利用有益非线性因素的主动式悬架系统饱和PD-SMC跟踪方法

针对具有输入饱和的主动式悬架系统,通过利用所构建的仿生参考模型的非线性刚度和阻尼,设计了一种新颖的饱和PD−滑模控制方法(饱和PD-SMC方法)。所设计的控制方法具有以下几个优点：具有PD控制方法的简单结构;具有SMC方法针对模型不确定性和外部干扰的强鲁棒性;不需要传统SMC方法所要求的精确系统参数;同时充分考虑输入饱和的影响。在所设计的控制方法中,PD部分用于保证主动式悬架系统的稳定,SMC部分用于提供强鲁棒性,并引入饱和函数防止控制输入超过约束范围。利用李雅普诺夫方法保证了相应的稳定性分析。从多个实验结果可以看出,与现有的控制方法相比,所设计的控制方法显著提高了暂态性能,并节省了30.65%的控制能量。     

基于激光传感器的机器人自适应多层多道焊接

针对机器人自动化焊接过程中工件的定位误差、加工误差和激光传感器的安装误差的问题，提出了一种基于线结构视觉激光传感器获取焊缝形状位置信息，并使机器人能够自动调整焊枪位置和姿态来修正误差，同时自适应不同角度焊缝的多层多道路径规划方法。首先进行手眼标定，采用pyqt5在windows系统环境下部署焊接机器人手眼标定软件，把焊道空间点信息从视觉坐标系转换为机器人基坐标系下。然后对工件进行扫描，通过预设定算法完成对实际坐标点的预处理计算，并自适应调节工具坐标系的位姿弥补偏差；最后根据处理得到的焊缝坡口的特征参数和焊接工艺要求，规划多层多道焊接的路径完成焊接。对中厚板碳钢单边V形坡口进行试验，结果表明,该方法具有良好的实用性。     

基于模糊控制的HVPE生长设备温度控制系统

氢化物气相外延（hydride vapor phase epitaxy,HVPE）工艺的关键是确保加热炉的温场恒定和高精度控制。由于HVPE生长设备温度控制过程涉及多个加热温区,以及温度测量元件和电阻加热炉温度传导引起的延迟,其温度控制存在超调过大、控制精度低和调节时间过长等问题。为实现HVPE生长设备反应室内温度的精准调控,将模糊逻辑应用到PID （proportion integration differentiation,比例积分微分）控制中,设计系统各温区的模糊自适应整定PID控制器。依据实际设备与相应技术要求,设计研发了一套基于PLC （programmable logic controller,可编程逻辑控制器）、温度控制电路以及模糊自适应整定PID控制的HVPE生长设备温度控制系统。Simulink仿真结果与实测结果表明,模糊自适应整定PID控制器可以应用于HVPE生长设备的温度控制系统,且控制效果较好。研究表明,所设计的温度控制算法与温度控制系统能够很好地满足GaN材料生长的工艺要求,具有一定的实用价值。     

筒子纱包装自动整列系统的设计与实现

目的 筒子纱的自动化包装是提高纺织自动化程度的重要手段,其中筒子纱的自动整列装袋是将筒子纱从离散到整包的关键,为了实现筒子纱的自动整列装袋,提出并设计一套筒子纱自动整列系统。方法 在控制方面,以西门子S7-1200系列PLC为控制核心,分析功能实现的顺序流程,采用TIA portal v14软件进行程序编写;在机械设计方面,根据工艺要求,设计一种带有吊臂的新型筒纱自动整列装置。结果 该系统能够在横、纵、竖等3个方向协同工作,并对筒子纱进行自动化整列,且具有一定的缓存功能。结论 该系统适用于大部分的筒纱自动包装生产线,可大幅提高筒子纱包装效率。     

可缓存筒子纱包装整列系统的设计与实现

根据全自动筒子纱编织袋包装生产线的生产工艺要求,设计了一种新型的筒子纱整列系统,实现了筒子纱的快速整列装袋功能。相较于传统的整列系统,添加了缓存功能,提高了筒子纱包装的效率。利用西门子的TIA Portal软件进行编程,使用顺序功能图对整列系统的控制程序进行分析与开发。设计出的新型整列系统可以满足整条生产线的效率要求,节省了成本,具有良好的应用前景。     

筒子纱包装自动撑口套袋系统的设计与实现

目的 为提高包装效率,根据纺织企业筒子纱编织袋包装工艺要求,设计并实现西门子PLC S7-1200作为控制器的筒子纱编织袋包装自动撑口套袋系统.方法 在系统的机械结构设计方面,设计撵袋吸运子系统和自动撑口套袋子系统,子系统由若干机械装置组成;在控制系统方面,对控制系统的硬件和软件进行设计,由可编程逻辑控制器PLC进行整体控制,通过驱动直流电机、气缸电磁阀及真空发生器等执行元件实现动作,并由西门子触摸屏进行组态,实现生产过程的监控和手自动模式切换.结果 样机稳定性测试,每组100次,进行10组,结果表明运行相对稳定,成功率达到了99.3％.结论 该系统整体运行稳定,包装效率较人工得到了较大提高.     

基于TRIZ的筒纱自动缝纫包装系统设计与实现

目的 为了实现筒子纱的自动化缝纫包装,文中基于发明问题解决理论(TRIZ)提出并设计一套筒子纱自动化缝纫包装系统。方法 在结构设计方面,运用TRIZ理论进行分析,找出多对技术矛盾,根据分割与切割、预先作用、反向等发明原理设计实现一种新的缝纫及其夹持机构,解决传统筒子纱编织袋包装系统存在的工业缝纫机头无法移动,以及编织袋自身和筒子纱作为物料较为柔软、容易形变的问题。结果 对样机封包的稳定性进行了测试,将样品分9组,每组进行80次封包试验,总计720次。由试验结果可知,系统运行稳定,总体成功率达到99.70%。结论 基于TRIZ的筒纱自动缝纫包装系统对不同硬度、质地、尺寸的编织袋有很好的适应性,具备良好的推广应用价值。     

基于局部模型网络的锂电池SOC估计方法

锂电池的荷电状态(SOC)是电池管理最重要的参数，准确的SOC估计对保证电池运作的安全性至关重要。传统基于数据驱动的SOC估计法，如神经网络，在可解释性、参数整定方面表现不足。本文提出一种基于局部模型网络和天牛须搜索优化组合的SOC估计法。首先，借助局部模型网络描述复杂非线性系统的能力和其作为灰箱模型的可解释性，将模型的工况空间分解为多个可以用简单模型表示的局部子区间，再用调度函数组合为最终的模型。其次，在网络的训练过程中，采用天牛须搜索优化算法确定分裂空间上的最佳分裂方位，很好的兼顾了模型辨识的精度和运算复杂度。最后，在锂电池动态特性数据集上与已有文献中的SOC估计法进行了对比试验，本文所提出的方法在简单工况的训练集上的RMSE误差小于0.4%,在复杂工况的测试集上的RMSE误差小于0.9%,在不同温度上的表现也相对平稳，总体展现出较高的辨识精度及泛化能力。这一特点在实测的数据集上也得到了进一步验证。     

基于激光视觉的机器人中厚板焊接规划北大核心

针对中厚板机器人自动焊接出现的易形变、定位误差大等问题,基于激光视觉的机器人中厚板焊接规划系统,提出了一种不同角度自适应的多层多道焊接规划方法。以PLC作为中继,在接收机器人位置信息等信号后,计算机获取激光传感器采集的点位信息,并按照预定算法进行系列规划处理,进而控制机器人完成空间位置及姿态调整,实现中厚板自动焊接。以中厚板单边V型坡口进行试验,结果表明该系统能够完成多角度焊缝的自适应焊接,且成型稳定,具有良好的应用前景。