自动分拣仓库中多载量AGV调度与路径规划算法

在自动分拣仓库中,多载量自动导引小车(AGV)具有强运输能力,但其多载量特征也增加了调度与路径规划的复杂性。针对多载量AGV调度与路径规划的协同优化问题,以最小化最大搬运完成时间为目标,建立了该问题的混合整数线性规划模型,并提出一种聚类协同优化算法。算法首先定义了包裹相似度,设计聚类算法划分包裹组,使每个包裹组可由多载量AGV在一次作业中完成分拣;进而针对问题的多决策特征,设计协同进化遗传算法对包裹组进行指派和排序,并将无冲突路径规划算法引入到协同进化遗传算法的解码方案中,用以搜索最优路径并解决多AGV路径冲突,从而实现了多载量AGV调度与路径规划的协同优化。通过不同问题规模的仿真实验验证了所提算法的高效性和稳定性。

运载火箭一级加泄连接器自动控制技术研究

运载火箭一级加泄连接器是实现一级贮箱推进剂加注与泄回的核心设备,针对当前国内一级连接器主要采用人工对接的情况,对气动驱动的加泄连接器的自动控制技术进行研究;分析了连接器机构的结构与对接脱落的主要步骤,设计采用PLC组合、直流电源、传感器供电组合等硬件系统对连接器配气台的传感器参数进行采集,对电磁阀进行控制以驱动机构运动;设计控制软件,对基础数据进行分类构建,并基于面向对象思想设计多粒度层次的流程步骤,通过嵌套组合不同粒度的步骤实现复杂的控制逻辑,采用xml文件描述流程步骤;介绍了自动对接、脱落控制流程的流程内容;经测试自动对接流程与自动脱落流程所用时间分别为133 s与97 s,满足使用要求,且已在某型号多次任务中进行了应用,有力地支撑了型号任务的发展。

基于改进TPDS长阵列的车辆超偏载检测研究

由于车辆超偏载检测过程中,受天气、路况等因素以及车辆行驶状态影响,导致信号组成的阵列过短,利用传统的TPDS车辆超偏载检测精度较低、耗时较长;提出基于改进TPDS长阵列的车辆超偏载检测研究;通过车辆运行品质轨边动态监测系统,利用测距传感器与数据采集仪将力学信号转换成电压信号,将其组合为长阵列输入到系统的测距传感器中;采用EDM算法对长阵列中的噪声点实施消除处理;将4个测距传感器安置到货运车辆底部,采用货运车辆动态称重方法,计算车辆上各弹簧组承载力的总和,并结合车辆有用信号,对车辆的载重情况展开测量,实现对车辆的超偏载检测;实验结果表明,利用长阵列改进TPDS系统后,其去噪效果好,在载重测量时,测量误差在5%以内,且平均耗时低、称重合格概率高,表明所提方法的测量精度、检测效率以及检测稳定性高。

无人值守半挂汽车煤自动计量及卸车系统应用研究

主要介绍了无人值守半挂汽车煤计量及卸车的整体过程,包括自动化程度的提升、根据来煤计划自动分配指定的汽车衡称重、防作弊措施、计量及接卸效率的提升,以及员工工作方式的改变等。最终实现了汽车煤及厂内管理的全过程自动化和信息化,节约了人力资源,降低了劳动强度,提高了工作效率,为电厂燃料管理提供了一种新的模式。

散粮装车漏斗自动化放料研究

本文在手动放料的散粮装车漏斗基础上,加装相应传感器等信息化设备,依托原有放料控制平台,设置车辆识别子系统、自动装车子系统进行自动化无人放料,解放了人力,节约了企业的用工成本。

某全自动驾驶地铁车辆头车轴重偏差计算与优化

介绍了某速度等级为80 km/h的A型全自动驾驶地铁车辆底架设备布置方案和轴重偏差计算方法,通过对比该方案下头车轴重偏差理论计算值与称重数据之间差异,验证了计算方法的准确性,提出了头车轴重偏差的优化措施,为后续类似地铁车辆头车轴重偏差控制提供理论依据。

基于自动随行导向装置的物料车随行设计方法

自动随行导向装置在现代制造业中扮演着重要的角色,能够提高生产效率,减少人工成本,物料车的随行设计是实现自动化生产线高效运行的关键环节。基于此,文章计制作一条物料车自动上下随行线,以取代自动导向车牵引物料车前行,实现物料车与内饰滑板线的同步随行,完成以下流程:首先,自动导向车从物流分拣区出发,拖拉物料车至物料车上件位并停止,然后自动导向车的挂钩脱离,自行前进至物料车下件位等待。接着,利用自动导向装置,将物料车的随行挂钩与随行链条连接,使其与滑板线一同前进。员工可在随行的物料车上取料并进行装配。最后,空的物料车到达下件位时,会自动从链条上脱钩,并由等待的自动导向车牵引返回物流分拣区,如此循环,完成整个物料输送过程。

基于四象限传感器的物料自动校准策略研究

为自动测量并校正物料装载前的偏移、提高物料装载精度及重复性,制定了一种物料自动校准策略,并搭建了基于四象限传感器的测量系统。物料装载至运动台前使用四象限传感器定位物料位置、姿态偏移信息并将其转化为运动台相对运动距离,以便控制运动台自动执行补偿并完成交接。通过实验验证,四象限传感器测量稳定可靠,自动校准策略可行,提升了物料传输系统的传输精度。

Power Quality Issues Concerning Photovoltaic Generation and Electrical Vehicle Loads in Distribution Grids

The high utilization level of renewable generation including residential photovoltaic (PV) systems together with the uncontrolled charging of electric vehicles (EVs) can have a significant impact on load characteristics in distribution networks. Harmonic content of PV generation, EV charging loads, and their influence on power quality indicators in residential distribution networks are discussed in this paper. For investigating likely power quality scenarios, PV generation and EV charging measurement results including current harmonic amplitude and phase angle values are used and compared with present load characteristics. Different modelling scenarios are analysed and a simplified model of harmonics in PVs and EVs is offered. The results of the study show moderate additional harmonic distortion in residential load current and voltage distortion at the substation’s busbar when PV generation and EV loading are added. The scenarios presented in this paper can be further used for modelling the actual harmonic loads of the PVs and EVs in distribution networks.

移动式水动压力作用下航行体截面载荷测量技术研究

跨介质飞行器水下发射或高速入水过程中,空泡在壁面溃灭会产生较大压力脉冲,使舱体由于局部外压发生变形,由此引起的局部应变会成为载荷测量中截面应变的干扰应变,对截面载荷测量产生较大影响。为了从应变桥路中消去壳体局部弯曲应变的影响,基于壳体受力模式分析,本文提出在舱段表面打孔将应变片直接贴在中面的方法,以期消除局部弯曲应变的影响。并通过有限元仿真方法确定打孔及虚拟电桥应变片位置,消除了局部高强度外压对弯矩桥路应变的影响;提出了基于均匀外压标定得到环向非均布外压影响的耦合灵敏度标定方法并通过有限元验证了该方法的合理性。地面验证试验表明,考虑外压耦合灵敏度,在保证弯矩识别精度的前提下,轴力识别误差明显降低。

基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车设计与试验

针对传统农业车辆牵引负荷车机械结构复杂、存在加载死区导致无法实现全范围加载,采集系统功能单一无法实时评估被试车辆牵引性能的问题,设计了一种基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车。负荷车以最大加载牵引力150 kN为设计目标,结合对驱动轮的受力分析,完成了其整机关键部件的选型设计,采用集成发动机-电动桥的电驱动系统为核心单元,使用转向牵引架实现前桥平台的自动跟随转向。在LabVIEW RIO架构基础上,通过FPGA搭建高算力、高性能的测控系统,实现对电驱动系统电流、电压、被试车辆牵引力、油耗等多种信息的采集、无线传输与存储,并使用模糊自适应PID控制算法对牵引力加载进行闭环控制。最后开展整机性能验证试验,负荷车实现了0~150 kN范围内的负荷加载,加载系统最大响应时间为3.6 s,最大超调量为1.61%,实际加载牵引力与目标牵引力最大误差为4.5%。整机性能验证试验表明,负荷车具备良好的牵引负荷加载性能,其测控系统可实现被试车辆牵引性能多参数的实时准确监测,能够完成对农业车辆牵引性能的全面评估。

基于光电的钢轨探伤车超声探轮自动对中系统设计及验证

钢轨探伤车超声探轮对中控制技术是探伤车高速检测的一项关键技术,在实际运用中因对中控制技术不足易造成钢轨伤损漏检。在既有对中控制技术基础上,采用自主化技术研究全新的基于光电的对中系统设计方案。针对钢轨夹板和道岔的干扰问题,优化自动对中软件的钢轨廓形测量算法;针对不同偏移量的对中控制问题,优化对中控制软件的控制参数及控制算法。此外,根据现场用户静态测试需求,开展探轮自动对中系统静态响应指标试验;根据现场用户动态测试需求,开展探轮自动对中系统运行测试试验。结果表明:新设计的对中系统能够在60 kg负载情况下对5 mm阶跃信号的动态响应可上升时间57 ms、超调量18.6%、稳定时间156 ms,并在铁路线路实测中对中标准差可达到2.46 mm、极限偏差不大于7.19 mm,且无对中不良情况出现;全路60辆80 km·h^(-1)的GTC-80型探伤车全部完成了激光对中改造,现场运用良好,设计的基于光电的超声探轮自动对中系统能够满足探伤车在80 km·h^(-1)时的探伤检测需求。

考虑实测交通流的数字孪生系统在斜拉桥结构状态评估中的应用

为评估运营期间桥梁结构健康状态,构建了以实测交通流荷载为连接的桥梁数字孪生系统。依靠ETC门架车辆荷载监测系统及索力监测系统的海量监测数据,提出了一种包含物理数据的采集与前处理、虚拟模型的构建与蒙特卡洛模拟、模型间的交互及结构状态评估的数字孪生技术框架。该方法依仗ETC门架车辆监控数据提取桥梁车辆荷载分布特征,利用蒙特卡洛方法丰富运营期间车辆荷载负样本,应用有限元模型定义结构极限状态。分别以塔底截面弯矩、主梁跨中挠度作为承载能力极限状态和正常使用极限状态的目标向量,通过具有车辆荷载特征的群索索力搭建了物理空间与虚拟空间的联系。最后基于相异测度建立了斜拉桥结构状态评估的评价指标和阈值体系,并依托国内某混凝土独塔斜拉桥工程项目对该评判方法进行了论述。结果表明:经实测车流特征修正后的相异测度具有更强的分类能力,且更贴近结构的实际响应行为;以相异测度构建的评价指标和阈值体系的评估结果符合桥梁结构服役期间状态变化特征,可应用于运营期间的结构状态评估工作;数字孪生技术融合了有限元模型中整体结构内各构件的响应协调关系和监测数据中结构的真实变化规律,能够胜任桥梁结构全生命周期的健康状态评估工作。

车载移动测量技术在道路全息测绘中的应用

道路全息测绘是新型基础测绘体系建设的重要组成部分之一。相较于传统道路测绘成果,道路全息测绘产品具有信息更全面、更精细、更准确及更易于更新的特点。本文以道路全息测绘应用为目标,结合车载移动测量的技术优势,提出了从移动测量车数据采集、数据处理到道路全息测绘产品制作的完整流程,制作了静态高清道路地图、精细道路三维模型和自动驾驶高精地图3种新型道路全息测绘产品。此外,以武汉市中心城区3 km 2试验区内的市政道路作为研究对象,开展了道路全息测绘产品生产应用试验。结果表明,该成果精度不仅能满足1∶500地形图更新等传统城市测绘工作需求,也可为自动驾驶提供重要的道路数据基础。

救援车载钻机钻具自动拧卸系统研制及应用

救援车载钻机施工大直径救援孔时需要频繁起下钻具,钻具自动拧卸系统作为钻机起下钻拧卸钻具的重要组成,其拧卸效率和可靠性直接影响救援钻孔的施工效率与施工安全。针对目前矿山救援车载钻机孔口平台难以满足大直径钻具通过性要求、钻具拧卸自动化水平低等问题,研发可满足大直径钻具通过及快速对中、夹持、自动拧卸功能集成于一体的钻具自动拧卸系统。研制了可与钻机快速拆装的大开口液压孔口装置,可以实时监测和调节孔口装置的水平度,并且满足孔内钻具承载和不同工况的起下钻施工要求。研制了具有双导轨结构的钻具自动拧卸装置,可以实现液压吊卡起下钻和顶驱加装双臂钻具起下钻两种施工工艺。经过结构仿真分析、型式检验和现场工业性试验,最终形成一套大通径、结构紧凑、具有高负荷承载力,可实现手、自一体化一键上卸扣作业,满足850 mm集束潜孔锤起下钻要求的钻具自动拧卸系统,提高了钻具拧卸效率,为救援钻孔的快速施工提供了可靠的装备保障。

飞行攻角自适应控制方法研究

针对大风区减载控制问题,提出了一种基于攻角反馈的自适应减载控制方法。首先提出一种基于动力学与攻角测量值的滤波估计方法,可有效提高空速攻角和侧滑角测量准确度;而后基于攻角测量信息设计攻角减载控制器,分析攻角减载回路对于姿态稳定性影响;在此基础上补充减载增益自适应调节模块,实现了基于飞行攻角反馈的自适应减载控制。通过六自由度仿真验证了攻角滤波估计准确性和减载控制效果,经验证,在攻角测量信息有偏、噪声显著的条件下通过多源信息融合组合滤波和自适应控制调节可保证系统稳定性,并较好地实现大风区气动载荷控制。

线材制品工字轮自动装卸转运车研制与应用

工字轮作为承载工具用于线材制品的周转和生产,为解决工字轮在收放线机上的人工装卸及车间周转时生产效率低、劳动强度大的问题,针对焊丝类线材生产企业研制了工字轮自动装卸转运车,对其主要的机械结构、控制系统方案设计及其在焊丝企业的技术应用特点进行阐述。并对高效全自动工字轮装卸及周转技术应用在未来线材制品生产企业自动化、智能化方面的发展进行展望。

基于容量差的电动汽车充电负荷需求自动预测方法

电动汽车以更加节能、环保的方式服务社会,但如果预测的充电负荷需求不准确,会影响电动汽车的正常工作。传统预测方法侧重于对数据特征的挖掘与分析,忽视了充电平衡对于负荷需求的影响,导致预测结果不准确。因此,本文提出了基于容量差的电动汽车充电负荷需求自动预测方法,首先,根据剩余电量、荷电、放电深度和充电深度明确动力电池的工作状态,计算匀速、非匀速行驶的充电汽车电池输出功率,得出剩余里程所需的能耗;其次,通过模拟不同能耗下的容量差变化过程,获取与充电负荷需求相关的均衡指数;最后,记录电池荷电变化曲线的变化规律,构建以时间点为变量的充电负荷需求预测模型,完成电动汽车充电负荷需求自动预测。实验结果表明:与基于大数据挖掘和大数据分析的预测方法相比,基于容量差的预测方法得到的结果与仿真结果更接近,其相关性评价结果为0.903 3,说明本文提出的方法具有一定优势。

一卡通系统在油库装车现场的应用

一卡通系统是一种新兴的自动化管理系统,在油库储运自动化装车现场发挥着越来越大的作用。油库装车现场有各类子系统,完成对现场各种仪表设备数据的实时采集与监控。一卡通系统能够通过其自身的逻辑流程控制功能,提高管理效率,降低运营成本,促进企业的信息化管理,提高企业的自动化管理水平。

基于力矩平衡原理的一种车辆质心自动测量系统设计与研究

以民生产品电动两轮车辆作为设备设计研究开发的测量对象,基于质量反应法下的力矩平衡原理开发设计出的两轮车辆质心自动测量系统,利用车轮外廓圆形的特征设计出双辊轮自动对正支撑装置,同时配合使用双向同步夹紧装置,实现车辆在整个测量过程中的垂直度和前后轮轴的平行度;通过导入高精度位移传感器配合PLC程序运行控制,不仅实现测量过程的可重复性、可追溯性,还实现质心测量过程的自动化。试验结果表明,该两轮车辆质心自动测量系统具有检测精度高、检测数据稳定性好、检测高效便捷、自动化程度高等优点。另对该系统延伸使用进行推广介绍,具有广泛的应用前景。