摘要：类比设计是利用已有系统的问题解决方案或过程解决相似系统目标问题的创新设计方法。知识表征是类比设计的重要环节,为类比源检索和类比映射提供基础。针对结构-行为-功能(SBF)模型的不足,提出了改进的SBF建模规则,以更合理地表征设计知识。在此基础上,提出功能相似匹配和行为相似匹配的类比源检索方法,及以行为和结构映射为核心的4种类比映射路径,从而形成系统化的类比设计过程模型。该方法有助于设计者扩展设计空间,提高产品创新设计的效率。最后,以双导梁式架桥机的改进设计为例,验证上述研究的可用性和有效性。

摘要：针对传统农业气象观测和当前传感器技术存在的不足,设计了一套基于信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)的气象远程监测系统。针对信息物理系统时空特性,基于节点事件驱动方法,建立了3层信息物理系统模型,并给出了时空事件建模方法。该系统由边缘设备负责感知,云平台负责计算,通过事件-行为模式保证时空同步性,实现了气象信息采集、传输和处理的高度集成,同时在网络边缘处应用卷积神经网络实现设备电量识别以自适应采集频率。通过在河北工业大学测试点开展的采集试验和系统模型试运行结果表明,系统表现出较好的实时性、稳定性和时空同步性,农业气象信息的采集、传输、处理和远程监控等各项功能均可满足各级用户需求。

摘要：针对义齿3D打印机挤出成型的高精度要求与传统挤出成型设备局限性的问题,提出一种义齿3D打印机专用挤出系统的设计方案。利用Solid Works软件的Motion模块对该系统关键部件的运动进行仿真,以验证其是否能实现运动连续性要求,从运动连续性上保证出料的连续性。根据力学理论计算以及ANSYS FLUENT软件流体仿真,对关键部件进行分析,以初步验证设计方案与参数的合理性,最后通过样机实验对该系统的可行性与准确性进行进一步验证。研究结果表明,关键部件的运动符合要求的运动特性,设计参数的合理性与方案的可行性也能够得到证实,为后期针对该挤出系统控制算法的研究奠定了基础。

摘要：针对差速驱动AGV(automated guided vehicle)动力学的非线性、强耦合性、以及未建模问题导致无法建立精确模型进行轨迹跟踪控制任务,为此提出一种基于Koopman算子的数据驱动控制策略(koopman data-driven control,KDC)。首先,基于Koopman算子理论,利用扩展动态模态分解(EDMD)方法,得到了该AGV系统的近似高维线性动态显式表达式,即Koopman算子的近似表达。然后,基于导出的该高维线性Koopman动态表达式,设计线性模型预测控制器(MPC)实现AGV轨迹跟踪控制。最后,通过仿真测试对Koopman模型进行了对比验证,同时仿真实验验证轨迹跟踪效果,结果表明从数据中获取的模型信息精确,能高度拟合AGV的动力学模型,所设计的控制策略计算耗时少,在轨迹跟踪控制的精度和稳定性方面具有一定的有效性和先进性。

摘要：传统智能仓储领域,主要是以视频监测和人防为主,无法实时显示数字化环境信息并及时对现场设备进行控制。在此基础上,设计了一套基于虚拟现实与物联网技术的仓储远程在线监控系统。传感器通过自适应频率采集算法采集仓储环境的环境信息和执行设备状态发送给云服务器,应用虚拟现实成像技术创建仓库的三维仿真环境。当有异常情况发生时,云服务器端通过传感器采集的数据对事故进行判断、分析,智能推送相应的解决方案。经长期测试,此系统监控实时性高,数据传输可靠,运行稳定。

摘要：在高端装备制造业中,普遍存在着大质量、大尺寸部件的搬运移载操作问题,根据不同的搬运任务和现场工况会设计不同结构,不同尺寸的重载AGV,为了便于在设计阶段,重载AGV可进行模块化选装,控制系统实现可重构,提出一种基于ROS的可重构多差速驱动重载AGV软硬件架构方法,在面对不同工作环境和现场工况,设计人员进行模块化选装,形成硬件可重构,软件根据硬件模块的选装情况进行自重构,从而缩短重载AGV的设计加工制造周期。重载AGV的这种软硬件可重构设计模式在实际工作中表现出高效性、鲁棒性和高泛化能力。

摘要：在面对危险爆炸环境时,排爆机器人的临场任务具有多样性,根据不同的临场任务,机器人会在自身本体硬件的基础上,在现场对模块化组件进行快速组装,即机器人硬件方面的临场可重构。利用机器人操作系统(ROS),针对不同的硬件模块组合,进行软件重构是临场可重构机器人的软件特性。提出了一种基于ROS的临场可重构排爆机器人软硬件架构模式,在面对复杂环境时,操作人员能够根据现场不同的任务要求,对模块化设计的排爆机器人进行组装,形成硬件重构;而系统软件根据硬件模块的组装情况进行软件自重构,从而使排爆机器人具备完成不同任务的能力。排爆机器人的这种软硬件架构设计模式使得机器人在实际工作中表现出高效性、鲁棒性和自适应性。

摘要：为确保差速驱动AGV在不确定性干扰以及复杂环境下,能够进行移动、搬运等任务,同时保证运动精度及稳定性,提出了一种时变反步鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略,用于解决差速驱动AGV的轨迹跟踪控制问题。首先,对差速驱动AGV进行数学描述,对其运动学和动力学分析建模;其次,根据运动学模型,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计时变反步运动控制器作为外环控制器;然后,依据其非线性动力学模型设计鲁棒自适应滑膜控制器作为内环控制器;仿真实验结果表明,制定的控制策略有效,保证了对有界干扰以及模型参数不确定性的鲁棒性,并能快速达到稳定。

摘要：针对四舵轮驱动AGV在移动、运载过程中参数耦合、扰动不确定的非线性模型,提出一种自适应反演非奇异终端滑模轨迹跟踪控制策略。对四驱AGV的运动模型进行分析和描述,并分解为速度和力矩两层控制回路,基于Lyapunov稳定性理论,利用自适应反演法设计速度控制率解决非线控制问题,采用非奇异终端滑模调节输出力矩,消除参数耦合和不确定干扰的影响。仿真结果表明,控制策略对模型参数不确定及有界扰动具有鲁棒性,能实现快速稳定的轨迹跟踪。

摘要：为解决传统污水处理厂中控室控制模式中存在的传输距离有限、数据信息无法历史查询与分析等问题,对污水处理厂无人值守系统进行研究.用物联网技术对某石化企业的污水处理厂无人值守系统进行重构和整合,用无线网络模块对数据信息进行传输,将水质和设备运行监测数据进行存储、分析,并将监控前端web系统发布.实践表明,该系统运行可靠,实时性、安全性等指标完全满足工艺要求,进一步推进了污水处理厂控制系统的智能化、无人化.