某型振动台台面支撑控制系统的设计与实现

某型振动台采用永磁式电动振动台激振方式,为了实现该振动台台面的自动调平、定位和隔振,采用空气弹簧柔性支撑和电动推杆刚性支撑对振动台进行台面支撑。为了实现台面支撑的电气控制,设计了一套控制系统。控制系统基于西门子S7-200 SMART系列PLC和MCGS触摸屏设计,采用重量计算粗调辅助补偿和PID闭环精调的控制策略,给定合适的PID参数,有效解决了气路控制中存在的滞后问题和多个空气弹簧自动调平的耦合问题。调试结果表明,台面支撑控制系统实现了100 s内完成自动调平及定位,台面支撑各点的位移误差控制在了0.5 mm以内。

2～18GHz宽带ALC放大器

介绍了自动电平控制(ALC)放大器的工作原理,研究了组成ALC系统的放大器、衰减器及检波器的特性。采用宽带理论和微波仿真软件,设计了一种2～18 GHz宽带ALC放大器,并给出了测试结果。频率为2～18 GHz,增益大于18 dB,增益平坦度小于3 dB,输入输出驻波比小于2.5,ALC动态范围大于15 dB,输出功率稳定在12.5～13.5 dBm,具有优异的宽带性能及稳定的输出。该宽带ALC放大器采用PHEMT管芯和GaAs MMIC以及微波薄膜工艺,封装在密封的金属盒体中,具有模块化、小型化的特点,应用范围广泛、前景良好。

PLC自控系统在北河口水厂二期工程中的应用

结合北河口水厂二期工程实例,介绍了PLC自动控制系统在自来水厂中的应用情况,对自来水厂的建设有着重要参考价值。

基于系统弹性的通信列车控制系统弹性评估

为了避免RAMS指标对CBTC系统性能评价的片面性,提出一种结合PRAC和SRAC结合的评价方法。首先,构建列车运行的追踪模型,得出列车在不同实现等级下的安全追踪距离;再分析轨道状态实现等级和列车实现等级之间的相互作用,以确认发生故障时系统内部各个结构的动态变化;最后,设计仿真训练和模拟实验对方法进行验证,PRAC+SRAC方法和对比方法解决故障的时长分别是1300 s,1600 s,1650 s和2500 s,采用该方法对CBTC进行评估能够更好判断故障发生的具体情况,目前,该方法已应用于北京市某轨道交通线路中,缩短了工作人员在列车故障发生后做出正确决策的反应时间。

农机具自动调平控制系统设计与试验

为了使农机具在田间作业时保持水平,该文设计了一种农机具自动调平控制系统。采用拖拉机横向倾角卡尔曼滤波算法融合加速度计和陀螺仪2个传感器数据获得拖拉机实时倾斜角度,直线位移传感器测量调平液压油缸伸长量并建立农机具和拖拉机的相对倾斜角度转换函数,通过控制电磁换向阀实现农机具水平控制。在三轴多功能转台上对拖拉机倾角实时测量算法进行了测试,并在田间对农机具自动调平系统进行了试验,结果表明,拖拉机横滚角传感系统能在动态条件下准确地测量拖拉机实时倾角,在转台上测量角度平均绝对误差≤0.15°,均方根误差≤0.18°,在水田激光平地机作业时测量角度平均绝对误差0.40°;自动调平控制系统能较好地实现平地铲调平控制,平地铲倾斜角度平均绝对误差0.52°,均方根误差0.24°,最大误差1.15°,相对于原水田激光平地机水平控制系统控制精度提高了0.5°。该研究为农机具水平自动调平提供了方法,能够提升农机具作业质量。

果园升降平台自动调平控制系统设计与试验

为提高果园升降平台调平精度和稳定性,设计了一种自动调平控制系统。通过调平机构动力学分析,建立了调平控制系统数学模型;利用融合卡尔曼滤波的模糊PID控制电磁阀驱动油缸伸缩调整工作台姿态,实现其自动调平。对控制系统进行仿真,结果表明:模糊PID控制较PID控制性能好,峰值时间缩短47.82%,调节时间缩短48.10%,最大超调量减小52.78%,经卡尔曼滤波后控制误差降低44.57%;对系统响应时间和调平效果进行测试,结果表明:自动调平控制系统响应时间为0.078 s;在平台不升降和升降2种工况下,最大坡度满载下自动调平最大误差分别为1.08°和1.74°,调平精度相对原果园升降平台调平系统分别提高了1.69°和1.91°,较好的实现了工作台自动调平控制。该研究为农业机具调平控制提供参考。

一种新型的超声换能器驱动与回波检测电路设计

通过对超声换能器的工作原理分析,设计了一种新型的超声换能器驱动与回波检测电路。驱动电路由功率放大器、脉冲变压器及一定的补偿电路组成;回波检测电路由前置放大器、带通滤波器和自动电平控制电路组成。试验结果显示,此电路性能良好,能明显提高超声换能器的测距范围。

大范围扫描原子力显微镜自动调平控制技术

为了进一步扩大原子力显微镜(AFM)的应用范围,研制出一套大范围高速AFM系统。该系统采用上、下两个扫描器,上扫描器负责Z方向闭环控制的动态响应,下扫描器负责X、Y方向平面扫描及Z方向补偿控制。针对样品放置倾斜对大范围扫描成像的影响,提出基于多线扫描的样品自动调平控制技术。首先通过多线扫描确定样品倾斜位置,然后将所有扫描点的倾斜位移差用函数式表达,最后将位移差换算为控制电压作为扫描器Z向的前馈控制输入。实验结果表明,能消除样品倾斜对AFM大范围扫描的影响。

用相关法测量自调匀整开环控制器中的延时

延时控制是决定机后开环自调匀整控制器控制效果的关键因素,确定延时是控制器设计和纱厂生产中非常重要的环节。目前文献中常见的求延时的方法有几何法和试验法,但几何法精度有限,试验法操作繁琐。本文提出一种用相关分析求延时的方法,该方法利用控制系统现有的输入、输出棉层(棉条)线密度、牵伸比数据来求延时,准确、经济,易操作。

一种并条机开环自调匀整中的延时控制

为了实现超短片断自调匀整,并条机采用先检后控的开环控制策略。开环自调匀整中延时的精确控制是决定控制效果的一个关键因素,本文提出了一种基于等位移中断的与控制对象的速度无关的延时控制判据,通过工业计算机计数中断的具体方式实现了在任意速度下高效、精确的延时控制。同时,在实现启/停阶段的速度曲线时,没有再增加定时中断作为变速的时间序列,直接以该等位移中断为变速点(时间序列)来实现宽广范围内的速度曲线。这样避免了多重中断,提高了控制的精度,改善了出条的CV%值。将该方法应用于并条机开、关机过程,实现了并条机全程自调匀整控制。

单相三电平脉冲整流器无差拍预测直接功率控制

以我国CRH2(China railways highspeed 2)型高速动车组的单相三电平脉冲整流器为研究对象,以提高其动态响应速度及控制精度为目的,该文首先建立单相三电平脉冲整流器数学模型,分析传统基于比例积分(proportional-integral,PI)控制器的定频直接功率控制(direct power control,DPC)的工作原理,在此基础上,提出一种基于自回归算法的单相无差拍功率预测DPC算法。与传统PI定频DPC算法相比,该DPC算法无需网压相位检测装置,如锁相环(phase locked loop,PLL),降低了硬件设计及软件编程的复杂度;而且由于采用自回归算法,实现了有功和无功功率的无差拍预测,提高了整流器负载动态变化时的响应速度。然后,结合内嵌中点电位平衡功能的单相三电平空间矢量调制算法(space vector pulse width modulation,SVPWM),构建了完整的单相三电平脉冲整流器DPC与SVPWM控制系统。最后,对该功率预测DPC和传统PI定频DPC算法分别进行了计算机仿真和半实物实验对比研究。仿真与实验对比分析结果证明了该无差拍功率预测DPC算法的正确性和有效性。

基于CAN总线的摊铺机自动找平控制系统

为提高路面摊铺平整度,研究了一种基于CAN总线的多点(多探头)非接触式摊铺机自动找平系统,给出了系统总体结构、CAN节点的硬件电路及软件主要流程,采用多重滤波方法进行数据处理,滤除摊铺机作业过程中偶然因素造成的跳点数据,提高系统的抗干扰性能。采用该找平系统对单探头和多探头找平方式进行了对比试验,结果表明多探头方式找平效果优于单探头方式;与接触式自动找平系统对比实验表明采用该找平系统中面层平整度平均值较接触式提高了3.2%,上面层提高了7.8%。

微波信号发生器中自动电平控制系统设计

针对微波信号发生器中自动电平控制系统的高准确度和大动态范围要求,本文设计了一种高性能前馈式自动电平控制系统,该系统由定向耦合器、检波器、对数放大器、环路积分器、指数放大器和线性调制器等单元组成。文中重点讨论了这些关键单元的特性及其对微波信号发生器性能的影响,并给出了相应的解决方法,最后给出了系统达到的主要技术指标。实际使用结果表明,设计的自动电平控制系统很好地满足了设计要求。

飞机自动配电管理系统设计

飞机配电系统是现代飞机的一个十分重要组成郜分,做好这项研究工作可以提高飞机的供电质量、飞机完成任务的概率以及飞机自身的安全性,减少体积重量及全周期费用,使我国飞机配电技术上一个新台阶;对某型飞机电气负载自动管理技术进行了系统研究,提出了一种电气负载管理优先级设置方法,建立了电气负载的控制方程和电气负载的电源请求方程;系统试验表明采用负载自动管理技术大大提高了飞机供电系统的可靠性和可维护性。

基于RBF人工神经网络的下游常水位自适应渠道输水控制研究

针对传统渠道输水PID控制方法响应速度慢、超调量大、参数不能在线自调整的不足,根据RBF神经网络和渠道输水特点,提出了将传统渠道下游常水位输水PID控制和RBF人工神经网络结合的输水控制方法,使输水控制具有自学习、自适应、容错性和鲁棒性。推导了RBF网络整定PID输水控制调节器的算法。仿真结果表明,基于RBF网络的PID输水控制方法,能够通过不断学习自动调整控制参数,使输水控制过程超调量小、响应速度快,具有不需要特意选择或计算控制参数的特点。因此,基于RBF神经网络的参数非线性PID控制更适合进行渠道输水这样高度非线性系统的实时控制过程。

新型大扩展比智能拓展车载医疗方舱及综合检查检验车的研制

目的研制适应灾害医疗救援要求的新型大扩展比、快速高机动的移动医疗救援平台,并以此平台为基础研制综合了检查检验功能的新型车载医疗方舱。方法通过研究与设计,解决上下折板式大扩展比方舱、多级自动扩展调平的平面滑道、一体化环境保障系统、电气系统、医疗布局、自动升降的医疗设备箱组等相关的关键技术。结果研制出具有大扩展面积、高机动性能的新型车载医疗方舱,并以此方舱为基础研制出综合了各类检查检验功能的新型综合医疗处置车。结论新型的大扩展比智能拓展车载医疗方舱及基于该方舱的检查检验车,具有环境适应能力强、机动能力强、使用面积大、功能齐全、部署速度快的特点,具有广阔的使用前景。

深细煤仓料位自动监控系统的研究

介绍了一套适用煤矿井下深细煤仓的料位自动监控系统 ,它将单片机应用于系统控制并采用脉冲信号输入输出和光电耦合隔离等措施使控制系统具有较强的抗干扰能力。

基于PLC的高空作业车自动调平控制系统

以S7-200 PLC为主控器件,设计了一种高空作业车自动调平控制系统。给出系统的结构、工作原理、硬件组成、控制程序流程与梯形图。仿真结果表明:该系统实现了高空作业车自动调平、上升杆位移控制和作业平台上升速度控制的功能;作业平台水平倾角可消除水平误差,实现自动控制调平。

基于PLC的农田激光精平机自动控制系统的设计

本文开发了一种用于农田精细平整土地的快装式激光自动控制精平机。通过转动组件和两个立缸相互配合实现刮刀左右高低调整,通过两个水平缸和小转盘组件实现刮刀水平转动。依据相应的激光和液压系统设计出了满足性能要求的PLC控制系统,以PLC作为核心,将激光接收器、倾角传感器和电磁换向阀有机地结合成一个自动控制精平系统。试验结果表明:该激光精平机能够很好地完成整块土地的平整作业,其地表被精密刮平的程度可达±1.5cm。

基于超声波测距的液位自动控制系统

本文介绍了一个基于超声波物位测量原理的液位自动控制系统,它能实时测量并显示液位;可以根据预设液位对容器中的液体进行补给操作。系统通过超声波测速温度补偿对液位测量值进行修正;通过"软件滤波"对测量数据进行修正,使液位控制误差小于2cm。