面成型3D打印工艺中投影图像畸变校正技术

针对面成型工艺中视图发生器在投影时存在图像畸变的问题,提出一种畸变校正方案,通过图像处理获得投影平面像素点的实际坐标,将模型二维轮廓与像素实际坐标求交,并根据交点信息生成预畸变掩膜图像。同时在加工范围内分区域对不同位置的像素采用线性插值和双线性插值算法,对光辐照度进行均匀化处理。试验结果表明:采用本方案均匀化处理后的辐照度值,极差不超过0.4 mW/cm²,加工零件误差约为0.05 mm,能够有效控制畸变造成的影响,提高面成型工艺加工精度。     

云—雾—边缘协同的数字孪生制造系统仿真过程动态扰动响应方法

鉴于现有仿真技术对制造过程动态响应能力不足,数字孪生技术为仿真系统对制造过程的动态映射提供了解决方案,但仍存在设备运行过程中动态扰动识别困难且扰动识别模型的训练过程受制于计算和数据资源,导致耗时较长,以及用于识别动态扰动和构建约束条件的数据为离线或半离线状态,不能满足实时响应要求的问题。针对以上问题,提出一种基于云—雾—边缘协同的数字孪生制造仿真过程动态扰动响应方法。在云端使用公共数据集训练普适化模型并使用边缘端数据训练个性化模型来提升扰动识别精度,雾端通过部署云端训练的个性化模型保证扰动识别速度,同时将识别的扰动更新到数字孪生仿真模型中。边缘端负责采集实时信号并上传至雾端。经实验验证,扰动约束更新机制能够准确更新扰动,从而对运行过程中的扰动做出快速响应。     

停车设备型材组合机床控制系统的设计与实现

为提高停车设备型材加工效率及加工精度,针对停车设备型材组合机床设计中钻削、铣削和等离子切割的要求,开发了一套基于EtherMAC实时工业以太网总线平台的21轴组合机床控制系统。文章分析了控制系统硬件和软件需求,并阐述了系统方案的构建及功能实现过程。实际应用中,可加工型材最大长度达7.5m,钻削、铣削、等离子切割可同时进行,效率明显提高,实现了预期加工要求,为停车设备型材的自动加工提供了一个新的可行的方案。     

基于自适应扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机超低速控制

在使用低精度编码器的条件下,为获得永磁同步电机良好超低速控制性能,提出了一种适用于宽转速、高噪声环境下,获得伺服驱动系统瞬时转速、角位移和等效负载转矩的在线估计方法。通过构建基于扩展卡尔曼滤波器的最优状态估计器,在线辨识系统转动惯量及迭代更新估计器系数矩阵,实现了准确、实时和稳定的状态估计。仿真和试验结果表明,该算法可获得良好的低速控制性能,并对环境噪声和系统建模误差具有良好的鲁棒性。     

基于LabVIEW的AMT数据采集系统设计与研究

为了满足技术人员对车辆自动变速系统的数据采集及分析的要求,设计了基于虚拟仪器平台LabVIEW的电控机械式自动变速器(automatic manual transmission, AMT)数据采集系统。阐述了AMT数据采集系统的基本原理,构建了系统的基本架构,继而从硬件平台的搭建以及上位机程序的编写这两个方面分别对系统进行了分析与研究,着重分析了利用LabVIEW实现的数据采集功能。实验表明,采用LabVIEW构建的AMT数据采集系统实现了AMT系统数据的采集、显示与存储的功能。同时使上位机界面更加直观且易于操作,便于工程技术人员及时地了解车辆运行的实时动态。     

基于实时以太网的开放式运动控制系统

为满足开放式数控系统的发展要求,开发了一种基于实时以太网Ethernet for Manufacture Automation Control (EtherMAC)开放式运动控制系统。EtherMAC主节点基于标准工业计算机,无需专用网卡和硬实时操作系统,从节点基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)硬件逻辑,不依赖专用芯片,从而在硬件结构上保证了系统的开放性。EtherMAC通过选取网络中第一个从节点管理网络的通讯周期和分布时钟,并利用以太网的巨大带宽将IPC强大运算能力和底层FPGA的硬实时特性高效地结合在一起,使系统主节点在软实时的操作系统支持下即可获得严格实时的通讯周期控制。实验结果表明,EtherMAC可以在Windows CE系统上获得小于1 ms的通讯周期,并且其同步精度可以保证在100 ns范围内,满足多轴运动控制系统的实时同步需求。     

运动控制高速实时串行总线研究

现场总线技术引入数控系统成为PC与数字伺服驱动与IO设备数据交换的接口。提出一种运动控制高速实时串行现场总线RTSB。给出了总线型广播方式的拓扑结构,提出了RTSB的工业控制应用的参考模型,给出了RTSB的报文结构及通讯机制,提出了RTSB的主控卡设计原理、用户层接口及RTSB基于Windows平台的驱动程序结构。RTSB实现了由非实时操作系统实现硬实时功能,为实现控制系统的高速、高精度性能奠定了基础。     

一种高速可配置实时总线的开发及其应用

摘要：为满足工业生产中对现场总线柔性可重构以及高速实时传输要求,讨论了一种可在线配置高速实时总线的设计与实现.本研究通过对SPI协议的改进,使其适应进行长距离传输的全双工通信,以保证传输速度和实时要求.通过现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)技术的应用和报文结构的特殊设计,实现了总线数据报文长度的在线柔性配置和从模块的智能扩展.文中给出的工程应用实例证明了此方法的可行性.     

基于工件特征的曲面生成优化方法

曲面生成是实现工业逆向三维重建测量的主要途径,为了提高整体工件的曲面重建精度,将工件特征区分为平缓和尖锐特征,根据不同特征类型的特点设计了一种曲面生成优化算法.采用主成分分析方法求解点云的法向量和曲面变分,提出一种广度优先搜索算法来调整点云的法向量方向;根据曲面变分区分出尖锐特征和平缓特征,采用贪婪投影三角形算法对尖锐特征进行重建,采用泊松算法对平缓特征进行重建;将尖锐特征和平缓特征合并得到最终的曲面模型.实验表明,所提算法的精度高于贪婪投影三角形算法和泊松算法.