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全路面起重机多桥转向轨迹控制系统研究

全路面起重机多桥转向轨迹控制系统研究

作者：刘启锋大连理工大学

学位级别：硕士

全路面起重机是集优良的起重性能,快速转移,带载越野行驶等多个优点于一体的现代化大型工程起重设备。多桥转向智能化控制技术是全路面起重机关键技术之一,对于全路面起重机操纵稳定性、机动灵活性及整车的可通过性能有着决定性的作用... 详细信息

全路面起重机是集优良的起重性能,快速转移,带载越野行驶等多个优点于一体的现代化大型工程起重设备。多桥转向智能化控制技术是全路面起重机关键技术之一,对于全路面起重机操纵稳定性、机动灵活性及整车的可通过性能有着决定性的作用。实践中发现全路面起重机转向时实际路径与理论轨迹存在较大的误差,由此会导致全路面起重机无法按照驾驶员的指令行驶。为此本文采用了滑模控制方法对全路面起重机转向路径进行了优化,建立了包含有多桥车辆运动模块、液压转向系统模块及滑模控制模块的全路面起重机轨迹跟踪模型,并利用MATLAB/Simulink软件模块进行了多种转向工况下的仿真实验。本文的工作内容如下： (1)根据阿克曼定理及运动学相关知识,分析了全路面起重机转向运动,建立了多桥车辆转向的运动模型,得到车辆质心运动方程,以及车辆转向性能参数之间关系。 (2)采用了电路—面积法对对称阀控非对称缸系统进行了补偿作用,利用传递函数法建立了全路面起重机液压执行系统数学模型。 (3)研究了滑模控制方法,采用反演设计方法设计了基于滑模控制的全路面起重机转向轨迹控制器。 (4)利用MATLAB/Simulink软件模块建立了轨迹跟踪模型并通过仿真验证了滑模控制方法对全路面起重机转向轨迹的优化作用;设置多种工况条件,分析讨论了一桥转角、车速对全路面起重机转向行驶时实际路径与理论轨迹间误差的影响。

关键词：全路面起重机多桥转向滑模控制轨迹跟踪 Matlab/Simulink

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水肥一体机先进控制方法研究及应用

水肥一体机先进控制方法研究及应用

作者：刘启锋东北大学

学位级别：硕士

在世界性水资源匮乏的大背景下,我国作为一个人口大国所面临的情况更加严峻。我国的淡水资源不足,发展中的工业和农业可用水资源十分有限,农业灌溉水资源尤为短缺。由于经年生产中的过度灌溉和施肥,土壤次生盐渍化日趋严重,土壤品质下降... 详细信息

在世界性水资源匮乏的大背景下,我国作为一个人口大国所面临的情况更加严峻。我国的淡水资源不足,发展中的工业和农业可用水资源十分有限,农业灌溉水资源尤为短缺。由于经年生产中的过度灌溉和施肥,土壤次生盐渍化日趋严重,土壤品质下降,可持续生产能力低下。因此,为实现农业的可持续发展,满足精准农业的要求,灌溉、施肥的精准化势在必行。水肥一体化技术,是一种通过科学的给水给肥,使得作物在其生长过程中的各个阶段得到适量且充足的养分的技术。我国水肥一体化方面的研究起步较晚;同时,现今水肥一体机的研究中,在线式多路水肥同时施加的流量比值控制的相关研究开展较少。因此,研究水肥一体机的多流量比值控制方法有重要意义。本文首先针对水肥一体机的水肥流量控制部分,进行了机理建模,研究了常规的基于PID的比值控制方法;在此基础上,提出将自抗扰技术(ADRC)应用于水肥一体机的流量控制,搭建了 ADRC自定义Simulink仿真模块库;进一步,提出采用单变量边缘分布算法(UMDA)对ADRC控制器的参数进行优化;最后,本文根据实际需求,设计开发了一套完整的水肥一体机系统,并将控制算法应用于实际系统,验证了系统和算法的有效性。本文的具体工作包括:(1)建模与常规控制方法研究。本文提取了水肥一体机的水肥流量控制部分,对该部分进行了数学机理建模;并对于所建模型,使用常规的基于PID的比值控制方法,进行了仿真应用实验;根据实验效果,提出了常规控制所存在的问题。(2)ADRC的研究、仿真与参数优化。本文分析了经典PID控制方法的优劣性,提出采用ADRC控制器进行替代;建立了 ADRC自定义Simulink模块库,并对控制效果进行了仿真验证;提出采用UMDA算法,对ADRC控制器的参数进行了优化。(3)水肥一体机控制系统的设计与控制方法的应用。本文设计实现了一个完整的水肥一体机控制系统,其中包括系统总体设计、器件选型、架体管路设计和软件编程等;在所设计的水肥一体机上,应用了常规的基于PID的比值控制算法和先进的基于ADRC的比值控制方法,并根据实际作用效果,进行了对比论证。

关键词：水肥一体机 ADRC PID 比值控制 UMDA

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挖掘机动臂工艺过程优化及其保障技术研究

挖掘机动臂工艺过程优化及其保障技术研究

作者：刘启锋吉林大学

学位级别：硕士

通过挖掘机上半年销量以及未来三年销量的预测,得知国产挖掘机品牌竞争越来越激烈,国产挖掘机怎么通过提高质量、缩短交货期来提高自己的竞争力是面临的主要问题。挖据机的重要部件动臂,在挖掘机工作的过程中反复受交变载荷,是结构件中... 详细信息

通过挖掘机上半年销量以及未来三年销量的预测,得知国产挖掘机品牌竞争越来越激烈,国产挖掘机怎么通过提高质量、缩短交货期来提高自己的竞争力是面临的主要问题。挖据机的重要部件动臂,在挖掘机工作的过程中反复受交变载荷,是结构件中最容易出现问题的部件,也是衡量挖掘机制造企业制造能力的标杆,同时动臂的故障率也是衡量挖掘机整体可靠性的因素之一。各企业怎样在现有工艺装备的情况下,提高动臂的焊接质量、控制动臂的焊接变形、提高动臂的机械加工效率是现有企业最重要的研究课题。因此本课题围绕解决上述问题,通过关键工艺过程控制来解决动臂制造过程的技术难题。首先介绍了挖掘机的构成及其重要结构件,对挖掘机关键结构件动臂的工艺过程、零件构成、高质量焊接要求、高精度加工要求进行了说明。对动臂制造过程中的焊接变形大、焊接要求高、加工过程需要频繁试刀进行了介绍。其次从焊接方面详细说明了挖掘机动臂工艺过程优化方面取得的成果。通过先进设备的选用、焊接顺序的制定理论及研究工艺过程控制点最大程度上控制了挖掘机动臂的焊接质量及变形。在制造过程中对工艺试验成果进行了说明,为后期改善提供了理论基础。最后对在加工中心上二次开发无线电在线测量技术,用于挖掘机动臂加工方面取得的突破性成果进行了详细说明。通过本系统上开发的宏程序逻辑运算过程实现了测量、逻辑计算、打印、调整的功能。投入生产后最大程度上保证了动臂加工的精度和效率,属于行业领先。并对机加过程的成果进行了说明,引入非标刀具、设计专用机加工装、优化切削参数过程等。通过上述动臂关键工艺过程保障技术研究,最大程度上保证了动臂的焊接质量、控制了动臂的焊接变形、突破性的提高了动臂机械加工效率。

关键词：挖掘机动臂焊接工艺在线测量加工工艺非标刀具

电动汽车动力电池状态检测系统的二次开发研究

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电动汽车动力电池状态检测系统的二次开发研究

作者：刘启锋华南理工大学

学位级别：硕士

电池状态检测,包括荷电状态(State of Charge)和健康状态(State of Health)等,是电动汽车电池管理系统的重要功能。伴随着电动汽车行业的快速发展,对电池状态检测的算法研究也取得了较多成果,但缺少工程应用方面的探索,未能借鉴汽车电... 详细信息

电池状态检测,包括荷电状态(State of Charge)和健康状态(State of Health)等,是电动汽车电池管理系统的重要功能。伴随着电动汽车行业的快速发展,对电池状态检测的算法研究也取得了较多成果,但缺少工程应用方面的探索,未能借鉴汽车电控开发领域中成熟有效的技术规范,开发效率较低。针对上述问题,本文在传统V模式的基础上,提出了针对电池状态检测系统的二次开发模式,包括原型系统开发和功能开发两个步骤,第一次开发实现硬件系统和基础软件功能,第二次开发实现电池状态检测功能。首先,从系统通用性出发,设计了主从结构的硬件电路。基于TI F28M35双核单片机设计了主控模块的最小系统和隔离通信电路,基于TI bq76PL536A电池管理芯片设计了包括电池均衡、电压测量、内阻测量、温度测量等在内的模拟前端电路。本文设计的硬件电路不仅满足电池状态检测的需要,也具有实现电池管理系统的接口和结构。其次,在硬件系统之上设计了软件原型系统,包括CAN和SPI通信驱动、电池信息监测和任务调度等底层软件,并在底层软件之上嵌入了类BASIC解释器,该解释器实现了电池状态检测相关的底层调用模块和功能函数库。解释器获取二次开发环境中自动生成的类BASIC代码,并负责具体算法的执行,从而将仿真环境下的非实时算法变为嵌入式单片机可实时运行的程序。再次,在PC上设计了软件二次开发环境。先在MATLAB/Simulink环境中搭建了电池2RC模型和基于扩展卡尔曼滤波的SOC算法模块,并通过仿真验证了模型和算法的有效性。随后设计了自动代码生成器,可将Simulink下的SOC和SOH检测模型转换为类BASIC代码。然后基于LabVIEW和CAN通信设计了数据分析程序和数据可视化监控程序,分别用于代码传输和电池信息监控。最后,本文搭建了系统测试平台,分别对硬件系统和软件系统进行验证。针对硬件系统,对通信模块和电池参数监测模块进行了测试,测试结果证明硬件监测数据是可信的。针对软件系统,以扩展卡尔曼滤波和内阻法为例进行二次开发,对系统的SOC和SOH检测功能进行测试,测试结果证明了系统的实用性和高效性。

关键词：电动汽车电池状态二次开发解释器自动代码生成

脑星形细胞瘤患者预后多因素COX模型生存分析

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脑星形细胞瘤患者预后多因素COX模型生存分析

作者：刘启锋山东大学

学位级别：硕士

目的：研究影响人脑星形细胞瘤预后的因素，为临床治疗与判断预后提供理依据。方法：收集自1996年1月至2006年5月手术治疗的109例星形细胞瘤患者的临床资料。单因素使用Kaplan Meie法计算生存率并采用对数秩(Log rank)检验;多因素分析... 详细信息

目的：研究影响人脑星形细胞瘤预后的因素，为临床治疗与判断预后提供理依据。方法：收集自1996年1月至2006年5月手术治疗的109例星形细胞瘤患者的临床资料。单因素使用Kaplan Meie法计算生存率并采用对数秩(Log rank)检验;多因素分析使用Cox比例风险模型，采用逐步回归分析。结果：单因素分析结果显示年龄、病变在MRI影像增强情况、术前机能状况(KPS)评分、手术切除程度、组织学分级、术后放疗等因素与患者预后关系密切(P＜0.01);多因素分析示患者的年龄、术前KPS评分、病变在MRI影像增强情况、组织学分级、手术切除程度、术后放疗均为独立的预后囚素。性别、肿瘤部位、肿瘤范围等因素两种分析均未发现与预后有密切关系。结论：患者年龄、术前KPS评分、手术切除程度、组织学分级等对预后有显著影响，而患者的性别、肿瘤部位和范围对预后影响不大。

关键词：脑星形细胞瘤预后因素因素分析统计学