基于ZigBee与CAN的工程机械液压系统参数监测系统设计

为了实现工程机械液压系统相关参数无线、有线、远程实时监控,设计一种基于ZigBee和CAN总线的工程机械液压系统参数监测系统。该液压监控系统由现场数据采集节点,无线与有线通信模块及计算机监控中心组成;数据采集以英飞凌XC2267芯片为核心,通过传感器对液压抓斗的液压油油温、压强、液位等信号进行采集,利用ZigBee无线传感器网络与CAN 总线将采集的参数送给监控中心;如果工作参数异常,监控中心可以提醒现场操作人员进行预警。     

EMS型高速磁浮列车自适应导向控制器设计

EMS型高速磁浮列车导向系统的工作条件变化范围大,采用一般方法设计的控制器无法在整个工作范围内保持一致的控制性能。为了解决这个问题,研究了自适应导向控制器的设计方法。首先,建立了导向系统的数学模型,通过设计电流环使模型降阶;并分析了导向系统参数的变化原因及特性,在此基础上采用自校正的自适应控制理论,设计了参数自适应的导向控制器。仿真结果表明,该控制器较好地解决了导向系统在整个工作范围内特性不一致的问题。     

抓斗起重机Y方向纠偏系统动态建模与仿真

地下连续墙抓斗纠偏系统是地下连续墙垂直度的重要保证.为了能保证系统的稳定性和准确性,设计了连续墙抓斗起重机Y轴方向液压纠偏控制系统.系统包括电磁阀、分流阀及液压油缸,通过电磁阀之间的切换使液压油缸交替动作,从而实现液压抓斗在Y轴方向的纠偏控制.利用功率键合图理论,构建了液压抓斗Y轴方向纠偏系统的功率键合图,取键合图中容性元件和惯性元件的积分作用为状态变量建立了系统的状态方程,并得出系统输出与状态变量之间的关系式.利用MATLAB平台进行数值仿真,得到液压油缸的压力响应曲线,分析出系统具有良好的稳定性及快速响应性,完全符合实际运行需求.     

船用蒸汽动力装置控制设备综合试验仿真系统

随着仿真技术的发展，半实物仿真已越来越多地应用于控制系统的研究和设计。该文介绍了针对某型船用蒸汽动力装置大量采用的液压(水压)控制器而研制的综合试验仿真系统。该系统应用了半实物仿真技术，将实物——液压式控制器、仿真计算机、信号转换设备和测试设备构成有机整体，形成半实物仿真系统。该系统能够较全面地对此类液压控制器进行试验研究，包括在实验室进行动态试验。文中还对实现过程中模型的简化和信号的转换等问题进行了探讨。     

基于双模糊控制器的液压舵机伺服系统动态仿真

为了解决飞机舵机在实际使用过程中的非线性因素,建立了液压舵机伺服系统的数学模型并设计了一种双模糊控制器;该控制器利用"粗调"模糊控制器实现系统快速响应,利用"细调"模糊控制器满足系统准确性要求;运用Simulink对系统模型进行仿真;仿真结果表明,双模糊控制与PID控制、P控制相比,使系统的调节时间缩短了0.4s,受到干扰后再次稳定的时间提高了0.16s,使系统具有更好的快速性和抗干扰能力,为解决实际中的不确定使用因素提供了一种思路。     

机电作动器悬架硬件在环仿真测试平台研究

为了提高汽车的平顺性,提出一种机电作动器悬架,设计了机电作动器悬架硬件在环仿真测试平台。建立基于机电作动器的主动悬架数学模型与仿真模型,以嵌入式系统单片机为主处理器设计机电作动器悬架的控制器;在此基础上,以dSPACE为模型运行载体搭建机电作动器悬架硬件在环仿真测试平台;利用该测试平台进行了仿真试验。结果表明所研究的硬件在环仿真测试平台具备较好的硬件在环仿真功能,能够对机电作动器悬架性能、主动悬架控制算法进行验证与评价。     

反馈线性化在液压型风力发电机组功率追踪中的应用

以液压型风力发电机组为研究对象,为使功率追踪的过程平稳,研究机组的最佳功率追踪控制方法.本文利用反馈线性化方法解决系统非线性问题,以液压系统压力为控制输出,设计最佳功率追踪控制器,并提出一种反馈线性化方法的工程应用解决方案,即结合传统PID控制解决反馈线性化工程应用中依赖模型参数精度的问题.依托30 k VA液压型风力发电机组半物理仿真实验台进行仿真和实验研究,验证了该方法的可行性,为机组进一步研究奠定理论与实验基础.     

基于Simulink的气控液压背压阀仿真与设计

在Simulink中建立了气控液压背压阀的仿真模型并对其进行设计,目的在于实现根据气路压力控制液压回路背压的功能,使其能够连结气动与液压控制,在航空航天、能源、动力等领域具有相当的应用空间和价值。在设计过程中采用的控制方法是对背压进行双闭环控制,其中外环利用PID控制调节液压回路背压,内环通过控制无刷直流电动机来调节针阀阀芯位移,并且利用Simulink仿真确定不同给定量对应的PID控制器参数。单片机作为背压阀控制系统的核心,依据各个传感器采集的信号选择PID控制器参数,进而调节电动机转速,实现背压的精确控制。通过测试可以得出结论,该背压阀达到了设计目标,解决了非线性系统的PID控制问题,在气压不同时能够稳定、准确、快速地调节液压回路背压。     

基于模糊控制的双闭环直流可逆调速系统的设计

对于双闭环直流可逆调速系统,提出了一种将模糊控制与常规PI控制相结合应用在转速环调节器设计的方法。根据工程经验与专家知识所确定的模糊控制规则,进行模糊推理,实现转速环调节器参数的动态整定。应用Matlab软件构建了双闭环直流可逆调速系统的仿真模型,并对转速环分别采用模糊PI控制器和常规PI控制器的直流可逆调速系统分别进行仿真实验并对比结果。从仿真结果可以得出采用模糊控制可以对直流可逆调速系统的动态与静态特性、抗扰性能、恢复性能以及跟踪性能有比较明显的改善与提高。     

三自由度转台系统参数辨识及控制器的设计

为了提高三自由度转台的系统建模及其控制精度,首先根据三自由度转台的特点,用系统辨识的方法辨识系统的参数,建立其数学模型。然后在此基础上,设计了控制器,利用MATLAB对其进行了仿真,得到了很好的仿真效果。最后将控制器应用到实际系统,实验结果表明,设计的控制器能较好的控制转台。     

煤矿工作面无线全覆盖通信系统设计

根据煤矿工作面无线通信的需求,分析了现有工作面有线通信和无线通信技术的优缺点,提出了一种基于无线网状网和ZigBee技术的煤矿工作面无线全覆盖通信系统设计方案,并介绍了综合基站和WiFi网关的设计。测试结果表明,该系统能够满足工作面数据、语音、视频等不同信息的无线传输需求,实现了工作面无线信号的全覆盖。     

无线Mesh技术在煤矿工作面通信系统中的应用

针对现有煤矿有线、无线通信系统难以在工作面应用的问题,提出了一种基于无线Mesh技术的煤矿工作面通信系统设计方案,主要介绍了该系统的结构、无线Mesh基站的设计及系统功能指标等。该系统带宽高,路由更新时间不大于10s,无线覆盖距离不小于1km,并可接入井下工业以太网,实现对矿井工作面的无线网络覆盖。     

基于模糊-PID的高空台液压加载系统智能控制

为了改善航空发动机高空模拟试车台(简称高空台)液压加载系统的控制性能,解决手动调节控制精度低且闭环控制快速性较差的问题,提出了一种将开环模糊控制与闭环PID控制相结合的智能复合控制方法。首先,结合高空台液压加载试验特点和设备特性,利用真实试验数据基于最小二乘系统辨识搭建了系统的分段线性模型。其次,使用频域法设计参数调度的PID控制器,解决了手动调节控制精度低的问题。最后,结合试验操作人员提供的经验知识和历史试验数据结论搭建了模糊开环控制器,设计控制器选择模块和积分补偿模块,将模糊开环控制器与闭环PID控制器相结合形成智能复合控制器。通过仿真验证得出,智能复合控制器的控制效果在精度上明显优于人工手动调节,在快速性上明显优于PID控制器,调节时间缩短了39%～87%。     

电梯无线召唤通信系统设计与实现

针对传统电梯厅召唤通信系统布线复杂、调试、维护不便等问题,设计一个以Si4460芯片为核心的射频电梯无线厅召唤通信系统。该系统以M0516为主控芯片,结合Si4460为核心的射频模块,搭建433 MHz频率的无线通信网络,实现厅层终端节点与电梯主控制器之间信息的无线传输。在该系统中,厅层终端与协调器以433 MHz无线收发数据,而协调器节点与电梯主控器通过RS485接口通信。从整体设计方案、硬件设计、软件设计和性能测试4个方面对系统进行阐述,实验结果证明,该系统已实现电梯厅召唤的基本功能,在电梯不同运行状态下都能达到良好的信号传输性能,不受电梯井道电磁干扰环境的影响。     

矿用起重机能耗感知系统Sink节点设计

针对采用有线传输方式难以实时监测起重机能耗的问题,提出了一种基于无线传感器网络的矿用起重机能耗感知系统Sink节点软硬件设计方案。该节点采用CC2530无线射频芯片实现起重机工作参数的采集和无线收发,采用ENC28J60以太网控制器将接收到的采样数据转换成以太网数据包,上传给后台监控中心;在分析uIP协议栈的数据通信流程与特点的基础上,详细阐述了uIP协议栈在CC2530芯片上的移植,以及Sink节点功能函数的编写。测试结果验证了该设计方案能够准确地实现TCP数据包的传输,满足矿用起重机能耗感知系统数据传输需求。     

Scalable multi-radio communication in modular robots

Decentralized control of self-reconfiguring modular robots requires reliable inter-module communication. Communication links must tolerate module misalignment and implement the neighbor-to-neighbor communication model. In this paper, we propose a wireless system based on multiple radios per module that addresses these challenges. Although the capacity of general wireless mesh networks is known to rapidly decrease with network size, we show that a multi-radio single-channel system has constant capacity in square and cubic lattices of infinite size. We validate the performance of such a system in a testbed with 15 unactuated modules using synthetic data and a benchmark decentralized algorithm. We also demonstrate automatic neighbor detection. The main benefits of radio communication in modular robots are tolerance to module misalignment and to eliminate the tight coupling between communication and mechanical design necessitated by typical existing infrared and wired systems. Our results are the first to establish the feasibility of radio as the primary means of inter-module communication in modular robots.     

基于无线传感器网络的土壤水分监测基站系统设计

根据土壤水分监测传感器网络应用的需求,提出一种基于无线传感器网络的土壤水分监测基站系统的设计方案,包括监测网络体系结构、硬件结构及软件功能模块分割的总体方案设计。此外,还对基站无线通信模块、数据转换模块、存储模块、人机界面和数据上传模块进行详细设计。在实验测试中,本系统运行状况良好、工作稳定,基本能满足实际应用的需要。     

基于STM32和nRF905的无线水泵监控系统设计

针对传统水泵控制系统存在布线复杂、成本高和动力设备分散等问题,设计了一种基于STM32控制器和nRF905无线收发模块的无线水泵监控系统。该系统由从站采集水泵供水系统的水压、液位等参数,通过nRF905组建的一对多无线通信网络进行数据传输,由STM32实现数据处理及主站与上位机间的通信。测试结果表明,该系统采样精度高、数据传输可靠、通信稳定。     

现代化矿井通信技术与系统

提出了由矿用有线调度通信系统、矿井移动通信系统、矿井广播通信系统和矿井救灾通信系统等组成的煤矿井下通信技术体系。提出矿用调度通信系统应采用矿用有线调度通信系统。提出全矿井移动通信系统宜采用WiFi、3G、4G等通信技术。提出矿井广播通信系统既可采用矿用有线调度通信系统远程供电广播技术,也可采用基于以太环网和无源光网络的IP通信技术。提出矿井救灾通信系统应采用无线多媒体通信技术,宜采用WiFi和MESH等通信技术。提出矿井移动通信系统应满足手机脱网通信、基站脱网通信、无线自组织网络、接入煤矿井下有线宽带传输平台等要求。指出在手机脱网通信、接入煤矿井下有线宽带传输平台、无线自组织网络、矿用无线摄像机、基站脱网通信、多功能矿井移动通信系统、矿井无线宽带传输等方面,WiFi优于WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。提出多功能矿井移动通信系统和矿井无线宽带传输宜采用WiFi。     

基于低频无线数传模块的气体浓度监控系统

为了克服传统有线气体监测系统的弊端,给出了采用低频无线数传模块设计和实现的一种毒性和可燃气体浓度监控系统的设计方法。介绍了该系统的组成结构和主要功能,并分别阐述了采集节点和控制器的设计过程。经实际应用证明,该系统适应性强,运行稳定,各项性能指标均可达到设计要求,应用前景广阔。