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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
沙林秀 曾童年
为降低油田开采过程中钻井人员的重复性工作强度及高危环境下面临的风险，需要在钻井平台上引入智能机械臂。该文提出了一种基于深度强化学习的机械臂动态目标跟踪控制方法。在虚拟钻井仿真环境中构建机械臂的数字孪生体，运用机器学习代理（machine learning agents, ML-Agents）框架并基于近端策略优化（proximal policy optimization, PPO）算法进行多智能体并行训练。将训练理想的算法模型部署至虚拟钻井平台上的虚拟机械臂，通过串口通信“以虚控实”，实现虚实机械臂同步跟踪动态目标。实验结果表明：虚实机械臂同步跟踪动态目标可行且准确，为油气行业的数字孪生应用提供了新思路。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马睿 张志明 许春权
开发了一套基于语音控制的机械臂3D虚拟操作的仿真实验平台。平台设计采用LabVIEW的3D仿真模块和Microsoft的语音识别引擎,解决机械臂对象的3D建模、运动显示算法和语音识别控制等核心问题。其中3D对象建模用LabVIEW三维图片工具完成,运动显示控制算法采用循环内嵌事件的主体结构,依靠.NET节点调用语音识别引擎实现语音指令。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
付雯 温浩 黄俊珲 孙镔轩 陈嘉杰 陈武 冯跃 段星光
为满足特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求，智能化水下机器人系统成为当前的研究热点。为提高水下机械臂建模的准确性与控制能力的精准性，该文首先提出一种融合Newton-Euler方程、 Morison方程与非线性摩擦力的水下机械臂动力学模型建模及参数辨识方法，并在补偿已辨识模型的基础上，设计了一种利用径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络补偿系统未建模与建模误差的自适应滑模控制方法。通过仿真，该文证明了该方法比传统比例积分微分(proportional integral differential, PID)控制和一般RBF网络自适应滑模控制具有更高的控制精度。
[期刊] 林业科学
[作者]
郑焕祺 朱科 周玉成
【目的】针对现行气候箱装置在达到检测条件过程中易出现雾和结露现象,从而导致甲醛释放量检测结果不准确的问题,提出渐次目标跟踪算法,在大气候箱中进行温湿度控制,使大气候箱满足人造板及其制品甲醛释放量检测的高精度要求。【方法】将控制目标分为若干段,fC_set(t)={fC_set(t 0),fC_set(t 1),…,fC_set(tm-1),fC_set(∞)±ξ,fC_set(∞)},控制算法从初始值开始,分段选择子控制目标和控制参数。当某一控制状态达到设定子目标fC_set(t i)(0≤i≤m)的某一邻域时,控制子目标fC_set(t i)变为下一段控制子目标fC_set(ti+1)。对每段控制采用PID算法,根据不结露的约束条件选择最优比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd,使大气候箱内温湿度快速达到检测条件,并确保任意时刻大气候箱内都不会出现雾和结露现象。将控制方法应用于大气候箱,进行板式家具鉴定和检测,在4个季节不同环境条件下进行试验。【结果】1)渐次目标跟踪算法能够在整个测试过程中保持防结露能力,大气候箱内始终没有出现雾和结露现象; 2)大气候箱稳态工作时,温度的最大偏差为0. 1℃,相对湿度的最大偏差为±3%; 3)不同环境条件下大气候箱达到稳定检测条件的时间不同,春季为3. 3 h,夏季为7. 8 h,秋季为3. 8 h,冬季为4. 4 h。【结论】渐次目标控制算法能够使30 m3大气候箱在达到检测条件过程中不出现雾和结露现象,稳态工作精度达温度23±0. 1℃,相对湿度50%±3%,满足国际标准化组织标准ISO 16000-9要求,达到稳态工作时间不超过8 h。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
吕永敬 张涛 李凯文 赵红
在新能源技术高速发展的背景下，提出了一种基于深度强化学习的混合能源系统多目标优化方法，对混合能源系统进行配置和设计。首先，设计了一种基于循环神经网络的深度强化学习方法，对系统配置方案优化过程中目标值计算这一费时过程进行近似估计，以在线优化的方式实现能源系统运行控制策略的快速求解；其次，以经济性、可靠性、环境效益作为优化指标，采用多目标进化算法对混合能源系统进行优化配置，计算得到满足用户不同偏好的帕累托解集；最后，以离网型混合能源系统作为研究对象验证了该方法的有效性，所提方法明显优于多种传统优化设计方法。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
谢银波 魏天奇 田元 严志聪 陈世增
设计了一种基于人体手臂同步控制的智能机械车系统。该系统采用低功耗异构多处理器、多核机电系统,通过优化的游戏引擎人机交互图形控制界面,辅以可穿戴式肌电信号和手臂姿态传感器,以手势及手臂姿态无线远程控制智能车的行进、机械臂的同步伸展和机械手的抓取等动作,车载高速激光雷达系统和摄像头系统实现,在复杂未知环境下,远控机车的定位、二维和三维场景快速重构、无缝切换显示,实验结果标明,系统鲁棒性好、实时性能满足应用要求,具有较好的应用价值前景。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
左国玉 李宓 郑榜贵
轨迹规划是机械臂运动控制的关键环节，通过向控制器提供时间最短且稳定的参考轨迹，能够减少机械臂的运动时间以及关节振动。针对多自由度机械臂的时间、冲击最优轨迹规划问题，提出了一种基于改进多目标粒子群算法（improved adaptive multi-objective particle swarm optimization， IAMOPSO）的机械臂轨迹规划方法。首先，利用5次B样条曲线对给定的关节路径点进行插值，获得位置、速度以及加速度等物理量连续的运动轨迹；然后，建立以机械臂的运动时间和关节冲击为优化目标的数学模型，将机械臂的关节运动学约束作为优化问题的约束条件；最后，为提高非支配解集的多样性同时避免局部极值的可能性，采用变异算子、自适应权重以及动态学习因子的混合策略改进多目标粒子群算法，再优化求解目标函数，并利用归一化函数选取平均最优解。实验结果表明，使用5次B样条曲线插值能够满足机械臂关节轨迹平滑以及连续性要求，基于IAMOPSO算法的最优轨迹规划方法能获得收敛性较好的Pareto前沿面，依据平均最优准则所选取的时间、冲击最优轨迹，能有效提高机械臂的作业效率与稳定性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王倩男 何文辉 赵颖
针对“机械原理”课程的在线实验教学，文章以ROS平台为依托，设计了机械臂在线实验系统。该系统由Windows软件客户端、ROS主机和六自由度机械臂、实验台及实验装置构成。其中，客户端软件基于ROSBridge协议，用Python语言编写，实现了人机交互及发送障碍物信息和目标位置信息，ROS主机接受到信息后控制机械臂运动并避障，通过远程控制机械臂，结合视频监控和实验数据读取来完成实验。文章在实验室环境采用安诺机器人进行了综合测试，结果证明该系统的设计完全可行。
关键词：
ROS 机械臂 实验教学 在线实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程国扬 黄宴委
"现代控制理论"是自动化本科和电气工程与控制科学研究生的必修课程,其中一项重要的教学内容是基于观测器的控制器设计,特别是在系统存在未知扰动的情况下,如何实现扰动抑制和无静差输出跟踪,面临不同的方案选择和较复杂的计算。虽然MATLAB软件提供了一些辅助控制器设计的命令,但整个设计过程仍有不少困难,而且耗费时间。该文研发了基于MATLAB的带有友好用户界面的集成工具包,用于支持带观测器的扰动抑制输出跟踪控制器的设计与仿真分析。该MATLAB工具包不但可用于课堂教学演示,也能用于实际工程中的控制系统快速原型制作。
[期刊] 中央财经大学学报
[作者]
薛能资
建设工程全过程造价控制包含项目前期决策、设计、招投标、施工、竣工验收等各个阶段,本文结合实际探讨在跟踪审计管理模式下,对如何提高项目的投资效益和社会效益,即对如何做好建设工程投资的动态控制和管理进行了阐述并提出了注意事项与解决办法。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
连世江 陈军 贾海政 张伟华
【目的】对拖拉机转向跟踪控制进行研究,寻求提高转向跟踪控制精度的方法。【方法】以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象,以车辆航向角偏差和前轮转角为输入变量,转向驱动电机转速为输出变量,设计车辆转向控制模糊控制器,并用于拖拉机航向角的控制。【结果】拖拉机以0.53 m/s的速度行驶时,航向角偏差可控制在1°以内;拖拉机在50 m行驶距离内,最大横向偏差为0.16 m。【结论】所设计的控制器能够满足拖拉机转向跟踪控制的要求。
关键词：
拖拉机 模糊控制 航向跟踪
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
王宁 席茂 周文罡 李礼 李厚强
视频目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究课题.近年来,随着深度学习在视觉目标跟踪领域获得了巨大的成功,一系列优秀的深度跟踪算法涌现出来.本文回顾了近年来深度目标跟踪领域的进展.首先,我们详细讨论了近十年来跟踪领域数据集的发展趋势,这些数据集不仅全面地评估了算法性能同时为模型训练提供了极大的便利.其次,我们分类讨论了几大类经典的深度学习跟踪框架,包括深度相关滤波器跟踪、分类式网络跟踪、双路网络跟踪、基于梯度的深度跟踪算法以及基于Transformer的跟踪算法.最后,我们对全文内容进行总结,并指出未来的发展趋势.
[期刊] 职业技术教育
[作者]
郎英彤
以研教模式为目标,分析项目导向教学模式在现代职业教育中的实践价值,并将项目成果应用于实践教学,同时作为一种自我消化的成果转化方式。结合实践教学内容和科研成果,以转化教学资源为实例,建立专业模型,设定实践教学计划、完成目标及考评标准等,通过数值仿真实践教学数据分析,探索研教一体的教学目标和模式创新。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
谢嘉 皇小虎 李永国 梁锦涛 张增敏
[目的]针对无人驾驶农机路径跟踪控制问题，同时考虑转向控制系统输入性故障对其路径跟踪效果的影响，提出了一种基于故障估计的农机路径跟踪容错控制方法，保证农机在故障影响下能够按照预设路径行驶，提高农机的路径跟踪效果和控制系统的稳定性。[方法]首先，对农机进行运动学建模，对其运动学方程进行线性化和离散化。其次，对转向控制系统输入性故障进行分析并建立相应的数学模型，基于容积卡尔曼滤波提出了故障估计方法，然后基于模型预测控制方法设计了农机路径跟踪容错控制器，利用Matlab建立仿真模型验证所提出容错控制方法的有效性，最后在搭建的拖拉机试验平台上，进行田间实车试验。[结果]仿真试验表明，当作业速度为1 m·s~(-1)和1.5 m·s~(-1)时，无容错控制下路径跟踪的最大横向偏差分别为0.038 m和0.235 m，最大纵向偏差分别为0.286 m和0.292 m，大大偏离预设路径，跟踪效果变差。相比之下，采用所提出的容错控制方法后，最大横向偏差分别为0.006 m和0.175 m，最大纵向偏差分别为0.059 m和0.064 m，路径跟踪效果明显提升。田间实车试验表明，故障发生后，无容错控制下的车辆明显偏离预设路径，相反，有容错控制下的车辆依然可以维持较好的跟踪效果，农机可以按预设路径继续行驶。无容错控制的位置偏差和航向偏差绝对值最大分别为1.752 m和0.208 rad，有容错控制的位置偏差和航向偏差绝对值最大分别为0.407 m和0.091 rad，跟踪效果满足农机实际作业要求。[结论]所提出的故障估计方法能够及时准确地为容错控制器提供故障信息，并且所设计的模型预测容错控制器在故障情况下表现出良好的容错能力，使农机在面对转向系统故障时能保持较好的路径跟踪效果和稳定性。
[期刊] 物流技术
[作者]
谢艳
1钢铁企业的生产物流跟踪管理系统1.1钢铁企业生产物流跟踪模型生产物流跟踪管理模型是对生产全过程的监控,从原料投入开始一直到产品成型入库。建立生产全过程的物流跟踪模型,统计生产、库存、货物收发等各种物流变化信息,决策部门随时都能掌握全程物流动态,实现有效管理。生产物流跟踪系统建立在作业成本管理的基础之上,能够实时收集各工序的成本动因和生产消耗等数据,经过整理加工后,计算出的成本信息作为成本管理和决策的依据。有效的生产物流跟踪管理是作业成本
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