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模糊PID算法的水下机器人控制系统优化

机床与液压 2024年第3期52卷 72-77页

作者：章盼梅广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID... 详细信息

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID控制。水下机器人工作时,各类传感器把现场的环境参数转化为电信号,经预设的模糊库进行模糊化处理后发送给STM32控制器;STM32控制器按预设的程序对模糊化信号进行处理,处理完去模糊化后的电信号后发送给执行元件,从而实现水下机器人的模糊PID控制。MATLAB/Simulink仿真和水下测试结果显示:与经典PID算法比较,经模糊PID算法优化后的水下机器人反应更灵敏、系统更稳定、抗干扰能力更强,达到了预期的效果。

关键词：水下机器人控制系统模糊PID

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基于ABB机器人的柔性分拣系统设计

机床与液压 2024年第5期52卷 101-106页

作者：陈东青广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

在瓶体人工分拣成本高、传统机械结构无法满足多瓶体柔性分拣的背景下,采用工业机器人替换传统机构,设计基于ABB机器人的柔性分拣系统,以实现圆柱瓶子表面检测工作站适用于多尺寸类型的柔性生产。通过分析圆柱瓶子尺寸变化与分拣作业位... 详细信息

在瓶体人工分拣成本高、传统机械结构无法满足多瓶体柔性分拣的背景下,采用工业机器人替换传统机构,设计基于ABB机器人的柔性分拣系统,以实现圆柱瓶子表面检测工作站适用于多尺寸类型的柔性生产。通过分析圆柱瓶子尺寸变化与分拣作业位置的公式,以两台ABB工业机器人作为执行机构,采用平移功能实现上料、检测、分拣等动作的柔性调整。以伺服夹爪作为末端执行器实现对不同瓶口直径的夹取。以三菱PLC作为控制中心,触摸屏作为人机交互界面,通过流程设计与程序界面设计,实现系统中各设备的协同控制及各项功能的界面监控。调试结果表明:在基准瓶子示教的基础上,系统可实现适用范围内不同尺寸瓶子的自动分拣作业,且触屏操作便捷,满足柔性生产需求。

关键词：工业机器人柔性分拣协同控制

融合改进Dijkstra算法和动态窗口法的移动机器人路径规划

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组合机床与自动化加工技术 2024年第3期 36-40页

作者：郭建杨朋曾志豪黄颖驹王家淳广州城市理工学院机械工程学院广州510800

为解决移动机器人在智能制造车间的全局路径规划和局部动态避障问题,提出一种融合改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法,对传统Dijkstra算法的路径进行平滑优化,使得路径轨迹更加平滑,动态改变DWA算法中速度评价权重函数,提高避障效率。... 详细信息

为解决移动机器人在智能制造车间的全局路径规划和局部动态避障问题,提出一种融合改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法,对传统Dijkstra算法的路径进行平滑优化,使得路径轨迹更加平滑,动态改变DWA算法中速度评价权重函数,提高避障效率。仿真结果表明,改进Dijkstra算法路径平滑优化后,平均路程缩短比例为0.65%,平均偏航角震荡次数减少了67.70%,改进后的DWA算法运行路程缩小9.68%,路径转折次数降低了33%,运行时间缩短3.88%。基于改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法提出一种融合算法,仿真和样机实验结果表明:面对静态、动态障碍物,机器人运行线速度平缓,轨迹光滑,角速度波动明显,证明机器人运动稳定,实时调整方位,具有良好的避障能力。并且多次机器人循环定点实验中机器人纵向(X轴方向)平均误差≤30 mm,横向(Y轴)平均误差≤30 mm,定位精度满足工业需求。

关键词： Dijkstra算法动态窗口法移动机器人路径规划实时避障

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摩托车缸盖低压铸造模具设计及工艺优化

特种铸造及有色合金 2024年第6期44卷 844-848页

作者：谈毅江丽珍刘臻炜卢健能广州城市理工学院机械工程学院广州510800

针对摩托车发动机的铝合金单缸缸盖结构紧凑、壁厚不均匀和砂芯形状复杂等特点,分析研究铝合金缸盖模具结构和砂芯设计特点,运用MAGMA软件模拟分析铝合金缸盖低压铸造的温度、压力和冷却速度等因素对凝固组织的影响。通过铸件凝固结晶... 详细信息

针对摩托车发动机的铝合金单缸缸盖结构紧凑、壁厚不均匀和砂芯形状复杂等特点,分析研究铝合金缸盖模具结构和砂芯设计特点,运用MAGMA软件模拟分析铝合金缸盖低压铸造的温度、压力和冷却速度等因素对凝固组织的影响。通过铸件凝固结晶过程模拟研究缸盖铸件卷气、热节和燃烧室重点位置的孤立液相发生情况。采用正交试验对缸盖低压铸造过程相互交织作用的工艺因素进行比较分析,找出权重影响因子进行重点的精细化控制,实现低压铸造预设的凝固顺序,提高铝合金缸盖铸件内部凝固组织致密性及低压铸造产品品质。

关键词：摩托车缸盖工艺因素正交试验模拟优化

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交叉融合的新工科机器人焊接实训课程体系规划与实践研究

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电焊机 2024年第5期54卷 153-159页

作者：谈毅江丽珍廖志青柯世金广州城市理工学院机械工程/机器人工程学院广东广州510800

针对新工科建设培养交叉融合人才的目标,提出了机器人焊接实训课程的设计与规划。合理规划设计教学流程,将机器人焊接工作站操作与虚拟仿真编程实训相结合,充分利用虚拟仿真软件提高实训教学效率。分析机器人焊接实训设备适配的实训交... 详细信息

针对新工科建设培养交叉融合人才的目标,提出了机器人焊接实训课程的设计与规划。合理规划设计教学流程,将机器人焊接工作站操作与虚拟仿真编程实训相结合,充分利用虚拟仿真软件提高实训教学效率。分析机器人焊接实训设备适配的实训交叉学科知识内容,将焊枪动作轨迹编程与机器人运动学、夹具动作与自动控制、金属材料弧焊与焊机控制等交叉技术之间相互链接,建设新工科交叉融合的机器人焊接实训课程体系。对接企业技术岗位需求,规划能力提升典型训练任务,提高学生应用交叉技术解决实际问题的应用能力,培养满足产业需求的新工科应用型人才。

关键词：机器人焊接交叉技术虚拟编程典型任务应用能力

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船用冷藏集装箱冷却结构设计及其温度场分析

中国工程机械学报 2024年第2期22卷 202-207页

作者：李长玉徐添桦张春花李细霞广州城市理工学院汽车与交通工程学院广东广州510800

为保证冷却货物在运输过程中的温度条件符合要求,以海运冷藏集装箱作为动态模型,建立该船运冷藏集装箱工作时的热流场模型,模拟多种工况进行瞬态热分析。利用有限元的方法计算该集装箱运输货物在多个位置线及截面上温度随时间与空间变... 详细信息

为保证冷却货物在运输过程中的温度条件符合要求,以海运冷藏集装箱作为动态模型,建立该船运冷藏集装箱工作时的热流场模型,模拟多种工况进行瞬态热分析。利用有限元的方法计算该集装箱运输货物在多个位置线及截面上温度随时间与空间变化的情况,分析了冷却结构在不同外部温度等对箱内保温冷却效果的影响,并实验测得不同冷板组布置方式对集装箱整体温度分布。发现在一定条件下该模型有效的平均保冷时间为38.78 h,且该冷却结构对温度场的控制较好,温度均匀性有较大的提升。本文设计的船用冷藏集装箱保冷效果满足要求,采用的方法对冷藏货运箱厢内设计及参数选择具有一定的指导意义.

关键词：船用冷藏集装箱温度场冷却结构环境温度

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基于多边凸集模型的电动汽车悬置系统分析

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第8期51卷 145-154页

作者：吕辉廖泽芸李长玉上官文斌肖国权华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641 广州城市理工学院汽车与交通工程学院广东广州510800

工程实际中,电动汽车悬置系统参数存在着一定的不确定性和相关性.首先,引入基于主成分分析的多边凸集模型,有效处理了系统不确定参数同时存在相关性和独立性的复杂情形;然后,结合蒙特卡洛法提出了一种悬置系统固有特性的不确定性分析方... 详细信息

工程实际中,电动汽车悬置系统参数存在着一定的不确定性和相关性.首先,引入基于主成分分析的多边凸集模型,有效处理了系统不确定参数同时存在相关性和独立性的复杂情形;然后,结合蒙特卡洛法提出了一种悬置系统固有特性的不确定性分析方法,并给出了方法的具体分析步骤;最后,将方法应用于某电动乘用汽车的悬置系统分析,以验证方法的有效性.数值分析结果表明:相较于未考虑参数相关性的区间方法,所提出方法求得的系统固有特性响应范围更加合理;与基于多维平行六面体模型的分析方法对比,所提出方法能更有效地处理系统不确定参数样本分布边界不规则的情形;对于所研究模型,其右、前悬置点的刚度参数相关性对系统固有特性有较大的影响,在设计研究过程中应予以重视.

关键词：悬置系统主成分分析多边凸集模型固有特性不确定性分析

激光选区熔化成形低角度无支撑结构的方法与工艺研究(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 160-172页

作者：胡伟南冯颖王迪闫星辰蒋梦龙晋刚杨超杨永强吴杰华陈思敏华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641 广东省科学院新材料研究所广东广州510075 广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800 澳门城市大学创新设计学院中国澳门999078 深圳市金石三维打印科技有限公司广东深圳518107

为了实现激光选区熔化(SLM)无支撑低角度成形,进而提高样件的成形效率和降低打印成本,笔者提出了一种基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法,并对该方法成形的样件的表面质量以及该方法的适用性进行了探究。结果表明:过高或者... 详细信息

为了实现激光选区熔化(SLM)无支撑低角度成形,进而提高样件的成形效率和降低打印成本,笔者提出了一种基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法,并对该方法成形的样件的表面质量以及该方法的适用性进行了探究。结果表明:过高或者过低的能量密度都会对悬垂区域的多层成形产生负面影响,采用适熔工艺成形悬垂结构能在保证低孔隙率的同时实现多层打印。将悬垂结构进行上、下、内表面区域划分,基于向下比较层数T进行区域面积调控能够显著影响悬垂样件的可制造性和结构完整性,应用下表面工艺区域的面积越大,悬垂样件的成形性越好。对上下表面的成形机理进行了深入分析,结果显示,下表面的成形质量主要受粘粉以及熔池下陷引起的凸起的影响,而上表面除了受粘粉影响外,还主要受阶梯效应和轮廓边界熔道间隙的影响。最终,成形了不同尺寸的测试样件以及最低角度为15°的叶轮零件,证明了所提低角度成形方法的可行性。

关键词：激光技术激光选区熔化无支撑打印低角度成形机理表面质量

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基于模块化的工业机器人实验室建设与管理

创新创业理论研究与实践 2024年第18期 167-169+198页

作者：陈东青冯哲广州城市理工学院机械工程学院

在工业机器人应用需求日益增强的情况下，高校工业机器人实验室不仅教学需求增加，同时科研需求也在增加。该文针对高校工业机器人实验室在教研活动中的功能转换，提出基于模块化的实验室建设与管理：在实验室建设方面，以工业机器人为... 详细信息

在工业机器人应用需求日益增强的情况下，高校工业机器人实验室不仅教学需求增加，同时科研需求也在增加。该文针对高校工业机器人实验室在教研活动中的功能转换，提出基于模块化的实验室建设与管理：在实验室建设方面，以工业机器人为中心，另有应用场景、PLC与触屏、其他设备3个主要模块，各模块采用便于拆装的机械或电气设计；在实验室管理方面，由实验室负责人协调课程教师与项目教师，进行以模块化为基础的教学及项目管理；同时由学生协助模块维护，建立由课程学生到项目学生再到协管成员的梯级管理体系。通过模块化建设与管理，可根据不同需求进行模块组合，提高实验室使用的灵活性，促进相关工业机器人教研工作的开展。

关键词：工业机器人模块化实验室建设实验室管理便捷设计学生协助