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轨道车轮轴自动拆装机及其控制系统的研究

轨道车轮轴自动拆装机及其控制系统的研究

作者：江先志武汉理工大学

学位级别：硕士

当前我国经济的飞速发展，铁路系统的不断壮大，铁路设备及技术得到极大的提高，突出体现在计算机应用和信息化改造。铁路在我国几十年的发展中，为经济发展做出了巨大的贡献，尤其是当前铁路大提速，高速列车、高速铁路的引进及客运专... 详细信息

当前我国经济的飞速发展，铁路系统的不断壮大，铁路设备及技术得到极大的提高，突出体现在计算机应用和信息化改造。铁路在我国几十年的发展中，为经济发展做出了巨大的贡献，尤其是当前铁路大提速，高速列车、高速铁路的引进及客运专线的建设，对推动国家的发展及人民生活的富裕，具有深远的意义。保证铁路系统的安全和稳定，意义重大。对铁路系统的物质基础——铁路车辆进行定期、计划性的维护工作，是保证铁路系统正常运行的重要部分，以便及时发现并解决所存在的问题和隐患。铁路车辆的维护工作种类繁多、复杂，其中很重要的一项是车辆轮对的检修和维护工作。轮对的弯曲、磨损、断裂等故障会导致铁路车辆无法正常运行甚至造成严重的事故。对铁路车辆轮对的检修，多数情况下需要把轮对从车辆上拆卸下来，除了观察磨损、裂纹、弯曲等情况，还要检查车轮与轮轴间的装配是否安全可靠，轴承与轮轴间结合力是否在安全范围之内、并对轮对与轴承结合力进行实测、记录、分析，以判断轮对质量是否合格。本论文针对轮对轴承的退卸和压装工作及其自动控制，主要在以下四方面进行了研究：对拆装机的机械结构进行设计，以满足轮对拆装的空间及拆装力的要求;对拆装机采取液压驱动，以获得平稳而足够大的驱动力，并有利于整个过程的顺序控制;以接触器、继电器组合逻辑设计拆装机的电气控制系统，实现拆装机的手动控制;对电气控制系统进行计算机自动化改造，并采用Borland C++ Builder 6编程，实现自动控制和对拆装过程的数据记录及分析。整个系统的设计过程，以机械设计理论和自动控制理论为指导，采用液压传动技术、电气控制和电子技术，并以软件工程思想规划自动控制软件系统，通过详细的方案设计、大量的功能性试验、最终研制成功了本铁路车辆轮对的自动拆装系统。本系统在试运行中体现的性能和发现的缺陷，总的分为两个方面：自动控制程度和电磁干扰问题。本文在这两方面提出了一系列的改进方案，而且在提高系统自动控制精度及可靠性方面采取了有效的措施，提高了本系统的性能。本“铁路车辆轮对自动拆装系统”最终成功地投入了使用，效果良好。

关键词：轮对轴承拆装自动控制

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二轮平衡车的神经元控制算法及仿真

机床与液压 2022年第19期50卷 159-166页

作者：沈浩宇江先志冯涛浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310000 深圳海关工业品检测技术中心广东深圳518000

通过在MATLAB-Simulink-Simscape中搭建二轮平衡车的仿真物理模型和控制系统,直观、快速地验证控制算法的效果。使用神经元PID控制算法替代传统PID控制算法设计神经元PD平衡控制器、神经元PI速度控制器,并在此基础上组合成二轮平衡车的... 详细信息

通过在MATLAB-Simulink-Simscape中搭建二轮平衡车的仿真物理模型和控制系统,直观、快速地验证控制算法的效果。使用神经元PID控制算法替代传统PID控制算法设计神经元PD平衡控制器、神经元PI速度控制器,并在此基础上组合成二轮平衡车的神经元PID控制系统。通过实验对比神经元PID控制算法与传统的PID控制算法的控制效果,验证了神经元PID控制算法具有更高的控制精度、更强的抗干扰能力、更快的响应速度,能及时适应模型的非线性变化。

关键词：智能控制算法 BP神经网络平衡车

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机车轮轴的自动拆装系统设计

液压与气动 2005年第6期29卷 84-86页

作者：李新肖峻江先志武汉理工大学(东院)摩擦学研究所湖北武汉430070

对机车轮轴进行检修时,往往需要对轮轴轴承进行退卸和安装.系统通过计算机控制轮轴的自动安装和退卸,准确地执行拆装动作.

关键词：车轮轴系统设计拆装计算机控制自动安装压装曲线自动绘制工作效率工作过程质量分析数据记录

基于PC104的控制系统在机车加油控制台的应用

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内燃机车 2005年第4期 24-27页

作者：莫易敏胡文平江先志武汉理工大学机电学院湖北武汉430070

以机车加油控制台为例,系统地叙述了基于PC104总线的加油控制台的系统硬件组成,并介绍了C++Builder对硬件的编程。

关键词： PC104 C^++Builder 机车加油控制器

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基于坐标变换法的3关节机械臂运动学研究

轻工机械 2021年第4期39卷 31-38,43页

作者：沈浩宇江先志浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310000

针对当前在串联机器人运动学分析中使用的D-H参数法存在观察抽象、坐标系转换不灵活、参数容易混乱、理论模型与实体模型出入大等缺点,课题组采用坐标变换法对3关节机械臂进行运动学研究。依据关节之间的相对位置关系建立坐标系,采用齐... 详细信息

针对当前在串联机器人运动学分析中使用的D-H参数法存在观察抽象、坐标系转换不灵活、参数容易混乱、理论模型与实体模型出入大等缺点,课题组采用坐标变换法对3关节机械臂进行运动学研究。依据关节之间的相对位置关系建立坐标系,采用齐次变换矩阵对坐标系之间的关系进行描述,并建立运动学方程;采用D-H参数法建立机械臂的运动学模型,在MATLAB的Robotics Toolbox中验证了坐标变换法的正确性;编写上位机软件实现了机械臂样机的实时控制。结果表明:坐标变换法具有灵活方便、形象直观、便于计算的优点。该方法弥补了传统D-H法在分析平行关节时的缺陷。

关键词：机器人运动学机械臂坐标变换法 D-H参数法 Robotics Toolbox

气动肌肉驱动的康复机器人关节建模及位置模糊控制

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机械制造 2011年第3期49卷 10-13页

作者：王建江先志华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

肢体康复机器人运动速度低、位置精度要求不高,但柔顺性和安全性要求高。气动肌肉是一种新型柔性驱动器,适合于康复机器人的驱动。气动肌肉具有时滞、非线性等特点,关节位置控制难度增大。由此建立了关节模型,采用了模糊控制技术,借助MA... 详细信息

肢体康复机器人运动速度低、位置精度要求不高,但柔顺性和安全性要求高。气动肌肉是一种新型柔性驱动器,适合于康复机器人的驱动。气动肌肉具有时滞、非线性等特点,关节位置控制难度增大。由此建立了关节模型,采用了模糊控制技术,借助MATLAB的Simulink,得到模糊控制查询表。实验表明,本控制算法较好地实现了关节位置控制。

关键词：气动肌肉康复机器人关节建模模糊控制 Simulink

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康复机器人的语音控制及实现

信息通信 2012年第1期25卷 260-261页

作者：李少坤江先志王增怀华中科技大学机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074

研究语音识别技术在康复机器人控制系统中的运用.通过对语音信号进行分析,提取线性预测系数(LPC)作为特征参数.然后采用隐马尔可夫模型(HMM)进行模板匹配,对有限的词汇进行识别.在康复机器人的语音控制中,语音识别模块作为独立的子系统... 详细信息

研究语音识别技术在康复机器人控制系统中的运用.通过对语音信号进行分析,提取线性预测系数(LPC)作为特征参数.然后采用隐马尔可夫模型(HMM)进行模板匹配,对有限的词汇进行识别.在康复机器人的语音控制中,语音识别模块作为独立的子系统,与上位机之间通过USB串口进行数据交换.上位机将读取的语音识别结果转换成命令,控制康复机器人执行指定的康复运动。

关键词：康复机器人线性预测系数隐马尔可夫模型语音识别模块

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MPPT光伏充电器的设计

工业控制计算机 2017年第12期30卷 157-158,160页

作者：陈刚李敏之江先志浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018

针对光伏充电系统中光伏电池利用率低、充电电路转化效率不高以及充电质量差的问题,对光伏电池进行建模分析,明确了其最大功率点随光照强度和温度变化的关系。在此基础上,设计了一种结合恒压跟踪法和扰动观察法的最大功率点跟踪(MPPT)算... 详细信息

针对光伏充电系统中光伏电池利用率低、充电电路转化效率不高以及充电质量差的问题,对光伏电池进行建模分析,明确了其最大功率点随光照强度和温度变化的关系。在此基础上,设计了一种结合恒压跟踪法和扰动观察法的最大功率点跟踪(MPPT)算法,在Simulink中仿真发现其能快速准确地追踪到光伏电池的最大功率点;还设计了双相交错并联同步BUCK拓扑结构的硬件电路,结合蓄电池充电特性,采用了融合MPPT算法的4阶段智能充电方式。实验结果表明设计的光伏充电控制器能使光伏电池工作在最大功率点并实现充电阶段的准确切换,充电电路的转化效率在97%以上。

关键词：最大功率点 MPPT算法交错并联同步BUCK 4阶段充电

基于自适应积分补偿神经网络模糊气压解耦控制

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建模与仿真 2023年第2期12卷 689-697页

作者：潘海鹏刘广云江先志浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州

多支路气压系统中的各支路气压的变化不仅会影响其他支路气压的变化,还会影响总管气压的变化,导致各支路气箱中的气压与总管的气压产生了耦合震荡。针对气压控制系统中多支路气压的耦合震荡的问题,提出了自适应积分补偿神经网络模糊控... 详细信息

多支路气压系统中的各支路气压的变化不仅会影响其他支路气压的变化,还会影响总管气压的变化,导致各支路气箱中的气压与总管的气压产生了耦合震荡。针对气压控制系统中多支路气压的耦合震荡的问题,提出了自适应积分补偿神经网络模糊控制方法对气压控制系统进行解耦控制,采用自适应神经网络对模糊规则进行训练和学习,并引入了自整定积分控制器共同控制多路高速开关电磁阀,达到多路气压精准跟踪控制效果。试验平台采用AMESim搭建了64支路的气压控制系统仿真模型,并结合MATLAB/Simulink进行联合仿真分析。仿真实验结果表明,所提出的自适应积分补偿神经网络模糊控制算法对气压稳定控制效果提升明显,在气压控制系统中具有控制精度高、鲁棒性好、稳定性强等特点。

关键词：神经网络模糊控制积分控制器气压系统高速开关电磁阀自整定模糊规则解耦控制气压控制系统