重载机车风源系统智能控制研究

针对重载机车提速运行过程中空气中不断扬起的粉尘对风源系统中处理的空气的质量提出了更高的要求。当压缩空气中粉尘颗粒浓度高或压缩空气湿度过大时,使得制动设备无法正常工作甚至损坏,给重载机车的平安行车带来安全隐患。该文通过设计一套智能重载机车风源控制系统,通过智能采集、检测风源系统中空气的洁净度与湿度参数,自动去除压缩空气中的粉尘和水,得到高质量的合格压缩空气,使得处理后的空气的湿度与洁净度符合机车制动系统管路的要求,当处理后的空气不符合要求时发出报警信号,提示工作人员进行排故处理,避免了计划维修的盲目性,提升了风源系统的有效运行效率,保障了重载机车的安全运输。

基于参数在线辨识的PMSM鲁棒预测电流控制

针对永磁同步电机(PMSM)系统中模型参数失配和一拍延时导致电流响应精度下降的问题,提出了一种新型鲁棒无差拍预测电流控制(NR-DPCC)方法。首先,建立了PMSM的预测电流控制模型,详细分析了各电磁参数对常规DPCC的敏感性。其次,采用Adaline神经网络的方法设计了电感和磁链参数辨识器;在此基础上,提出了一种应用于电机系统的变步长神经网络权值调整算法;最后,基于在线辨识的参数值和电流预测值,提出了NR-DPCC方法,并通过RT-Lab硬件在环仿真实验平台进行了验证。研究结果表明,相较于常规DPCC方法,所提方法不仅能够精确的在线跟踪电机的参数变化,而且有效的提高了电流响应精度。

非均衡数据下基于注意力网络和代价敏感学习的轨面状态识别

准确识别轨面状态,可为列车牵引/制动性能提升提供关键依据。重点针对传统代价敏感学习应用在非均衡轨面状态识别中存在的同类别样本重要性不同和多数类精度下降等问题,提出一种基于注意力网络和代价敏感学习的轨面状态识别方法。该法首先利用迁移学习思想将均衡数据集的特征迁移到非均衡轨面状态数据集,减轻少数类样本误分类影响;其次在骨干网络ResNet18中引入卷积注意力机制模块,增强网络对目标区域的特征学习能力和全局特征信息的感知性能,调整优化网络权重参数;最后构造依据轨面状态样本重要性大小的自适应加权平衡损失函数,降低决策边界对困难样本中多数类的过拟合,获得更加平滑的决策边界。非均衡数据下的实验结果表明,在3种非均衡比下,所提方法的准确率和召回率分别达到96.00%、90.67%、86.33%,与目前常用的方法Focal相比,分别提升了7.00%、2.34%、3.00%。此外,该方法在提高少数类召回率的同时可有效维持多数类的召回率,并且降低了网络训练时间成本。

基于HC-SR501和DS18B20的人体感应温控直流电机控制器的设计

设计了一种基于HC-SR501和DS18B20的人体感应温控直流电机的控制器。控制器选用微控制器(STC89C51)作为人体感应温控直流电机控制器的主控芯片,利用数字式温度传感器(DS18B20)作为环境温度采集单元,利用HC-SR501热释电模块作为人体感应模块,利用独立按键设置温度的上限阈值和下限阈值。根据传感器(DS18B20)检测到的环境温度与控制器设定的温度的比较、人体感应模块是否检测到人体发射的红外线2种信号,通过微控制器(STC89C51)I/O口输出脉冲信号控制直流电机的自动启停,并依据传感器(DS18B20)检测到的环境温度变化自适应改变直流电机的转速,同时采用八段LED数码管实时显示环境温度和直流电机转速。该直流电机控制器操作简便、性能可靠,可用于人体感应温控风扇等实际应用领域。

基于STC12C5A60S2单片机风板控制装置的设计

为了精确控制风板的转动,设计了一款基于STC12C5A60S2单片机风板控制装置。该风板控制系统采用8位MCU的STC12C5A60S2单片机作为主控制器,通过ADS8341对角度传感器WDD35D4测得的角度进行采样和A/D变换运算,然后把转换后的数字信号输入到单片机,进而测出风板的转动角度,然后把测出风板的转动角度与角度设定值进行比较,再由主控制器控制LMD18200T去控制直流电机转动的方向及转速,从而实现风板转动角度测量与控制功能。测试结果表明:当风板控制在(45°,135°)范围之内预设1个角度,风板以小于9 s的时间达到预设角度,且角度测量误差等于0;当风板控制在(45°,135°)范围之内预设2个角度,风板以小于9 s的时间达到2个预设角度,并在两个预设角度之间摆动3次,且摆动的过程小于5 s;在风板上悬挂一个10 g的砝码,同样进行上述两种测试,达到了预期的设计目的。该风板控制装置具有精度高、响应快的特点。

一种环境自适应控制的直流电机控制系统设计

针对智能家居、智慧农业等应用领域对直流电机的环境自适应控制需求,设计了一种基于单片机小系统(AT89C51)的环境自适应控制的直流电机控制系统;该系统由直流电机控制系统由限位开关、复位按钮模块、无线遥控模块、水滴感应模块、直流电机控制模块、蜂鸣器报警模块、光线检测模块和单片机最小系统模块等组成;可实现2种模式的直流电机控制模式,一是根据光线强度、雨滴等环境因素自适应控制直流电机正/反转,另一种是利用按键功能模块手动控制直流电机的正/反转;经测试发现,当环境的光照强度的感知幅度值在10~600 lx之间变化时,该控制系统能够按照设定值实现直流电机的自动控制或者手动控制;同时,通过水滴感应模块,判断雨滴的有无和大小,实现直流电机的自动控制或者手动控制;因此,该环境自适应控制的直流电机控制系统具有响应特性好、可靠性高、成本合理等优点,可广泛应用于智能家居、智慧农业等领域。

图书馆智能高效照明改造研究

图书馆作为图书阅读的场所,对照明系统具有较高的要求。基于此,针对图书馆照明存在的问题,分析其内各功能区域照明特点,提出了应用集成的智能照明产品进行改造设计的智能照明方案。

基于改进粒子群算法的城轨交通超级电容储能系统容量优化配置研究

城轨交通体系为城市日常交通的顺利运转带来了高运输量,低能源消耗的积极作用。但是由于轨道交通本身需要巨大的能源作为支撑,因此其本身有着巨大的节能空间。而超级电容储能系统的在轨道交通上的应用,不仅起到了能量储存的作用,还能保证其有稳定的电压支持其正常工作。而用改进粒子群算法能够为系统在轨道交通中的优化配置提供经济效益与节能环保相平衡的最优方案。

轨道交通牵引电机智能综合测试系统设计

针对轨道交通牵引电机的检修与维护需求,设计了一种轨道交通牵引电机智能综合测试系统。该系统包括系统供电模块、交流电力测功机(德马YVPCG225M-50-B-EWB-AC-B3-SM)模块、测试电机及四象限变频(M700-10403200D/200kVA)模块和采用工业控制计算机+PLC控制+LabVIEW+数字显示测量仪器的测控系统模块,并对系统的系统构架与组成、工作原理和系统各模块的核心组件的选型进行了十分详细的说明。该方案已经成功应用于港铁轨道交通(深圳)有限公司的地铁牵引电机测试试验,同时可为同类电机产品的性能测试与电机测试实验室的设计提供可供借鉴的参考。