开放式数控系统网络接口技术研究

数控系统网络接口技术是实现数控机床实时信息采集的基础,是确保数控系统开放式、网络化及智能化的关键技术.通过对数控系统传统信息采集接口和基于网络的MTConnect标准的对比研究,基于后者在兼容性、跨平台性、可读性方面存在的优势,围绕开放式数控系统体系框架,本文设计一种基于MTConnect标准的开放式数控系统网络采集接口.同时,为兼容传统信息采集接口,提出一种可拓展的通用接口架构,阐述架构间模块的功能及互联方式,并从数控系统数据项抽取、数据项适配器(Adapter)、接口代理(Agent)等方面重点阐述接口的设计.最后,在自主研发的数控系统上实现网络接口,并对相关时间延迟开展了测试与分析,表明了该通用接口的正确性与实用性.     

半监督空间化竞争聚集算法及其在图像分割中的应用

经典竞争聚集( CA)算法在聚类时对于样本中的少量已知信息没有加以利用,但这些信息往往需要应用到整个聚类过程中。此外,在相似度度量函数的选择上CA算法使用常见的欧氏距离,然而欧氏距离仅适用于团状数据,制约了算法的应用范围。针对上述问题,通过引入具备半监督学习能力的半监督项对隶属度矩阵进行增强,利用聚类中心和中心邻近的点组成空间,把样本点与该空间的距离替代欧氏距离作为新的相似度度量标准,并给出判断聚类中心能否合并的阈值参数,最终得到半监督空间化CA算法。通过在人造图像和真实图像上的分割结果表明,该算法能够更准确地获取聚类类别数以及更好的聚类效果。     

互联电网自动发电控制功率分配的改进逼近于理想解的排序--Q多目标优化算法

本文提出了一种多目标决策与强化学习相结合的改进的逼近于理想解的排序(technique for order preference similar to an ideal solution,TOPSIS)-Q算法,有效解决了自动发电控制(automatic generation control,AGC)总功率指令分配到风电、水电、火电等各类AGC机组的动态随机多目标优化问题.算法采用3个不同的目标Q值矩阵进行迭代更新,然后利用改进TOPSIS方法对Q值矩阵进行多目标决策处理,客观地给出各目标的动态最优权重系数,从而得到各状态-动作对的综合评价判据.IEEE标准两区域模型仿真研究验证了改进TOPSIS-Q算法在AGC机组功率多目标动态优化分配过程应用的可行性和有效性,在复杂随机扰动的环境中提高系统CPS性能的同时,有效降低了AGC机组调节成本和碳排放.     

分布式光纤测温技术在冻结修复工程中的应用

针对采用冻结法进行成井井壁修复工程的特殊性,在进行常规水文孔、测温孔监测的同时,增加新型检测手段,利用分布式光纤测温技术检测每个冻结器的纵向温度,通过数据分析,为指导冻结施工安全顺利进行提供依据。详细介绍了修复工程的概况和分布式光纤测温系统的原理、组成、检测方法及测温光缆结构。给出了现场实测数据,与常规测温孔数据相比,数据量大,能全面、直观地反映冻结壁实际发展状况。系统结构简单,机动灵活,检测方法具有一定的推广价值。     

一种可完全恢复的门限多秘密视觉密码方案

针对门限结构下恢复多幅秘密图像存在信息损失的问题,给出了一个完全恢复的门限多秘密视觉密码定义,能够适应门限值与秘密数量之间的各种对应关系.在此基础上,通过构造具有上下门限值的单门限多秘密视觉密码方案,并设计旋转规则融合算法和区域合并算法,提出了一种多门限方案.最后,对方案的有效性进行了理论证明和实验验证.     

无人机空中加油过程中分数阶滑模会合导引控制

针对带末端角度和末端速度约束的无人机空中加油自主会合问题,设计了一种3维分数阶滑模导引律,使无人机在无加油机主动配合的情况下具备自主会合能力.首先,根据无人机与加油机之间的相对运动关系,设计了3维比例导引规律,使无人机能够到达期望的加油位置.其次,利用滑模控制的强鲁棒性特点以及分数阶微积分的精细控制特性,基于变结构理论和李雅普诺夫稳定性理论设计了一种带有末端角度约束的3维分数阶滑模变结构控制律,并用所设计的分数阶滑模控制律对3维比例导引指令进行重构,使无人机能以期望的末端追踪角度到达加油位置.然后,构造了速度指令生成器,对无人机的末端速度进行约束.最后,对所设计的导引律进行了仿真验证,仿真结果表明所设计出来的导引律能满足追踪角度和速度约束的要求.     

基于FPGA的喷气织机引纬控制系统设计

提出了一种新的以FPGA为控制核心的高精度引纬控制系统.以EP3C10F256C8芯片为核心,设计了控制系统的硬件电路和软件结构.利用FPGA程序并行执行实现实时参数调节、编码器检测、引纬控制信号产生等功能.实验结果表明:该引纬控制系统使喷气织机的车速达到1200 r/min,入纬率达到2000 m/min以上,满足喷气织机高速性和对引纬控制信号实时性、一致性的要求,显著提高了喷气织机引纬控制系统性能.     

基于信息增量的弹道目标协同跟踪方法

针对反导传感器网络中弹道目标的协同跟踪问题,提出了一种基于信息增量的弹道目标协同跟踪方法。分析了多传感器对弹道目标的协同跟踪问题,并建立了自由段弹道目标分段匀加速模型。在此基础上,对自由段弹道目标跟踪过程中,利用跟踪滤波的协方差阵信息获得每个传感器对目标的信息增量,并以信息增量最大为准则选择传感器对弹道目标进行跟踪,从而实现对弹道目标的有效跟踪。仿真结果表明：所提的方法能够及时动态地选择性能最佳的传感器对弹道目标进行跟踪,提高弹道目标整体的跟踪性能,实现对弹道目标的协同跟踪。     

基于GL Studio的飞机显示仿真系统的设计与实现

利用GL Studio虚拟仪表仿真软件的图形设计器和代码编辑器与VC ++6.0配合使用,对飞机的显示系统进行仿真研究.针对显示系统各界面的特点,经过混合编程将显示系统以图形图像的形式动态、形象地显示出来.详细介绍了平显(HUD)中航向刻度带、姿态线以及多功能显示器(MFD)中数据修改、航路点与航迹线的仿真步骤.通过以太网与其他系统的仿真器进行联合调试,并对显示系统仿真器的界面和逻辑进行检验.经过仿真,可以证明基于GL Studio开发的仪表仿真软件适合对飞机显示系统进行仿真研究,在工程应用过程中具有很好的效果.     

某一转炉或精炼炉故障下炼钢-连铸生产重调度方法及应用

炼钢-连铸生产中会出现某一台转炉或精炼炉故障, 目前已有的重调度方法没有考虑多重精炼或只进行了仿真研究, 难以有效应用到具有多重精炼的钢厂, 而采用人工调整方式则容易导致炉次等待时间过长或断浇. 为此,通过引入炉次生产状态参数, 建立0-1 混合整数规划重调度模型, 提出由“未加工”炉次的设备指派、“未加工”炉次的开工时间优化和浇铸时间调整3 部分组成的重调度方法. 将该方法应用于某钢铁厂炼钢-连铸生产调度过程的实际工程应用验证了所提出方法的有效性.