基于RBF神经网络的烧结终点预报系统

为稳定烧结机运行工况,提高烧结矿的产量和质量,需要将烧结终点控制在一个相对稳定的范围,因此准确预报烧结终点对烧结生产具有重要意义。分析了烧结工艺流程及烧结终点的确定原则,建立了基于RBF神经网络的烧结终点预报模型。根据影响烧结终点的工艺参数,提取了与烧结终点关联的5个特征量作为网络的输入量。用现场采集的生产工艺参数对模型进行训练,仿真分析验证了模型预报的有效性。     

天车机器人设计

为实现天车调运的自动化、机器人化,设计了实验室环境中的天车机器人。天车机器人的大车通过齿轮机构驱动,小车通过丝杠机构驱动,实现大车、小车及吊钩的3个坐标方向的运动;下位机采用单片机控制系统,通过电机驱动器实现对不同电机的控制,并通过蓝牙与上位机进行控制指令的通信;天车机器人视觉系统采用平行双目立体视觉结构,经标定后实现对目标物的视觉定位、测量等功能。实验结果表明:标定后的天车视觉系统校正精度高、目标定位准确,为进一步研究立体视觉匹配及深度信息测量打下了基础。     

履带式挖掘机器人CCD道路识别

为实现液压挖掘机器人的无人操纵、自主作业,对小松液压挖掘机进行机器人化改造,在对挖掘机行走机构、回转机构、工作装置实现全液压电液比例控制技术的基础上,通过电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)摄像头采集室外规定路径图像,图像经平滑、去噪、二值化、边缘提取等处理后,对路径进行识别,将路径识别特征量作为履带式液压挖掘机左右行走液压马达的驱动控制信号,实现挖掘机对路径轨迹的自主跟踪.在二值图像基础上,采用直接边缘检测和跟踪边缘检测相结合的识别方法,保证路径识别可靠性.改造后的挖掘机器人集机械、液压、自动控制、机器视觉等技术于一体,采用摄像头获取路径图像,构成视觉伺服控制系统,控制挖掘机的行走机构,经实验验证是可行的.     

轧机主传动系统机电振动特性分析及控制措施研究

建立恰当的轧机系统模型,对其动态特性进行正确完备的描述是进行轧机系统设计、控制、状态监测和故障诊断的关键.考虑间隙、摩擦等非线性因素的影响,建立了轧机主传动系统的机械模型,并进一步将控制系统、机械系统和轧制工艺条件等作为一个大系统来考虑,建立了复杂系统的机电耦合模型.用数值方法分析了电流调节器参数、轧制工艺条件、谐波扰动和间隙等因素对轧机系统振动特性的影响,并提出了相应的机电振动控制措施.研究结果表明,建立的机电耦合模型可以方便地分析轧机系统机电耦合动力学规律,为进一步控制轧机振动特性奠定基础.     

板带轧机AGC系统非线性参激振动机理研究

在考虑轧辊与轧件间的摩擦力、弹性力和轧辊偏心力的基础上,建立了板带轧机自动厚度控制系统(AGC)非线性参激振动模型,用多尺度法求解了振动系统在主参数共振情况下的一阶近似解,给出了振子的频率响应方程,用数值方法研究了定常解的稳定性,并应用最大Lyapunov指数和Poincare映射方法分析了轧辊偏心角频率对AGC系统非线性参激共振的影响.     

基于自抗扰控制器的测厚仪反馈式控制系统

综合考虑测厚仪反馈AGC系统轧制时存在厚度反馈时滞以及外干扰,提出将自抗扰控制技术运用于测厚仪反馈型AGC系统,设计一自抗扰控制器用来减弱厚度反馈时滞和外干扰给系统带来的不利影响.仿真结果证明该控制器能有效地抑制干扰、减小时滞对板带出口厚度的影响,其控制性能优于常规的PID控制器,为带钢厚度精度的提高提供了一种新的解决办法.     

基于小生境粒子群优化的挖掘机器人自抗扰视觉伺服控制

为提高挖掘机器人的自主挖掘能力,设计一种基于图像的自抗扰视觉伺服控制器,对挖掘机器人的动臂、斗杆、铲斗组成的3节机械臂末端位置和姿态在x-z平面进行控制,实现自主挖掘目标任务。针对自抗扰控制器需要整定的参数较多,参数间相互影响,整定困难的特点,引入粒子群算法对控制器参数进行优化。由于原始粒子群算法存在后期易陷入局部最优的缺欠,采用小生境粒子群算法对自抗扰控制器参数进行整定优化。对粒子群及小生境粒子群算法的优化性能进行比较研究的基础上,设计了适合挖掘机器人的自抗扰视觉伺服控制器,采用小生境粒子群算法得到自抗扰控制器整定参数。搭建xPCTarget主机—目标机环境进行试验及仿真,表明小生境粒子群优化的自抗扰视觉伺服控制器控制精度高、鲁棒性强。     

基于视觉技术的圆环外观缺陷检测算法研究

针对圆环外观缺陷检测问题,在利用视觉技术的基础上,提出了一种基于极坐标变换的视觉检测算法。分析了圆环外观存在缺陷的种类问题,采用极坐标变换和插值算法将圆环区域转换成矩形区域;在矩形区域内提取圆环亚像素边缘进行圆环宽度测量,获取圆环矩形区域内上下边缘坐标数组并计算其纵坐标平均值,搜索可疑缺陷处;计算了最大最小宽度,并与标准圆环宽度进行对比来判断圆环缺陷的种类,然后依据缺陷处纵坐标判断缺陷位置。利用Halcon软件实现了该算法,实验结果表明:该算法能精确测量圆环宽度和实现圆环外观缺陷检测。     

基于模糊控制的高温试验压力机炉温控制系统

在用工控机对高温实验压力机进行整体控制的基础上,引入模糊控制策略,构建二维模糊控制器,以炉温偏差e和偏差变化率作为输入量,炉膛温度u作为输出量,对炉温进行控制.经MATLAB仿真表明,模糊炉温控制系统优于PID控制系统,效果较好.     

基于RBF神经网络参数优化的挖掘机器人运动轨迹仿真

在小型液压挖掘机实验平台上,建立了挖掘机工作装置运动学模型,将挖掘机工作装置视为具有冗余自由度的机械臂,用梯度投影法对机械臂进行逆运动学求解,并用径向基函数(RBF)神经网络对投影法中的放大系数K进行在线优化,规划了挖掘机器人工作装置运动轨迹,并对工作装置运动轨迹进行了仿真,为挖掘机的机器人化运动控制的实现奠定基础.