机械设计课程的优化教学

为了提高机械设计课程的教学质量，分别从几个方面对其进行优化教学，并取得良好的教学效果．     

多功能墙体探测仪的设计方法

针对墙体中水管、电线、金属物体的探测问题,设计了3种无源传感器,并设计了相关数据处理方法以确定被测物体的中心位置.利用PCB覆铜,制作了用于探测水管的电容极板以及用于探测电线的金属天线.建立了水管检测模型,得到输出信号随被测物体位置的变化规律.基于差分探头模型,提出了一种利用PCB线圈作为敏感单元的金属探测方法,通过数值计算,保证了差分线圈的平衡.最后,针对上述传感单元,设计了被测物体的中心检测算法.测试数据表明,各传感单元均具有较大的探测深度,中心检测误差均在合理范围之内.     

傅立叶红外光谱仪直线电机控制系统研究

提出了一种新型的用于便携式傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪动镜驱动的直线电机控制系统的实现方案.着重论述了该系统的机械结构,速度反馈单元,直线电机控制器的硬件和软件设计.直线电机机械部分采用磁悬浮设计,有效减小电机运动时的摩擦力,提高匀速直线运动的精度.速度反馈单元获取参考激光干涉信号的波长信息为电机匀速直线运动提供反馈.控制器硬件核心由DSP CPLD的电路结构组成,通过增量式PID控制算法对音圈直线电机进行实时控制,确保电机匀速直线运动.实验结果表明,该电机在运动速度为6.33 mm/s时,速度精度优于5%.根据有关文献提供的数据,该驱动结构完全满足傅立叶变换光谱学对数据采集精度的要求,而且该系统较之传统FTIR动镜系统具有体积小巧,重量轻,适合便携式设备应用等优点.     

网络化制造系统与关键技术

一、引言 　　随着信息技术和计算机网络技术的迅速发展,世界经济正经历着一场深刻的革命.这场革命极大地改变着世界经济面貌,塑造一种“新经济“,即“网络经济“.面对网络经济时代制造环境的变化,需要建立一种按市场需求驱动的、具有快速响应机制的网络化制造系统模式. 　　……     

约束不确定系统的误差有界无偏跟踪

为使精密制造设备中定位机构实现在容许的误差带内对时变轨迹的精准无偏跟踪,针对约束不确定系统提出一种基于鲁棒控制不变(RCI)集的误差有界且无偏模型预测控制(EOMPC)方法.首先,为了消除由扰动引起的稳态误差,构建包含可测输出、估计状态和估计扰动的增广系统作为EOMPC的预测模型以提高预测精度;其次,基于增广系统和轨迹模型,使用可以在有限步内终止的迭代方法求解RCI集,并将其作为最优控制问题(OCP)中的状态约束以实现误差有界的跟踪;然后,为保障OCP的实时性,给出一种可在线执行的数值优化方案;最后,在磁悬浮定位系统上验证了所提出方法的有效性.     

基于AutoGAD DXF文件的简易图形雕刻数控软件

一、引言 图形加工数控系统除了应用于火焰切割下料以外,也广泛应用在广告标牌、工艺品及建筑装饰等方面文字图形的雕刻.DXF文件是Autodesk公司为其AutoCAD与外部CAD/CAM系统接口所定义的一种图形交换格式文件.随着AutoCAD在业界的广泛使用,大多数的CAD/CAM系统都具备与AutoCAD接口的功能.DXF文件的文本格式易于阅读分析,图形数据按照一定的顺序存储,一直是广大CAD/CAM开发人员研究的对象.本文阐述了对AutoCAD图形、文字进行处理后,输出DXF文件数据用于数控系统的方法.     

改进的各向异性扩散方程的超声图像滤波方法

针对传统各项异性扩散模型容易产生板块分区,模糊图像细节等问题,提出一种改进的各项异性滤波算法。该方法引用双曲正切函数构造扩散模型的扩散系数,避免了传统各项异性扩散模型在均匀区域产生的板块分区问题;并通过使用衰减因子提高在非均匀区域的扩散敏感性,能够更好地保留图像的边缘细节信息;同时引入相对平滑增量,自适应监控图像的滤波程度,并自动终止迭代过程。仿真实验表明,提出的滤波方法能够有效滤除超声图像斑点噪声,并消除传统各项异性扩散模型产生的板块分区问题,提高了对图像细节信息的保留能力,并增强了与原图像的结构相似度,是一种有效的斑点噪声降噪方法。     

基于3D定位的光纤棒内部缺陷检测方法

为检测和定位光纤预制棒的内部缺陷并提高精度,提出一种光线追踪实现3D精确定位的线激光旋转扫描检测方法。利用光散射原理和暗场成像技术,成像设备采集光纤棒每个旋转角纵截面上缺陷的散射光;原始图像经过图像预处理和图像分割获取缺陷的二维信息;基于折射定律和光线追踪建立缺陷的精确定位模型,消除光纤棒表面折射带来的成像位置偏差;最后经过坐标转换、三维建模和三维连通域提取实现缺陷在光纤棒内部的3D定位。实验结果表明:120 W像素的工业相机在旋转角步长为0.9°的条件下,对大尺寸的光纤棒内部缺陷检测轴向定位精度为0.28 mm,径向定位精度为1.05 mm,可实现准确、自动化地检测和定位光纤棒的内部缺陷,为光纤棒的质检和指导光纤拉丝提供重要依据。     

基于模糊控制的快速自动安平激光扫平仪

研制了一套全新的自动安平机构,以解决传统激光扫平仪无法同时兼顾安平精度、范围和速度的问题。首先,改进了传统自动安平仪器中的倾角传感器,设计了一种带有补偿环节的电子水泡以满足仪器的精度要求;其次,基于PID控制方法设计了用于实现仪器自动安平的闭环控制系统,同时引入模糊控制思想,使其达到了仪器自动安平的速度要求;最后,优化了仪器机械结构,有效增大了仪器的安平范围。实验测试结果表明,该扫平仪在-10°～+10°的安平精度达到10″,且自动安平时间小于10s。传统的激光扫平仪相比,设计的安平仪具有安平精度高、扫描范围大和安平速度快等特点。