PLC技术在电气自动化控制水处理系统中的应用

针对传统污水处理效率低、质量不佳等问题,设计了电气自动化控制水处理系统,引入可编程序控制器(PLC)技术,介绍了系统控制的总体要求及流程,分别从软件设计、硬件设计及通信系统等方面探究了PLC技术下电气自动化控制水处理系统的构成。实践证实,该系统能够满足实际运行需求,降低了操作人员工作强度,具有较高推广价值。

低碳自动化码头AGV物流调度和有序充电的联合经济优化

针对现有自动化码头自动导航集卡(AGV)充电策略未能与分布式电源出力充分协同等问题,提出一种自动化码头AGV物流调度和有序充电联合经济优化方法.首先,解析AGV物流调度和充电调度之间的协同关系,构建联合优化框架;其次,针对AGV物流调度模块,提出考虑码头内外集卡道路隔离要求的AGV行驶距离计算方法;再次,针对AGV充电模块,定义AGV充电状态的判断条件和选桩方法;进而以码头购电费用最小为目标,考虑分时电价、风光上网电价、电量平衡约束、终止时刻的剩余电量约束、决策变量的上下限约束、物流调度约束,构建物流调度和有序充电联合优化模型,提出基于改进粒子群优化算法的快速求解方法;最后,通过某码头的实际案例,验证所提方法的有效性和经济性.

新型配电自动化主站应用功能设计与信息交互技术

随着配电网精益化运维的发展和配电业务的延伸,以及大数据、云计算、移动互联网和物联网等新技术应用,新型配电自动化主站已成为热点,为此文章详细评述了其应用功能设计与信息交互技术。首先,全面分析了新型配电自动化主站的分布式应用框架,并回顾了近年来配电自动化主站功能应用方面的创新。然后,从信息采集优化、信息交互技术和信息安全防护等方面,概括和归纳了现有配电自动化主站研究成果,并对新型配电自动化主站对信息交互技术的新要求进行了探讨。最后,总结了新型配电自动化主站的技术进步与我国目前的建设现状,展望了新型配电自动化主站未来的研究重点。

新一代配电自动化主站信息穿区安全的ANP评估方法

针对新一代配电自动化主站在信息交换过程中所面临的外部干扰、信息失真、系统攻击等系列安全问题,本文提出了一种基于网络层次分析法ANP的新一代配电网自动化主站信息穿区安全性评估方法。首先,从运行状态、配置方式、运行工况和管理安全等多方面构建了新一代配电自动化主站信息穿区安全性综合评价指标体系;其次,详细阐述了ANP的典型结构,并应用ANP求取综合评估指标体系的赋权;最后,通过天津地区典型的实际案例分析,验证所提指标体系及评估方法的合理性与可行性。

基于线激光传感器的盾构管片自动拼装方法

针对盾构管片自动化拼装中的管片位姿检测问题,提出了一种无需事先标记管片且适用于几何参数未知的盾构管片自动化拼装方案,并推导了管片位姿检测算法。该方案利用安装在拼装机器人末端执行器抓取板上的5个线激光传感器分别对管片的直边和弧边进行照射,通过检测线激光照射在管片边缘而产生的偏折点的3D坐标,逐步计算出管片在拼装过程中相对于拼装机器人的基坐标系的位姿,再据此计算出机器人将待拼装管片拼装至期望位姿时,机器人末端执行器相对于基坐标系的位姿,从而实现管片的自动化拼装。为了验证该算法的有效性,在实验室环境中搭建了基于线激光传感器的管片自动拼装实验平台,并利用该平台进行了管片自动拼装实验。实验结果表明,提出的盾构管片自动拼装方法在管片定位方面表现出较小的误差,且管片拼装最大错台为1.50 mm,最大间隙为0.96 mm,符合工程要求。这为盾构管片的自动化拼装提供了一种有效的技术解决方案。

机械电气设备自动化调试技术研究

调试技术作为机械电气设备安全、高效运行的重要保障,其创新发展亦是取得了巨大成效,尤其是自动化调试技术应用,高度融合了多种先进技术,提高了相关工作效率及质量。本文基于对机械电气设备自动化调试技术现实价值及控制模式的分析概述,着重探究了其在应用实践中应注意的事项,以保证其最大效用的产出。

计及信息不确定性的多端交直流混合配电网分布式二级协同控制

分布式一致性控制(distributed consensus control,DCC)因其灵活协同能力成为交直流混合配电网二次控制的新途径.然而,传统DCC并未考虑实际通信环境中存在的随机时变时延和数据丢包问题,这致使其在非理想通信环境下难以稳定跟踪一致性期望目标.为此,本文提出一种计及信息不确定性的分布式二级协同控制策略.利用变量累加补偿机制,对时变时延和数据丢包进行统一等效.进而基于附加一致性算法(surplus consensus algorithm,SCA)构建具有零稳态误差特性的估计器,并对其收敛性进行推导证明.在此基础上,设计稳态收敛性能不受通信约束干扰的SCA-DCC控制器,实现非理想通信环境下的精准平均电压偏差调节和有功功率成比例分配.随后,以时延容忍度为指标优化SCA-DCC控制器参数,满足系统在不同通信条件下的稳定需求,进一步增强控制器的通信鲁棒性.仿真结果表明,在不同功率扰动和故障工况下,与现有控制策略相比,所提控制策略能够克服时变时延和数据丢包产生的负面影响,在维持较优动态响应性能的同时使稳态电压偏差降低73.08%~85.25%,具有控制精度高和抗扰动能力强的特点.

货架下方可通行无人仓中多自动导引车系统的路径规划

多自动导引车(automated guided vehicle,AGV)系统进行搬运作业时容易发生冲突、碰撞和死锁。为此,引入多值栅格和交通规则改进A*算法解决货架下方可通行场景下多AGV系统的轨迹规划问题。为提升系统搬运效率,通过增加货架召回机制、转弯代价和热度代价对规划路径进行优化,并采用二叉堆数据结构提高路径规划速度。利用Python搭建了可视化的四方向栅格无人仓模型,对改进A*算法和轨迹优化策略进行仿真验证。仿真结果表明,改进A*算法具有求解速度快、防死锁能力强的优点,可以快速完成该场景下的多AGV系统的路径规划。

“电气控制技术”课程混合式教学改革探索

针对新工科背景下“电气控制技术”课程的教学需求,开展了“线上+线下混合式”教学改革。课堂上讲授先进的电机设计与控制理念,提倡学生发散性思考并提出创新性的问题解决方法。邀请企业导师进行网上教学,使学生熟悉相关工程与实践问题,培养学生的工程设计思维。同时,以学生为核心,探索了研究生辅助教学方式。学生的评价和反馈表明所采取的课程教学改革方式能较好地提高学生的学习热情、实践能力及综合素质。

自动化学科面临的挑战

本文分析了控制理论与应用、模式识别与智能系统、导航制导与控制、系统科学与工程、人工智能与自动化交叉等领域的发展现状.结合科技发展、国内国际研究前沿和新兴领域对自动化科学技术的需求,提出重点发展智能控制理论和方法、高性能作业机器人、信息物理系统、导航与控制技术、重大装备自动化技术、自主智能系统和人工智能驱动的自动化技术优先领域,加强数据驱动控制理论、人工智能基础理论研究,进一步发展人机协同、跨域融合的智能自动化,为实现国家社会的全面信息化智能化提供理论和技术保障.

面向对象的变电站微机综合自动化系统的研究——保护控制综合单元的多处理机系统及其性能分析

为了提高变电站微机综合自动化系统的水平，本文提出了实现变电站微机综合自动化的新型计算机网络结构———面向对象的光互连分布式并行处理计算机网络。保护控制综合单元是“面向对象的变电站微机综合自动化系统”的重要组成部分，是对一次设备实现保护和控制的元件。本文重点研究了保护控制综合单元的构成，即采用基于Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ和ＭＣ６８３３２的异构型２层松耦合并行多处理机系统作为实现保护、控制或人机对话功能的功能单元，将各种功能单元按一定拓扑结构互连构成保护控制综合单元，并对该系统进行了性能分析。研究结果表明，该保护控制综合单元不仅具有很强的并行协调处理能力，而且具有高可靠性、灵活性和可扩展性，以及高速处理能力等优点。

浅述伺服技术在工业自动化中发展与应用

本文综述了工业自动化、伺服技术的发展历程与现状,并有代表性地列举了伺服技术在工业自动化中的应用现状,表明伺服技术的发展,对整个工业自动化的进程起推动和促进作用。并指出了伺服技术在工业自动化应用中的两个发展方向:满足一般工业自动化应用要求,即对性能指标要求不高的应用场合,追求低成本、少维护、使用简单等特点产品;代表伺服技术发展水平的主导产品,即追求高性能、高速度、数字化、智能型、网络化的产品,以满足较高的工业自动化应用要求。

高校战略性新兴产业专利识别与分析系统的构建——从IPC自动识别到语义相似度分析

高校战略性新兴产业专利的识别与分析对于促进高校学科发展与布局,增强自主创新竞争力,实现知识产权强国的战略目标具有重要的现实意义。首先通过文献调研法分析战略性新兴产业专利的研究现状和识别难度,其次解构国家知识产权局制定的《战略性新兴产业分类与国际专利分类参照关系表(2021)(试行)》,以德温特专利数据为分析对象,采用SAO与NLTK语义相似度算法,利用信息熵词典加权,构建集自动识别、内容分析、质量价值评估与可视化研究于一体的战略性新兴产业专利半监督分析系统。高校可利用该系统开展战略性新兴产业专利的识别与分析。

面向新工科非电类人才培养的电气工程知识体系构建与思考

以电气化为代表的第二次工业革命极大地促进了社会生产力的发展,并建立起一套完整的科学与技术体系,同时孕育着下一场科技革命的到来。电气工程专业知识体系跨度大、覆盖广、关联性强、层次鲜明,其科学性与完整性对于当前新工科背景下工程技术人才的培养既是必须的,又具有很好的启发意义。一直以来,非电工程师需要在大学本科期间基本完成对电气信息工程知识体系的构建和认知,这主要基于独立的《电工学》课程实现。该文从新时代人才培养和新工科建设需求的角度,系统分析了传统电工学课程的滞后性,并提出一种新的课程理论体系,以建立电气系统的明晰概念为主要教学目标,直接面对实际的电能及电能变换、基于集成电路的信号处理和基本控制技术三大电气工程核心问题,将其贯穿为一个整体。围绕电气信息系统总体知识框架组织,介绍了在有限的学时内如何将电气信息知识体系浓缩成一门课程,并帮助学生准确、高效、完整地理解相关的理论、概念及方法,同时得到科学思维方法的体验和重要工程思想及工程方法的训练。该课程体系及其课程实施方案已在天津大学历经多年全规模的教学实践,取得了十分积极的效果。

基于光谱形态信息的冰面湖精细化提取方法

冰面湖是冰盖水文系统的重要组成部分,能够反映冰盖表面融水的特征,影响极地气候及环境变化。本文以冰面湖多发育区域格陵兰岛北部为研究区,基于WorldView-2高分辨率遥感影像,提出了一种综合光谱形态信息的冰面湖精细化提取方法。首先结合适合冰面环境的水体指数NDWI_(ice)(normalized difference water index-ice)及分割阈值提取冰面水体;然后构建形态规则,将冰面水体分为独立冰面湖、独立冰面径流、混合区域3类;最后引入傅里叶描述子辅助分水岭算法精细化提取冰面湖。为验证该方法的可行性,选取一个消融期内9个时期的WorldView-2影像序列进行实验,与其他自动化方法及人工数字化结果比较,本文方法在提取准确率、完整性上均高于90%,平均错误率低于0.2%,优势明显。

一种分布式可持续集成自动化测试平台

软件开发过程中,随着逻辑复杂度的不断增加,专门的测试可以有效地减少软件的bug,提高软件的质量,然而传统的人工测试已经不能满足当前软件开发的需求。为此,提出一种分布式可持续集成的自动化测试平台,基于Jenkins平台实现分布式可持续集成,选用Git作为版本管理工具,使用Katalon作为自动化测试工具。平台实现对Web软件每日自动更新并持续集成自动化测试,该平台在Web软件测试中大大地减少了测试人员重复回归测试的工作量。

运用信息技术开展大学生就业工作的策略

当前大学生具有就业追求个性、就业价值观偏享乐主义、“慢就业”等特点,而高校传统就业工作存在个性化就业指导工作不足、就业思想政治教育形式单一、非择业期学生就业意识培养缺失等问题,应将大数据、新媒体、人工智能等信息技术应用于高校就业工作中,提高高校就业指导水平。

Lonworks总线技术及其在楼宇自动化系统中的应用

简要介绍了楼宇自动化系统及其对控制网络的具体要求，论述了传统集散型控制网络的发展趋势和现场总线控制网络在楼宇自动化系统中的应用，并介绍了一种应用广泛，功能全面的现场总线控制网络-Lonworks，提出了用Lonworks控制网络技术实现的BAS控制系统方案，并给出了系统的设计开发步骤。

基于方位信息的无人机编队控制设计与验证

本文主要研究了无人机编队的抗扰跟踪控制设计.针对各无人机只能获取邻机方位信息的情况,文章设计了一种新的非线性控制器以完成多无人机系统的编队形成与跟踪任务.考虑到无人机系统易受外界扰动影响的特性,采用Leader-Follower式编队方法,通过引入Leader位置信息来矫正基于方位信息的无人机编队系统的位置漂移.将反步法设计结合自适应设计与鲁棒控制设计,来补偿未知参数与未知外界扰动对多无人机编队系统造成的影响,提高了多无人机方位编队系统的鲁棒性.然后,基于Lyapunov分析方法证明了系统的稳定性.最后,搭建了四旋翼无人机编队实验平台,进行了基于方位信息的编队形成与跟踪飞行实验,并与PD控制器进行了对比实验.飞行实验结果验证了算法的有效性与实用性.

面向疏浚工程的电阻层析测量系统优化设计

针对当前疏浚工程的测量要求,在现有的电阻层析(EIT)测量系统基础上,围绕系统的传感器阵列、数据采集系统和上位机测量系统三个部分进行优化。首先,根据疏浚管道的实际工况以及EIT技术对传感器阵列的要求,对传感器阵列进行了耐久性、稳定性和抗干扰性方面的优化。然后,从EIT采集系统出发,分析了影响信噪比以及采集速率的主要因素,分别从电路层面的三个方面进行了相关优化。利用试验数据进行了采集系统性能的验证。系统信噪比由原有的52 dB提升到了73 dB。最后,围绕当前采集系统的改进,分别对上位机的通信模块以及数据预处理模式进行了适配升级。整体优化后的EIT测量系统较原有系统性能得到了显著的提升。