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往复式泥浆脉冲器驱动与控制模块设计

往复式泥浆脉冲器驱动与控制模块设计

作者：李泽同电子科技大学

学位级别：硕士

石油是重要的战略资源，关乎国民经济的发展。随钻测井技术在石油勘探过程中起着重要的作用，泥浆脉冲器作为随钻测井过程中的关键仪器，承担着将测井数据上传到地面系统的重要任务。往复式泥浆脉冲器将测井数据编码为蘑菇头运动轨迹，... 详细信息

石油是重要的战略资源，关乎国民经济的发展。随钻测井技术在石油勘探过程中起着重要的作用，泥浆脉冲器作为随钻测井过程中的关键仪器，承担着将测井数据上传到地面系统的重要任务。往复式泥浆脉冲器将测井数据编码为蘑菇头运动轨迹，使钻井液产生携带信息的压力信号，以此实现数据传输。本文主要论述了往复式泥浆脉冲器控制策略的选择与控制结构的设计、驱动与控制电路的设计和控制软件模块的设计。　　基于线性自抗扰控制策略（LADRC）和经典PID控制策略，本文设计了双闭环控制结构，其中，PI电流环作为内环，实现准确快速的转矩控制，LADRC位置环作为外环，对脉冲器所受干扰进行估计与补偿，实现位置控制。针对LADRC位置环+PI电流环双闭环控制结构，本文设计了MATLAB/SIMULINK仿真实验和脉冲器实际运行测试实验，结果表明该结构具备良好的控制性能、抗干扰性能和参数变化适应性能，适用于往复式泥浆脉冲器的控制。　　在驱动与控制硬件电路设计中，本文构建了基于DSP的嵌入式最小系统，实现脉冲器驱动与控制、系统通讯和数据存储功能。其中，脉冲器驱动电路以IGBT为功率器件，构建三相逆变桥，并实现电流采集、电压采集、过流保护;系统通讯采用 RS-485 总线，实现与上位机、中控仪器的通信;存储模块由容量为 512MB 的Nor Flash存储阵列和容量为64KB的EEPROM组成。测试实验结果表明电路各模块均能正常工作，达到了设计指标要求。　　在驱动与控制软件模块设计中，本文引入了剥夺型微内核实时操作系统，依据功能不同和软件需要设计了八个任务，实现了上层业务需求。操作系统提供任务管理和调度服务、同步与共享服务，提高了软件程序执行的可靠性，保证脉冲器的稳定运行。

关键词：石油勘探随钻测井往复式泥浆脉冲器驱动模块控制模块结构设计

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激光视觉混合式三维测量设备的研制

激光视觉混合式三维测量设备的研制

作者：董耀辉中北大学

学位级别：硕士

板类零件是在机械领域中常见的一种零件,在航天,车辆,模具等相关领域有着广泛的应用。为了保证板类零件在使用过程中满足需求,对其尺寸参数测量至关重要。针对人工测量效率低,测量误差大和三坐标测量需要进行半径补偿的问题。本文采用... 详细信息

板类零件是在机械领域中常见的一种零件,在航天,车辆,模具等相关领域有着广泛的应用。为了保证板类零件在使用过程中满足需求,对其尺寸参数测量至关重要。针对人工测量效率低,测量误差大和三坐标测量需要进行半径补偿的问题。本文采用激光视觉混合的非接触测量方式,研制的激光视觉混合式三维测量设备是将机,电,光和计算机集成于一体,可以为零件提供方便,准确,高效的测量。主要包括以下内容:1)首先根据板类零件的测量需求确定测量系统的测量模型,并设计出测量系统的机械结构,采用龙门式结构模组和旋转平台提高设备的测量效率及通用性。然后利用ANSYS Workbench软件对测量设备关键零部件进行有限元静力学分析。最后对测量设备关键硬件进行选型。2)板类零件的测量主要包括以下步骤:首先是采用张正友标定法对测量设备进行标定。激光和视觉两者混合,激光为视觉拼接过程提供拼接基准;视觉对零件定位后,为激光提供测量位置。测量是对拼接定位后的图像进行预处理提高测量效率。通过Canny算子对图像边缘进行提取和对提取到的线段和圆弧进行最小二乘法拟合,结合相机标定后的像素当量得到板类零件实际外形尺寸参数,最后通过激光位移传感器获取板类零件高度信息。3)对测量设备中控制模块和测量流程进行设计,设计内容为:控制模块原理和通讯方式,测量设备电气柜。测量流程基于C#和CANopen Builder开发环境对测量流程设计,具体包括系统回零模块,自动测量模块和人机操作界面设计开发。最后对本测量设备进行实验验证,通过验证图像拼接算法和定位方法的可靠性,针对具体板类零件测量尺寸参数,将测量结果与人工测量结果进行对比,分析测量误差,验证测量设备的可行性,满足实际测量需求。

关键词：板类零件 ANSYS Workbench 最小二乘法控制模块 C#

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应用温控系统汽车发动机各工况最佳温度分析

机械设计与制造 2022年第4期374卷 226-229,233页

作者：沙印刘鹏厚江阴职业技术学院江苏江阴214400 青岛工学院机电工程学院山东青岛266300

发动机在适宜的温度下工作,才能充分发挥其效率且提高动力性和燃油经济性。对发动机温度控制单元ECU模块分析的基础上,对发动机输出模型尤其是各工况的燃油消耗进行分析,并对温度控制系统进行研究,建立温度控制系统模型;搭建发动机性能... 详细信息

发动机在适宜的温度下工作,才能充分发挥其效率且提高动力性和燃油经济性。对发动机温度控制单元ECU模块分析的基础上,对发动机输出模型尤其是各工况的燃油消耗进行分析,并对温度控制系统进行研究,建立温度控制系统模型;搭建发动机性能测控系统试验台,根据温度控制系统模型设置参数采集点,对怠速工况和部分负荷工况下,发动机的最佳工作温度进行测试;通过调整油门开度、发动机转速等,获取5个不同温度工况点的油耗、扭矩及排放参数等,最终对比确定不同目标工况的最佳工作温度点。分析结果可知:怠速工况,工作温度为92℃时,平均油耗量为最低值0.633kg/h,此时,温度对尾气平均排放量的影响不大;部分载荷工况下,目标性能工况不同,最佳温度点也不完全相同;发动机燃油经济性最佳的工作温度为93℃,而输出动力最佳的工作温度为91℃。选择不同的工作模式时,可将发动机的工作温度控制在相应的范围内,实现最佳燃油经济性或输出动力性。发动机最佳工作温度的分析内容和结果为此类设计提供参考。

关键词：汽车发动机温度温控系统工况控制模块

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基于视觉夜间车辆检测的ADB矩阵大灯研究

基于视觉夜间车辆检测的ADB矩阵大灯研究

作者：柳杰武汉理工大学

学位级别：硕士

基于LED矩阵大灯的ADB自适应远光灯系统(Adaptive Driving Beam)已成为夜间汽车安全照明的技术趋势。ADB系统通过摄像头获取前方道路图像,利用夜间车辆检测方法对图像中的车辆进行检测并输出位置信息,根据位置信息关闭对应区域的LED灯... 详细信息

基于LED矩阵大灯的ADB自适应远光灯系统(Adaptive Driving Beam)已成为夜间汽车安全照明的技术趋势。ADB系统通过摄像头获取前方道路图像,利用夜间车辆检测方法对图像中的车辆进行检测并输出位置信息,根据位置信息关闭对应区域的LED灯光。但传统的夜间车辆检测方法基于提取车灯单一特征,车灯容易与环境灯光混淆,从而造成误判,且检测精度和实时性不高。本文提出了一种基于优化Light Net+Res Net50+CBAM+Faster RCNN的夜间车辆检测算法,其中优化Light Net用于增强图像中车辆区域亮度,Res Net50+CBAM用于提取车辆轮廓以及车灯特征,而Faster RCNN用于对车辆特征的识别并输出位置信息。基于检测模型完成对ADB系统控制模块和灯光模块的研究设计,搭建硬件实验平台进行检测模型和ADB系统性能测试。主要研究内容如下:(1)对通用ADB系统的组成部分及功用、开启或激活条件和工作原理进行理论分析,基于上述理论进行ADB系统开启或激活设计提出基于视觉夜间车辆检测的ADB系统架构;为实现ADB系统夜间车辆检测的功能,建立夜间车辆检测模块设计架构;为实现ADB系统自适应调整灯光照射区域功能,建立控制与灯光模块设计架构。(2)基于夜间车辆检测模块设计架构,对夜间车辆检测相关理论进行研究。针对夜间车辆检测中图像照度低、难以获取车辆特征问题,提出优化Light Net图像增强网络,通过算法优化方法,在损失函数均方误差MSE中加入L2范数,并使用自适应Gamma校正,增强车辆区域亮度;针对夜间车辆检测精度较低问题,提出基于Res Net50+CBAM的主干特征提取网络,残差网络Res Net50用于提取车灯及车辆轮廓特征,而CBAM模块可以增强残差结构图中的目标通道和空间特征信息,提高检测精度;提出基于优化Light Net+Res Net50+CBAM+Faster RCNN的夜间车辆检测算法,实现对夜间车辆的检测;针对夜间车辆检测模型实时性较差问题,使用模型轻量化方法减少模型参数和体积,提高检测实时性;通过数据增强方法构建Night vehicle detection训练数据集,对算法模型进行训练得到最终检测模型。(3)基于控制与灯光模块设计架构对控制模块和灯光模块进行研究。为实现ADB系统根据车辆位置关闭对应区域灯光,本文提出了一种LED光学分区方案,将照明区域分为8块,每一块由单个LED灯负责照明;对LED灯的散热性和透镜设计进行理论研究,研究表明风冷散热和玻璃材质的LED透镜适合矩阵式LED大灯,并提出8*8LED灯板和8组COB LED两种光学解决方案作为ADB系统的LED矩阵大灯;综合LED光学分区方案和车辆位置信息,构建分区控制方案,以灯光模块的两种LED矩阵大灯为研究对象,构建基于Arduino单片机的分区控制程序设计和分区控制电路设计;针对灯光偏差问题,提出一种基于Deep SORT目标追踪的灯光校正方法。(4)基于ADB系统设计架构完成对硬件实验平台的搭建。进行夜间车辆检测模型和ADB系统性能测试实验。在Night vehicle detection测试集下进行精度和检测实时性实验,得到夜间车辆检测算法的检测精度m AP值为91.62%,每秒处理帧数FPS值为31,且在各类场景下对车辆能够准确检测,极少出现误判现象。对ADB系统进行测试,在各类行驶场景下,能够根据检测车辆位置关闭LED矩阵大灯对应区域的灯光,满足ADB系统的要求。本文所提出的ADB系统对后续ADB系统研究和生产提供了理论指导与实践应用基础。

关键词： ADB系统夜间车辆检测控制模块灯光模块 LED矩阵大灯

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专利摘要

铸造 2023年第5期72卷 616-617页

作者：王洪宇(摘译) 不详

230501造型材料自动除芯装置[世界知识产权组织]WO2023054816,2023.04.06 Kim Whan Gi;Kim Dang Ju;Kim Min Gyu;Back Song Ki[韩国]本发明涉及一种造型材料自动除芯装置,该装置包括:上框架,其上设置有预定的夹具配置空间,该配置空间为... 详细信息

230501造型材料自动除芯装置[世界知识产权组织]WO2023054816,2023.04.06 Kim Whan Gi;Kim Dang Ju;Kim Min Gyu;Back Song Ki[韩国]本发明涉及一种造型材料自动除芯装置,该装置包括:上框架,其上设置有预定的夹具配置空间,该配置空间为开放空间;固定夹具装置,该装置可以安装在上框架的夹具配置空间中,以便在铸造工艺中所使用的造型材料(包括型芯和型砂)可以被放置其上,并且在进行锤击工艺和除芯工艺时可以保持/支撑造型材料;至少一个锤击模块,用于击打仍保持在夹具装置中保持/支撑的造型材料的一侧,从而使型芯被折断;下框架,其安装在设备安装框架上,使所述上框架与所述设备安装框架的上侧连接,所述锤击模块安装在下框架的一侧;至少一个振动模块,其安装在上框架一侧,该振动模块通过输出预定激振力来产生振动;控制模块,用于控制夹具装置、锤击模块和振动模块的工作状态。

关键词：配置空间造型材料世界知识产权组织锤击控制模块除芯开放空间专利摘要

SGuard：A Lightweight SDN Safe-Guard Architecture for DoS Attacks

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China Communications 2017年第6期14卷 113-125页

作者： Tao Wang Hongchang Chen National Digital Switching System Engineering and Technological Research Center Zhengzhou 450002 China

Software Defined Networking(SDN) is a revolutionary networking paradigm towards the future network,experiencing rapid development nowadays.However,its main characteristic,the separation of control plane and data plane,also brings about new security challenges,i.e.,Denial-of-Service(DoS) attacks specific to Open Flow SDN networks to exhaust the control plane bandwidth and overload the buffer memory of Open Flow switch.To mitigate the DoS attacks in the Open Flow networks,we design and implement SGuard,a security application on top of the NOX controller that mainly contains two modules:Access control module and Classification module.We employ novel six-tuple as feature vector to classify traffic flows,meanwhile optimizing classification by feature ranking and selecting algorithms.All the modules will cooperate with each other to complete a series of tasks such as authorization,classification and so on.At the end of this paper,we experimentally use Mininet to evaluate SGuard in a software environment.The results show that SGuard works efficiently and accurately without adding more overhead to the SDN networks.

关键词：安全防范体系 DOS攻击 SDN 轻量级网络模式 DoS攻击控制模块矢量分类

Formation Mechanism of the Ring-shaped Structure of Plasma Bullet

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高电压技术 2013年第9期39卷 2309-2316页

作者： YAN Wen LIU Fucheng WANG Dezhen School of Physics and Optoelectronic Technology Dalian University of Technology Dalian 116024 China College of Physics Science and Technology Hebei University Baoding 071002 China

The formation of plasma bullets’ring-shaped structure in atmospheric pressure helium is analyzed by using a coupled fluid model.The model consists of a two-dimension neutral gas flow module and a one-dimension plasma dynamics module.The obtained radial distributions of the electron’s number density and the nitrogen’s metastable number density have different structures under different types of reactions or air contents in the model.It shows that total electron impact ionization plays an important role in sustaining the discharge,and together with Penning process,they lead to the shifted-off structure of electron number density.Meanwhile,the ring structure of plasma bullets forms mainly due to the excitation reaction of nitrogen molecule on air contents.

关键词：氦等离子体环形结构形成机理子弹电子数密度等离子体动力学环状结构控制模块

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镜像上肢康复机器人研究

计算机应用研究 2019年第2期36卷 321-326页

作者：陈书立张景景陈海洋朱西昆韩昕哲刘豪杰刘艳红逯鹏郑州大学电气工程学院郑州450001 郑州大学产业技术研究院郑州450001 机器人感知与控制河南省工程实验室郑州450001 互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心郑州450001

近80%的脑卒中存活者会发生肢体残疾,其中以上肢问题影响更为剧烈。康复医学与机器人学、生物医学、人工智能等学科高度交叉的镜像康复机器人,是解决患者康复训练问题的前沿技术途径。针对基于镜像机理形成的康复机器人,研究分析了镜像... 详细信息

近80%的脑卒中存活者会发生肢体残疾,其中以上肢问题影响更为剧烈。康复医学与机器人学、生物医学、人工智能等学科高度交叉的镜像康复机器人,是解决患者康复训练问题的前沿技术途径。针对基于镜像机理形成的康复机器人,研究分析了镜像上肢康复机器人的现状以及其中关键技术路线、核心实现方式,阐述了主要功能与技术特点。在此基础上,分析了在研究中存在的瓶颈问题,并提出相应的解决策略,以期为今后的镜像机器人研究提供方向。

关键词：镜像上肢康复机器人采集模块控制模块人机交互康复训练

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智能巡检系统在城市轨道状态巡检的应用

武夷学院学报 2023年第12期42卷 58-63页

作者：王春茶黄继辉福建船政交通职业学院轨道交通学院福建福州350007

介绍项目组创新研发智能巡检系统的工作原理、架构、功能及技术创新,架构分为图像采集模块、数据采集存储和控制模块、数据分析模块等3个部分。以福州地铁1号线和6号线作为试验段,智能巡检系统对钢轨表面擦伤、扣件异常、异物等缺陷进... 详细信息

介绍项目组创新研发智能巡检系统的工作原理、架构、功能及技术创新,架构分为图像采集模块、数据采集存储和控制模块、数据分析模块等3个部分。以福州地铁1号线和6号线作为试验段,智能巡检系统对钢轨表面擦伤、扣件异常、异物等缺陷进行自动识别,有效检测出轨道病害,验证系统对钢轨表面擦伤缺陷以及扣件异常病害,钢轨附着异物的自动分析功能,满足轨道伤损智能分析判别的需求,测算得到采用智能巡检工时占比为人工巡检的56.04%,证明智能检测系统在指导工务维修中能起到切实可行的作用。

关键词：城市轨道智能巡检系统图像采集模块数据采集存储控制模块