基于Quanser平台的旋转单级倒立摆控制系统的研究与实现

倒立摆系统的稳定控制是控制理论中的典型问题,在倒立摆的控制过程中能够有效反映控制理论中的许多关键问题,如非线性、鲁棒性、跟踪问题等。文章基于Quanser平台,在Matlab/Simulink中搭建了旋转单级倒立摆实时控制系统,对其进行了建模分析,并设计了PID控制器。从仿真结果可以看出,PID控制器实时控制效果较好,倒立摆摆杆角度响应平滑,抖动小。

基于参数优化的连铸结晶器振动位移系统复合控制研究

本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移控制系统为研究对象,针对系统工艺控制中要求伺服电机转速单方向、变角速度转动,同时考虑系统控制器参数的选取大多依靠经验等问题,提出了一种基于前馈控制与参数优化的PID反馈控制相结合的复合跟踪控制策略。首先,根据伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统特性,建立了伺服电机输出转速与振动位移之间的近似数学模型。其次,针对伺服电机单方向转动工艺约束条件,确定结晶器振动位移系统以转速补偿作为前馈控制器,保证系统控制器输出大于零.再次,针对振动位移系统控制器参数大多依靠经验选取的问题,提出采用一种改进的飞蛾火焰优化算法优化PID控制器参数的策略,以实现结晶器振动位移高精度跟踪控制。最后,通过仿真与实验验证所提方法的有效性,实验结果表明:优化后的振动位移调整时间缩短了0.3 s,振动位移跟踪相对误差减小了1.8%。

基于PLC的弯头管件气密性检测自动化系统研究

弯头管件广泛应用于各种管路系统中,管件的密封性对管路系统的安全运行至关重要。基于此,本课题组研制了一种弯头管件气密性检测自动化流水线系统。系统将PLC作为核心控制器,集自动上下料和智能检测于一体,适用于批量化流水作业,大大提高了系统的工作效率;系统中气密性检测方法采用直压式测试法,检测效率高;采用触摸屏作为人机交互装置,可以实现参数设置并能对系统测试数据进行实时监控,界面友好,交互性强。经过试验研究,系统已投入实际生产,现场情况表明系统运行稳定,自动化水平高,大大克服了传统气密性检测装置集成度差、工作效率低的问题,并且系统具备操作简单,可维护性强,检测准确率高的优点。

一种基于PLC的弯头管件气密性测试系统的设计与实现

以弯头管件气密性测试为研究对象,考虑气密性测试系统装置的可靠性与经济性,研制了一种基于PLC的管件气密性测试系统并进行了编程、调试与试验研究。该系统首先以PLC为控制核心,利用压力传感器采集弯头管件内部的实时压力数据,再根据测试数据判断硬件装置的优劣并进行分类;其次将触摸屏作为监控系统的上位机,通过组态监控画面实现对密封测试系统的实时监控;最后进行试验研究。结果表明:该系统实现了管件气密性测试,能够准确判断管件气密性的优劣,且具备可靠性高、控制简单以及可维护性好等优点。

《通信原理》课程思政教学方法

高校教师的三大重要职责为教书,育人和服务社会,其中,育人是目前高校课程改革中的重点,如何在工科学科课程中融入思政教育更是高校育人理念和育人模式创新和改革的重中之重。本文以工科类课程通信原理为例,探索课程思政融入的方法,对通信原理的授课内容进行设计。本文对其他工科类专业课程的思政教学,有着一定的借鉴意义。

基于粒子群与聚类的多目标优化算法

针对粒子群优化算法容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于粒子群优化与分解聚类方法相结合的多目标优化算法。算法基于参考向量分解的方法,通过聚类优选粒子策略来更新全局最优解。首先,通过每条均匀分布的参考向量对粒子进行聚类操作,来促进粒子的多样性。从每个聚类中选择一个具有最小聚合函数适应度值的粒子,以平衡收敛性和多样性。动态更新全局最优解和个体最优解,引导种群均匀分布在帕累托前沿附近。通过仿真实验,与4种粒子群多目标优化算法进行对比。实验结果表明,提出的算法在27个选定的基准测试问题中获得了20个反世代距离(IGD)最优值。

用于促黄体生成素电化学传感器的MWCNT/MB/AuNP纳米复合材料

制备了一种用于促黄体生成素(LH)电化学传感器的多壁碳纳米管/亚甲基蓝/金纳米颗粒(MWCNT/MB/AuNP)纳米复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)对制备的纳米复合材料进行形貌表征。采用方波伏安(SWV)法和循环伏安(CV)法对AuNP的催化能力、纳米复合材料合成的最优化比例和氧化还原性能进行测试;对利用纳米复合材料制备的LH电化学传感器进行SWV测试。实验结果表明该纳米复合材料具有良好的氧化还原性能;利用纳米复合材料制备的电化学传感器具有良好的重复性和较宽的线性范围,能够在3.5~140 mIU/mL浓度内进行LH的检测。该纳米复合材料可推广应用于其他类型电化学传感器的制备。

基于理论学习和项目实践的平衡计分评分机制研究

基于项目驱动(PBL)的混合式教学在高校教学中得到广泛应用,但课程评分机制一般仍采用传统闭卷考试或提交论文的形式,缺乏对学生综合能力的考核,不能相对合理地评判每个学生的学习效果以及学生在项目小组中的贡献度。因此文章提出了一种改进平衡记分卡(BSC)的考试评分机制——基于理论学习和项目实践的平衡计分评分机制(Balanced Score of Theory and Project Training,BSTP),并以“机器人学”课程为例,通过BSTP评分成绩与传统综合评分成绩的对比,分析了BSTP评分机制的优点,即它适用于实践和理论知识并重的课程考核,能够从横向和纵向两方面权衡学生的学习效果和能力水平。

考虑控制饱和的连铸结晶器振动位移系统预设性能控制

针对伺服电机驱动的连铸结晶器控制系统执行器输入饱和和状态受限问题,同时考虑系统存在负载扰动、参数摄动等不确定性问题,提出一种基于扩张状态观测器的跟踪误差预设性能反步控制策略.首先,针对执行器输入饱和问题,建立系统的数学模型;然后,采用一种线性扩张状态观测器实时观测系统时变负载扰动、参数摄动等不确定性,并对观测误差的收敛性进行分析;接着,针对伺服电机电流饱和与跟踪误差预设性能控制问题,通过引入辅助状态变量确保系统跟踪误差限定在允许范围内,设计基于扩张状态观测器的反步(Backstepping)控制器;最后,根据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定性,并通过系统仿真验证所提出控制策略的有效性.