作自动截割作业;利用局域网和传感技术,解决高粉尘、低照度环境下掘进机截割部运动跟踪定位的难题,实现“人-机-环”全面感知;通过感知系统精确定位,跟踪测量掘进机和截割部的位姿,实现对掘进机的远程监测与控制;通过测控与传感器、计算机技术,能够精确地控制截割头位置,完成掘进断面截割自动成形;通过控制系统精确地控制,截割部运动控制精度达到±20 mm,从而有效提高隧道成形质量。