ZigBee无线网关在MODBUS通信中的应用

为了解决工业现场设备通信电缆不利于组装和维护,提出了利用ZigBee网关将所有设备组成无线网络实现无线通信。利用ZigBee协议栈应用层完成协议数据转换,基于地址映射表完成MODBUS站号和无线网络地址的匹配,实现MODBUS和无线网络的网关功能,完成数据透明传输。实际测试表明,无线模块的发射功率、接受灵敏度、通信距离、误包率、速度满足工业应用的实时性安全性要求,改进网络性能比传统网络大大提升,已应用于实际PLC通信和参数配置中,可代替传统通信方式。     

串联机器人的双模糊自适应滑模控制

提出了一种串联机器人的改进控制算法。采用一自适应模糊控制器,根据滑模到达条件对滑模切换增益进行估算,消除滑模控制中输出力矩的抖振现象,增强其对不确定性因素的适应能力。采用另一自适应模糊控制器对指数趋近律系数进行修正,改善由于大范围初始位姿产生的偏差而引起的大力矩和速度跳变问题。该方法无需确定被控对象的具体数学模型,具有强鲁棒性和高跟踪精度。基于Lyapunov方法进行了稳定性证明,保证控制系统的稳定性与收敛性。实验结果表明,该方法应用于串联机器人,跟踪效果良好并产生了平滑的力矩输出和速度输出。     

光照不均匀图像的灰度波动局部阈值分割

针对工业图像经常存在不均匀光照的干扰,提出一种光照不均匀图像的灰度波动局部阈值分割算法。从水平及垂直方向上提取图像的灰度波动曲线,并迭代搜索每条曲线上满足给定波动幅度阈值的较大尺度波峰点和波谷点;在每对交替波峰点或波谷点之间求取浮动阈值来划定目标和背景像素的归属;对两个方向上取得的阈值图像进行相交操作得到最终分割图像。实验结果表明,与二维Otsu法、二维Tsallis熵法、Niblack法等几种算法相比,该算法的分割效果及实时性都具有明显的提升。     

加加速度连续有界的PTP运动轨迹规划研究

针对SCARA机器人高速PTP运动时的轨迹跟随误差和力矩突变问题,提出两种关节空间加加速度连续有界的PTP运动轨迹规划方法。分别通过关节空间的九次多项式和三角函数两种形式进行PTP轨迹规划,保证规划的轨迹速度、加速度在限定范围内,加加速度值连续且有界。实验表明,相比较梯形速度曲线,三角函数和9次多项式的PTP轨迹规划分别将关节空间轨迹跟随误差降低了0.16°和0.33°,轨迹跟随的定位时间明显减小,关节驱动力矩的突变、振荡情况得到有效的改善。     

Android多点触摸屏输入系统的设计与实现

为了设计实用新型工业人机界面,提出了一种基于五点触摸校正和中位数均值滤波的Android多点触摸输入系统设计方法。采用五点触摸校正,根据触摸屏上采样的五个点,计算出校正系数,作为触屏校正参数;在mXT224控制器处理基础上,采用中位数均值阀限滤波,滤除触摸系统高斯噪声与尖峰噪声,并结合触摸校正参数校正输入坐标,逐级上传输入坐标信息,最终传递给上层应用程序。测试表明,基于优化的Android多点触摸输入系统在噪声很大环境下能够维持高信噪比（超过80∶1）,并支持带手套或触笔触摸输入,反应时间小于10 ms,符合工业人机界面（HMI）设计要求。     

嵌入式设备的精确时钟同步技术的研究与实现

为解决工业以太网中嵌入式设备之间时钟同步能力不足的问题,提出了IEEE1588协议在嵌入式设备中的应用方案。基于STM32F207IG处理器和ucos-II操作系统软硬件平台,首先移植并修改LwIP协议使其兼容IEEE 1588协议,然后配置系统时间校准模式,将捕获的时间戳以增强型描述符的形式交于应用层进行时钟校正,采用频率漂移校正算法解决从时钟频率漂移的问题,使用秒脉冲信号测试时钟同步。实验测试表明,时钟同步精度约200 ns,满足了大部分工业以太网的需求。     

基于链码跟踪的Data Matrix二维条码快速识别

为实现工业现场中Data Matrix二维条码的快速识别,提出一种基于链码跟踪、直线段提取的条码快速识别方法。首先采用Sobel算子提取图像边缘;然后基于链码跟踪方法,跟踪图像的边缘点,记录链码;接着根据快速直线段提取方法,将直线相似度低于阈值的线段剔除,结合线形连接方法合并断裂线段,并使用长度判别剔除不可靠的线段;最后结合Data Matrix二维条码的特征,定位Data Matrix二维条码。实际测试表明,该识别方法能够快速、准确地定位二维条码区域,识别正确率可达99.39%以上,具有实时性强、可靠性好等特点,满足工业现场要求。     

基于TS101芯片的雷达数据处理硬件设计

在当前的雷达数字处理系统中,信号处理和数据处理往往采用不同的核心处理器芯片,从而造成系统架构繁琐复杂,针对这一问题,提出了一种基于DSP芯片的雷达数据处理硬件设计方法;利用其强大的处理能力和易于构建并行系统的特点,在充分满足系统性能的同时实现了数据处理和信号处理硬件平台的一致;应用结果表明,该设计达到了研制周期短、软件开发便利、系统紧凑密集高效的目的,具有很高的工程应用性和推广价值。