接触式光电传感双向自动跟踪焊控制器

该控制系统可同时实现水平和垂直双向自动跟踪,跟踪精度高于±0.5mm,最适合 V型和 U 型坡口对接焊,焊接材料和焊接方法不受限制。该文阐述了传惑器和控制线路特点,并简介了供实际使用的控制箱设计及系统性能测试等。     

太阳光自动跟踪装置的设计

为了提高太阳光采集器的接收率,设计了一种以DSP为摔制器的太阳光自动跟踪装置,该装置具有传感器跟踪和定时器跟踪两种跟踪模式.介绍了跟踪装置机械结构、两种跟踪模式的工作原理和自动切换原理.实验结果表明,两种跟踪模式的相互配合实现了高精度的全天候自动跟踪,与固定朝南35°安装的太阳光采集器相比,采用该方案控制的太阳光采集器对太阳光的接收率有较大幅度的提高,达到预期目标.     

焊接过程自动跟踪控制装置

提出了两种新型的具有高灵敏度和抗错边性能的对接接头电磁感应式传感器及用于角接接头、搭接接头和控制焊炬高度的电磁感应式传感器。设计了焊炬位移式和焊车前轮导向式自动跟踪系统,提出了由于点固焊缝或板边局部严重损伤使自动跟踪产生误差的克服途径。     

电容电感复合桥式焊缝跟踪传感器

针对平板对接焊的错边问题,提出了一种组合电容和电感复合桥式焊缝自动跟踪方法,并设计了传感器的结构.这种复合桥式焊缝跟踪传感器利用电容对极板间距变化的灵敏检测和电感对边缘变化的灵敏检测,可以确定焊枪横向和纵向的位置关系.具有非接触、灵敏度高、抗干扰能力强、响应速度快、工作可靠的特点,并能在一定程度上克服平板对接焊的错边问题.最后,自行搭建了简单的平台进行了焊缝跟踪试验,效果良好,为焊缝自动跟踪技术提供了新的方法.     

基于变面积式双涡流传感器的焊缝跟踪系统

针对薄板对接接头错边问题以及搭接接头难以实现焊缝跟踪问题,提出了一种基于变面积式双涡流传感器的焊缝跟踪方法.将两变面积式涡流传感器置于焊缝的一侧,通过双传感器分别检测高低和左右的位置信息,相互补偿得到独立的偏差信号以实现焊缝跟踪.分析了变面积式涡流传感器的原理,利用响应面法拟合响应曲面,进行变量分离,得到了输出电压信号与面积的关系式.最后,搭建简易平台进行了薄板对接及搭接的焊缝跟踪试验.结果表明,双涡流传感器焊缝跟踪方法具有可行性与正确性,为自动焊缝跟踪技术研究提供了新的研究方向.     

基于LabVIEW的气动比例机械手的定位研究

以LabVIEW虚拟仪器为软件开发环境,设计了二自由度气动比例机械手的连续轨迹跟踪及精确定位控制程序。首先利用Visual C＋＋6．0设计了神经网络-PID控制器,并实现了与LabVIEW虚拟仪器的无缝接口。在该平台下成功地实现了气动比例机械手的连续轨迹跟踪以及精确定位的控制,绝对定位误差控制在0．2mm以内。     

特殊型面等离子堆焊传感跟踪系统研究

设计了三偏心等离子自动堆焊系统中的蝶阀轨迹跟踪系统；在开环控制基础上采用双传感器实现闭环控制；选择了合适的传感器和步进电机并设计了接口电路；性能测试和焊接结果表明：该设备设计合理、运行稳定、可靠，焊接质量优良。     

数控装置整机功能检测平台的设计与开发

为了解决当前数控装置产品测试车间工作效率低下以及质量难以统一管理的问题,文章提出并设计开发了一种基于网络通信和数据库的数控装置整机功能检测平台,该平台搭建了客户端/服务器系统构架,客户端配置SQL Server作为后台数据仓库,选取VC++作为系统开发平台,以ADO对象作数据库连接技术,设计了数控装置接口数据库以及人机界面、接口测试等功能模块;服务器内置数控装置全部接口测试函数,用于测试待测接口的性能.客户端与服务器通过TCP/IP网络通信传输待测接口性能数据.最后,文章以HNC210系列数控装置为研究对象,实现了数控装置接口测试以及将测试结果进行详细存档,自动有效地提高了测试车间质量管理的水平.同时该系统缩短了接口测试周期,提高了工作效率,图形界面显示直观友好.     

接触式内环焊缝自动跟踪装置

本文介绍了一种利用接触式导轮作为传感器的内环焊缝自动跟踪装置。叙述了该装置的工作原理、结构组成,电路设计及机械设计。这种焊缝自动跟踪装置具有线路简单,工作可靠,抗干扰能力强等多方面优点。经试验证明该装置用于带坡口焊缝的自动跟踪是可行的。具有一定的实用推广价值。     

水下机器人对接装置液压系统设计及仿真

水下机器人对接装置能够与水下机器人进行连接,进而对水下机器人进行能源补给并与其进行数据交换。针对现有对接技术的特点及不足,提出一种新型的适用于大深度海底环境的水下对接装置。针对传统油液压技术在海中工作因泄漏对海洋环境造成污染的问题,研制了以水-乙二醇液压液为工作介质的液压系统方案。为实现对接装置的自动动作,设计了对接装置控制系统。为了研究控制系统性能,推导了锁紧回路阀控非对称式液压缸的数学模型,在此基础上得出系统总体的数学模型,并运用MATLAB/Simulink进行仿真,采用PID控制算法提高控制系统性能。     

基于深度学习的单目视觉水下机器人目标跟踪方法研究

介绍了一种基于深度学习的单目视觉水下机器人目标跟踪新方法,采用该方法能够使自主水下机器人(AUV)在水下复杂环境中实现图像增强处理与目标识别跟踪,对于视频图像中的每个图像,使用预先经过训练的深度卷积神经网络计算图像传输图,图像传输图提供了图像深度信息的相关估计,该方法能够识别水下目标区域,并标明水下目标运动及跟踪方向。实验表明:该方法能够更精确、更稳定地获取水下环境中的定位数据。     

采用电液盘式制动器的电动汽车制动模型预测控制研究

为了提高电动汽车电液盘式制动器扭矩跟踪精度,降低车辆行驶中能量消耗,采用模型预测控制方法,并对控制输出结果进行仿真验证。创建电动汽车电液盘式制动器模型,根据离散一阶模型推导出电机转矩方程式,利用积分离散化对车轮打滑动力学方程进行离散化,从而推导出车辆滑移率空间表达式。设计模型预测控制系统,利用积分作用增强控制系统的抗干扰能力,通过李雅普诺夫函数对控制系统的稳定性进行证明。采用MATLAB软件对电动汽车电液盘式制动器控制效果进行仿真,与级联PI控制效果进行对比。结果显示：采用级联PI控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较慢,车轮转矩和滑移率跟踪误差较大,电量消耗较多;采用模型预测控制,电液盘式制动器控制系统反应速度较快,车轮转矩和滑移率跟踪误差较小,电量消耗较少。电动汽车电液盘式制动器采用模型预测控制系统,可以提高控制系统的输出精度,回收能量较多。     

减振器性能匹配试验台测控系统设计

减振器性能匹配试验台是模拟整车1/4悬架振动系统的试验设备,其测控系统由数据采集卡、USB/RS485转换器、计算机和测控软件构成。测控软件基于VC设计,包括信号采集、调频控制、实时波形显示和数据处理4个部分,采用多线程并行结构。基于数据采集板卡实现了被测试力、位移、速度和加速度的采集,基于Modbus协议实现了计算机与变频器之间的串行数据通信,采用数字滤波实现实时滤波处理,结合VC中的相关函数实现数据存储。试验结果验证了测控系统稳定工作,所得数据准确,通信可靠,满足试验要求。     

采用神经网络模糊滑模控制的液压驱动活塞位置控制研究

针对液压驱动活塞运动轨迹和压力精度跟踪误差较大问题,设计了神经网络模糊滑模控制,并对控制精度进行仿真验证。创建了液压缸驱动平面简图,推导出液压缸腔室内部参数变化方程式。分析了液压缸驱动压力和位置的变化,采用线性模型建立输入和输出变换方程式。引用滑模控制方法,采用神经网络算法对滑模控制进行逼近,通过模糊切换规则对滑模控制进行自适应调整。采用MATLAB对液压缸活塞轨迹和腔室压力跟踪进行仿真验证,并且与滑模控制输出效果进行比较和分析。结果表明:采用滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较大;而采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较小。采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸控制系统自适应调节能力较强,从而提高了活塞运动轨迹和腔室压力跟踪精度。     

基于直线音圈电机运动平台的线性自抗扰控制研究

运动平台是机床设备中重要的组成部分,广泛使用的机械导轨式运动平台定位精度难于突破微米级,摩擦是影响机械导轨式运动平台定位精度的主要原因。为解决摩擦作用导致的运动平台动态性能难以提升的问题,针对直线音圈电机运动平台设计了一种线性自抗扰控制器。将PD控制器和带模型信息的扩张状态观测器相结合,带模型信息的扩张状态观测器可以根据控制输入量和位置误差估计出平台运动过程中受到的摩擦力,并在控制输入量中进行补偿。该观测器很好地补偿了摩擦扰动,从而提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真实验表明：该线性自抗扰控制器与PID控制器相比,可有效提高直线音圈电机运动平台的动态性能。     

基于有限状态机的输电线路巡检机器人自主越障运动控制方法

针对输电线路巡检机器人自主越障运动控制复杂、越障效率低等问题,以一款五臂式巡检机器人为例,通过规划与分析机器人越障动作序列,基于有限状态机理论,提出一种机器人自主越障运动控制方法。通过建立以传感器检测信息为迁移条件的越障运动控制模型,对机器人自主越障运动进行控制;将机器人置于线路环境进行巡检实验。结果表明：该机器人能自主识别并稳定、高效地跨越线路障碍,完成巡检任务,验证了机器人系统的合理性及自主越障运动控制方法的可行性。     

干法制粒机液压及控制系统设计

介绍了干法制粒机的工作原理,设计了该机的液压系统和控制系统。对油泵电机采用变频调速和分段控制策略,降低了液压系统压力波动幅度;通过增加后压油缸和对压辊位移进行PID闭环控制,保证了两压辊的平行度;采用485现场总线和USS协议实现了PLC对多台变频器的启停控制和信息采集;设计了具有配方存储和审计追踪功能的触摸屏界面。经实际生产使用,该设备性能稳定,运行状况良好,具有较高性价比,市场前景广阔。     

基于反馈型自适应鲁棒控制的伺服泵直接驱动电液系统精确运动控制研究

由于传统泵控液压系统存在位置跟踪精度低、频率响应慢的缺点,给精确运动控制造成很多困难。对此,针对伺服电机泵直接驱动电液系统模型的非线性动力学特性和参数不确定性,采用反馈型自适应鲁棒控制（ARC）,实现伺服泵直接驱动电液系统的精确运动控制。建立伺服电机泵直接驱动电液系统的动力学模型,通过非线性泵流量映射重新建立泵的动力学模型。采用反馈型ARC方法进行控制器设计,合成泵的控制输入,使气缸执行器位置跟踪一个期望的轨迹,并对系统模型的位移斜坡响应和伺服泵功率进行实验仿真。结果表明：相比于PID控制,反馈型ARC控制下的位移跟踪误差大幅度降低,伺服泵的平均功率分别降低了55%、26%、63%,峰值功率也有所降低。采用反馈型ARC控制,能够实现有效的模型补偿,使得系统运行稳定,提高系统模型的跟踪性能和鲁棒控制性能。     

龙门式自动化焊接专机的柔性化设计

针对多种尺寸特种车辆底盘的焊点多、焊缝短以及焊接设备要具有对这些底盘焊接的通用性,设计一款具有柔性可调底盘的自动化焊接设备。该焊接设备由龙门架、翻转机构和焊接机械手三大部分组成;由PLC进行运动控制,由光电编码器进行位置检测;采用触屏式人机界面,可方便快捷地设置和修改工艺参数。实践证明:该焊接设备可较好地解决特种车辆底盘焊接焊点多、焊缝短、焊缝姿态多、底盘尺寸种类多的难题。     

大型液压成形装备快降运动曲线的平稳性设计与控制

大型液压成形装备活动横梁快降过程中存在较强的时变性和非线性特点，带来运行过程的冲击和振动问题，严重影响工艺成形质量。针对现有快降控制技术存在的问题，分析活动横梁快降时液压系统的动力学特点，提出基于五次曲线的快降运动规律设计方法。以平均速度最大与冲击最小为约束，采用NSGA-II算法求解最优运动曲线，开发了基于模糊PID的运动曲线跟踪控制策略。通过仿真和实验研究，验证了快降运动曲线设计与控制的有效性，结果表明：活动横梁运动过程中的冲击得到了有效缓解，降低幅度达21%。