智能化工程机械及其关键技术研究

智能化工程机械和机群智能化施工是工程机械的未来发展方向,具有巨大的市场空间与广泛的行业需求。文章研究了智能化工程机械的发展现状及关键技术,包括自动化工程机械的定义与分类,工程机械控制器的发展现状及发展趋势,施工过程的机群智能化控制及基于分布式人工智能的机群施工过程的控制技术。     

基于变幅油缸油压的汽车起重机防倾翻检测方法

倾翻是汽车起重机最为严重的安全事故之一,为防止汽车起重机倾翻事故的发生,建立合理有效的防倾翻安全检测方法具有重要意义。针对传统力矩限制器未考虑随汽车起重机工作方位(转台回转角度)变化汽车起重机本身抗倾翻力矩能力不同的问题,通过力矩分析分别建立起变幅油缸最大允许油压Fmax与相应的起重臂长度L、变幅角度β、转台回转角度α的关系模型Fmax=fmax(α,β,L),并建立起汽车起重机最大允许吊重Gmax和L、β、α的关系模型Gmax=gmax(α,β,L);基于Fmax=fmax(α,β,L)和Gmax=gmax(α,β,L)两模型分别给出相应的防倾翻安全检测方法;针对起重机几种不同典型工况,以Gmax模型为例进行仿真分析,通过安装相应传感器并以所建防倾翻理论模型为基础构建防倾翻监控器,试验验证结果表明,最大允许吊重理论值与试验检测值基本一致,两者间决定系数R2=0.93。     

模块化群体机器人构型分析与自组装控制

源于社会性昆虫的自组织原理,自组装为群体机器人的协作提供了有效的行为模式。提出一种分布式自组装控制方法,并基于自主开发的新型自组装模块化机器人Sambot进行试验研究。采用构型连接状态表的方法对多个Sambot组成的集合体机器人的运动构型进行描述与分析,建立运动构型库。提出一种由种子机器人、对接机器人与连接机器人组成的分布式自组装系统,其中种子与连接机器人决定自组装规则,并控制构型增长;对接机器人没有任何目标构型与全局坐标信息,采用基于行为的控制器,实现与种子及连接机器人的的自主对接。用5个Sambot机器人成功演示了典型蛇型与4足构型的自组装试验,验证了控制算法的有效性。     

数控系统的直线和S形加减速离散算法

提出了一种新的直线和S形加减速控制算法,给出了直线和S形加减速的速度迭代公式。程序段长度不能满足理论上加减速计算的时间分割条件,即理论减速点和实际减速点不重合,这导致在减速阶段结束时需要低速运行一段时间。在插补开始时根据加速度重新计算速度,以保证该速度运行时能够保证插补路径的长度刚好是直线段的整数倍。以此速度重新计算加速度和加加速度,并将其用于加减速运动,可以避免处理"尾巴"。根据采样次数决定加减速,可以避免预测减速点。     

基于FPGA的可重构交流伺服系统硬件设计

通过对交流伺服系统硬件电路分析，提出了一种可重构的通用硬件系统结构，设计了基于DSP FPGA ASIPM的交流伺服驱动控制硬件平台，该系统配置相应的软件可以驱动异步电机、永磁同步伺服电机、无刷直流电机，通过对FPGA的不同配置还可以驱动直流电机和三相感应式高压步进电机。     

数控系统复合工序车削固定循环的译码分析

复合型车削固定循环参数较多,轨迹复杂,加之数控系统对实时性的要求,使得对该类循环的译码分析成为数控软件开发的难点之一。本文通过分析各种译码方式的优缺点,引入了一种通用的解决该类问题的译码方式———局部编译的解释方式,绘出了流程图,并以自主开发的数控系统作为载体,介绍了该种方式在工程应用中的具体实现,并最终给出了实验验证结果。     

一种基于Proxy的智能机器人协议转换模块设计

机器人中间件技术逐渐成为复杂机器人系统集成领域的热点彳4用LwRTC的代理方法,在分析了构建模块化智能机器人技术的基础上,实现了一种智能机器人协议转换模块．首先介绍了其总体设计需求与设计结构,之后从硬件系统设计、实时系统支持、CAN总线驱动设计、协议转换等方面详细阐述了协议转换模块的设计过程,最后指出了其Proxy的实现．     

嵌入式CPU软核综述

随着FPOA和SoPC（Systern on Progratomable Chip）技术的迅速发展，基于FPGA的嵌入式系统得到了广泛的研究和应用。该文针对目前比较有影响和特点的4款嵌入式CPU软核Nios／Nios2、MicroBlaze、Leon2／Leon3和OpenRISC1200进行了性能分析和对比，最后分析了各个CPU软核的特点。     

一种机器人嵌入式网络化控制系统体系结构的研究

针对机器人控制系统，探讨了基于串行总线的网络化控制系统的优缺点，提出了一种新的以ARM和FPGA为核心的机器人分布式多CAN总线控制系统体系结构．该体系结构有效地降低了网络化控制系统中对总线带宽的需求，可以实现对控制信息的分级处理和实时的伺服控制．还设计了基于FPGA的多CAN总线控制器，介绍了基于Linux的机器人控制软件体系结构的实现方法．最后，在模块化机器人中的应用表明该网络化控制系统体系结构是可行的．     

基于NAND Flash的PXA270 Eboot启动技术

Windows CE.net嵌入式操作系统可以使用多种方法实现固化存储启动。该文通过介绍一种基于NAND Flash的Eboot，在Intel公司的PXA270嵌入式处理器上实现了Windows CE.net的固化存储和启动，介绍了Windows CE.net 5.0以NAND Flash为固化存储设备的一类启动方法。该方法启动速度快、成本低，并具有一定的通用性。