面向低压电器的CPN协同装配任务建模与优化

针对低压电器自动化装配中所存在的资源无序竞争及交互不平衡问题,提出一种基于着色Petri网(CPN)的协同装配方法;利用人工势场(APF)算法来实现机器人的协同交互控制;并提出了一种基于目标函数梯度的自适应量子遗传算法(AQGA),对装配时间、装配机器人数等关键参数进行平衡优化;构建了一个面向断路控制器的协同装配实例,对所提方法的有效性进行了验证。结果表明,协同装配控制方法能够提高低压电器装配的柔性化程度,确保装配单元间的协同交互,实现低压电器的快速有序装配,提高了装配工作效率。     

基于多自由度气动机械手位置伺服系统稳定性控制研究

基于传统易碎薄板机械手位置伺服控制系统稳定性低、自动化分拣效率低等不足,设计了一种基于笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统。首先,设计并介绍笛卡尔坐标式码垛机械手的基本组成结构,对机械手末端吸盘气动回路控制系统进行设计和分析;然后分别对机械手X、Y、Z三个方向的伺服电机控制原理进行分析并设计了一种位置伺服系统的前馈自适应控制算法;最后,将传统位置闭环PID算法和前馈自适应控制算法进行位置跟踪稳定性对比试验。实验结果表明该笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统设计合理,满足实际生产要求。     

基于龙格-库塔法自适应PID控制的太阳双轴跟踪系统

论述太阳光源双轴跟踪系统的工作原理,针对其控制系统中存在的时间滞后问题提出基于龙格-库塔法的自适应PID控制。并以基于直流电机的方位角传动机构为基础,建立方位角传动机构的数学模型,在MATLAB中进行仿真。仿真结果表明,基于龙格-库塔法的自适应PID控制系统响应速度快、稳定性高,具有较强的鲁棒性,能有效解决方位角传动系统中的时间滞后问题。     

基于关键路径延时检测的自适应电压缩减技术

为了减小传统的最差情况设计方法引入的电压裕量,提出了一种变化可知的自适应电压缩减(AVS)技术,通过调整电源电压来降低电路功耗.自适应电压缩减技术基于检测关键路径的延时变化,基于此设计了一款预错误原位延时检测电路,可以检测关键路径延时并输出预错误信号,进而控制单元可根据反馈回的预错误信号的个数调整系统电压.本芯片采用SMIC180 nm工艺设计验证,仿真分析表明,采用自适应电压缩减技术后,4个目标验证电路分别节省功耗12.4％,11.3％,10.4％和11.6％.     

SiC单晶片切割力建模与自适应控制

Si C单晶因优良的物理和机械性能而大量用于大功率器件和IC行业。但由于材料的高硬度和高脆性,使其加工过程变得很困难。为此,分析了Si C单晶片切割过程,建立切割过程模型,通过F检验法进行系统阶次辨识,采用遗忘因子递推最小二乘算法在线估计模型参数,建立进给量与切割力的差分方程,设计基于最小方差自校正的切割力控制器,并进行实验验证。结果表明:控制器能够很好的跟踪不同信号,具有良好的鲁棒性,提高了Si C单晶片的加工效率和表面质量。     

基于自适应LS-SVM的柴油机废气再循环冷却控制系统设计

针对当前柴油机废气再循环冷却控制系统受到时滞问题影响,导致系统开度走势与设定走势不一致、废气再循环效果差的问题,提出基于自适应LS-SVM的柴油机废气再循环冷却控制系统;以AT89C51单片机40针作为电控单元核心部件,利用位置传感器向系统发送负载信号,利用温度传感器来传输信号并反馈至D/A转换器;在D/A转换器中,反馈信号以串行或并行方式进入寄存器,并在转换后输出电流电压,控制系统阀门在排气再循环时的开启;伺服泵采用冷却系统,为系统提供液压动力源;利用自适应LS-SVM原理计算柴油机废气再循环冷却控制目标边界值,在最小二乘支持向量机基础上,利用求解线性方程组进行优化,消除了控制误差;根据控制差的大小,调整控制系统的输出值;由试验结果可知,该系统开度走势与设定开度走势一致,且与设定开度误差为1开度,说明使用该系统具有良好稳态特性,有效克服了系统中时滞问题,废气再循环效果较好。     

综采工作面自动巡检机器人系统设计

为解决综采工作面巡视作业空间狭小、设备间配合动作复杂、作业环境恶劣导致的人工巡检困难,巡检人员安全无法保障的问题,设计了一种占用空间小,适应三大设备相互动作,可以实现自动化巡检,集视频监控、数据融合、数据上传、温度异常报警等功能为一体的综采工作面巡检机器人系统。自动巡检机器人系统包括自动巡检系统、机器人本体、电气控制系统、通信网络系统和集控室集控系统。其自动巡检系统采用吊缆机构与悬轨支撑机构相结合的方式实现了综采工作面液压支架拉架动作后机器人巡检路径轨道的自适应;机器人本体上装载的可见光相机和红外热成像仪采集的工作面作业数据可通过通信网络系统实现与控制主机间的双向信息交互,采集的作业数据通过集控室集控系统实现可见光和红外数据的实时融合,为进一步通过智能分析算法实现更高级识别奠定基础;集控室系统可以对采集数据进行可视化处理,对巡检机器人工作状态进行实时智能控制,并在综采设备工作异常时报警。自动巡检机器人在中煤张家口煤矿机械有限责任公司综采工作面实验室进行了试验性研究,研究结果表明:在综采工作面的狭小设备空间中,液压支架经常性会进行拉架操作,现有的固定轨道的巡检机器人无法进行巡检,自适应轨道系统可以吸收拉架产生的设备位置变化,保证巡检轨道的畅通,实现了巡检机器人的无障碍通过;机器人本体采用高精度可见光传感器和热成像传感器,可以获取高精度的可视化图像信息,相较于现有人工目测或手持仪表测量,数据真实可靠,并可实时反馈现场环境状况。集控室系统可视化处理后的数据能直观反映出设备运作时的工作状况,提高了巡检人员对工作设备操控的准确度,其报警功能可以在工作异常时及时告知巡检人员作业异常原因及异常区域,提高巡检作业的安全可靠性。此综采工作面自动巡检机器人站地空间小,可代替人工实现对综采工作面的巡检作业,巡检作业安全可靠。