新型复合式蔬菜自动清洗设备的设计

为适应不同类型的蔬菜,提高清洗工作的质量,设计一款家用或小型餐厅使用的新型复合式蔬菜自动化清洗设备。通过对市场的调研,在现有解决方案的基础上进行创新优化设计。完成了“流水线式单腔多模”式创新结构的设计方案。设备整体采用流水线式布置,方便结构布置,使清洗工作有序进行。清洗腔将多种功能集成化,不同类型的蔬菜均在单个多功能清洗腔完成清洗工作,使设备体积有效减小。控制器根据蔬菜的类别自动调节清洗执行模块的参数,采取不同的清洗策略,满足了智能化的要求。设备左右两侧均布置蔬菜暂存点,通过合理的清洗工作调度,极大程度提高清洗效率,避免过度依赖人工操作。蔬菜在不同工位之间的移动主要靠电机和推杆配合完成。清洗完成后,将蔬菜沥干并送回起点完成工作。经过分析、验证与优化,该方案设计完整,结构布置合理,符合运行要求,可使设备轻松完成清洗工作。

独立学院“控制理论”精品课程建设的探索与实践

围绕"控制理论"课程的特点及独立学院本科应用型人才的培养目标,结合"控制理论"校级精品课程的建设,对课程的教学内容、教学手段和方法、实践教学体系等方面提出一系列改革措施。通过近3年的教学实践,在培养学生的自主学习能力、工程实践能力和创新能力等方面起到了良好的作用。

OBE 教学理念下的自动化新工科专业多方协同育人课程体系改革

武昌首义学院按照卓越工程人才的培养要求,落实执行工程教育OBE教学理念,深入开展校企合作,实现多方协同育人的产教融合专业共建工作。在自动化专业教学改革的工作基础上,提出了以“专业知识完备,核心能力突出,高素质应用型本科”为优势的专业人才培养方案,形成“智能制造控制技术”和“工业互联网云服务技术”两大专业课程体系,有力促进专业课程体系的改造升级,使该院自动化专业成为适应智能制造行业需求的新工科优势专业。

发电厂电气综合自动化系统的研究

伴随国内科学技术发展,发电厂逐渐应用能源转换的电能,并且有效融合电气自动化的技术。通过应用电气综合的自动化技术不仅可以保证电气综合的自动化技术符合人们的用电需求,而且能够降低经营成本,推动国内经济发展。本文分析了电气综合的自动化控制系统,探讨电气综合的自动化控制系统中存在的问题,深入研究电气综合的自动化控制系统在发电厂中的应用,以期为完善国内的电力系统提供参考。

基于机器视觉的磨砂注塑杯缺陷检测设计

我国饮料产量规模世界第一,市面上的饮料包装材料种类十分多。注塑杯具有密封性好,造价低廉等优点。但是注塑杯瓶身脆弱,并且在制造过程中有很多不可控因素,或许会造成生产线障碍,影响生产效率,以至于危害消费者的生命健康。因此,在利用注塑杯包装生产前,需对注塑杯进行质量检测。本文的研究结果表明,本设计对于注塑杯的表面缺陷检测有高效,准确的优点,可以大大减少人工成本,对相关研究有参考作用。

新工科背景下应用型本科院校“工业机器人”实训课程教学改革探索与实践

为了适应新工科背景下应用型本科院校的教学需求,本文从学习难点、教师背景、教材和教学设备等方面分析了当前“工业机器人”实训课程教学现状,提出了从调整学习要求、调整学习内容、成立专业实训室、改革教育教学方法和组建教学团队等方面进行了“工业机器人”实训课程的教学改革,构建了专业级、学科级和综合性的实践教学等多层次的机器人教育贯通式实践教学体系,有效地补充了院校开展实训的手段,加快院校学科建设的进程,培养学生的学习兴趣,拓展学生的创新思维和能力,进而促进工业机器人实训课程的教育教学改革和创新。

往复式压缩机监测系统方案设计

针对往复式压缩机的工作原理及其易出现故障的部位,结合现场实际情况,提出了监测系统整体架构设计方案并制定了测点配置方案,给出了可实现监测和准确定位的故障类型,并介绍了往复式压缩机故障诊断核心分析工具,为后期建立完整、统一的网络化实时状态监测诊断管理平台提供了有效方向和理论依据。

基于LDC1000电感数字传感器的自动循迹智能小车控制系统设计

自动循迹智能小车利用舵机带动一片LDC1000在扇形区域内进行来回扫描式检测,并将检测信号送至STM32F407VGT6单片机进行处理,从而准确控制两个直流电机的速度及声光系统,实现按铁丝轨道循迹并检测硬币。同时采用霍尔编码器实现对电机转速的检测,将信号送至单片机进行运算,得到行驶距离,并和时间一起在LCD显示屏上实时显示。经测试,系统具有良好的自适应性,循迹稳定,硬币识别准确,实时显示距离及时间效果好,实现了预设提出的各项要求。

水稻鼓形纵轴流脱粒滚筒杆齿优化与试验

与传统杆齿式圆柱形纵轴流脱粒滚筒相比,课题组前期研制的杆齿式鼓形纵轴流脱粒滚筒可有效改善轴向负荷,降低脱粒功耗。为进一步提升该滚筒性能,该研究对杆齿进行优化,设计了圆柱杆齿、弯头杆齿和闭式弓齿3种形状杆齿,建立水稻籽粒与杆齿碰撞冲击力学模型,分析了影响功耗的杆齿结构参数。以黄华占水稻为对象,基于EDEM软件构建水稻植株离散元柔性模型,利用仿真试验建立滚筒轴向负荷监测器,探究圆柱杆齿、弯头杆齿和闭式弓齿在不同杆齿直径和脱粒间隙下对滚筒轴向负荷均匀性的影响,得出最佳杆齿结构参数为杆齿直径10 mm,脱粒间隙25 mm。以喂入量、滚筒转速和杆齿形状为试验因素,以脱粒功耗为指标开展三因素三水平Box-Behnken响应面试验,结果表明,最优结构参数下,圆柱杆齿式鼓形滚筒最优工作参数为喂入量1.1 kg/s,滚筒转速900 r/min,功耗最低为4.61 kW;弯头杆齿式鼓形滚筒最优工作参数为喂入量0.95 kg/s,滚筒转速935 r/min,功耗最低为3.58 kW,确定将鼓形滚筒杆齿优化为弯头杆齿形状。分别开展仿真与台架对比试验,结果表明,优化后的弯头杆齿式鼓形滚筒较圆柱杆齿式鼓形滚筒的轴向负荷均匀性变异系数降低10.34%,功耗降低7.15%,弯头杆齿能够有效降低鼓形滚筒脱粒功耗,提升滚筒性能。该研究可为丘陵山区小型纵轴流收获机性能优化提供参考。

一种高功率因数低母线电压单级LLC AC/DC变换器

传统单级Boost型LLC谐振AC/DC变换器因具有转换级数少、功率因数高和软开关等优点而受到广泛研究,但同时它存在直流母线电压太高以及开关器件应力太大等缺点,一般应用于110 V以下的电网中。为克服该问题,提出了一种适用于220 V电网的新型Buck-Boost LLC谐振AC/DC变换器。该变换器除了具有传统结构的特点外,还具备输入电压较高时母线电压不高的优点,采用脉冲频率调制PFM(pulse frequency modulation)方式进行控制。分析了变换器的工作过程,阐述了功率因数校正和软开关的实现机理,给出了变换器主电路关键参数设计方法。最后,搭建了一台170 V~230 V输入、48 V/100 W输出的实验样机,实验结果验证了变换器理论分析的正确性以及该拓扑结构的电网适用性。

一种宽频隔离SiC功率器件驱动电路

提出了一种新型双边沿触发隔离驱动电路,该电路能够实现驱动信号的全隔离,抗干扰能力强;开关频率范围宽,能够实现0 Hz~500 kHz信号传递;驱动能力强,可以很好满足SiC功率器件的应用需求。首先,详细介绍了电路结构和工作原理,阐述了边沿调制和解调技术。然后,论述了电路参数设计准则。最后,通过实验验证了电路理论分析和参数设计的正确性。

基于振动特征优选和极限学习机的滚动轴承故障诊断

为解决滚动轴承故障诊断存在的振动信号故障信息提取模糊,诊断精度较低的问题,提出一种将改进的固有时间尺度分解(improved intrinsic time-scale decomposition,IITD)算法与极限学习机(extreme learning machine,ELM)相结合的故障诊断模型,记为COA-ELM.利用IITD算法分解振动信号获取其固有旋转(proper rotation,PR)分量,并基于多尺度熵理论计算各PR分量的多尺度熵值重构特征向量.利用郊狼优化算法(coyote optimization algorithm,COA)对ELM网络的输入权值和隐藏层阈值进行寻优.采用最优ELM网络对7种滚动轴承状态进行诊断,结果表明,本研究所建COA-ELM模型的滚动轴承故障诊断精度能够达到96.4%,相较于传统的故障诊断模型性能有着显著的提升.

一种基于Stewart六自由度船舶约束模型试验平台的水动力系数测量方法

文中设计了一种基于Stewart六自由度并联机构搭建船舶约束模型试验平台.介绍了新型约束模型试验装置的工作原理并推导了试验台驱动腿与物理船模型的运动关系,在此基础上建立了水动力数学模型.对一个矩形框架和两个船模进行了约束模型试验,测量了模型的附加质量系数.将试验结果与理论值进行了比较,验证了该装置的可靠性.

基于磁悬浮技术的电织针磁力有限元仿真分析

为研究针织圆纬机织针电磁直驱的电磁力曲线规律,通过构建织针组件模型,依据电磁学理论,由叠加原理可得出织针模型电磁力。利用有限元分析软件Ansys Maxwell对织针组件模型进行电磁场仿真,计算出在不同间隙下织针组件电磁力曲线分布,得出织针组件电磁力与间隙值大小呈反比的规律。通过不同组数线圈对比分析,得出织针组件绕组线圈组数与电磁力呈正比例,增加线圈组数即可成倍增大织针电磁力。

“改进型”混合式教学模式探索——以电机学课程为例

电机学是电气工程及其自动化专业的核心课程,其教学内容涉及电磁学、力学、机械装置等多学科知识,具有理论性强、概念抽象、与工程实际联系密切等特点。目前,在电机学课程教学中存在课堂气氛沉闷、课程教学内容繁复、课堂教学学时数有限、课程考核方式单一等问题,本文提出构建“改进型”混合式教学模式,通过优化课程教学内容、改进线下课堂教学方法、探索多元化考核方式、搭建仿真实验教学平台等改革措施,实现课程教学的知识目标与能力目标。

旋转机械设备滚动轴承故障诊断技术研究

为准确掌握设备故障信息,采用振动分析法实现旋转机械设备滚动轴承的故障诊断。首先进行振动状态监测,然后运用频谱、时域波形、包络解调等工具进行分析,最后得出诊断结论并给出检维修建议。以石油工业中的减三及二中泵为例,对其进行故障诊断分析。研究结果表明:该方法能有效降低设备维护成本5%~10%,节约计划维护时间20%~50%,提升设备运行时间10%~20%,可为现场预知性维检修提供有效指导和帮助,具有一定实用价值。

基于机器视觉及SVM的零件产品计数系统

针对小型零件产品计数问题,设计一套基于机器视觉及SVM,通过机器学习,利用图像实现零件自动计数的通用系统。以Opencv库函数为基础,采用SVM实现图像中目标与背景分割得到并保存分割模型,将分割图像二值化处理后并基于漫水填充法对前景的连通域进行标记计数,再以各个目标连通域所组成像素点数和,所确定的阈值进行筛选过滤,最后剩下连通域即为零件个数。实验测试结果表明:该系统计数方法在不同类型噪声干扰下计数以及在目标颜色多彩化情况下进行分类计数,都有很好的效率和准确率。

基于小波变换的红外目标去运动模糊的研究

针对去除图像运动模糊,对图像进行复原,提出一种基于haar小波变换的红外目标去运动模糊的方法。利用小波变换提取并分析图像的水平子带高频信息,判断是否存在运动模糊;通过旋转图像,求取图像的模糊尺度和模糊方向;采用优化的维纳滤波算法编写程序对模糊区域去模糊,进行图像复原。实验结果表明,提出的方法能有效去除由于运动产生的图像模糊,可为进一步图像处理的需要提供清晰的红外图像,且具有鲁棒性强、实时性好等特点,具有较高的应用价值。

基于PSO-LSSVM的离心泵状态预测方法

油田系统中离心泵因长期在恶劣环境下运行,受现场工况、介质腐蚀等因素影响,故障信号多表征出明显的非线性和时变非平稳性,数据量大,运行状态难以实时准确预测,本文提出了一种基于粒子群算法(PSO)优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)的离心泵状态预测方法。首先利用粒子群算法的全局搜索特性,对最小二乘支持向量机的核参数g和惩罚因子C进行快速自动寻优,其次确定了平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差为预测精度评估指标,最后通过实时采集的数据对本文的预测方法进行验证。结果表明:与LS-SVM预测模型相比,PSO优化LS-SVM模型降低了计算的复杂性,具有泛化能力强,预测精度高的优点,平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差较LS-SVM模型分别减少了52%、56%和44%。该方法可为预测性维修提供理论依据,在工程实践方面具有良好的应用前景。

旱地作物机械化移栽关键技术研究现状与发展趋势

机械化移栽技术的发展对农作物生产全程机械化有重要意义。阐明旱地作物机械化移栽主要环节中的关键技术研究现状和发展动态,包括育苗环节、苗盘输送、夹苗取苗、补苗与栽植等环节。阐明育苗质量及幼苗力学特性对移栽质量有显著影响;夹苗取苗机构作为机械化移栽技术的基础和核心,其主要问题是伤苗率高,效率偏低;指出自动补苗和路径规划是提升机械化移栽智能化水平的关键。阐明现有四类移栽机的装备现状,并对比分析其适用性和特点,重点分析吊杯式和钳夹式移栽机的研究进展,阐明其结构特点及优化设计的途径。强调研究人员应利用现代化技术手段如离散元仿真、虚拟技术、机器视觉等为研究服务;机械化移栽技术的重难点有:农机农艺和农业信息技术融合,增加移栽机型的通用性,利用整排式取苗和多行式移栽技术实现高效移栽;自动移栽技术的发展趋势为移栽机器人技术和无人化移栽作业。