工业自动化对象仿真在流程自动化控制系统中的应用

为确保控制系统运行状态的稳定性,以流程自动化控制系统为研究对象,研究工业自动化对象仿真在其中的应用.通过取Z变换处理,推导控制系统闭环传递函数与微分方程.分析仿真技术在泵阀与管路系统、液位容器以及控制器中的应用.选取某企业三号机组流程自动化控制系统作为仿真对象,基于scope模块记录的实验波形,验证工业自动化对象与自动...     

欠驱动三维桥式吊车系统自适应跟踪控制器设计

针对三维桥式吊车系统的欠驱动特性, 设计了一种目标轨迹自适应跟踪控制器. 相比其他常规的三维桥式吊车控制器, 它不需要对吊车模型进行任何近似解耦或线性化处理, 并且考虑了系统所受的摩擦力与空气阻力等干扰. 在负载质量和吊绳绳长等发生变化或存在不确定因素的情况下, 它依然能实现对台车的精确定位与负载摆动的有效抑制. 对于闭环系统的稳定性, 文中通过Lyapunov方法和芭芭拉定理对其进行了理论分析, 随后的实验结果也表明了这种自适应跟踪控制器良好的控制性能和对不确定性因素的适应性.     

一种球形机器人运动轨迹规划与控制

阐述一种非完整欠驱动系统的控制设计和运动规划策略 ,研制出一种全新的全方位行走机器人 ,由于其具有特殊的灵活性 ,可应用于各种不同的场合 .     

基于可拓控制的机器人路径规划方法研究

移动机器人路径规划是移动机器人路径导航中的一个重要课题.文章把可拓学物元理论成功应用到移动机器人路径规划中,设计了基于可拓控制的避障控制器,并给出了仿真结果.     

大型导弹起竖过程最优时间轨迹规划研究

关于导弹起竖优化控制问题,对导弹起竖过程的最优时间轨迹规划问题进行研究,提高导弹起竖过程的快速性和平稳性.由于多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击引起系统振动,提出采用分级规划的策略.在对每一级进行轨迹规划时,为保证起竖过程的平稳性,在综合考虑装备实际中的液压系统压力、流量及导弹横向过载约束的基础上,根据五次多项式和非对称组合正弦函数的两种最优时间轨迹规划方法,建立了相应的最优时间轨迹规划模型进行求解.对含二级液压缸的大型导弹起竖过程最优时间轨迹规划仿真算例验证了改进的分级规划策略和最优时间轨迹规划方法的有效性.     

在线考虑运动学限制的最小加速度的轨迹规划

提出了一种基于简化运动规划的机器人轨迹规划新方法,可用于多自由度的机器人操作臂系统。关键问题是找到最小加速度的轨迹规划,来优化操作臂的运动以减少抖动。此外,给出了轨迹规划的解存在的充分必要条件,并考虑了所有的关节位置、角速度、加速度、加加速度等运动学限制。而且这种方法能够在线应用,适合任意非零的关节初始状态和目标状态,以便使机器人能够在运动过程中进行实时路径修正。最后提出的方法应用于一个七自由度的仿人机器人手臂来验证方法的有效性。     

Self-collision Avoidance Trajectory Planning and Robust Control of a Dual-arm Space Robot

International Journal of Control, Automation and Systems - This paper addresses robust trajectory tracking for a dual-arm 6-DOF (degree of freedom) space robot with self-collision avoidance. A...     

流程工业自动化发展趋向与先进控制技术

提出了多变量约束控制的总体设计,对预测控制中的约束问题和多目标优化问题进行了深入研究,分析了组合线性规划的预测控制思想;对多变量系统中常见的病态系统处理方法进行了总结和分析,提出改进算法,基于组合线性规划的思想和病态处理方法,重点对多变量约束控制中的多变量约束预测控制器作了详细的研究。     

过程控制系统技术的战略转移和自动化体系架构的发展

本文就过程控制系统技术正在向分散智能控制的整体协调方向进行战略转移展开讨论,着重于以下问题:市场要求过程控制技术提供整体解决方案;协同过程自动化系统CPAS模型的架构;各种类型的自动化集成体系架构的异同比较;过程控制技术的战略转移目标趋于清晰和完善;在构建自动化集成体系架构时的系统升级方法;协同生产系统CPS的概念和发展。     

采掘机器人的规划级控制技术研究

本文以反铲作业为对象,研究了采掘机器人的任务规划、路径规划和轨迹规划.在自行设计研制的一台试验样机上实现了整个作业循环过程、预设路径和力监控挖掘过程的局部自主式规划级控制,并开发了一个三维动态仿真软件作为检验规划级控制理论的辅助手段.     

自动驾驶环境下交叉口车辆路径规划与最优控制模型

自动驾驶环境下的交叉口基于车车/车路之间的双向信息交互, 能保障自动驾驶车辆相互穿插与协作地通过交叉口, 而无需信号灯控制. 因此, 如何设计高效的面向自动驾驶车辆通行的交叉口管控模型, 已成为研究的热点. 已有研究在建模时, 均基于自动驾驶车辆在交叉口内部的行驶路径已知并作为模型输入, 且大多对交叉口内部的冲突点进行简化. 本文首先将交叉口空间离散化处理, 考虑车辆的实际尺寸并面向非常规交叉口, 使用椭圆曲线建立转弯车辆行驶路径的精确轨迹方程, 再通过外边界投影降维法建立轨迹方程和交叉口空间的映射关系. 建立了基于混合整数线性规划(Mixed integer linear programming, MILP)的自动驾驶交叉口管控模型, 以交叉口总延误最小为控制目标, 同时优化车辆在交叉口的最佳行驶路径和驶入时刻, 使用AMPL (A mathematical programming language)对模型进行编译并使用CPLEX求解器求解. 与经典感应控制和先到先服务模型进行对比, 结果表明, 本文所提出模型能对车辆进入交叉口的时刻和行驶路径进行双重优化, 显著降低自动驾驶车辆通过交叉口的车均延误, 提高交叉口空间的利用效率.     

基于飞剪实现轨迹规划的滴灌带打孔控制系统设计

本文以滴灌带生产线打孔单元为研究对象,阐述了基本工艺流程以及打孔工艺的控制难点。基于和利时MC运动控制器给出系统设计方案,对控制算法设计进行说明。控制系统采用优化的飞剪算法实现打孔轴运动轨迹的实时规划,达到自动纠偏的目的,保证系统稳定运行,避免频发的故障停机。经测试,该控制系统满足生产要求,运行稳定可靠,性能提升显著。     

自控系统在城市污水处理过程中的应用

文章介绍了某污水厂自控系统的功能,阐述了其系统网络结构特点-由计算机、PLC、现场在线仪表组成多级的、开放的、模块化的、实时多任务的、集散型的、可扩展的数椐采集和监控系统。该系统具有较好的实用性、较高的可靠性和可维护性。     

Trajectory Planning and Control for Airport Snow Sweeping by Autonomous Formations of Ploughs

This article presents a control approach that enables an autonomous operation of fleets of unmanned snow ploughs at large airports. The proposed method is suited for the special demands of tasks of the airport snow shovelling. The robots have to keep a compact formation of variable shapes during moving into the locations of their deployment and for the autonomous sweeping of runways surfaces. These tasks are solved in two independent modes of the airport snow shoveling. The moving and the sweeping modes provide a full-scale solution of the trajectory planning and coordination of vehicles applicable in the specific airport environment. Nevertheless, they are suited for any multi-robot application that requires complex manoeuvres of compact formations in dynamic environment. The approach encapsulates the dynamic trajectory planning and the control of the entire formation into one merged optimization process via a novel Model Predictive Control (MPC) based methodology. The obtained solution of the optimization includes a complete plan for the formation. It respects the overall structure of the workspace and actual control inputs for each vehicle to ensure collision avoidance and coordination of team members. The presented method enables to autonomously design arbitrary manoeuvres, like reverse driving or turning of compact formations of car-like robots, which frequently occur in the airport sweeping application. Examples of such scenarios verifying the performance of the approach are shown in simulations and hardware experiments in this article. Furthermore, the requirements that guarantee a convergence of the group to a desired state are formulated for the formation acting in the sweeping and moving modes.     

含理想控制策略和期望轨道的最优控制

研究合理想控制策略和期望轨道的二次型最优控制问题．通过把控制问题转化为估计问题,从信息融合估计的角度,使原问题转化为求控制量的“最优估计”问题．通过实际算例表明。该算法所得二次性能指标值优于现有算法．     

能耗约束优化工业机器人作业轨迹

工业机器人作业过程中普遍需要较高的能耗.基于量子行为和差分进化的改进蜻蜓算法,实现能耗约束下优化工业机器人避障作业轨迹.基于工业机器人五次B样条曲线矩阵式和动力学模型,构建能耗约束模型;进行仿真实验,利用改进蜻蜓算法求解能耗约束模型为适应度评价函数的工业机器人轨迹,对比改进蜻蜓算法与原始蜻蜓算法和基于指数函数步长的精英...     

多智能体系统输入约束下的一致性与轨迹规划研究

针对多智能体系统提出了一种分布式预测控制方法. 首先, 研究了有输入约束下的一致性问题. 其次, 对环境中有障碍物的多智能体轨迹规划进行了研究, 其中只有当障碍物进入智能体有限感知区域内时, 障碍物状态信息才能被获取. 基于预测控制方法, 设计了一种分布式控制算法来解决上面两个问题. 构造一个与每个智能体动力学相交互的代价函数, 设计相应最优控制问题, 从而实现优化控制算法. 智能体间交互信息是其邻居在上一时刻的最优控制状态. 系统稳定性可以通过构造代价函数中的一个终点状态控制器与最优控制问题中的一个终点状态区域来保证. 仿真研究表明所提方法的有效性.     

电力基建项目中电网自动化调控全过程模型

为了提高电力基建项目中电网自动化调控能力,提出基于有功无功协调调度的电力基建项目中电网自动化调控全过程控制模型,实现电力基建项目中电网自动化调控优化控制.仿真结果表明,采用该方法进行电力基建项目中电网自动化调控的稳定性较好,协同控制能力较强,提高了电网输出的均衡性和输出增益.     

"工业过程控制与自动化仪表"课程教学改革探讨

"工业过程控制与自动化仪表"是高等院校自动化类专业一门重要的专业课,其实践性、应用性非常强。传统的教学方法存在学生被动学习、学习积极性不高、教学效果差的弊端。为使学生既学到知识又掌握方法,从而形成独立设计控制系统能力,较好地达到教学目标,采用"任务驱动""软件仿真"教学方法为主,配合讲授法、讨论法、图标讲解法,使学生在问题情景中进行思索,尤其是虚拟仿真系统的应用,提高学生学习兴趣,让学生掌握独立设计控制系统的能力,达到解决实际问题的能力,培养学生实事求是的科学态度。