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煤炭智能采样系统的研究与应用

中国口岸科学技术 2023年第9期5卷 42-49页

作者：王永超祃志伟王鼎力鸿检验集团有限公司北京101318

煤质检验检测是确保煤炭高效、清洁利用及供需双方利益的重要手段,检验检测主要包括采样、制样和化验3个环节,其中采样环节是检测误差最主要的来源,也是人工作业环境最差、劳动强度最高、人身安全隐患最大的环节,因此,优化采样环节是提... 详细信息

煤质检验检测是确保煤炭高效、清洁利用及供需双方利益的重要手段,检验检测主要包括采样、制样和化验3个环节,其中采样环节是检测误差最主要的来源,也是人工作业环境最差、劳动强度最高、人身安全隐患最大的环节,因此,优化采样环节是提高煤炭检验检测水平的关键所在。力鸿检验集团有限公司自主研发煤炭智能采样系统,该系统主要由传统机采设备和升级赋能模块组成,通过创新研发全过程煤流监测、智能封装标记、故障智能分析、视觉识别监控和信息化等功能,实现了人工劳动强度大幅降低,人与样品、人与数据双隔离,避免了人为干预,确保了样品质量安全。该系统保证了检验检测结果客观、准确,提高了第三方检验检测机构在煤炭检验检测领域的公信力。

关键词：煤炭智能采样代表性

智能变电站稳定控制装置数字采样的设计与实现

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电工技术 2023年第18期 117-120页

作者：周玉荣南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

伴随智能技术在电力系统中的应用,智能电网的建设取得了进一步的发展,其中智能变电站最为突出。作为电力系统中的基础环节,变电站在采样方向的研究一直是科研中的热门方向。传统稳定控制装置中采用的直采模式难以避免重复采样的问题,造... 详细信息

伴随智能技术在电力系统中的应用,智能电网的建设取得了进一步的发展,其中智能变电站最为突出。作为电力系统中的基础环节,变电站在采样方向的研究一直是科研中的热门方向。传统稳定控制装置中采用的直采模式难以避免重复采样的问题,造成系统相应的时滞性。为此,结合新兴数字采样模式,从构建新型稳定控制装置系统出发,采用本地时标与系统时标相结合的方式来进行采样,并构建相应的采样模式。最终通过测试系统进行效果检验,证明该方案能有效判别重复数据并进行剔除,大幅提升了控制系统的操作便捷程度和反馈精确度。

关键词：智能采样控制稳定性数字化系统

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SOPDT对象的智能采样变比例PI控制

计算机测量与控制 2013年第7期21卷 1822-1824页

作者：廖柏林杨喜李云红王立刚吉首大学信息科学与工程学院湖南吉首416000 上海东方海事工程技术有限公司上海200011

在过程控制领域,SOPDT模型具有广泛的适用性;针对其时滞特性,提出了一种智能采样变比例PI控制器,通过智能采样环节来补偿被调过程的时滞特性,通过变比例控制器来加快调节过程;智能采样可容忍的最大控制偏差值由仿真实验确定,此处取为7;... 详细信息

在过程控制领域,SOPDT模型具有广泛的适用性;针对其时滞特性,提出了一种智能采样变比例PI控制器,通过智能采样环节来补偿被调过程的时滞特性,通过变比例控制器来加快调节过程;智能采样可容忍的最大控制偏差值由仿真实验确定,此处取为7;变比例模型经仿真和现场实验得到;利用Matlab进行程序编制和仿真;仿真结果表明,智能采样变比例PI控制器在对SOPDT对象进行控制时具有较小的超调量、较短的过渡时间,抑制干扰能力强,并且具有一定的鲁棒性,是一种性能优越的控制器。

关键词：二阶加滞后对象智能采样变比例比例积分控制器

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基于适合分析T样条的曲面重建与智能采样

基于适合分析T样条的曲面重建与智能采样

作者：鹿昱华中科技大学

学位级别：硕士

先进制造行业的发展离不开高精度高效率的表面测量。基于零件设计模型,设计智能化的采样策略与精确高效的曲面重建算法是表面测量领域在算法层面所需研究的核心内容。目前曲面重建与智能采样多是以B样条与NURBS模型为基础,然而,B样条与N... 详细信息

先进制造行业的发展离不开高精度高效率的表面测量。基于零件设计模型,设计智能化的采样策略与精确高效的曲面重建算法是表面测量领域在算法层面所需研究的核心内容。目前曲面重建与智能采样多是以B样条与NURBS模型为基础,然而,B样条与NURBS局部细化能力较差,在表达非均匀曲面时会产生很多的冗余控制顶点。近些年来新提出的T样条模型尝试解决这个问题,但由于其数学性质与局部细化算法不够稳定,在应用于曲面重建时可能导致重建结果不稳定、重建曲面数学简洁性与计算效率不可兼顾、冗余控制顶点较多等问题;为了解决稳定性问题,相关学者发展出了T样条的子类,适合分析T样条(ASTS)。然而,由于其本身计算成本略高,应用于曲面重建时计算效率亟待提高。针对上述问题,本文提出了一种基于ASTS的高效率曲面重建方法。该方法能够根据输入点云的曲率信息构建初始的AST网格,利用最小二乘法求解控制顶点,得到ASTS曲面,并根据误差不断细化AST网格并局部求解控制顶点,从而高效而精确地重建出符合误差要求的ASTS曲面。实验结果表明,在控制顶点数量相同的情况下,本文提出的算法能够重建出比NURBS更加精确的样条表面;与一般的T样条重建算法相比,在保证曲面数学形式简洁的同时,还具有更高的计算效率。针对自由曲面的扫描采样应用,基于ASTS模型设计了一套面向ASTS曲面的智能采样策略。该采样策略结合ASTS的特性,能够根据曲面几何信息合理布置采样点。实验结果表明,相比于传统的均匀采样和Hamersley采样策略,基于ASTS模型的智能采样策略得出的采样点位置更加合理,利用ASTS重建得出的曲面精度更高。

关键词：适合分析T样条曲面重建智能采样重建精度计算效率

基于神经网络及LoRa无线网络的智能径流采样系统的研究

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基于神经网络及LoRa无线网络的智能径流采样系统的研究

作者：黄彬西南大学

学位级别：硕士

径流采样系统作为径流小区设施中至关重要的组成部分,已有多年的发展历史。径流采样系统的出现,解决了研究人员每次需要亲自跑到试验地径流小区设施中提取径流,费时费力,也不能及时有效地采集到雨水过程中径流信息等问题。随着物联网、... 详细信息

径流采样系统作为径流小区设施中至关重要的组成部分,已有多年的发展历史。径流采样系统的出现,解决了研究人员每次需要亲自跑到试验地径流小区设施中提取径流,费时费力,也不能及时有效地采集到雨水过程中径流信息等问题。随着物联网、大数据、人工智能以及传感器技术的发展,径流采样系统变得更加智能化。本论文主要围绕径流采样系统方案进行论述,介绍了国内外一些设计案例,前期也参考过部分设计方法,总结出许多的问题,经过反复的实验验证以及方案的修改,最终实现了径流采集智能化以及采集信息的可视化,大大减轻了水土侵蚀研究人员的工作负担。智能径流采样系统大量采用电控技术,避免了传统机械式流体控制单元所带来的效率以及精度等问题。因涡轮流量计输出信号较为微弱,前期实验当中出现了数据断续的问题,通过改进信号检测电路,流量信号得以正常捕获。在同一采样规则下,经过多次采样试验,发现其采集瓶内径流样本量差异明显。发现其原因为采样装置中的采集泵管道前端出现了气液两相流影响了流量测量传感器测量数据,为了找出其变化规律,需采集原始测量数据,然后对测量误差进行数学建模,设计了一套气液两相流试验方案与实验流程。实际情况中存在多种因素影响测量的误差,其具有复杂的非线性,难以从理论分析建模,所以采用实验建模的方法,根据采集的实验数据建立输入与输出的关系。BP神经网络是最常用的分类算法之一,复杂度较低,从而易于移植到控制系统,其分类效果较好,完全适用于本系统。最终的实验表明,相比于无算法情况下,选取环流状气液两相流流型作为参考,最大相对误差从原来的48.5%降到了18.23%,其采样装置的采样精度得到了大大的提高。国内外径流小区径流采集系统功能都还有待完善,智能化水平都比较低,大多数还使用有线方式进行数据传输,在恶劣的雷电降雨以及复杂的地貌植被环境下,其传输效率受到极大影响。为了解决传输效率以及传输距离等问题,本文基于远距离无线电(LoRa)技术,设计了一种智能径流小区径流采集系统,可实现田间复杂环境下的数据无线传输,有效的避免了因有线传输方式带来的一系列问题,同时也能降低系统成本和功耗,可实现径流信息的实时传输。系统采用ARM公司的STM32微处理器为核心控制器,负责整个采样系统的智能控制。系统分为设备层、传输层、平台层和应用层。设备层由22台径流小区径流采集装置组成,能够远程设定采样规则并动态监测和及时采集径流,同时每一个装置可以储存多次雨水过后的径流样本,解决了研究人员每次都要跑到田间提取样本的问题。装置体积小,安装便捷,大大降低了工程的整体时间。传输层负责所有田间径流采样装置的数据实时传输,将数据汇集到中心节点并通过TCP/IP网络传输方式传输至平台层。平台层采用中移物联OneNET云平台,负责整个径流采集系统数据的管理以及存储,可供后续研究分析所用。应用层则为用户提供一个可视化数据监测界面,同时可随时随地远程修改田间径流采样装置采样规则,以满足不同研究人员所需,为其提供Web端以及APP端应用。经过田间实验,通过最终的实验数据,验证了该系统的稳定性和实用性,为水土流失研究提供了有力的支撑。

关键词：径流 LoRa 智能采样 OneNET BP神经网络