摘要：当前复杂多变的客户应用场景,对激光传感器参数配置的灵活性和故障诊断的效率提出了更高的要求,该文设计一种基于Python和Pyqt的激光传感器参数设置与调试软件。该软件可让技术支持工程师在客户现场根据不同的应用场景写入定制的参数配置,并可通过通信对激光传感器进行调试和故障分析。实际测试表明,软件可以成功读取和修改激光传感器的参数配置,并通过通信对其进行调试和故障分析,从而满足客户应用场景多样化的需求。

摘要：针对长时间远距离行走疲劳、下肢瘫患者行走困难等问题,设计一套下肢助力装置,实时辅助穿戴者行走。首先基于人体下肢数据,在Solidworks中完成下肢外骨骼三维建模及参数优化,将模型导入到Adams中,耦合后添加运动规划,仿真验证外骨骼的运动学和人机协同性能,为下一步控制系统设计提供数学理论依据。在基于模型的位置反馈控制器中实现了模糊控制,并对末端执行器在受扰情况下的轨迹跟踪特性进行了仿真模拟。进而搭建下肢关节步态仿真系统,实验验证动力学模型的有效性以及控制系统的稳定性。实验结果表明,该控制器在处理非线性和扰动方面比常规PID控制和模糊控制模式有效,可更快速和准确地完成对步态曲线的跟踪。

摘要：在开采煤矿的生产活动中,遇到煤矿爆炸或地震、地质等自然灾害,会导致坍塌、掩埋、堆积等情形,进而形成复杂的封闭环境。如果发生人员被困等突发情况,破灾救援、挽救生命工作显得至关重要。封闭环境中O_2的浓度随时间的变化直接威胁到被困人员的生命安全,及时掌握被困人员所处环境的O_2浓度变化对破灾救援机器人作业实施有着非常重要的指导意义。为准确测量O_2的浓度,以封闭室内O_2为研究对象,综合应用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术和波长调制光谱(WMS)技术,设计了一套准连续调制激光吸收谱实验测量O_2浓度系统,对24 h封闭室内O_2的浓度随时间变化情况进行测量研究。实验结果表明,封闭室内O_2的浓度受到室内人员活动的影响,准连续调制激光吸收谱测量方法可以准确测量封闭室内的氧气变化。

摘要：针对动力翼伞系统易受舵机负载转矩和外界风场等复杂扰动影响的问题,本文改进动力翼伞系统模型,引入具有负载转矩的直流电机模型。提出了基于自抗扰控制的轨迹跟踪控制器,分别设计了横纵向通道控制器,横向轨迹通道采用串级自抗扰控制,内环控制器对舵机负载扰动进行估计和补偿,减小死区误差;外环控制器跟踪参考飞行方向,降低风扰影响。半实物仿真结果表明:该控制策略性能优于传统自抗扰控制(ADRC)和PID控制器,能有效抑制舵机负载和风场扰动,提高跟踪精度,且稳定性和鲁棒性显著增强。

摘要：中国已成为笔类产品生产大国与出口大国,而笔管检测是制笔行业的关键工艺技术。针对目前制笔行业中笔管检测的需求,设计了笔管缺陷自动化检测系统,以提高笔管缺陷检测效率及笔管制造企业的生产质量。基于机器视觉及重心分类装置,采取分模块检测系统,对笔管的缺陷形态、类型进行鉴别与统计,高效率、高精度地实现笔管缺陷检测、残次品剔除与自动分拣。采用缺陷自动检测算法,利用计算机视觉检测技术进行缺陷边缘检测,分割出笔管的缺陷区域并定义主要缺陷类型,完成对笔管缺陷的判断与分类。通过构建、训练卷积神经网络,得到了拟合度较高的卷积神经网络模型,用于分析笔管的缺陷情况。实验结果表明,笔管缺陷自动化检测系统可以客观地检测笔管的缺陷,提高笔管生产效率,提升生产线的成品质量,具有较高的工程应用价值。

摘要：电子分析天平普遍采用脉宽调制电流的方法来精密调节电磁力,工程上原始数据较难达到百万分度级精度。在分析了传统方法对测量精度影响因素后,设计了一种双闭环控制的改进脉宽调制电流电路,将PID控制电路和电流测量混合电路解耦,降低了PID参数整定难度,避免了求解机械传感器和平衡检测通道系统传输方程,提高了设备响应速度和测量精度。实验数据表明,在未进行非线性校正且只进行滑动平均滤波的情况下,31 g量程的电子分析天平初始测量数据标准偏差为2×10^(-5)g,达到百万分度级精度,较同样电路和传感器的原始220 g量程电子分析天平精度提升10倍以上。

摘要：动力翼伞系统是具有强非线性、强耦合特性的系统,其精确控制比较困难.动力翼伞系统具有两个控制通道,控制的难度在于纵向推力对下偏控制存在着非线性的强耦合作用,在受到风场干扰时会导致系统耦合加剧,从而在控制过程中引起较大偏差,甚至导致系统失速.本文提出了一种基于耦合补偿的自抗扰控制策略,并将该非线性耦合关系设计为扩张状态观测器中的已知扰动,从而提高了控制器的跟踪性能.在动态耦合补偿的基础上改进控制律,将非线性动力翼伞系统设计成易于控制的独立积分器,从而提高横向轨迹跟踪控制器的抗干扰性和控制跟踪性能.通过仿真实验可验证该控制策略优于传统的自抗扰控制(active disturbances rejection controller,ADRC)和PID控制.

摘要：针对具有不确定扰动及参数变化永磁同步电动机伺服系统控制困难的问题,提出了基于滑模的自抗扰控制器。通过对永磁同步电机伺服系统进行数学模型分析,将系统参数变化引起的内部不确定性及外部随机扰动视为“总扰动”,设计线性扩张状态观测器观测并补偿,使系统近似为积分器串联型,滑模状态反馈使闭环伺服系统实现快速控制,并通过李雅普诺夫方法证明其一致稳定性。和传统线性自抗扰控制对比的仿真和试验数据均表明,提出的基于滑模自抗扰控制策略提高了永磁同步电动机的抗扰性和鲁棒性。

摘要：针对永磁同步电机在实际应用中变负载、磁饱和内外干扰等因素影响下的稳定控制问题,提出了基于super-twisting算法的扩张状态观测器(super-twisting extended state observer,STESO)对总扰动进行准确估计和补偿。通过分析永磁同步电机的动力学模型,构建永磁同步电机的扩张状态模型,并以此为基础设计STESO,在有限时间内实现对永磁同步电机总扰动的准确观测。利用Lyapunov方法分析了STESO的稳定性,并推导了误差收敛时间的表达式。仿真实验结果表明,所提方法在位置和转速控制上响应速度快、扰动影响恢复时间短,相比于PID控制、自抗扰控制和基于改进模型预测的自抗扰前馈控制等方法具有更好的快速性和更强的抗扰性,蒙特卡洛实验结果同样显示所提方法针对参数不确定性具有较强的鲁棒性。

摘要：提出了基于CBE+CDIO理念进行工业机器人教学设计的新模式,依托校企联合开发的"智能制造技术创新与应用开发平台"进行了工业机器人技术应用课程模块化实训项目设计,以"码垛工作站的安装与调试"实训项目为例,进行了"构思—设计—实施—运行"4个阶段的教学设计。实施表明,CBE+CDIO理念在工业机器人应用技能人才培养中的应用可以在保证较高培养质量的同时,有效加快相关行业应用型人才培养的速度。