小型生化分析仪自动进样系统设计

 针对全自动生化分析系统高精度、小型化需求,设计了一种新型的小型生化分析仪自动进样系统.采用小型直线步进电机,实现样品的自动提取.根据仪器的性能需求,给出进样系统的结构.通过对试验数据的分析得出系统的误差补偿曲线和校正方法.最后的试验结果表明,系统实现了预期的性能指标,可以满足实用化的需求.     

RBF网络在编码器误差补偿中的应用

利用径向基函数(RBF)网络进行光电编码器误差补偿,具有非线性处理特性好、逼近精度高等特点.针对RBF网络在工程应用中的特点,文中首先介绍了RBF修正模型与编码器检测转台的结合应用 ,在进行编码器误差检测的同时即可完成仿真分析;再进一步根据算法在数字信号处理器(DSP)中的应用,介绍了算法的优化方法.实际工作表明:将建模与检测相结合,效果直观,方法灵活;优化后的补偿算法在满足运算时间的基础上并未对补偿精度带来明显影响,可将系统精度提高1～3倍.     

牙科X射线机自动检测系统的研究

为了提高检测效率、减小误差,在总结了牙科X射线机质量控制标准的基础上,设计并实现了包含管电压、曝光时间、空气比释动能、空气比释动能率、辐射输出的质、辐射输出的重复性、空间分辨力、低分辨力、低对分辨力等八个检测项目的自动检测系统.系统提供多种输入和输出方式,并通过MATLAB软件编程实现.将自动检测结果与标称值和人工检测结果对比,结果表明,自动检测系统的准确度和效率可以满足使用需求.     

电流变夹层板控制系统的传感器优化布置

为了解决ER夹层板系统的模态控制的实用性问题,研究了悬臂板模态坐标估计和传感器定位问题。按照变刚度模态控制算法的要求,给出了离散坐标下模态坐标估计的方法;根据连续结构的振型分析,分析传感器定位计算,建立了数学优化模型;按照模态动能法初步筛选后,枚举得到传感器优化布置方案,并且从估计精度和控制效果两个角度进行了布置方案的算例验证。结果表明,优化的传感器布置能在较少的数目下,模态坐标估计满足模态控制算法的输入需求。     

x-y平面 3D 打印的交叉耦合矢量控制研究

目的研究3D打印机下x-y平台的双轴矢量控制精度。方法介绍永磁电机的数学模型,同时对系统的轮廓误差进行描述,对变增益交叉耦合矢量控制算法进行分析。在Matlab/Simulink软件中对两轴变增益交叉耦合矢量控制进行仿真并分析。结果变增益交叉耦合矢量控制算法能将轮廓误差控制在0.01 mm之内。结论通过变增益交叉耦合算法,提高了系统的鲁棒性,并且减小了系统的轮廓误差。     

切线法数控成形非球面机床的定位误差补偿研究

针对自主研发的切线法数控成形非球面机床，提出一种基于改进型PID控制算法结合开发型UMAC软件定位误差补偿方法，给出了具体实现步骤。通过建立改进型PID控制模型和开发型UMAC误差修正表对切线法数控成形非球面机床进行定位误差补偿，实际应用和实验验证表明，该方法可以有效地解决数控机床的定位误差问题。     

机床误差检测系统的动态不确定度研究

介绍了测量不确定度的定义及内容,借助于灰色系统理论的特点,着重探讨了检测系统的动态不确定度的计算步骤和方法.结合自主研发的数控机床热误差实时补偿检测系统,对车削加工中心热误差进行了测试,通过获得的测试数据来进行动态不确定度分析和研究,最终得出了检测系统的动态不确定度表达式,并与其静态不确定度进行了比较.分析了产生误差原因,通过残差修正进一步提高了动态不确定度的精度.为科学地评价检测系统、提高检测系统的有效性提供了依据.     

基于多目标优化PID的纸浆浓度控制系统

目的 针对纸浆浓度PID控制系统在时滞性、稳定性、耦合性方面的不足,提出一种基于多目标优化的纸浆浓度PID控制方法.方法 对纸浆生产工艺进行分析,结合纸浆浓度PID控制系统,设定多属性的决策变量,建立对应的目标函数和约束条件;从质量、产量、成本、环境等4个方面对纸浆浓度PID控制过程进行多目标优化,构建基于多目标优化的纸浆浓度PID控制模型;采用改进量子粒子群算法对多目标优化模型进行求解,获得Pareto最优纸浆浓度控制方案;将建模方法、优化算法、优选方法进行耦合,从而形成"建模-求解-优选"全过程的纸浆浓度控制方法.结果 通过对纸浆浓度控制优化前后的决策变量进行比较分析可知,多目标优化PID控制方法在评价指标方面满足了质优、高产、低耗的多目标优化的可控性要求;相较于传统PID控制方法,IPSO-PID控制方法的响应速度更快,具有更好的鲁棒性;在PID参数优化方面,文中的优化模型整定控制参数在0.05 s内达到稳态阶段,稳态误差更低,具有更好的稳定性.结论 在保证系统鲁棒性的同时,基于多目标优化算法的纸浆浓度PID控制系统可实现对纸浆浓度的精确性和稳定性控制,更好地满足实际工业生产的要求,确保纸张质量的品质.     

基于改进NSGA-Ⅱ的无纺布制袋机纠偏系统预测控制

目的解决无纺布制袋机在制袋过程中出现的带材跑偏问题,实现四路带材的纠偏控制,减少废品率,以提高控制精度和生产效率。方法针对某厂无纺布制袋机运行的特点,采用一种基于改进NSGA-Ⅱ的预测控制算法,用于该机器的纠偏控制。由于系统为非线性,采用支持向量机SVM模型作为被控对象来预测模型。同时,针对模型非线性及基本遗传算法收敛速度慢、精度低等缺点,利用一种改进的NSGA-Ⅱ算法,作为预测控制的滚动优化策略。最后将设计的预测控制器应用于实际系统中。结果该控制算法能满足系统实时稳定运行的要求,制袋机在快速运行时,纠偏误差基本控制在±0.3 mm以内,废品率由原来的0.80%降为0.40%。结论基于改进NSGA-Ⅱ的无纺布制袋机纠偏预测控制系统具有纠偏误差小、废品率低、可靠性强等特点,提高了生产效率。     

Study and verification of an online secondary path identification algorithm for adaptive filtering based control of structural vibration

针对基于自适应滤波的振动控制算法的误差通道辨识问题,提出一种在实施该控制算法中进行误差通道模型实时在线辨识的方法.其基本思想是在振动主动控制器输出端引入一个白噪声信号,采用有限脉冲响应滤波器作为误差通道模型进行实时在线辨识,利用性能判别器实时控制辨识环节的停止与否,同时振动主动控制采用滤波-X算法.给出了具有在线辨识功能的控制器结构与算法过程,并结合实验模型结构和测控平台进行了实验分析与验证.基于MATLAB进行相关算法仿真,分析引入白噪声信号对辨识模型误差的影响,提出了一种辨识模型误差判定准则,并分析对振动控制系统性能的影响;基于实验平台进行了压电机敏柔性结构振动主动控制的验证.实验结果表明,控制通道模型实时在线辨识策略是成功的,由此验证了所设计的控制器及其控制算法的可行性和有效性.     

高精度小型酶联免疫分析仪微量进样系统设计

为提高酶联免疫分析仪微量进样的可靠性与精度,自主研发了一种小型微量自动进样系统。采用丝杆与进样器活塞杆错位平行分布的方式,设计了精巧的进样机构,实现移液和取、退吸头的功能;利用STM32核心控制器,实现了单轴的S型加减速控制以及多轴协调、多线程运动控制;利用分段的方法对加减速曲线进行分析与优化,实现系统最小进样量为1 μL,以0.05 μL的进样分辨率步进;通过试验校验了进样臂的位置精度与进样精度,采用最小二乘线性拟合方法对系统进样误差进行补偿校正。研究结果表明：优化后的S型加减速算法改善了步进电机的运动特性,有效避免了失步与过冲现象,使进样机构具有较高的位置精度;误差补偿后的微量进样系统拥有更高的进样精度与稳定性,在检定进样量为10,50,100 μL时的进样精度分别由±7.2%,±5.3%,±3.2%提高到±1.8%,±1.28%,±1.15%,满足仪器小型化、高精度的设计要求,具有良好的实际应用与推广价值。     

基于模糊神经网络的液体灌装自校正控制系统

目的为提高微量液体灌装精度,以补灌工序为研究对象,设计一种自校正控制系统。方法介绍灌装机的基本结构、工艺流程以及自动补灌基本原理。基于模糊RBF神经网络设计一种二次补灌控制器,阐述神经网络结构和学习算法。基于PLC和ARM搭建相应控制系统,其中PLC为主控制器负责传感器信号检测以及各工序执行,ARM为从控制器负责二次补灌控制,最后进行试验研究。结果对比结果表明,在自校正补灌的条件下,灌装精度得到明显提高,误差占比可控制在1%以下。结论所述控制系统可最大程度地减小生产过程误差,满足灌装工艺要求。     

基于遗传算法的包装机械臂位置精度控制方法

目的为提高包装机械臂运行精度,解决视觉伺服控制系统中手眼标定问题,基于遗传算法设计一种机械臂运动学参数标定方法。方法在明确手眼视觉坐标的基础上,给出不同坐标系之间的变换关系。通过对比机械臂末端执行器理论位置和实际位置,确定其运动学参数标定误差模型。基于遗传算法基本原理,搭建了相关适应度函数,根据计算所得误差补偿量更新末端执行器位姿。最后,对机械臂运动控制系统进行联合调试以及实验分析。结果实际位置和理论位置之间偏差绝对值的平均值大约为0.8 mm,偏差最大值只有1.2 mm,精度比较高。结论所述手眼标定方法可以显著提高机械臂运动精度,可满足相关包装行业要求。     

复杂水质环境下基于PSO-ELM的BOD快速检测

针对检测生化需氧量(BOD)的传统五日培养法(BOD5)操作复杂、时效性差的不足,以及水质中复杂环境因素干扰检测过程等问题,提出了基于微生物膜法的快速检测系统,进而以粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)算法来实现BOD检测.检测系统以溶解氧传感器和微生物膜反应器为核心,能够在35 min内完成检测,其中微生物...     

基于视觉的某炮弹药筒退弹槽槽底宽度精确测量研究

目的某炮弹药筒退弹槽底宽检测速度和精度要求比较高,传统的手工测量适应不了自动化生产的需要。方法用DH-SV1410型CCD摄像机及可调LED光源构建图像采集系统,并在VS2010平台上用C#语言编写一套基于机器视觉的测量系统。采用亚像素边缘轮廓提取方法精确定位退弹槽的边缘轮廓,并设计一个针对退弹槽底宽检测算法。结果通过对一个零件相同部位进行重复对比实验和多个零件测量对比试验表明,该系统在微米级上有误差,但最大误差最大不超过2μm。结论该系统的检测精度能够达到10μm,完全能满足某炮弹药筒在线测量的速度和精度要求,且测量结果不受主观因素的影响。     

A novel algorithm for pose estimation based on generalized orthogonal iteration with uncertainty-weighted measuring error of feature points

In this paper, we investigate the effect of anisotropic and correlated non-identical distributions of feature points’ gray level on pose estimation in stereo vision system. The generalized orthogonal iteration (GOI) algorithm for pose estimation with uncertainty-weighted measuring error of feature target is proposed. In this method, the inverse covariance matrix is applied to describe the uncertainty of feature points, and weighted contribution of uncertainty to the error objective function is analysed. By transforming the uncertainty into the covariance-weighted data space, a novel objective function based on spatial collinear error is constructed. The orthogonal iterative algorithm is extended to stereo vision system for pose estimation and the GOI algorithm is deduced, by which the optimized solution to a novel objective function is given. Finally, simulation and actual experimental results show high accuracy and strong robustness of the proposed approach, and should therefore, have potential for a variety of engineering applications.     

基于机器视觉的航空铆钉尺寸检测技术

航空铆钉的尺寸偏差会增加航空事故发生的可能性。为了实现航空铆钉尺寸检测的高精度与智能化,提出一种基于机器视觉的航空铆钉尺寸检测方法。通过边缘检测算法对铆钉进行自动识别与检测,可减少航空铆钉尺寸的误差。基于航空铆钉产品规范,分析得出各项尺寸参数要求与事件流程,使用OpenCV作为开发平台,采用阈值分割算法与分水岭算法进行图像分割;同时,通过平滑处理、形态学、轮廓提取算法完成图像处理。实测结果表明,在±0.005mm精度下,铆钉尺寸检测结果与实际值的吻合度达到90%以上。     

基于机器视觉的药品包装生产线自动检测系统

目的提高包装药品效率,保证包装过程的正确率和安全性。方法在充分研究药品包装生产线现状的基础上,将机器视觉应用于药品包装生产线药品的自动检测,采用基于最大熵阈值,设计一种图像分割方法;同时采用自适应高斯引导图像滤波算法,设计一种图像去噪算法。结果通过实验验证,该系统可以实现药品包装生产线的自动检测,并能自动剔除不合格药品,保证生产安全。结论研究的药品包装生产线自动检测系统具有自动化程度高、效率高的优点,具有广阔的市场应用前景。     

基于滑模控制的多电机速度同步偏差耦合控制

目的解决传统机械连接方式多电机同步控制存在的机械结构磨损大、控制精度不高等问题。方法基于偏差耦合控制系统结构,与快速非奇异终端滑模控制相结合,提出一种多同步电机速度同步控制策略。结果该算法能够针对电机在不同转速和扰动负载下作出快速响应,减少了扰动对系统的影响,进一步提高了多电机运行时的同步精度。结论该控制算法具有较好的控制性能,能够满足实际生产的需要。