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基于模糊PID复合控制的磁导引全向移动AGV设计与实现

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基于模糊PID复合控制的磁导引全向移动AGV设计与实现

作者：华铁丹华中科技大学

学位级别：硕士

自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)作为一种新型的物料运输设备,已经逐渐应用于生活、工业等各个领域。目前在越来越多的场景中需要AGV在狭小拥挤的环境中工作,因此对基于麦克纳姆轮的全向移动AGV研究也有了更加重大的现实意义... 详细信息

自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)作为一种新型的物料运输设备,已经逐渐应用于生活、工业等各个领域。目前在越来越多的场景中需要AGV在狭小拥挤的环境中工作,因此对基于麦克纳姆轮的全向移动AGV研究也有了更加重大的现实意义。现行条件下,全向移动AGV的磁导引技术最为成熟,但是当磁导引全向移动AGV工作环境非理想时,AGV的导引会出现较大偏差,甚至会出现磁条传感器脱离轨道的现象,导致AGV路径丢失。为此本文提出使用模糊PID复合控制技术来提高AGV的导引性能和适应能力。本文从麦克纳姆轮的结构出发,归纳麦克纳姆轮的运动特性,分析全向移动AGV的运动原理,建立全向移动AGV的运动学模型和动力学模型,为全向移动AGV的运动控制奠定基础。在AGV的磁导引运动控制方面,由于传统的PID控制方法无法满足导引性能和适应性的要求,本文在PID控制的基础上引入模糊控制,提出使用模糊PID复合控制,通过对全向移动AGV实际运行状态的观察和经验总结,设计模糊PID线性复合控制器和模糊自整定PID控制器,使用Matlab/Simulink对上述控制算法和传统的PID控制算法进行仿真对比。AGV的控制系统是实现磁导引控制的基础,考虑到全向移动AGV的实际工作需求,提出AGV的控制系统整体方案,进行控制系统硬件和软件的设计,实现控制系统的控制局域网络(Controller Area Network,CAN)协议,编写上位机以实现对AGV的控制。为验证模糊PID复合控制的实际效果,搭建基于麦克纳姆轮的全向移动AGV测试平台。利用测试平台进行相关实验,通过实验验证本文设计的基于模糊PID复合控制的磁导引全向移动AGV的正确性和有效性。

关键词：自动导引车麦克纳姆轮磁导引模糊PID复合控制

基于Matlab图形用户界面的刚体旋转计算器

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计算机应用 2016年第A2期36卷 272-275页

作者：张少雷华铁丹华中科技大学自动化学院武汉430074 武汉汉迪机器人科技有限公司武汉430014

针对目前在惯性导航、机器人学、姿态测量和计算机图形学等学科中缺乏简洁直观、小巧实用的计算工具的问题,利用Matlab图形用户界面(GUI)开发了一款用于三维空间的刚体旋转计算器。该刚体旋转计算器可进行四元数的四则运算、取范数和共... 详细信息

针对目前在惯性导航、机器人学、姿态测量和计算机图形学等学科中缺乏简洁直观、小巧实用的计算工具的问题,利用Matlab图形用户界面(GUI)开发了一款用于三维空间的刚体旋转计算器。该刚体旋转计算器可进行四元数的四则运算、取范数和共轭等基本运算,实现三维坐标系中同一旋转的旋转矩阵、欧拉角、四元数之间的换算,并且实现了指定旋转的三维图像演示。分析、推导了实现上述运算的算法,讨论了实现相应功能的实现方法,最后利用实例测试了刚体旋转计算器的各个功能。测试结果表明,刚体旋转计算器具有前述功能,可在实际应用中提供快速、简洁的运算,并图示表示旋转,让使用者的理解更为深刻。

关键词： Matlab图形用户界面四元数欧拉角旋转矩阵刚体

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基于图像处理的物料识别综合实验设计

实验科学与技术 2022年第5期20卷 140-145页

作者：华铁丹武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

以实际工业现场生产线中物料分拣的应用为背景,设计了数字图像处理课程的综合实验案例。在综合实验课程中,构建了机器人物料识别与分拣系统和可交互图形用户界面。根据实际工程要求,学生在可交互图形界面中利用Python作为编程语言,运用... 详细信息

以实际工业现场生产线中物料分拣的应用为背景,设计了数字图像处理课程的综合实验案例。在综合实验课程中,构建了机器人物料识别与分拣系统和可交互图形用户界面。根据实际工程要求,学生在可交互图形界面中利用Python作为编程语言,运用生产线中物料识别的原理,补充业务逻辑代码,按照“图像输入—图像处理—结果输出”的顺序完成函数,实现物料分拣的功能。在综合实验设计中采用“分层次”的教学方法,按认知实验、验证实验、创新实验3个层次设计实验。该综合实验是现有理论教学的有益补充,有助于达成课程教学目标。

关键词：数字图像处理综合实验形状识别 Python

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电子产线实践平台远程监测系统设计

工业控制计算机 2022年第10期35卷 35-37,40页

作者：华铁丹武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081

基于高校实验室对电子产线实践平台工作状态的监测需求,设计了一套低成本、高稳定性的远程监测系统。该系统应用云技术将底层视频传输模块、平台监测模块、移动应用模块整合一体。平台监测模块使用工控机采集运行状态数据发送到云平台,... 详细信息

基于高校实验室对电子产线实践平台工作状态的监测需求,设计了一套低成本、高稳定性的远程监测系统。该系统应用云技术将底层视频传输模块、平台监测模块、移动应用模块整合一体。平台监测模块使用工控机采集运行状态数据发送到云平台,通过摄像头二次开发功能获取视频图像。云服务器为电子产线实践平台和安卓App提供数据服务,安卓App监测电子产线实践平台的运行状态信息,实现现场电气设备的远程控制。利用云服务器的存储功能实现状态浏览、权限管理等功能。工控机与服务器中使用Mina框架实现网络长连接,保证电子装配实践平台中运行状态的网络传输。经过测试,用户可以通过远程监测系统实现对该平台的控制。系统能够降低二次开发和维护的成本,满足智慧实验室的建设需求。

关键词：电子产线实践平台远程监测云服务安卓App 工控机

Mecanum轮全向机器人运动误差补偿方法

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工业控制计算机 2016年第10期29卷 25-27页

作者：华铁丹张少雷华中科技大学自动化学院湖北武汉430070 武汉汉迪机器人科技有限公司湖北武汉430014

基于Mecanum轮的全向移动机器人由于轮子之间的非线性关系以及高耦合的特点,使得其在有打滑或在路面不平稳时的运动状态下的控制精度不够。针对这一问题,分析了机器人的误差来源,通过对误差的分析提出了一种基于模糊PID控制的运动补偿... 详细信息

基于Mecanum轮的全向移动机器人由于轮子之间的非线性关系以及高耦合的特点,使得其在有打滑或在路面不平稳时的运动状态下的控制精度不够。针对这一问题,分析了机器人的误差来源,通过对误差的分析提出了一种基于模糊PID控制的运动补偿方法。通过对速度信息的采集并结合PID控制器的优势,对控制器参数的在线整定来实现对机器人系统的运动补偿控制。由仿真实验可知,该运动控制系统有较高的稳定性和快速性。通过与传统PID控制器比较,验证了该控制器有较好的轨迹跟踪的能力。

关键词： Mecanum轮全向移动补偿控制模糊PID控制器

乳腺癌人群与非乳腺癌人群BRCA1/2突变率的差异及突变率相关因素研究

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乳腺癌人群与非乳腺癌人群BRCA1/2突变率的差异及突变率相关因素...

作者：铁丹晨中国人民解放军空军军医大学

学位级别：硕士

2021—2022年齐齐哈尔市4类公共场所室内空气中苯系物监测分析

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预防医学情报杂志 2024年第2期40卷 204-211页

作者：朱吉凯张蕾叶欣雨王倩铁丹丹齐齐哈尔市疾病预防控制中心理化检验科黑龙江齐齐哈尔161005 四川省人民医院·电子科技大学附属医院成都610072

目的通过开展4类公共场所空气中苯系物的污染监测工作,了解齐齐哈尔市重点公共场所室内空气卫生基本现状。方法2021—2022年采用随机抽样方法选取齐齐哈尔市116家重点公共场所的246个采样点作为监测对象,采集246份空气样品开展室内空气... 详细信息

目的通过开展4类公共场所空气中苯系物的污染监测工作,了解齐齐哈尔市重点公共场所室内空气卫生基本现状。方法2021—2022年采用随机抽样方法选取齐齐哈尔市116家重点公共场所的246个采样点作为监测对象,采集246份空气样品开展室内空气中苯系物(苯、甲苯和二甲苯)监测调查。采用二次热解析-气相色谱法进行实验室检测,结合问卷调查结果,采用SPSS 22.0软件进行数据分析,率的比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果2021—2022年齐齐哈尔市对4类公共场所开展的室内空气中苯系物监测总体合格率为98.78%(243/246),有3份样品检出超标(超标率为1.22%)。3种苯系物监测合格率分别为:苯98.78%(243/246)、甲苯100.00%(246/246)和二甲苯100.00%(246/246),合格率的差异有统计学意义(χ~2=6.024,P=0.049)。4类公共场所苯系物的监测合格率分别为:宾馆(酒店)98.48%(65/66)、理发店100.00%(27/27)、健身房100.00%(9/9)、美容店100.00%(14/14),合格率的差异无统计学意义(χ~2=0.764,P=0.858)。3种苯系物的检出率为:苯30.49%、甲苯56.50%和二甲苯85.77%,呈现出二甲苯污染最重、甲苯次之、苯较轻的状况。4类公共场所室内苯系物检出率分别为:宾馆(酒店)98.48%、理发店88.89%、健身房100.00%和美容店78.57%。健身房中苯系物污染最重,其次是宾馆(酒店),再次是理发店、美容店。结论2021—2022年齐齐哈尔市4类公共场所室内苯系物广泛存在,普遍都有检出,存在健康风险,需继续开展此项监测工作。

关键词：苯系物疾控系统健康危害因素监测公共场所空气二次热解析

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我国草原地区野生药材资源的法律保护

草业科学 2024年第2期41卷 491-502页

作者：卢星华新疆科技学院文化与传媒学院新疆库尔勒841000

我国传统中医药在中华民族的发展史上是一颗璀璨的明珠,野生药材是中医发展的基础。基于生境(草原)+生物(野生药材资源)+文化(民族医药知识)整体系统观,分析我国草原地区野生药材资源的立法现状,发现我国草原地区野生药材资源立法冲突,... 详细信息

我国传统中医药在中华民族的发展史上是一颗璀璨的明珠,野生药材是中医发展的基础。基于生境(草原)+生物(野生药材资源)+文化(民族医药知识)整体系统观,分析我国草原地区野生药材资源的立法现状,发现我国草原地区野生药材资源立法冲突,草原生态补偿制度未将禁止采狩野生药材纳入到补偿范围内,草原地区野生药材资源法律保护未与民族区域自治和国家公园建设相衔接,草原地区野生药材遗传资源保护不足。因此,应当加强草原地区野生药材资源立法,将禁止采狩野生药材纳入到草原生态补偿范围,通过统一法律概念来促进野生药材资源立法的衔接,推动野生药材遗传资源的法律保护,促进我国生态文明建设。

关键词：草原地区野生药材资源野生动植物生态文明建设

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计算科学学：数智驱动的科学学新发展

科学学研究 2024年

作者：侯剑华中山大学信息管理学院

大数据和人工智能技术正在推动科学研究和知识发现的范式转换。在数智驱动的背景下，计算科学学得到快速发展，它从大数据视角对科学、科学活动以及科学与社会之间关系进行多维度（包括时间、空间和组织等）、综合性分析。与科学计量学... 详细信息

大数据和人工智能技术正在推动科学研究和知识发现的范式转换。在数智驱动的背景下，计算科学学得到快速发展，它从大数据视角对科学、科学活动以及科学与社会之间关系进行多维度（包括时间、空间和组织等）、综合性分析。与科学计量学相比，计算科学学在理论基础和研究问题，研究范式和研究方法，研究数据等方面存在差异。通过分析计算科学学的研究属性和理论框架，阐述了当前计算科学学研究的主要议题与方法，包括科学家研究，科学知识生产方式研究，科学知识体系的动态结构研究，科学知识扩散与科学交流研究，科学、技术与社会互动研究，科学伦理与规范研究。最后对计算科学学研究的挑战和机遇进行了分析。

关键词：计算科学学数智驱动科学计量学研究范式转换