分闸变压器时铁心磁轨迹反演及剩磁产生

本文中作者研究了变压器分闸时铁心的磁运行,推导了变压器分闸时铁心磁轨迹反演的数值计算公式,经反向递推并迭代得到磁轨迹和剩磁,建立了变压器的实验室模拟平台并试验研究了多种分闸情况下铁心的磁轨迹,分闸后磁轨迹异于退磁曲线,录得剩磁可达饱和磁感应强度的92%,变压器退出运行时先分闸二次侧负载再分闸一次侧,可最小化剩磁和降低合闸涌流。

降低竖炉带冷机故障及提升冷却效率的措施

新疆昕昊达矿业有限责任公司采用球团竖炉工艺,用带式冷却机对球团矿进行冷却,在生产运行中带冷机故障频繁,经常性非计划停机,设备作业率低,影响竖炉产能的发挥。带冷机主要存在轨道跑偏、漏料严重和小刮板掉道等问题。同时,因原篦子箅缝中卡球团,导致冷却效率降低。利用年修及定期检修对带冷机进行技术改造后,故障发生率降低了90%以上,冷却效率大幅提高。

离轴拖挂轮式移动机器人跟踪控制研究

针对离轴拖挂轮式移动机器人挂车的轨迹跟踪控制问题,基于拖车和挂车运动轨迹的相对曲率关系提出了一种动态跟踪方法。建立离轴拖挂轮式移动机器人的运动学模型和动力学模型。通过拖车和挂车位置几何关系给出了两车的速度关系,进而得到两车运动轨迹相对曲率之间的关系。基于曲率关系将挂车的运动任务转化为拖车的运动任务,并结合动态跟踪方法设计比例积分反馈控制器完成拖车的运动任务。最后通过模拟仿真实现了挂车精确的轨迹跟踪控制,仿真结果表明在所提控制器的作用下,挂车在拖车的拉拽下可精确地跟踪目标轨迹曲线。由于所使用的动态跟踪方法引入了目标轨迹曲线的相对曲率,极大地提高了跟踪的精确性。

离轴抛物面超精密加工轨迹时间序列控制方法

离轴抛物面超精密加工轨迹容易出现不可控轴与可控轴位置势函数不一致现象,影响加工次序,导致加工效果不理想。针对该问题,提出了离轴抛物面超精密加工轨迹时间序列控制方法。分析离轴抛物面超精密加工过程,计算点与点之间的旋转角度。以机床零点为基准,将笛卡尔坐标系中零件外形表达式转化到柱坐标系中,使工件方程的坐标系完成转换。将加工轨迹点时间间隔映射成0~1的数值,设定各个处理时间内时间权重,使得各个加工时间点间交互作用。检测基于轨迹点分布聚簇性的加工轨迹,分析加工轨迹聚集特性,消除各种轨迹之间的时间间距对轨迹的影响。采用PMAC的时基控制方式,保证不可控轴与可控轴位置势函数一致。以移动点更新速率为主要计算参量,将实时输入频率作为时基控制的输入频率,以非控制轴为输出频率,由此实现加工轨迹时间序列的时基控制。通过试验验证结果可知,该方法能够获取以(-150,300,0)为加工轨迹中心的完整超精密加工轨迹,且不会出现投影畸变现象,有效控制加工轨迹时间序列。

焊接机器人在钢结构制造中的研究与应用

传统人工焊接存在自动化程度低、效率低下、质量参差不一等问题,而焊接机器人能大幅提高焊接效率,节省人力及改善焊接质量,保障同类焊缝的一致性,可被大规模应用于钢结构生产制造,因此,制造行业正逐渐向无人化、智能化方向转型。以油类垃圾箱为研究对象,采用Solidworks构建三维模型并进行静力学校核计算,利用Robot Stutio建立焊接工作站模拟仿真,对焊接轨迹进行离线编程,采用龙门式焊接机器人进行现场示教,调试激光纠偏系统,完成对油类垃圾箱的单片焊接,为焊接机器人在钢结构行业提供了应用依据。最后探讨了先进焊缝追踪技术和智能化焊接机器人,明确了焊接机器人未来应用的方向和趋势。

高速履带车辆轮履脱离机理分析与仿真研究

高速履带车辆履带脱轮问题是一项非常复杂的工程技术问题。为降低履带车辆在行驶过程中履带脱轮发生概率,以力学理论为基础,分析了履带脱轮时诱导齿与负重轮的相互作用关系,并以ADAMS软件为仿真平台建立了可测试履带从负重轮脱出难易程度的多体动力学模型。模型充分考虑履带、诱导齿及负重轮设计参数,利用正交试验设计方法开展履带刚度特性、诱导齿及负重轮设计参数对履带脱轮影响的仿真研究,仿真结果表明,不同的设计参数对履带脱轮影响的灵敏度不同。将试验数据进行神经网络拟合,对拟合后的表达式进行GA算法寻优,找到防止履带脱轮的因素最优值,使履带系统的运行稳定性得到了显著提高。

基于车载视频图像的道路消失点检测算法

道路消失点检测是高级驾驶辅助系统中盲区监测的重要组成部分。针对现有消失点检测方法所存在的准确度低、运算量大等问题,提出一种基于车载视频图像的道路消失点检测算法。该算法在Harris角点检测基础上优化得分函数检测出图像特征点,减少在跟踪阶段的运算量;通过金字塔光流法和帧差距离对运动特征点进行跟踪,在结束帧上准确获得各特征点的位置;对特征点去除离值点后,通过优化初始聚类中心的K-Means聚类算法,得到车载视频图像的道路消失点。最后将算法应用于各种车辆行驶场景进行测试,在较短运行时间内,能准确检测出车载视频图像中道路消失点,证明算法鲁棒性好、运算简单易实现。

基于拓扑路网的多挡无人履带平台路径重规划

针对越野环境中无人履带混合动力平台重规划鲁棒性差、场景适应性弱的问题,提出一种通过融入多目标函数模型进行规划路径重构,采用三次螺旋线对重构路径进行多阶段采样优化来生成重规划路径的方法。该方法主要研究无人履带平台运动过程中行驶路径出现局部动态无解、全局规划被动触发重规划功能、重新生成可达目标点的参考轨迹的策略,重点解决重规划时回退道路行驶的成本最优问题。平台搭载两挡行星自动机械变速器,无人平台在行进过程中可根据行驶速度切换到不同挡位,以应对不同路面条件下的速度需求,保证平台具有较强的可通过性。通过实车平台验证新方法针对不同越野场景,根据通行时间、能量消耗和换挡次数的三参数目标代价函数模型,得到最佳的重规划策略并生成一条最优可通行路径。研究结果表明:基于拓扑路网的多挡无人履带平台路径重规划方法降低了重规划过程的时间和能量成本,在兼备考虑时间、能量以及不同转弯半径和速度时选择适当的挡位,确保平台纵向运动动力性的同时,也充分考虑了时效性和经济性。

基于电力物联网的光储微网协同控制系统设计

针对当前光储微网存在的光伏发电容量利用率不高、与外接电网之间的能量交互质量低下等缺陷,设计一种光储微网协同控制系统。该系统以电力物联网为基础获取、传输微网运行参数及指令,采用扰动观察法进行光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT),以提高光伏发电效率;通过蓄电池组进行光伏电能的柔性存储,并控制逆变器进行自适应并离网变流,使光储微网根据系统运行状态自动运行于并网PQ模式或离网VF模式。在MATLAB中搭建仿真模型并进行仿真。结果表明:所设计的光储微网协同控制系统不仅能使光伏阵列以最大功率输出,而且可完成光伏、蓄电池组、本地负载、外接电网之间高质量的能量交互,保证微网系统供电质量满足电力标准要求,达到了预定的协同控制要求,为新能源微网控制提供了参考。

中高碳钢在UCM连轧机组稳定轧制攻关

通过对中高碳钢(45、65Mn)在酸轧UCM五机架连轧机组轧制过程中频繁发生1#机架出口失稳断带原因分析,明确了断带发生的具体原因,并开展了UCM轧机二级模型控制参数优化试验。通过不断的模拟试验和现场实际生产试验,优化了中高碳钢轧制过程参数控制,实现了中高碳钢在UCM五机架连轧机组连续稳定轧制,并为后期更高强度钢带在UCM轧机的稳定轧制积累了经验,为冷轧新产品研发创造了有利条件。

四足机器人特定复杂运动技能控制

为了提高四足机器人的运动多样性和地形适应性,提出一种复杂运动行为控制方法,通过构建四足机器人动力学模型,在此基础上进行离线滚动优化预测,生成四足机器人复杂行为的期望轨迹。在运动学、关节扭矩、接触力、运动状态和地形高度等非线性约束下更全面地优化了轨迹,设计在线轨迹跟踪控制器与落足控制器,实现四足机器人复杂行为的在线控制。在多复杂运动的动态仿真环境下评估了所提方法,机器人可以实现前跳、后空翻、前空翻和旋转跳跃,并可以在给定地形信息下跳跃障碍物。将在线轨迹跟踪控制器迁移到四足机器人物理样机中,完成了四足机器人向前跳跃的实验。实验结果表明,所提出的方法能够使四足机器人有效地完成多种特定复杂运动技能的稳定控制。

基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方法研究

对采煤机进行基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方案设计,从控制流程、系统组成及设备选型方面进行记忆截割系统搭建,并以控制记忆单元点的方式对采煤机牵引速度、滚筒调高信号进行简化数据收集,确保记忆截割数据的高效精确性。通过试验表明,截割轨迹控制精确,采煤机设备运行平稳。

基于雷达点迹处理的抗RGPO干扰的机动目标跟踪

针对距离波门拖引(Range Gate Pull Off,RGPO)干扰下机动目标跟踪性能恶化的问题,提出一种基于雷达点迹处理的机动目标跟踪算法。该算法首先使用RGPO干扰鉴别技术将跟踪波门内的雷达点迹数据分为正常点迹集与RGPO干扰点迹集,针对不同的点迹集采取了不同的状态更新策略,最后融合两类状态信息后输出目标位置。仿真结果表明,该算法的跟踪精度明显优于传统的交互多模型-概率数据关联(Interacting Multiple Model Probabilistic Data Association,IMM-PDA)算法及现有抗RGPO干扰机动目标跟踪算法。

数据驱动的线性离散系统自学习H_(∞)跟踪控制

针对线性离散系统的H_(∞)跟踪控制问题,提出了一种新的脱策Q-学习方法。首先,采用数学变换,构建非最小状态空间模型,并且给出H_(∞)跟踪控制问题;其次,利用动态规划和强化学习技术,提出脱策Q-学习算法,自学习H_(∞)跟踪控制策略。所提方法的优势在于,仅利用系统输入和输出增量数据,采用构建增广的非最小状态空间方程模型转化方法,自学习H_(∞)跟踪控制策略,使系统稳定地跟踪参考信号,且具有抗干扰能力。最后,使用一般系统及SC-1乙烯裂解炉系统进行仿真实验,实验结果验证了所提方法的有效性。

分布式驱动地面无人平台直接横摆力矩控制研究

分布式电驱动平台以其优越的越障能力和机动能力受到国内外国防军事领域的广泛关注。为提高8×8独立驱动无人平台越野机动的行驶控制稳定性,提出一种分布式独立驱动无人平台的驱动扭矩优化分配控制框架。首先,建立了面向控制的整车动力学模型并提出一种分层控制框架。在该控制框架内,上层控制器用于快速求解无约束条件下的需求驱动力矩和横摆力矩,下层控制器以轮胎垂直载荷利用率以及路径跟踪控制精度为目标,采用二次规划算法对各轮胎扭矩分配进行优化求解,获取最优驱动力分配方案。其次,利用TruckSim和MATLAB搭建了越野机动仿真环境,对所提出的分层控制框架进行能效验证。联合仿真实验结果表明,该控制方法能合理分配车轮转矩,提高车辆的行驶稳定性,从而提升平台的越野自主机动能力。

基于双环设计的PD垂直起降飞行器轨迹跟踪控制

论文针对垂直起降飞行器在轨迹跟踪控制过程中存在不确定性和外部扰动的问题,提出了一种基于双环设计的PD轨迹跟踪控制方法。首先,基于前馈补偿对垂直起降飞行器控制器进行PD控制方法设计,其次,将轨迹跟踪系统分为内外两个控制环路,最后进行Matlab/Simulink的仿真实验验证。研究结果表明,基于双环设计的PD控制方法使得垂直起降飞行器性能指标较好,能补偿控制系统所受到的内外干扰,提高控制系统的稳定性。

舰载飞机复飞决策技术研究与实时可视化仿真

以准确进行舰载飞机复飞决策为目标 ,开发了基于飞机小扰动动力学模型及简化的终端飞行状态预估方程的两种复飞决策系统 ,并对两种复飞决策系统进行了性能比较。仿真结果表明 ,所研究的复飞决策系统可及时提供指令 ,有效地引导飞机复飞 ,保障了着舰导引的安全。此外 ,还从工程应用的角度出发 ,开发了具有复飞决策功能的自动航母着舰系统的实时可视化仿真平台。

某型飞机起飞航迹计算与分析

结合某型飞机详细地研究了起飞航迹计算的模型与方法 ,并对利用本文的模型和方法得出的结果与到某机场试飞测试数据的结果进行对比分析研究。结果表明 ,得到了给定起飞质量和机场条件的起飞航迹计算数据 ,它与试飞结果基本吻合 ,说明模型合理、解法正确。

复合材料自动铺带机专用数控系统

为实现复合材料自动铺带机对数控系统的特殊要求,以可编程多轴控制器作为运动控制核心,采用可编程数字I/O卡控制开关量,提出了基于开放式数控系统的铺带机专用CNC硬件体系结构的设计方案。为提高系统中与加工过程密切相关的实时任务的实时性,采用随动控制方式,实现了数控系统软件中的运动控制及其与开关动作量之间的协调联动的任务。完成了各控制器的驱动程序、用户图形界面和数控代码编译模块的设计。该系统能很好解决铺带机多轴运动控制精度要求较高、运动量与较多动作量联动实时性等设计难点。

脉冲多普勒雷达距离拖引目标序贯滤波跟踪方法

建立一个包含欺骗过程参数的滤波模型,在估计目标状态的同时,对目标距离拖引欺骗的相关参数进行估计。用一个递归滤波器估计回波平均功率,并计算真实回波和欺骗回波的检测概率,用于相关计算和欺骗终止判断。用2D方法实现测量值与真实回波和欺骗回波预测位置的关联判断,对相关上的回波使用序贯滤波的方法对目标状态进行估计。仿真结果表明,本方法能够有效地利用欺骗回波,不仅能稳定地跟踪目标,而且可以获得较高的目标位置估计精度。