基于数字孪生的力能控制式压力机虚拟调试

为降低调试周期和成本,提前预知系统级风险,基于数字孪生的虚实一致特性,提出了一种基于数字孪生的力能控制式压力机虚拟调试方法,设计了虚拟调试系统.根据力能控制式压力机的多系统协同调试任务,建立了其多物理领域统一模型,即机械、电气等的多领域数字孪生模型,并构建了虚拟控制系统,包括虚拟控制器和控制器-模型接口.通过应用于压力机虚拟调试的实例,展示了基于此数字孪生模型进行虚拟调试的有效性,构建的虚拟调试系统能够验证机械系统、电气系统和控制程序的设计,并确定和优化运行参数,有效避免了实机调试成本高、风险大、周期长等弊端.     

基于数字孪生技术的水资源管理系统设计

传统使用纸质文件与电子文档相结合的水资源管理方式越来越呈现出信息实时性低、管理难度大、查找不方便及协同性差等弊端。为了提高水资源管理效率和信息化水平，对数字孪生技术进行阐述，对数字孪生技术在水利方面的应用进行深入分析，设计水资源管理系统以期为水资源管理部门提供数据和技术支撑。     

基于数字孪生的三维校园车辆漫游系统

随着科技的发展与进步,数字孪生崭露头角.若具有足够强大的技术,数字孪生技术可以完美地复制现实世界.因此数字孪生当前最大的应用方向就是车辆的智能驾驶,即车辆漫游.在现实世界,昂贵的测试金额以及具有限制的实验场地让智能驾驶止步不前,而数字孪生的出现,提高了智能驾驶的开发能力.该文对车辆在虚拟校园的漫游为主要内容.首先利用C...     

数字孪生虚拟制衣平台的设计

本文针对传统制衣行业存在的服装设计流程复杂、打板制样步骤繁琐、生产线无法满足定制化生产需求等问题,提出基于数字孪生的虚拟制衣平台。该平台基于数字化虚拟仿真设计,使用量体数据完成定制化服装生产。参数化设计系统获取量体数据,结合款式面料和辅料系统,根据人体尺寸进行参数化制版,形成定制化智能样版;根据智能制版进行排料裁剪缝制等工序,能够实现大部分传统制衣流程,可有效降低服装行业的时间成本和经济成本,提高服装设计、打板、试产的效率。可实现从人体尺寸获取、在线下单,到服装尺寸优化、面料制版裁剪,最后到生产线缝制的全生命周期智能化,实现服装定制行业的智能制造。     

基于数字孪生的智能产线的设计与研究

为了展示智能生产线的工作和调试过程,解决高职教育或培训中存在的学时和教学设备的问题,使用NX MCD+TIA构建了智能生产线数字孪生虚拟仿真实训教学平台,该平台既可以进行软件在环虚拟仿真,也可以进行硬件在环虚实同步调试,实训平台的创建和推广将对培养大学生创新精神和工程实践能力起到重要作用。     

基于数字孪生技术的大型煤矿远程智能监控研究

为了保证大型煤矿开采工作的安全性与质量,利用数字孪生技术优化设计大型煤矿远程智能监控方法。利用数字孪生技术构建大型煤矿虚拟模型,在该模型下确定测点位置,远程采集大型煤矿实时运行数据。通过对数据特征的提取与匹配,从煤矿开挖设备和施工环境两个方面,监测大型煤矿运行状态。改装大型煤矿远程智能控制器,以运行状态的监测结果作为控制程序的启动条件,实现对大型煤矿的远程智能监控任务。通过与传统监控方法的对比得出结论:优化设计方法对煤矿开挖设备的监控性能明显升高,对环境中瓦斯浓度和温度的监测误差分别降低了0.34%和0.19℃,控制误差分别降低0.09%和0.145℃,同时监控范围扩大27.4%。     

基于数字孪生的炼化企业风险智能预警系统设计

常规的炼化企业风险智能预警系统易受取值范围的模糊不确定性影响，导致系统内部运行功能异常，因此设计基于数字孪生的炼化企业风险智能预警系统。系统测试结果表明，设计的炼化企业风险智能预警系统的性能良好，具有可靠性以及应用价值，能够为降低炼化企业运行风险奠定良好的基础。     

基于数字孪生和虚拟现实的数字教学工厂实现

本文提出一个虚拟现实系统,实现数字教学工厂,用于工厂工人技能培训.系统中包含了属于工业4.0全景的一些前沿技术,特别是虚拟现实技术和数字孪生技术.研究了数字孪生技术和虚拟现实技术的结合潜力,实现一个交互式和探索性的虚拟现实技术,其目的 是在工业4.0的背景下提高工人的能力和技能,利用数字孪生与实际工厂完全同步的能力.     

四旋翼飞行器的数字孪生系统设计

随着四旋翼飞行器在工程实践中的应用越发广泛,对其控制系统的精确性、快速性、适应性等要求也不断提高。近些年的研究热点--数字孪生,正是借助数据和模型模拟物理实体在现实环境中的行为,通过对物理对象的精准数字化,可用于提高物理实体或系统的运行效率。将数字孪生技术引入四旋翼飞行器的控制系统,建立四旋翼飞行器的数字孪生系统体系架构。详细阐述该体系架构搭建所涉及的相关技术：四旋翼飞行器的数字孪生建模;以传感器技术与无线通讯技术为载体的数据采集与传输;本地数据库配合Hadoop技术进行大数据存储、挖掘。对实际的四旋翼飞行器进行了模型仿真与实地测试,验证了所设计的数字孪生系统的有效性,达到了四旋翼飞行器的运行过程透明化和利用孪生数据优化飞行控制与机身状态的效果。     

基于数字孪生技术的三维智能化系统设计

为了提升三维智能化水平,设计基于数字孪生技术的三维智能化系统。通过现场层管理数字孪生体映射的物理实体与监测对象,为三维智能化系统提供需要的基础数据;感知层利用温度传感器与颜色传感器等,感知现场层管理的物理实体相关数据;数据存储层利用分布式文件与关系型数据库,存储感知的数据;功能层利用数据预处理模块缺失值处理存储的数据;层次化建模模块,依据缺失值处理后的数据,建立物理实体的几何模型与属性模型,融合几何模型与属性模型,得到孪生体模型;孪生体模型驱动单元,利用三维模型驱动方法,驱动孪生体模型,实现物理实体与孪生体的同步映射,得到孪生数据;仿真与预测模块依据孪生数据,可视化监测与分析物理实体的工作状态;通过应用层为用户实时呈现物理实体的动作仿真与实时监控结果。实验证明：该系统可有效感知物理实体的相关数据,建立孪生体模型;该系统可有效实现物理实体的可视化管理,提升三维智能化水平。     

基于动力学的张拉整体柔性臂数字孪生系统

连续型机器人因其具有柔顺大变形、灵巧运动等特点,已成为未来提升机器人安全性和交互性的发展趋势,而数字孪生是实现机器人-环境-人之间共融共存的重要技术保障.本文以张拉整体连续型柔性臂为研究对象,结合数字孪生和虚拟仿真等技术,让张拉整体柔性臂在虚拟空间和实际物理空间中得以深度融合.搭建数据通讯架构实现数据实时传输和驱动,以提升柔性臂与人的协同工作效率,并可在复杂的环境中通过碰撞检测反馈实现动态避障.进一步,开发了一款基于动力学的张拉整体柔性臂数字孪生系统,并通过虚实双向操控验证了所建系统的有效性,为机器人远程智能监测与控制提供了参考.     

基于数字孪生的变电设备运维系统及其构建

针对变电设备周期状态管控难、运检效率低等问题,基于数字孪生理论,构建基于真实变电设备运维的数字化模型及系统。首先,在信息层建立能反映变电设备换流变、调相机、GIS（Gas Insulated Substation）这3类设备真实状态的数字孪生体;其次,基于换流变、调相机、GIS历史大数据,通过数字孪生体的变电站设备进行统计分析,并根据采集的实时数据、运维数据来预测变电站设备下一时刻的状态,使变电设备实现实际变电站内物理层与信息层数据的融合;最后,以变电站设备运维为对象,采用信息物理融合系统进行运维数据的集成和同步,形成最终变电设备运维数字孪生框架系统。相关研究表明,运用数字孪生技术可以对变电设备运维系统运行效率的提升和对变电站整体智能化提供强有力的技术支撑。     

断路器柔性装配车间数字孪生系统设计

为优化断路器装配车间的产线结构和作业方法,结合数字孪生技术,提出一种基于多机器人运动控制的断路器柔性自动化车间装配方案。面向自动化装配单元,结合工业机器人的柔性装配工艺及方法,对实体装配车间进行全物理属性的数字化建模,同时建立多机器人的运动学控制模型,将机器人的三维运动模型应用于虚拟孪生场景。通过数据的交互传递,实现物理单元与虚拟单元的实时链接,将车间机器人的运动轨迹、装配状态、作业运送流程等数据信息进行实时显示,从而实现断路器柔性装配数字孪生系统的搭建与同步映射。实验结果证明,所提方案对实现断路器柔性装配有显著效果。     

基于RT—Linux的雕刻机数控系统开发

针对现有雕刻机的一些不足,提出了一种基于RT—Linux的雕刻机数控系统。介绍了RT—Linux系统的系统结构和工作原理,叙述了雕刻机控制系统软硬件结构,并且通过一个控制实例,阐述了基于RT-Linux雕刻机数控系统的设计方法。实践证明,基于RT—Linux的雕刻机数控系统满足实时性要求,模块化的软件设计有利于系统的扩展与维护。     

基于数字孪生机房的三维可视化监控系统的设计与实现

针对当前机房的监控管理方式单一、实时性差、透明度低等问题,构建了一种基于数字孪生机房的三维可视化监控系统。以数字孪生的五维模型为指导,构建机房虚拟场景,实现机房三维可视化。论文采用Three.js三维引擎搭建机房三维场景,使用JavaScript语言实现各模块间的功能交互,运用深度学习算法完成机房故障诊断的功能。实验证明:基于数字孪生的机房三维可视化监控系统可以实时监测系统状态,动态展示设备信息,提高了管理效率。     

基于虚拟仪器的数控机床设备状态远程监测系统

提出了将虚拟仪器技术和网络技术应用数控机床设备的远程监测、故障诊断系统中,介绍了系统的组成结构和功能,讨论了基于DataSoket技术的LabVIEW远程通信方法,并论述了数控机床设备的远程故障检测诊断技术及其实现方法.     

基于机器视觉辅助测量的精密电火花刻伤方法与系统

传统电火花刻伤机在工作时只对电机动作进行反馈,刀片损耗带来的误差通常靠人为增加进给量进行补偿,难以保证刻槽的形状与尺寸公差。为了更精确地获得刻伤过程中的刀片损耗量,提升闭环控制的电机精度,提出了一种基于机器视觉辅助测量刀片损耗的电火花刻伤方法,并依此设计了一套刻伤系统。实验中使用该系统计算出的刀片损耗量和实际测量值的误差在±5μm以内,同时得到的刻槽实际测量深度与系统计算的刻槽深度的误差在±10μm内。     

立体雕刻机数控系统的开发和研制

详细介绍了立体雕刻机数控系统的开发和研制。该系统在硬件上采用了PC总线工业工控机。在软件上采用了模块化结构化设计、中文图形、菜单操作、图形编程、模拟仿真和加工轨迹在线显示等先进技术。该系统在文字图案雕刻和模具制造等实际中应用,取得了很好的效果。可实现立体雕刻,具有很强的使用价值。     

基于数字孪生的三维电力管道系统

在电力行业,目前电厂对电力管道服役状态的监督管理仍然停留在由人工完成的“静态”阶段,存在掌控信息不全面和不及时的问题,无法满足安全生产的需要.传统的数字化软件操作繁琐、功能不足,且缺乏对管道运维信息的关注.针对以上问题,本文提出了数字孪生五维模型的三维电力管道系统设计.首先,采用草图造型和参数化方法进行管道系统的三维重建,快速实现虚拟实体的构建,直观展示系统的真实场景;然后,采用智能的管理技术,获取和维护管道的运行信息,评估与预测管道的安全状态,实现物理与虚拟信息的融合;最后,基于系统的应用框架进行系统设计,并实现了界面简洁和功能实用的系统原型.目前该系统已经在电厂试运行,初步结果显示该系统对电厂的运维和安全化管理起到了较好的效果.