桥式起重机抓斗防摆控制方法研究

根据起重机抓斗的受力分析,建立了起重机水平运行与抓斗摆动关系的数学模型。并采用一种前馈型的时滞滤波器技术,对加速度控制信号进行滤波来有效地控制抓斗的摆角。仿真结果表明,该方法能够有铲地消除抓斗摆,而且应用简单,易于用微型计算机实现。     

桥式起重机模糊自适应PID防摆控制研究

为了使桥式起重机精确到达预期位置,并有效消除负载的残余振荡,该文采取了一种模糊PID控制策略。由Lagrange方程推导出起重机动力学模型的状态方程,并根据起重机的输入输出特性,建立了相应的PID控制器和参数配置。运用模糊控制思想,在PID控制器原本的参数配置上添加新的增量参数,达到最优PID参数在线自整定的目的。在Simulink中搭建了模糊PID防摆控制系统仿真模型,仿真结果显示,相比于PID控制系统,该控制系统的定位时间加快了3 s,负载摆角的最大幅度降低了57%,负载摆角的稳定时间缩短了25%,并且具有较好的控制精度和鲁棒性。     

非线性优化PID控制在桥式起重机防摆中的应用

控制或消除吊重摇摆对提高起重机工作效率、减少装卸作业安全隐患具有重要意义。以桥式起重机为例,建立其非线性模型,对负载摆动的动态过程进行动力学分析,研究负载摆动过程对系统的影响。以此为基础在Simulink环境下设计双闭环机构的PID控制器,通过非线性优化NCD模块对其进行参数优化。实验结果证明:该方法可快速准确确定PID控制器优化参数,5 s内可消除摆动,达到满意的控制效果;即使在吊重和绳长发生改变时系统仍具有一定鲁棒性。     

伴有初始负载摆角的桥式起重机能量防摆控制

桥式起重机是一种广泛应用的大型搬运设备,在实际工作过程中,台车运动时会产生伴有初始负载摆角的负载摆动,影响工作效率并带来安全隐患.针对这种情况,设定期望的台车误差轨迹和摆角误差轨迹,将桥式起重机动力学模型转换为误差跟踪动力学模型,提出一种基于能量分析方法的桥式起重机防摆控制策略.通过LaSalle不变性原理和Lyapunov方法对闭环系统的稳定性进行理论分析.仿真与实验结果表明,所提防摆控制方法的控制性能几乎不受初始负载摆角的影响,可以保证桥式起重机在无初始负载摆角和带有初始负载摆角的情况下都能取得良好的控制效果,能够驱动台车准确到达目标位置,有效抑制并快速消除负载摆角,同时对外部扰动具有很强的鲁棒性.     

桥式起重机定位防摆改进型自抗扰控制

为解决严重外界干扰下桥式起重机长距离运输过程中定位困难、消摆时间长的问题,根据起重机先加速、再匀速、后减速的远程运输特点,利用两段Sigmoid函数,设计了可按需调整各阶段速度且高阶连续的新型跟踪微分器;采用Sigmoid函数构造了增益时变且连续可微的扩张状态观测器,使其具有“大误差小增益,小误差大增益”特性,克服了经典ESO增益在切换点处的突变问题,抑制了观测信号的微分峰值现象,实现了位移和摆角控制回路间的解耦;利用tanh函数改进了误差反馈控制律,避免了大扰动下的控制量饱和问题;综合形成了适用于起重机长距离运输、且能最大程度抑制振动和冲击的改进型自抗扰控制器,并对闭环系统的稳定性进行了严格的理论证明.仿真及实验结果表明,改进型自抗扰控制器在大干扰影响下可全过程平稳且基本无摆地将负载搬运到目标位置.     

基于能量分析的桥式起重机防摆控制方法

针对欠驱动桥式起重机在自动化驾驶研究中负载升/落吊运动与台车水平位移联动时,负载摆动抑制效果和控制性能不能满足实际工程需要,易造成安全事故的问题,提出一种基于能量分析的桥式起重机联动系统非线性耦合防摆控制器.采用非线性耦合控制方法,构造新型储能函数,设计出非线性耦合防摆控制器.利用LaSalle不变性原理和Lyapunov方法对该闭环反馈系统稳定性进行严格的数学分析.理论推导、仿真与实验结果表明:相比于非线性跟踪控制器和局部反馈线性化控制器,所提非线性耦合防摆控制器具有更佳的控制性能,不仅提高了负载的吊运效率,而且能够有效抑制和快速消除负载摆角;在添加外部扰动的情况下,仍能取得良好的控制效果,具有较强的鲁棒性,为桥式起重机联动系统提供了一种新的防摆控制方法.     

桥式起重机电气运行故障分析

介绍桥式起重机的分类、结构、控制特点,以及控制设备的维护.以5t桥式起重机为例,分析常见故障的原因,提出排除故障的相应措施.     

基于模糊控制的桥式起重机定位防摆研究

针对线性二次型最优控制(LQR)法在起重机定位防摆中存在的不足,在分析了桥式起重机小车运行物理模型的基础上,将模糊理论引入起重机定位防摆中,提出了基于模糊理论控制的思想,设计了一种基于模糊的起重机定位与防摆控制方法.通过建立隶属度函数与模糊控制规则,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动角度分别进行控制,建立了模糊控制系统.通过与LQR仿真结果进行比较,结果表明了该方法的可行性与较好的鲁棒性.     

一种恒温箱温度控制系统的设计与实现

设计了一种以单片机STC89C52为核心的恒温箱温度控制系统,通过简单的人机交互界面,用户可以自由输入所需要的恒温箱的温度范围;重点阐述了系统的硬件构成、各部分的主要作用及系统软件的设计过程,通过DS18B20数字温度传感器可以准确地测量当前的实时温度,并将采集的温度值送给单片机进行处理;系统的测温范围设定在22~80℃,性能测试结果表明:该系统可以实现测温精度优于±0.05℃的控制要求,具有±0.01℃的分辨率,并且可以实现多点测温,具有很强的抗干扰性;实际应用表明,该系统具有结构简单、控制精度高、可靠性好、性能稳定及通用性强等优点,具有广泛的应用前景。     

基于机器视觉的麻将包装识别系统设计

针对麻将包装在实际产线上出现的麻将牌错位、缺失、牌面翻转等问题,基于机器视觉检测技术设计了一套以DM6437处理器为硬件平台的麻将包装识别处理系统;该系统的硬件部分由摄像头板、核心板和接口板3个模块组成,配合机械传动系统来进行识别前后麻将包装的传输;系统的软件部分采用平板Pad对麻将包装进行模板录入,并设计了一套适应于不同机箱内部环境变化的背景剔除方法来完成模板整体分割,以及通过中值计算实现单目标的分离,最后还提出了一种简单高效的混合搜索方式来进行基于SAD的模板匹配;测试结果表明,识别算法对于麻将间有缝隙、麻将整体倾斜、个别或整体麻将翻转、个别麻将位置错乱等问题均能准确判别,模板匹配算法稳定性和适应性较好,识别准确率达95%以上,能满足包装流水线上的缺陷检测。     

中央空调仿真培训系统的设计与实现

当前中央空调已经广泛应用在各大企事业单位中,对中央空调的运行和维护人才提出了更高的要求;为适应人才培训需要,需要开发仿真培训系统;参照中央空调原型,对制冷系统核心部件包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器的建模、仿真;开发出相应的中央空调仿真培训系统;该系统采用C++语言结合COM组件技术开发,能够仿真空调机组开机检查、启动运行、运行调节、故障处理等功能;经过测试运行,系统稳定可靠,具有一定的实用性和推广价值。     

一体化小卫星综合测试系统的设计

在卫星的研制测试过程中,现有的测试设备通用性不强、开放性和灵活性不够、设备集成化程度低、自动化和智能化程度不高;通过提出一种小型化、一体化的综合测试系统的设计方法,并结合现有的资源进行了具体的项目开发,为未来的小卫星提升测试效率,降低系统成本,缩减系统规模探索出一条新路;实践表明,该方案在满足现有测试要求的情况下,在研制成本、系统体积、组建时间和无故障运行方面等均有较大改善。     

某型发动机自动测试系统设计与实现

某型发动机结构复杂,测试需求多样,为准确获取该发动机在各种工况下的性能参数,并对其健康状况进行实时监控,需要研制一套自动测试系统来完成上述任务;从该发动机的测试特点与测试需求出发,结合现有几类典型测试总线的优缺点,给出了一种基于VXI总线的发动机自动测试系统,对该测试系统的结构进行了设计,给出了测试系统的资源配置框图;按照 “测试、驱动与负载模拟”一体化布局需求,给出了测试适配器典型电路;为满足对发动机串口的实时指令发送与实时数据存储、解析的要求,对测试软件的有效运行方式进行了研究,给出了 “指令线程与监视线程协同工作”的软件多线程流程图;实际应用表明,测试系统的结构合理、方便在各类场合使用;软件运行方式有效、实时性好,无丢帧与误码现象发生;该测试系统满足发动机在各类试验过程中的使用要求,可有效开展各项测试工作。     

基于Android平台的一种保护隐私的即时通讯工具的设计与实现

在移动互联网飞速发展的今天,即时通讯工具已经成为人们生活和工作中不可或缺的工具;但是,国内外主流的即时通讯工具依然面临着两大主要问题;一个是基于不同协议的软件的互联互通问题,另一个是日益严峻的即时通讯的安全性与隐私性问题;为了从根本上解决问题,针对即时通讯工具的特点进行了深入分析,最终设计并实现了一款基于安卓平台上更具安全性、更实用、用户体验更好的即时通讯工具SecretChat;本工具采用开放的XMPP通讯协议,并在XMPP上实现OTR安全协议;经过系统测试,系统具备稳定性并且具有良好的互联互通性能和隐私保护功能。     

舰载导弹振动环境状态实时监测系统设计

为了全面监测舰上导弹贮存的振动环境,设计了对舰艇横摇、纵摇和升沉条件下的加速度信号实时监测系统;该系统采用一体化、模块化设计的思想,应用堆栈式结构总线PC104,提高了系统的便携性、可靠性;采用两种供电方式提高了系统适应性;文章详细阐述了硬件系统和软件系统的设计,并重点对数据采集存储和数据显示功能实现进行了论述;在1 000Hz采样频率的实验条件下,采集数据准确可靠,精确度为99.75%,达到了系统设计的要求。     

飞轮通用测试软件平台的设计与实现

针对原有飞轮测试设备复用性差、维护成本高、难以保证多套产品同步自动测试的问题,设计开发了针对多型号飞轮的通用自动化测试系统;通过深入分析,提炼出多个产品在测试过程中功能的一致性和接口的差异性,采用分层架构、抽象工厂的设计模式以及配置文件的方法,解决了测试软件的通用性问题;提出了基于测试流程表的自动测试解决方案,能够适应多种测试流程的要求,扩展性强;采用混合多线程并行处理架构,解决了资源冲突,完善了多台飞轮的并行测试;该测试软件已在多型号飞轮的批产任务中使用,稳定可靠、适应性强,提高了设备使用率三倍以上,大大提升了飞轮批产测试效率。     

小型轻便式流速仪检定系统设计

为满足FP系列流速仪的计量检定需求,提出了一种小型便携式流速仪检定系统的设计方案;根据匀速运动时间等约束条件确定了环形水槽的几何参数;采用FPGA和上位机作为数据处理和控制核心,实现了对伺服电机转速的精确控制;设计了光电编码器和无线摄像机与上位机之间的通信方式,实现了检定装置标准流速值和被检仪器示值的数据读取;对测试数据的处理方法和测控软件的结构框架进行了分析;同时,对实验装置的测量误差进行了分析;结果表明,标准流速值的扩展不确定度为1.28×10-3m/s,检定装置符合量值传递要求,可作为FP系列流速仪计量检定的标准装置。     

基于LPC2210微处理器嵌入式网络通信系统终端设计与实现

伴随信息通讯技术、网络技术、电子技术的飞速发展,嵌入式系统终端也开始受到关注,寻求具有网络通讯的功能;文章所研究的嵌入式系统的网络通信采用ARM作为嵌入式开发平台,系统采用SmartARM2200开发板,使用支持仿真和嵌入式跟踪的LPC2210微处理器;结合网络通信系统,最终选择具有TCP/IP协议的嵌入式uCLinux操作系统,构建系统文件,完成嵌入式TCP/IP设计;并利用socket函数实现数据的接受、发送和校验等,实现服务器端和客户端的通信;最后在ARM7平台SmartARM上运行带有Linux内核的uClinux操作系统上进行试验,实验证明了所设计的通信系统数据传输的实现及可靠性。