智能制造时代机器人工程专业建设与人才培养模式探讨——以青岛大学为例

随着《中国制造2025》持续推进和《“十四五”机器人产业发展规划》的实施,我国社会、经济发展对机器人领域相关技术人才的需求与日俱增。为适应新时代国家和社会的需要,从2016年开始,国内高等院校纷纷开设机器人工程本科专业,对推动机器人技术的发展起到了重要的作用。文章对机器人工程专业的建设背景、建设现状等方面进行了分析,并阐述了青岛大学机器人工程专业的建设状况,提出了智能制造背景下机器人工程专业建设的实施方案,旨在为机器人工程专业的发展提供一些参考和建议。

自动化流水线动态检重监控系统设计

随着工业自动化水平的不断提高,动态检重变得越来越重要,因此设计了自动化流水线动态检重监控系统,该系统由动态检重、剔除、上位机监视和喷码4部分组成。PLC控制步进电机驱动输送带运送产品,PLC与称重仪表通信,实时获取产品的称重数据,PLC根据触摸屏的设定数值判断重量是否合格,若不合格则由PLC控制剔除,合格则继续运输。上位机与PLC通信,从PLC的存储区读取称重数据,并保存到SQL Server数据库中,实现产品信息的统计、查询与追溯。上位机从数据库中提取相关信息并传给喷码机,喷码机将这些内容在产品上进行喷印。目前,该系统已被应用于企业当中,提高了生产效率。

基于启发式算法的自动化立体仓库拣货路径优化研究

为了对自动化立体仓库拣货系统进行优化,本文根据自动化仓库订单拣货问题的特点,以拣货时间最小化为目标建立了相应的数学模型,设计了基于启发式规则的求解算法,并用MATLAB实现了算法,经仿真验证以及将启发式算法与文献其它算法进行比较,结果表明,应用本文模型以及改进的启发式算法进行拣选路径的设计,能够有效地缩短拣选时间和距离,从而提高拣选效率,本算法具有一定的实用性。

新工科背景下地方院校自动化专业人才培养机制研究

新工科建设背景下,人才培养机制的优化和改革对于提高人才培养质量具有重要意义。以青岛大学自动化专业为例,分析传统自动化专业人才培养机制的不足和局限,结合新时代、新产业以及地方经济发展对自动化专业人才的要求,提出了新工科背景下自动化专业人才培养机制的优化和改革措施。通过重新定位自动化专业方向、优化课程体系和教学方法、提高师资质量、加强学生综合能力培养等一系列改革措施,培养当前产业和行业急需的卓越工程技术人才。

办公自动化系统网络安全设计策略

在办公自动化系统的软件设计中,会不断遇到网络安全性的问题,文章论述了对网络安全的理解,并对局域网网络安全对策作出了一些总结。对日益突出的计算机安全问题,提出了一些技术防范措施和观点。

自动化专业“计算机控制系统”课程的改革与实践

详细地分析和研究了自动化专业计算机控制系统课程的教学内容和课程体系，对本课程进行的教学改革与实践已取得了良好的研究成果，该成果对其它课程的教学内容和体系的改革具有参考作用。

基于以太网通信的车辆自动化称重管理系统设计

为解决某再生能源公司中称重流程复杂、效率低下、人工成本高等问题,设计了车辆自动化称重管理系统。系统包括上位机、欧姆龙PLC、梅特勒-托利多称重仪表等。上位机通过工业以太网与RFID读卡器、PLC、称重仪表通信,RFID读卡器识别车辆称重权限,权限通过后,PLC控制门禁档杆打开,并语音播报车辆识别成功,称重仪表获取车辆称重数据。上位机读取称重仪表中的数据并存入SQL Server数据库中,以便企业对车辆称重数据进行管理和查询。

基于CX_super visor平台的自动化仓库管理系统

随着仓智能化仓储系统的发展,自动化仓库已经广泛应用到物流、货物存储中,因此有必要针对自动化物流仓储设计一种在计算机上专用的管理系统。经研究,采用SQL server数据库作为数据存储媒介,OMRON公司的上位机组态平台CX_supervisor平台作为系统开发平台,使用VB脚本语言与SQL语言等工具可实现管理系统狗头范围查询:管理员查询、时间查询、货物批次查询,以及基于机器视觉的条码精确查询,也可对数据库中的记录进行新增、修改、删除等操作。该查询系统使自动化仓库的仓储系统更加智能化和信息化,节约了人力物力成本。

基于PLC的瓦楞纸箱自动化生产线控制系统设计

为解决当今包装行业对包装箱中瓦楞纸箱小批量灵活定制尺寸的生产需求,设计了基于可编程逻辑控制器的瓦楞纸箱生产系统。以交流伺服系统作为驱动单元,采用触摸屏对整条生产线控制系统进行检测与控制,实现了对瓦楞纸箱自动选纸、调动、加工等应用功能,提高了生产线的自动化程度和生产效率,降低了人工成本和瓦楞纸板材料成本。实际运行表明,该控制系统具有很好的实际应用价值。

铁路施工中的电气工程及其自动化技术探讨

为了实现我国各区域之间的联系,带动我国经济建设的繁荣发展,我国的铁路部门加强了铁路工程的建设,并由此构建起庞大的铁路运输体系。近年来,随着信息化技术的发展以及推广,我国的铁路建设部门在实际的作业过程中加强了电气工程自动化技术的运用,进而由此实现了铁路运行效率以及质量的提升,实现了铁路交通的安全性以及稳定性的提升。本文基于此,分析探讨电气工程及其自动化技术在铁路项目施工建设过程中的运用以及起到的作用。

浅议电力配电自动化与配电管理

社会经济的发展与电力配电工作的联系日益密切,我国的配电模式仍然使用传统的方法,明显已经无法满足生产生活的需要,阻碍了社会经济的发展。我国需要将自动化的电力配电作为电力行业发展的最新任务,实现电力配电信息化、自动化、精确化。文章主要根据目前国家电网的配电流程,对自动化配电方式的理论与时间基础做出分析,提出了相应的配电管理策略。

基于漏斗函数双电机伺服系统跟踪与同步控制

针对双电机驱动伺服系统具有未知非线性的问题,提出一种基于漏斗函数的跟踪与同步控制方案。首先,利用神经网络逼近和补偿复杂的非线性,在此基础上,引入滤波技术解决传统反步控制的“计算爆炸”问题,同时引入非光滑漏斗误差面确保系统的状态量被约束在预定义的漏斗边界内,结合改进的漏斗函数和反步设计技术设计了一种自适应量化漏斗跟踪控制方案。为了同时保证双电机的同步运行,同步控制器采用了平均偏差耦合策略,实现了双电机伺服系统的跟踪与同步控制。仿真结果表明,该方法可以实现对负载的跟踪以及双电机的同步。

健身行为的人体姿态估计及动作识别

人体姿态估计和动作识别在安防、医疗和运动等领域有着重要的应用价值。为了解决不同背景及角度下各类运动动作的人体姿态估计和动作识别问题,本文提出了一种改进的YOLOv7-POSE算法,并自行拍摄制作各种拍摄角度的数据集进行训练。此算法以YOLOv7为基础,对原始网络模型添加了分类的功能,在Backbone主干网络中引入CA卷积注意力机制,提升了网络在对人体骨骼关节点和动作的分类的重要特征的识别能力。用HorNet网络结构代替原模型的CBS卷积核,提高了模型的人体关键点检测精度和动作分类的准确度。将Head层的空间金字塔池化结构替换为空洞空间金字塔池化结构,提升了检测精度并且加快了模型收敛。将目标检测框的回归函数由CIOU替换为EIOU,提高了坐标回归的精度。设计了两组对照实验,实验结果证明,改进后的YOLOv7-POSE在验证集上的mAP为95.7%,相比于原始YOLOv7算法提高了4%,各类运动动作识别准确率显著上升,在实际推理中的关键点错检、漏检等情况明显减少,关键点位置估计误差明显降低。

传染率季节性和流动人口对麻疹动态的影响

为分析传染率季节性和流动人口对于河南省的麻疹动态的影响,比较分析麻疹的传染率季节性变化模式,对中国麻疹的未来防控提供理论支持。建立了包含流动人口和传染率季节性阶梯模型的SIR模型,使用马尔科夫蒙特卡洛方法估计模型中的参数,比较本地流动人群和省外流动人群的传染率,分析不同传染率模型对传播动态的影响。在河南的麻疹传播动态中,省外流动人群对麻疹传播动态的影响大于本地人群,河南传染率季节性变化模式更符合阶梯变化,流动人口对于河南麻疹传播动态的影响高于传染率季节性。在未来的麻疹防控工作中应该加强对流动人口的监测,合理选择免疫接种时间和人群。

基于双重限制Q学习的机器人控制方法

离线强化学习凭借不需要智能体与环境交互即可训练出令人满意效果的优势,在近期得到了非常迅速的发展。为了缓解外推误差和离线强化学习算法过于保守的问题,文中提出了基于双重限制Q学习的离线强化学习算法DIQL,限制Q值网络对数据分布外(out-of-distribution,OOD)动作估计值不应与经数据增强后的状态V估计值差距过大,限制策略产生的OOD动作距离数据集分布的均方差不应过大,在双重限制的前提下鼓励算法探索,当数据集质量较差的情况下仍能取得较好的效果。为了验证算法的有效性,特在双足六自由度机器人步态控制环境中进行实验,结果表明DIQL算法可以有效的处理OOD动作,缓解了外推误差和算法过于保守的问题。

不确定非线性离散系统指令滤波事件触发控制

本文提出了考虑输入饱和的一类不确定非线性离散系统的事件触发指令滤波控制方法.采用指令滤波控制技术解决了传统反步法存在的“因果矛盾”问题,引入补偿机制提高了系统的控制精度;利用事件触发机制能够避免自适应律和控制律的频繁更新,降低了计算负担,提高了资源利用率;运用模糊逻辑系统逼近系统中未知的非线性函数;结合李雅普诺夫稳定性理论,验证了提出的控制方案能够保证跟踪误差收敛到原点小的邻域内以及闭环系统的所有信号有界.仿真结果表明,本文提出的控制方法具有较强的鲁棒性及较好的跟踪性能.

基于NX运动控制器的三维太空环监控系统设计

三维太空环能够模拟人在太空中的感知和体验。设计基于NX运动控制器的三维太空环监控系统,包括运动控制系统和上位机监视系统两部分。运动控制系统与伺服驱动器和触摸屏一起控制滚环的旋转速度和运行时间,上位机监视系统应用C#和SQL Server数据库开发,负责设备运行数据的采集、存储和管理。该监控系统速度控制精度高,末态定位准确,操作简单,具有异常报警等功能,且运行安全可靠。

含未知输入非线性系统的扩展平方根容积卡尔曼滤波算法

针对工程实际应用中存在的未知输入会导致经典的非线性滤波器状态估计精度下降甚至滤波发散的问题,提出了一种基于最小方差无偏估计(minimum variance unbiased estimation,MVUE)准则的扩展平方根容积卡尔曼滤波(extended square-root cubature Kalman filter,ESRCKF)算法。首先,结合上一时刻未知输入估计值对状态一步预测值进行修正,得到含未知输入条件下的状态预测值。其次,设计新息并采用加权最小二乘(weighted least squares,WLS)法获取当前时刻未知输入的无偏估计。最后,通过最小化协方差矩阵的迹,同时采用拉格朗日乘子法和舒尔补引理得到系统状态的最小方差无偏估计。仿真结果表明,相比于现有的非线性滤波算法,ESRCKF算法提高了在处理含未知输入非线性系统时的状态估计精度,并能同时实现系统状态和未知输入的最优估计,验证了该算法的有效性。