基于干涉预处理的NURBS曲线前瞻插补算法

鉴于直接自适应插补容易在加工过程中引起较大的速度波动,而按曲率极值点对NURBS曲线进行分段插补造成加减速过程中加速度和加加速度超限,提出一种基于干涉预处理的非均匀有理B样条曲线前瞻控制插补算法。首先对曲线进行自适应处理,得到各自适应插补点的运动参数;然后找出其中加速度或加加速度超限的点(即危险点),并对这些点的速度进行前瞻控制,根据前瞻控制信息对相邻危险点进行干涉处理,最终得到用来对曲线分段的危险点信息和相应的控制策略;最后根据各危险点之间的干涉类型对曲线进行实时插补。仿真实验表明,该算法能够在保证加工精度的前提下,实现进给速度的平滑过渡,并且能够保证加速度和加加速度不超限。     

一种优化的NURBS曲线插补算法

为弥补目前非均匀有理B样条插补算法的不足,提出一种优化的非均匀有理B样条曲线插补算法。算法采用插补前S曲线加减速方法,不仅优化了前瞻过程,而且在回溯过程中考虑了短样条的情况。算法对长样条和短样条非均匀有理B样条曲线能用统一的方法进行插补,通过引入环形缓冲区和预插补(非离线),提高了加工效率,同时合理地安排插补任务增强了系统的实时性。通过MATLAB仿真,验证了算法的有效性。     

字符二维码的编码模式选择算法

字符二维码的编码通过针对特定字符集划分模式来编码, 各个模式之间需要转换以达到最高的编码效率. 首先研究DataMatrix国际标准“向前检验”算法, 发现“向前检验”算法具有局限性, 并不能直接应用与字符二维码的模式选择. 因此, 本文在“向前检验”的基础上, 结合了多阶段决策方法的原理, 引入混合模式计数的方法, 提出了一种字符二维码的“向前检验”算法, 并应用于字符二维码的模式选择. 实验表明, 该算法有效的进行了字符二维码的模式选择, 很好的解决字符二维码的模式选择问题.     

3D打印机G代码预处理优化算法

为了突破现有3D打印机控制系统原有的文件处理模式的限制,提出将G代码程序在PC端先行预处理的方法。在程序预处理过程中,同时对多段微小线段进行前瞻控制和速度规划;预处理结束后,再将处理结果输入3D打印机执行打印操作。该方法减少了3D打印机处理器负担,且通过PC端预处理可以得到更优化的计算结果。实验测量数据证明：G代码预处理方法与传统G代码处理方法相比,节省了打印机处理器处理时间,同时提高了打印品质。     

32位高速浮点乘法器优化设计

设计了一种用于频率为200 MHz的32位浮点数字信号处理器(DSP)中的高速乘法器.采用修正Booth算法与Wallace压缩树结合结构完成Carry Sum形式的部分积压缩,再由超前进位加法器求得乘积.对乘法器中的4-2压缩器进行了优化设计,压缩单元完成部分积压缩的时间仅为1.47 ns,乘法器延迟时间为3.5 ns.     

A novel saturated PID-type observer-based controller for wheeled mobile robots with a guaranteed performance considering path curvature

This article proposes a novel saturated PID-type formation controller for a class of nonholonomic wheeled mobile robots (WMRs) of type (m, s) with mobility m and steerability s. Since the path curvature causes a severe deviation of the followers from the leaders' trajectory in the corners, a new definition of output equations is suggested to construct the coordinates of a virtual reference point in the front of each follower based on the concept of the extended look-ahead control that utilizes a corrective angle to compensate the trajectory curvature efficiently. A nonlinear transformation and the robot's kinematic and dynamic equations are heuristically combined to develop a novel second-order Euler–Lagrange formulation of unconstrained errors from constrained errors. Then, a novel saturated PID-type controller is proposed for WMRs to build a desirable formation with a prescribed performance. An innovative nonlinear observer is presented to estimate followers' velocities. An efficient mixture of a radial basis function neural network (RBFNN) and an adaptive mechanism is proposed to compensate for model uncertainties, external disturbances, and network approximation errors. Lyapunov's direct method verifies semi-global uniform ultimate boundedness stability by estimating a gain-dependent region of attraction. Numerical simulations finally show the efficiency of the proposed controller.     

面向连续短线段高速加工的圆弧转接前瞻控制算法

针对连续短线段高速加工中速度和加速度突变会引起机床运动不平稳的问题,提出在相邻线段间构建满足精度且曲率连续的NURBS圆弧过渡路径,以实现拐角平滑转接的方法。在此基础上,提出一种圆弧过渡前瞻控制算法,采用7段和5段混合的双向S形加减速控制算法进行速度规划,旨在满足弦高误差和机床动力学条件下获得最大转接速度,避免电机频繁启停,实现速度、加速度的连续高速平滑转接,大大减少了对机床的冲击。算例表明,该算法能获得更高更平稳的转接速度,可有效提高加工效率和加工质量,满足高速加工的需求。     

单机成组调度问题的约束满足建模与求解方法

为适应多品种小批量生产需求,企业普遍采用基于成组技术的混流生产,由此产生的成组调度需要平衡安装时间减少与满足交期之间的冲突关系。在分析安装时间是否依赖工件组排序、工件组能否分割加工等成组特征的基础上,以最小化加权流程时间与加权拖期为目标,构建了单机成组调度问题的约束满足模型,提出了以变量排序启发式搜索和前向约束传播相结合的求解方法。典型生产数据的实证分析表明,所提出的方法建模能力强,解的适应性好。     

Dynamic control of the batch processor in a serial-batch processor system with mean tardiness performance

Effective control of batch processors is very essential to improve on-time delivery of wafers in semiconductor manufacturing. In this paper, the focus is on mean tardiness performance of a batch processor in a two-stage processor system by including an upstream serial processor. Two new control strategies are proposed for this problem. The first strategy effectively incorporates the product information at the upstream serial station in batching decisions. The second strategy further applies a re-sequencing approach in the serial processor's queue when there is a benefit in shortening the arrival time of an urgent product. Discrete event simulation is used to test the performance of the strategies. Results are very promising as compared to benchmark control strategies.