基于台达PLC的自动分拣系统的设计与实现

本文介绍基于台达PLC平台的自动分拣系统的设计和实现。该系统是针对快递包裹分类而设计,具有实时、快速分类,监控、报警等功能。为实现该功能,提出了一种基于机器视觉、台达PLC控制技术、HMI人机界面的分类方法,利用工业总线技术构建网络控制系统,并与上层管理系统实现交互。该系统具有较强的灵活性,易于拓展,可满足快递包裹分拣生产线的需求。介绍了系统的总体网络拓扑结构,子系统各部分功能,硬件、软件的实现,对自动分拣系统设计具有较强的参考意义。     

深度图像的目标潜在区域提取算法

目标检测和识别算法通常使用复杂特征以多尺度滑动窗的方式进行分析,运算效率往往非常低。因此,目标性被引入进行目标潜在区域的快速预判断,减少复杂特征需要分析的窗数,从而达到加速算法效率的目的。针对逐步普及的Kinect深度像机,该文提出了一种基于深度图像的目标性分析算法,以提升深度图像的目标检测识别算法的效率。首先基于深度图像的法向量,提出能够有效描述深度图像边缘信息的特征,然后通过支撑向量机学习目标性的分类器,以得分的形式给出候选区域中存在目标的概率,最后基于人眼的视觉机理对不同尺度的目标进行加权。通过深度图公共数据库的实验对比,该算法给定1000个候选区域时达到94.1%的召回率,保证了准确率的同时大大减少了区域数量,能有效的提升目标检测识别算法的效率。      

基于边缘和空间-光谱模型的光源估计方法

为了克服基于空间-光谱模型的光源估计算法运行时间长和存储容量大的缺陷,提出了一种基于边缘和空间-光谱模型的光源估计方法。利用边缘滤波器寻找图像的边缘信息,然后对边缘像素进行膨胀操作,将膨胀后的边缘信息混入空间-光谱模型中,利用标准图像集对模型进行训练获取模型参数,最后对图像进行光源估计。实验结果表明,提出的算法能有效降低空间-光谱算法的运行时长和存储空间,提高光源估计准确率。     

基于机器视觉的高功率激光焊接过程飞溅监测方法与飞溅特征研究

飞溅是不锈钢高功率激光焊接中的严重缺陷之一,会导致焊缝尺寸不合格和焊板污染,影响构件服役性能。飞溅的快速、准确监测是保证焊接质量的基础。提出了一种基于机器视觉的飞溅监测方法。首先,建立了基于微距高速摄像机的高时空分辨率飞溅原位观测平台,观察了飞溅的产生和运动过程;然后,提出了基于多阈值分割-形状识别-图像融合的飞溅识别方法,获得了飞溅中心坐标、尺寸和速度特征;最后,研究了飞溅轨迹重构方法,获得了飞溅轨迹和数量特征,分析了飞溅的动态行为对焊缝质量的影响。结果表明,提出的飞溅监测方法可以准确获取飞溅特征,为高功率激光焊接状态监控和焊接质量评估提供了可靠的数据支撑。     

基于多尺度局部极值和边缘检测的目标性算法

目标性作为目标检测的预处理算法,用于高效提取少量可靠的目标潜在区域,可替代针对复杂特征的多尺度滑动窗的分析方式,达到提升目标检测效率的目的。该文提出了一种基于多尺度局部极值和边缘检测的目标性算法。首先,基于原始图像的多尺度梯度特征,在不同尺度下利用均值滤波得到梯度强度的局部极值,并在原始图像上还原出初始目标潜在区域;然后,通过提取图像的边缘特征,计算初始目标潜在区域的目标性得分值;最后,对得分值进行尺度加权,并结合非极大值剔除冗余区域,最终输出少量可靠的目标潜在区域。通过PASCAL VOC和ILSVRC2014数据库的实验对比,该算法给定1000个候选区时在PASCAL VOC和ILSVRC2014分别达到97%和98%以上的召回率,同时有效地提升了首框召回率。      

基于滑模磁链观测器的感应电机模型预测控制

感应电机模型预测控制通过系统状态预测的方法,利用设计好的目标函数直接控制磁链和转矩。该方案易于实现多变量控制和处理非线性约束,但因为预测过程需要使用电机的真实磁链,所以对磁链观测的精度有很高的要求,以滑模磁链观测器替代传统的电流模型和电压模型磁链观测器可大大提高该方案的控制性能。常规的滑模磁链观测器依据电流观测误差设计滑模控制函数,在实现对转子电阻变化的高鲁棒性的同时也引入了定子电阻变化的影响。文章中提出一种基于磁链观测误差的滑模控制函数设计方法,对滑模观测器的性能进行改进。因为磁链的真实值无法直接获取,磁链误差值以近似计算的方式得到。通过仿真和物理实验验证了该方案对电机参数变化的高鲁棒性。     

基于C8051F340的字符型人机界面时钟模块

本文详细地介绍了以C8051F340作为处理器的字符型人机界面时钟模块的设计与实现。首先,给出以PCF8563时钟芯片为核心的硬件电路设计;其次,详细叙述该时钟模块的底层驱动开发;最后,在应用层软件角度,对时钟模块的设计进行介绍。实践表明,基于本文设计的时钟模块能够很好的应用于字符型人机界面当中。     

PMSM无位置传感器矢量控制速度调节器参数选定

针对无位置传感器算法在速度估算时的滞后导致系统稳定裕度变小的问题,提出一种输入为实际转速、输出为估算转速的等效模型来替代估算模块用以构建等效估算速度闭环矢量控制系统。基于该等效系统求出速度调节器参数的稳定范围,合理选定可以使系统稳定运行的参数。采用一种基于永磁同步电机(PMSM)的扩展反电动势模型的全阶滑模观测器来估算电机的位置与速度信息,通过这种估算算法验证提出方法的可行性。仿真和物理实验结果验证了所提出的估算速度闭环等效方法的有效性。     

燃烧调整对炉内温度分布及NOx排放的影响

采用具有三维温度场可视化监控系统的300MW四角切圆燃煤锅炉,研究燃烧调整对炉内温度分布和NOx排放规律的影响。结果表明,总风量调整、总燃料量扰动、燃烧器摆角调整、层间燃料量调整、燃烧器不同组合以及单层燃烧器燃料调整直接影响炉内沿高度方向的温度场分布、NOx的排放量、飞灰含碳量和辐射能。NOx排放量与实时炉内温度分布密切相关,这与已逐渐成熟的NOx生成机理的研究结果一致。     

基于二型模糊集推理的优化航路规划方法

航路规划是带约束的多目标优化问题,常用的优化算法是通过加权系数法把多目标优化问题转化为单目标优化问题。该固定的加权系数无法适应战场环境的变化,且无法满足不同专家对优化目标的个人偏好。针对以上问题,提出基于二型模糊集推理的优化航路规划方法。建立航行器复杂约束层次表达模型,采用改进的Per-C方法,利用不同专家对优化目标的偏好信息以及航路约束值实现模糊推理,求取航路模糊代价。将模糊推理应用于A*搜索代价计算过程,最终实现优化的多目标航路规划方法。实验结果表明,该方法能够准确反映各专家对优化目标的偏好,具有较强的灵活性和通用性。