高精度相位式激光雷达测距系统的设计

现代科技中,激光雷达在自动导航、工业测绘等领域扮演关键角色,但传统相位测距系统普遍存在测量精度低和结构复杂等问题。本文提出了一种新型的高精度相位式激光雷达测距系统。该系统采用激光控制同频参比的相位差检测方法,包括对激光发射和接收模块的光学结构优化,以及对接收电路的放大滤波与差分混频处理,最终制作出了一个基于AD8302的高分辨率鉴相系统。实验结果显示,该系统测量精度为毫米级别,简便实用且能满足广泛的实际应用需求。这一研究为激光雷达技术在高精度距离测量方面提供了可行的解决方案。

基于双流Transformer的单幅图像去雾方法

基于深度学习的编码器-解码器网络在图像去雾问题上取得了优异的表现。然而,这些学习方法通常仅依赖于合成数据集进行模型训练,忽视了有关模糊图像的先验知识,导致训练模型在泛化方面存在不足,无法较好地在真实雾霾图像上实现良好的去雾效果。为了充分利用与雾霾物理特性相关的信息,本文提出一种新颖的双编码器结构,该结构将基于先验知识的编码器融合到传统的编码器-解码器网络中。通过引入特征增强模块,有效地融合2个编码器深层特征。鉴于广泛采用的卷积神经网络结构在建模局部特征关联方面的局限性,本文在编码器和解码器中引入Transformer块。实验结果表明,本文所提出的方法不仅在合成数据上表现优越,而且在真实雾霾场景下也取得了较好的效果。

基于Linux的EtherCAT主站实时性的研究

精密加工领域对控制系统的实时性要求比较高,传统的控制系统不能满足高通信速率和高实时性的要求。为了提高系统实时性,提出了一种在Linux非实时系统上安装Xenomai实时内核的方案,该方案通过在Linux操作系统上安装Xenomai实时内核,然后对Linux内核和Xnomai实时内核进行配置和优化,接着移植IgH EtherCAT Master协议栈构建EtherCAT主站,最后对系统进行抖动测试,通过数据分析得出改造后的EtherCAT主站通信抖动在10μs之内,DC同步抖动在10 ns之内。测试结果表明,优化后的Linux系统实时性有了很大改善,EtherCAT主站实时性和稳定性有了较大提升,能够满足工业控制系统对实时性的要求。

22000kN大型伺服压力机电控系统研究与实现

介绍了基于发那科伺服系统的大型伺服压力机机械结构及特点,并简单介绍了压力机多连杆的传动方式;结合伺服压力机的电气控制方式及特点,对发那科控制系统进行了阐述。将自主研发的上下位机系统与发那科动力系统相结合,实现整个伺服压力机自动化系统,并给出了其优异的性能指标。证明了此方案适合用于伺服压力机控制系统。

机械压力机伺服化改造的设计与研究

在对传统机械压力机进行伺服化改造时,必须充分考虑原有机械结构,合理设计电气控制系统,通过最少的附加投入获得最大的伺服性能。为了探索机械压力机伺服化改造的一般方法,以一台1100 kN传统电动机械压力机为例,对其传动系统进行了运动学和动力学分析,阐明了位置、力和惯量的定量传递关系,并在此基础上完成了伺服电机优化选型,研制了大功率伺服控制器,设计了高精度伺服控制算法。仿真和试验测试结果表明,改造后的伺服压力机能够精确跟踪预设冲压曲线,完成加减速和保压控制,实现了预期伺服功能。设计过程对传统压力机伺服化改造工作具有普遍借鉴意义。

采用伺服压力机实现冲压节能的定量研究

为了研究伺服压力机在冲压加工中的节能效果,对一台用于洗衣机外壳冲压生产的6300 kN多连杆机械伺服压力机的整机能耗和滑块做功进行了定量测量,并对其能耗情况进行了计算分析。结果显示,被测压力机在完成伺服冲压工艺要求的前提下,整机单次能耗为0.0945 kW·h,单次比能耗为15.0×10^-6 kW·h/kN,从整机输入到滑块的能量传递效率为39.5%。由此可得,被测压力机单次能耗与所替代的传统8000 kN油压机相比降低86.4%,能量传递效率比文献数据提高至少25%。结果表明,采用伺服压力机在实现高性能伺服冲压工艺基础上取得了显著的节能效果。

基于GB27607机械压力机电气安全系统的集成控制

随着社会发展和进步,国家对安全生产的重视程度和要求越来越高。2011年GB27607机械压力机的安全技术要求出台。本文依据国家标准,研究一种集成控制系统,监控机械压力机的安全相关设备,为压力机制造商提供一种安全的控制方案,提高压机安全性,保护操作者人身安全,实现安全生产。该集成控制系统的功能安全满足IEC 61508的SIL3和ISO 13849的PLe。

隐失波横自旋的若干物理性质研究

该文对隐失波横自旋展开了一些新的研究,得到以下结果:1)获得横自旋的量子化形式;2)从统一的观点来看,横自旋归因于隐失波等效静止质量的存在;3)横自旋同样可以采用光子场的自旋矩阵来描述;4)对于真空中的自由光场而言,只有其传播方向上的自旋投影才是可观测量,而隐失场由于存在等效的静止质量,它在其他方向上的自旋投影也可以是可观测量,因此可以类比于自旋电子学,发展一门新的学科,即自旋光子学。

伺服压力机远程监控系统的研究和应用

对一种基于网络技术的伺服压力机监控系统和实现方法进行了探究,该伺服压力机监控系统以C#语言编程实现,通过OPC UA通信技术与CODESYS控制器内部服务器建立连接,对服务器中节点数据进行读取、写入,以订阅的方式实现对伺服压力机加工工艺参数、实时运行状态数据和IO信号等运行状态数据的实时监控,并通过工业网关模块采集压力机的重要运行数据并上传到云管理平台,实现对压力机设备的远程管理和维护。通过应用验证,该系统安装简单、操作便捷、运行稳定,能够满足用户的使用需求。结果表明,该系统的研究对提高设备智能化、数据可视化和网络化有实际应用意义。

生产现场远程监控方法与系统

研究了一种适用于冲压设备生产现场或是自动化冲压线生产现场的远程监控系统。该系统的核心部件是工业远程网关模块,现场控制器、视频采集终端和工控机等均通过以太网连接在工业远程网关模块的LAN口上,工业远程网关模块通过Internet/WiFi/3G/4G网络连接到外网。远程计算机通过云平台与现场网关建立连接,并通过IP地址与现场各种终端直接连接,以实现数据采集和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)程序的上载、监控、修改及下载功能。通过实验和工业现场应用验证的结果表明,该系统运行稳定可靠,可在生产实践中广泛推广。

基于国际标准IEC61496-1/2(Type 4)安全光幕的软核设计

随着国家对安全生产的日益重视,安全光幕标准提高到国际最高标准IEC61496-1/2。不同于国外品牌使用高性能专用CPU设计安全光幕,本文采用通用FPGA设计开发一种拥有自主产权的软核,采用两个FPGA实现独立的双通道系统,具备软件开发的方便性和硬件电路的安全性。采用本软核设计的安全四级光幕,已获得德国TUV的功能安全四级认证,打破国外安全光幕在高端市场的垄断,提升民族品牌的影响力,促进我国功能安全事业的发展。

环氧树脂浇注模在电主轴电动机上的应用

电主轴是随机床行业迅速发展起来的高精度、高转速主轴单元，是实现高速加工的关键功能部件，由于其具有结构紧凑、转速高、振动小、噪声低等优点，已被广泛应用于机械、电子、航空、航天等领域。但正因为其用途广泛，有时涉及的使用环境极其恶劣（如：水雾、水汽、潮湿、多尘等），这必然对电主轴的内置电动机绝缘提出更高的要求，

一种工业安全防护用二维激光安全扫描仪

工业现场安全防护越来越受到人们的重视。为了满足复杂几何形状的固定危险区域、移动危险区域(如无人搬运车)的安全防护需求,本文研究了一种基于脉冲激光测距、二维扫描的激光安全扫描仪,测距精度±6cm,能可靠探测半径4m、190°的二维区域内反射率低至1.8%、高至100%的物体,且可根据实际需求将扫描区域轮廓配置成任意几何形状。该激光安全扫描仪属于1类激光产品,且符合标准IEC61496中type3电敏防护装置安全要求。

机械设计自动化设备安全控制分析

科学技术的进步和生产经验总结,推动机械自动化技术在各领域得到具体应用。自动化技术的应用,不仅促进机械制造效率的显著提高,还节约生产成本,降低劳动人员的工作强度,促进社会发展和进步。机械安全性能是机械能够使得工人进行正常工作的重要保障,机械的安全性能自然是越高越好,但事实上,所有的机械都会存在一定的风险,即使不是出于质量原因,工作人员的操作失误或者不遵守机械操作规范也是造成机械安全事故的重要原因,所以安全工作必须得到重视。在保障对工作人员进行安全教育的情况下,还要注重对于机械安全控制系统安全保障性能的提升。

基于光子共振隧穿的激光测距技术

从非连续介质波导构造的光子双势垒模型出发,建立了光子的双势垒量子贯穿理论,给出了光子穿透双势垒的量子概率公式。同时从解析和数值仿真两个角度分别讨论了行波光子和隐失波光子产生共振穿透效应所需的物理条件,研究了光子穿透概率与双势垒的几何尺寸、波导填充介质的折射率以及光子频率之间的依赖关系。比较不同物理条件下的仿真曲线,概括其物理规律。尤为重要的是,当双势垒由截止波导构成时,频率或双势垒结构参数发生细微变化会对光子穿透概率产生极大的影响。基于这些物理规律,初步探讨了光子的量子共振隧穿效应在一些光学器件设计中的潜在应用,重点研究了其在激光测距技术中的原理设计。

伺服压力机位置/压力自动补偿精确运动控制研究

为了满足机械伺服压力机压力精确控制的需求,设计了一种位置/压力自动补偿精确控制的运动控制系统。首先,分析了发那科控制系统位置/压力控制原理;然后,在压力机上设计位置/压力自动补偿运动控制系统,系统通过回归校正算法提高了应变压力传感器的反馈精度,结合发那科伺服电机与控制器实现位置模式和压力模式的平稳切换;最终,实现伺服压力机位置和压力的精确自适应控制。对伺服压力机不同压力负载控制情况下压力反馈曲线和压力与位置的响应特性曲线进行分析,结果表明,本控制系统满足伺服压力机位置与压力控制的精度和稳定性的要求。

压力机故障实时自诊断方法与系统

为了提高用于金属冲压成形领域的压力机故障的诊断效率,提出了一种压力机故障实时自诊断方法,该方法将压力机多种信息融合并判断压力机故障点。首先,诊断系统从控制系统中获取压力机当前的运行状态信息;然后,推理机结合各类信息阈值和状态进行数据分析,并根据数据分析结果和故障现象描述等信息进行故障推理匹配,找出可能故障点,同时,根据多维数据诊断压力机潜在故障;最后,根据诊断结果处理故障并反馈给诊断系统,系统根据反馈维护更新诊断系统数据库。通过在压力机上的实际应用,证明本文的故障实时自诊断方法可快速定位故障点、缩短故障处理时间、提高生产效率。

锻压机械的技术先进性与安全保护——锻压机械安全与光电保护装置

锻造与冲压技术的先进性，离不开锻压机械装备的先进性，应当包含装备的安全性。在锻压机械配备的安全保护装置中，光电保护装置已经成为锻压机械装备安全保护的主流。锻压机械装备的安全保护，当前在我国还是极为薄弱的环节。据分析，我国目前在用的锻压机械已经配备了安全保护装置的不到总量的3％。而由于锻压机械作业造成的人身伤亡事故每年多达数十万起，由此给国家、社会、企业、受伤者个人以及家庭带来沉重的负担和灾难。可见，锻压机械的安全保护问题，应是锻压机械制造和使用方面需要引起重视的问题之一。解决锻压机械的安全保护问题，也是落实科学发展观，实现以人为本，建设社会主义和谐社会应有之意。本文着重在锻压机械的安全保护方面，就锻压机械安全与光电保护装置的有关情况进行一些简要的阐述。

基于矢量控制技术的伺服驱动系统

针对伺服驱动系统精度低、动态响应慢、稳定性差等问题,对双绕组永磁同步电机的矢量控制技术进行了深入的研究。优化和改进控制策略、系统硬件和软件程序。提出新的解决方案,设计伺服驱动系统。搭建试验平台,对系统进行功能和性能测试。实验结果表明:系统响应速度快、稳定性强,电机的控制精度和抗干扰能力也得到了明显提高,满足系统设计需求。

锻压机械安全保护技术的新发展

当前用于锻压机械安全保护方面的安全保护装置，最为有效和普遍适用的是光电保护装置。对于该类专门用于锻压机械安全保护的光电保护装置，国际上以及我们国家都分别制定有相应的国际标准和国家标准。这些标准都对光电保护装置规定了严格的要求。济宁科力光电产业有限责任公司研究成功的红外传感全自检光电保护装置，就是依据这些标准要求完善光电保护装置的安全技术性能的。