基于EtherCAT的机器人控制总线方案研究

针对当前机器人网络化控制对通信带宽、响应速度、实时性等方面的更高要求,提出了基于EtherCAT的机器人控制总线解决方案。通过分析机器人控制的需求和EtherCAT的特点,采用线性拓扑结构来构建研究平台。从站采用STM32和COMX模块设计伺服控制器;主站采用Linux系统和RTAI模块构建支撑平台,并移植EtherCAT协议栈SO-EM,结合网络控制模型来实现机器人伺服节点的分布式控制。通过实验验证了方案的可行性,并分析了总线的延时组成。

智能机器狗的语音控制模型研究

阐述语音人机交互手段的必要性及意义,提出一种基于语音控制的机器狗系统解决方案。该系统利用HTK和Julius构建大词汇量连续的语音识别平台,采用语音识别技术提取语音命令用于机器狗控制,并结合有限状态机的控制理论设计机器狗控制系统模型。测试结果表明,该系统能较好地识别用户语音命令,控制系统模型能有效完成机器狗在不同状态下的控制任务。

基于步进电机的工程车倾动装置模糊控制系统

在针对工程车上对倾动装置的高精度易操作的要求,开发出了一种基于两相混合式步进电机的高精度自调整模糊控制系统。为提高系统的定位精度,设计出了一种基于D/A转换器、集成脉宽调制控制芯片SG3525和GAL20V8等器件的步进电机斩波恒流细分驱动系统。并将模糊推理机制和常规PID控制结合起来,优化了驱动系统的控制参数及控制性能。为改善电机转动的平稳性,采用了抛物线升降频法对电机速度进行调节。整个系统定位精确,性能稳定,安全可靠。

高压输电杆塔振动分析与研究

为研究外力撞击高压输电杆塔对电塔振动情况的影响,利用傅里叶变换与小波分析的方法,针对实际情况中的电塔受铁质、木质材料不同程度的撞击产生的振动信号进行特征分析,得出了一种通过振动信号的主要特征频率对应的不同幅值来判断电塔振动类型的方法。将该方法应用于实际高压电塔振动监控系统中,测试表明系统能够有效判断电塔的振动类型。

基于RF的无线抄表系统设计

在分析目前无线抄表使用的主要技术基础上,结合目前规划智能电网和智能电表的大量需求,提出一种基于RF无线芯片和RS-485通信标准的无线抄表系统,在不改动传统仪表的工作方式的条件下,为传统仪表加上数据采集模块、中继模块和汇聚模块,通过RF无线传输模块构建通信网,制定了相应的通信协议,进行中继通信,扩大传输距离,实现了远程无线抄表的功能,该抄表系统硬件电路简单、成本低廉、操作简单;通过实验测试,所设计的无线抄表系统性能良好,具有广泛的应用前景。

以太网CAN总线转换器的延时特性分析及设计

为实现企业信息网对现场总线控制系统的实时监控,需要采用以太网CAN总线转换器在以太网和CAN网络之间转发数据。转换器中数据转发延时或者数据过载会严重影响转换器的实时性能,为确保转换器的实时性能,分析了该转换器的延时特性,针对影响转换器延时的因素设计了减少转换器延时的数据包拆分组装算法和队列管理机制,并通过实际平台开发该以太网CAN总线转换器。实验结果表明,该转换器能在两个异质网络之间实时转发数据。

ILDM:数据生命周期动态管理

在完全自动化的数据生命周期管理(Information Lifecycle Management)中,数据的价值以及随着时间改变而带来的价值变化是进行数据分级的重要依据。与以往多数考虑文件的使用等影响数据价值的因素的数据价值模型不同,在ILM价值模型基础上,考虑磁盘的数据分布随时间变化对数据价值的影响,提出了数据生命周期动态管理价值模型ILDM(Information Lifecycle Dynamic Management),它综合考虑数据的最近使用、数据的使用频度、数据的分布等因素。通过实验验证表明,ILDM可有效地减少数据迁移工作量,提高系统资源利用率。

基于XBee-Pro模块组建的ZigBee网络的实际应用

无线抄表系统主要是将多个XBee-Pro模块配置成一个ZigBee网络结构。每个数据终端利用一个MSP430低功耗的MCU将数字仪表和XBee-Pro连接。然后利用MSP430单片机控制XBee-Pro终端接收发送过来的数据帧,解析出相应的控制信息完成相应的控制。协调器接收到的数据帧通过RS-232传输到PC机进行相关的解析读取仪表的数据和相关参数。

基于XBee-pro的布袋除尘检漏无线控制系统

无线检漏布袋除尘系统是以XBee-pro无线通信模块为基础进行数据传输,利用单片机和PLC来达到控制的目的。由于工作环境中的粉尘进入滤室会吸附在悬浮装置上,导致液位高度上升。本系统主要通过高精度的液位传感器采集装置中液位的高度信息,然后通过高精度的A/D将液位高度信息转化成数字信号传递给单片机,封装成帧结构转发给协调器,协调器接收到发送帧,然后转交给PC机解析、计算出环境中粉尘比例,实现对环境中粉尘比例的检测。在控制过程中,通过给终端XBee-pro发送控制帧信息,传递给单片机解析出控制命令信息,移交给PLC以实现对各个阀的控制。

半导体材料测试仪器的设计与制作

设计了一种在不同温度条件下测量半导体材料电阻率和电动势率的仪器,实现了在不同温度下半导体材料电阻率和电动势率的精确测量;采用电阻炉构建了温度可变的测试环境,电阻炉是具有大滞后特性的被控对象,控制系统中采用大林算法,实现了快速升温过程,控制精度达到了±3℃.

基于COMX的机器人伺服控制器设计

为了配合EtherCAT协议在机器人控制系统上的使用,本文提出了基于COMX和STM32的机器人伺服控制器解决方案。介绍了COMX模块的功能及结构,设计了基于FSMC的接口电路来控制COMX,并设计了COMX驱动和伺服控制器的应用软件。最后搭建实验平台以测试通信功能和分析转发延时,验证了本方案的可行性。

电磁阀性能测试脉冲电源的设计

为了测试电磁阀在各种工作状态下(即在不同的输入脉冲供电的情况下)的性能,研制了一种模拟电磁阀工作状态的PWM脉冲电源。该电源依靠CPLD构成数字PWM发生器,由单片机控制,具有短路保护和浪涌保护功能。系统软件部分以模块化的方式实现,能够连续地输出不同的PWM脉冲。目前,该电源已经在武汉东江阀业有限公司投入使用。

工业机器人运动控制系统的设计与实现

为实现工业机器人的末端能在轨迹空间中进行复杂的运动,对NURBS实时插补算法进行了研究,并设计和实现了工业机器人运动控制系统。该控制系统使用数字运动卡DMC为控制核心、以嵌入式ARM工控机为上位机,以跨平台的Qt作为图形用户界面软件开发环境,使用C++编程语言开发。在将NURBS插补算法融入到系统中之前,使用MATLAB工具对其仿真,最后在工控机上开发了基于Qt的工业机器人运动控制系统。实验证明,研究的NURBS插补算法具备实时性和可靠性,设计的控制系统能够对工业机器人进行精确的运动控制,其扩展性、通用性等优点使其在机器人控制领域有一定的应用价值。

基于ARM处理器的CO气体在线监测系统的设计

以三星公司的ARM7处理器S3C44B0X、嵌入式实时操作系统uC/OS-II为基础,介绍了一种CO气体在线监测仪器电路部分的实现,分析其基本原理,给出了系统整体框图,完成了其硬件系统和软件系统的设计。实践证明,该方法能够满足系统控制和数据处理要求,具有较好的实用性。

基于Julius的机器人语音识别系统构建

随着机器人技术不断发展,本文提出机器人的语音识别这一智能人机交互方式。在研究了基于HMM语音识别基本原理的情况下,在实验室的机器人平台上,利用HTK和Julius开源平台,构建了一个孤立词的语音识别系统。利用该语音识别系统可以提取语音命令用于机器人的控制。