基于 RT-Thread 的玉米对行收获控制系统 研发与测试

为提高玉米机械化收获效率,减轻驾驶员劳动强度,研发玉米收获对行控制系统。该系统包括玉米边界行感知模块和对行控制模块,采用激光雷达获取玉米行点云数据,提出基于STM32处理器和RT-Thread实时操作系统的点云数据快速分析处理方法,实现玉米行边界点的提取,通过边界点计算得到横向偏差;设计系统通信拓扑架构,实现感知、处理、对行控制模块之间的高效通信。对该系统的性能开展田间试验验证,结果表明:收割机与玉米行实际边界线的平均横向偏差为0.06 m,最大横向偏差为0.126 m,满足玉米对行收获作业要求,为玉米对行收获提供一定的参考。

基于RT-Thread的工业远程控制器设计

以热力站供热系统应用为背景,设计一种基于STM32的模块化通用工业控制器。整个系统分为四个模块,各模块之间采用RS-485总线连接并使用MODBUS协议进行通信。本设计采用国产RTthread操作系统,软件部分采用面向对象的C语言编写,将各功能块抽象为对象,提高了软件的移植性。论文给出了该系统的总体设计以及各模块的软件设计,具有简单、性价比高、易实现的特点。

RT-Thread和Qt的可视化印花机控制系统设计

为了提高印花机控制系统的自动化水平,针对当前印花机控制系统功能单一、稳定性差、缺少直观的数据显示和命令操作界面等缺陷,提出一种基于上下位机模式的可视化印花机控制方案。该方案采用嵌入式实时操作系统RT-Thread实现下位机模块的任务调度,采用Qt应用程序框架设计上位机的人机交互图形界面,并通过CAN总线连接下位机进行印花电机的监控。实验证明,该方案不仅提高了系统的可靠性和操作的直观性,而且有利于系统的进一步改进与升级。

AUV运动控制器CAN通信模块在RT-Thread上的设计与实现

随着自主式水下潜航器(AUV)的功能越来越复杂、智能化程度越来越高,对控制系统软件的可靠性、稳定性、实时性和可维护性要求也越来越高。针对上述问题,设计了基于实时多线程(RT-Thread)操作系统的AUV运动控制器的控制器局域网络(CAN)通信模块。控制器将STM32F407作为硬件平台,实现AUV的航向、深度和航速控制。控制器内部集成有TJA1050收发器和CAN控制器。AUV运动模拟器通过USB CANⅡ分析仪与AUV运动控制器连接,进行通信测试。使用Env工具和STM32CubeMX软件对RT-Thread操作系统裁剪和配置,实现了RT-Thread操作系统的CAN驱动移植和CAN通信软件开发。AUV运动控制器与运动模拟器的对接测试表明,该通信模块有效地提高了控制器的可靠性,满足了设计要求,为实现AUV的长期、有效航行控制奠定了基础。

基于RT-Thread操作系统的分布式投递柜控制系统设计

为了减少人工管理投递柜时管理员需要不定期查验投递柜的麻烦,提出基于RT-Thread物联网操作系统、无线通信、云端处理的方式构建信息化投递柜方案,设计一套基于总线modbus的分布式控制系统,通过单元控制器的超声波检测投递柜的容量状态,通过网关板来汇总信息,将信息发布到云端,管理员可以实时远程了解投递柜的状态,按照预警做出事务处理,并根据设计需要测试了通信速率和超声波检测性能。

基于RT-Thread操作系统的上肢康复外骨骼控制系统

针对自主开发的六自由外骨骼式上肢康复机器人,设计了一种基于直流电机和实时多线程(RT-Thread)操作系统的多电机控制系统。该装置由硬件系统和软件系统部分构成。硬件系统将STM32F767作为控制器模块,可以实现外骨骼的姿态信号采集和电机控制。控制器内部集成CAN控制器和TJA1050收发器。软件系统在RT-Thread嵌入式操作系统上搭建,可实现操作系统多线程的CAN驱动移植和上肢外骨骼机器人的运动控制。经过试验证明,该系统有很好的实时性,多线程切换稳定,可以准确控制上肢外骨骼机器人的运动。

油套管特殊螺纹加工常见问题及控制方法

为提高油套管特殊螺纹的加工质量,分析了加工生产中常见的质量问题,分别对牙型高度、螺纹锥度、椭圆度等尺寸精度,以及螺纹表面粗糙度、黑皮扣、毛刺、颤纹等表面质量问题进行了分析,并提出了解决方法。根据工件的材质和尺寸,合理选择吃刀量、转速、进给速度等加工参数和工艺,同时设计合理的刀具、夹具以及装夹方式等,提高了加工过程中工件和刀具的稳定性,有效提高了油套管特殊螺纹接头的加工质量。

MBSE在航空飞行控制系统的应用研究

现代飞机系统的复杂性不断增长,传统的开发方法在管理和维护方面变得越来越具有挑战性。首先,对航空飞控系统研发过程在当前系统工程实践方面进行了评估,阐述了传统开发方式的不足和基于模型的系统工程(MBSE)的核心原则和优点,以及在实现中常用的工具和方法;然后,展示了MBSE如何在飞行控制系统研发时使用模型来支持复杂系统的规范、设计、分析、验证和确认的过程;最后,结合先进的MBSE工具和方法的发展,MBSE结合敏捷的开发前景,以及提高MBSE实践的互操作性和标准化的需求对未来的研究方向进行了展望。本文研究为利用MBSE方法论和工具来改进飞行控制系统的设计、开发和性能感兴趣的航空工业专业人员、系统工程师提供资源和解决思路。

关系型数据库性能测试技术研究

当前TPC-E基准测试系统存在的同种事务连续聚集和测试断尾会导致测试事务用例不佳,造成测试结果不准确。为此提出基于事务混合队列和延迟结束策略的事务分发控制方法来保障测试事务用例比从源头上最大限度接近基准规定。事务混合队列实现对测试事务用例混合比的整体控制。延迟结束策略消除了测试断尾造成的事务混合比波动。此外,为了降低资源损耗提出了动态线程池模型。上述模型能够在请求过多的情况下有效提高系统响应,在请求较少的情况下有效利用系统资源。最后将队列缓存机制引入测试系统。将高并发事物发送请求缓存到队列中,缓解了大量线程聚集创建带来的资源瞬时抢占问题。实验验证了测试系统的有效性、稳定性以及适配性。

基于EtherCAT总线数控系统的螺纹加工控制方法

螺纹切削切入点的正确性对螺纹高精度加工尤为重要。提出基于EtherCAT工业现场总线数控系统的螺纹加工软件同步控制方法。利用EtherCAT总线从站IO单元测量主轴编码器角位移,采集相对于编码器零点信号,编码器当前所处角度位置的零点偏差脉冲数。在螺纹加工加速阶段根据编码器零点偏差脉冲数,补偿Z轴进给的滞后距离,实现螺纹加工起点精确同步控制,确保螺纹多次重复切削和切削多头螺纹时,切入点的准确性和可重复性。在螺纹插补控制流程中,需要在螺纹加工之前对主轴转速进行稳定检测;提出螺纹加工匀速目标速度计算方法与限制条件;针对单头、多头螺纹、连续螺纹的分度,建立螺纹切削切入点偏移角度计算方法。利用所提方法,在数控车床上多批次加工单头和多头螺纹,并检验工件精度,验证了该方法的准确性、可靠性。

梯形螺纹的数控车削难点及解决方案

在数控车床上加工大螺距的梯形螺纹难度较大,主要体现在“扎刀”现象、程序的编制和精度的技术保证。针对梯形螺纹的这些难点,通过具体实例,从进刀方法、刀具的选择、宏程序的编制、尺寸精度技术控制等方面详细论述了大螺距梯形螺纹在数控车床上的车削技术方法,从而解决了上述问题,有效地保证了加工质量,提高了加工效率。宏程序编制简单实用,可作为大螺距梯形螺纹或蜗杆零件的通用模版。

一种便捷式的基于Arduino控制的剪线机的硬件设计

随着工业化步伐的不断迈进,汽车、家电、电子、仪表、电动工具等产品的需求日益增长,而这些产品的制造过程中均涉及大量的电线处理。传统的手工剥线方式效率低下,既耗时又费力,已难以满足现代生产的高效和快节奏要求。文章介绍了一种基于Arduino控制的剪线机的硬件设计,其具备高精度、高速度、多功能的特点,能够替代人工进行大批量的变距剥线作业,极大地提升了生产效率。

高强预应力锚杆力学性能实验与支护研究

高强预应力锚杆支护是传统锚杆支护技术的进一步优化发展。由于深部巷道具有围岩破碎、高应力等复杂地质特征,更多的高强预应力锚杆替代传统锚杆应用于其中。本文通过理论分析,预应力转化试验,左右旋锚杆拉拔试验以及锚固力试验,对比分析高强预应力锚杆的力学性能,揭示了新型左旋高强预应力锚杆加固围岩的支护机理。研究结果表明:(1)理论分析锚杆在围岩中的作用机理,阐明了预应力锚杆对围岩的加固作用;(2)滚丝锚杆扭矩转化成预紧力的效率约为等强全螺纹锚杆1.7~1.9倍;不同直径的左旋滚丝锚杆力学性能均优于右旋全螺纹锚杆,左旋螺纹钢锚杆锚固力大于右旋螺纹钢锚杆;(3)分析新型左旋高强预应力锚杆的结构,其具有预应力高、锚固力高、有效断面大等优势。本研究为深部巷道围岩支护技术的优化与创新提供了有益的参考和借鉴。

基于异步脑机接口系统的远程低时延控制研究

针对脑机接口目前应用在控制领域存在着自主性较低、实时性较差等问题,展开了基于异步脑机接口系统的远程低时延控制的研究。异步脑机接口系统采用滤波器组典型相关分析算法实现特征识别,并通过检测连续滑动窗口阈值实现状态识别;在此基础上,搭建两级C/S架构解耦原始系统,通过分析传统控制流程存在的时间和性能损耗,设计了基于半同步半异步线程池的新型控制系统架构。通过自研移动采样机器人进行了实验验证,实验结果表明,该系统具备可远程、低时延、高稳定性和高识别率的特点。

基于PLC和伺服控制的内螺纹自动攻丝工作站设计

螺纹攻丝是制造业中重要的一项加工工艺,内螺纹加工通常采用丝锥切削的加工成型方法,螺纹切削的质量关系到螺纹连接的紧固性。为保证攻丝质量以及提高生产的效率,通过对两个伺服驱动器电子齿轮比的匹配计算,驱动两个伺服电机,从而达到旋转与进给作业的协同动作。针对内螺纹切削提出快速进给、旋转进刀、旋转退刀、快速返回4个阶段作业工序,并利用PLC和触摸屏设计工作站的控制系统,系统可快速切换不同牙距的刀具,有效提高工作站的加工范围及工作效率,采用转矩电流实时监控和提取区间最大值的方法,实现攻丝异常的报警,确保设备安全和攻丝质量、有效延长刀具寿命。通过追加平移模组作为上下料机械手,构成上料、攻牙、除屑、螺纹质量检测与分拣4个工作环节的工作站。该工作站实现了攻丝的全自动化、智能化,在效率的提升的同时,也减少了人力成本的投入,确保出厂零件螺纹的质量。

汽车制造过程中的螺纹连接质量监控及预警

螺纹连接装配质量对汽车整车制造有着极其重要的作用。介绍了统计过程控制(statistical process control,SPC)在本公司总装车间螺纹连接残余扭矩质量检测过程中的应用,并结合实际案例,分享了过程能力指数(Cpk)对生产系统稳定性预警专项提升项目。

基于机器视觉的小型自动穿串机给进器同步控制技术

给进器是穿串机的关键硬件。针对控制难度较大的问题,研究一种基于机器视觉的小型自动穿串机给进器同步控制技术。分析穿串机给进器结构,构建机器视觉(摄像机)内、外参数模型,标定摄像机空间位置;采集给进器视觉图像,应用Roberts算子细化处理给进器视觉图像;基于PID原理设计模糊控制器,计算得到给进器同步控制模糊输出结果,完成肉块的自动穿串同步控制。实验数据表明:在不同实验工况下,应用提出技术获得的给进器同步控制时延最小值为2 s,穿串成功率最大值为96%。给进器同步控制时延较短,穿串成功率较高,控制效果更佳,进一步提升工作效率。

基于自适应遗传算法的变电所巡检机器人自主抓线伺服视觉控制方法

为提升变电所巡检机器人自主抓线效果,提出一种基于自适应遗传算法的变电所巡检机器人自主抓线伺服视觉控制方法。采集视觉图像并传输至图像处理模块,进行转换后计算巡检机器人巡检位置,并分别估计巡检机器人机械手及输电线路位姿,计算机械手与输电线路间的距离;将距离作为PID控制器输入,获得巡检机器人最小抓线距离;优化PID控制器参数,完成对变电所巡检机器人自主抓线精准控制。实验结果表明,该方法能够准确控制巡检机器人自主抓线,估计距离偏差小于0.1 mm。

PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆设计

依托成都某PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆项目,介绍了PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆的设计计算方法。依据《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476—2019)、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)等国家标准规范从PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆承载力计算、锚杆材料选用及强度计算、预应力损失及预应力张拉计算、锚墩区受压截面尺寸验算、筏板基础抗冲切验算等方面对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行了计算。结果表明采用以上方法对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行设计计算,能够满足行业内各规范的规定。