工业仪表与自动化装置 /oa 压阻式高g值加速度传感器温度补偿设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230305 该文针对压阻式传感器在环境温度变化时会引起灵敏度非线性问题,提出了一种在惠斯通电桥中引入多晶硅的温度补偿方案。以单晶硅制备的高g值压阻式加速度计为模型,通过建立理论模型,分析了单晶硅压敏电阻的电阻率和压阻系数的温度特性。对传感器进行有限元仿真分析,仿真结果表明一阶频率为0.776 MHz,最大等效应力为44 MHz。通过对压敏电阻路径的线性分析,得到补偿前的灵敏度为0.349 ?V/g。对多晶硅电阻引入前后的输出电压进行理论分析,得到电阻系数比以及补偿前后传感器灵敏度随温度的变化关系。结果表明,补偿后的灵敏度漂移温度系数(Temperature Coefficient of Sensitivity drift, TCS)为6.8×10-4(1/℃),与补偿前相比降低了两个数量级。 2023年08月15 00:00 2023年04期 3 7 0 王毓婷1,石云波1,张 越2,冯登虎1,栗文凯1,马昊天1 一种自动化涂胶移动平台系统的设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230206 某类产品使用螺钉对其外壳进行紧固连接后,在螺钉沉孔位置有规格不等的孔,需进行表面预留孔位进行封堵作业。从产品工艺、安全和美观角度出发,达到降低人工成本、追求产品的批量化生产的目的,设计了一种自动化抹胶封堵机器人系统,可以实现孔位的自动定位、孔内自动化涂胶等工序,并对封堵表面进行质量检测。测试结果表明,该系统可完成预定尺寸内的孔位的自动化封堵任务,降低人工劳动强度,提高了工作效率。 2023年08月15 00:00 2023年04期 8 11 0 李海霞1,张 衡2 一种高精度直线定位技术的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230174 自动化监测设备和测量机器人在工程测量领域受到越来越广泛的关注。针对仿生式自动化测斜系统中的测斜仪定位问题,该文研究了一种高精度直线定位技术。该技术基于计米脉冲计数的原理,利用运动时牵引绳的张力带动计米轮和编码器旋转的方式,实现了高精度的运动距离脉冲计数。该文详细分析了其机械原理,并建立了理论模型。通过系统性的实验测试,分别研究了不同因素对其定位精度的影响。实验数据表明了该技术可以实现亚mm级的定位精度。通过在仿生式自动化测斜系统的应用测试,表明了直线定位技术对测斜的数据精度有极为重要的影响。该技术结构简洁且可靠性高,在牵引类测量机器人中具有非常广阔的应用前景。 2023年08月15 00:00 2023年04期 12 17+34 0 段冰强 基于视频监控与PLC的选煤厂皮带机自动化控制系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230275 针对选煤厂皮带机自动化控制系统对皮带机日常运行的监控能力差,导致皮带机故障识别准确性低、控制指令响应时间长的问题,设计基于视频监控与PLC的选煤厂皮带机自动化控制系统。硬件方面增设了视频监控设备,增加了传感器部分,更新CPU处理器并优化CPU开发板参数,同时,增设了PCL控制装置,优化视频监控传感器参数和系统视频监控功能。软件方面设定PLC编程环节,使用视频监控与PLC模块采集数据,通过最值法对视频监控采集结果进行预处理。采用双线性变换法,将高通模拟滤波器转化为高通数字滤波器,并采集结果进行滤波处理,获取相应的控制指令,构建PID控制器,实现选煤厂皮带机自动化控制。系统应用测试结果表明,该系统可有效提升皮带机故障识别准确性,缩短系统报警延迟与控制指令响应时间,进一步提升皮带机的自动化控制能力。 2023年08月15 00:00 2023年04期 18 22+53 0 刘安重 基于RPA的机械仿真流程自动化研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230207 针对机械仿真过程中重复操作较多,以及仿真效率低的问题,设计了一种基于RPA(Robotic Process Automation)技术的机械仿真流程自动化软件,通过OCR文字识别技术,并结合外设模拟操作,可以实现机械仿真流程的自动化执行。对软件的总体架构,集成开发环境以及服务端进行了设计,并对OCR文字识别算法进行了优化,同时,为验证本系统的可行性,对系统进行了测试,实现了机械仿真流程的自动化执行,证明该系统在保证仿真质量的前提下,可以极大地提升仿真效率。 2023年08月15 00:00 2023年04期 23 37 0 白宇辰1,王国庆1,王艳安2,黄一览1,王忠祥1,郭 峰1,Ebrahim Ahmed Hussein Saad1 气动控制阀流量特性检测系统的研究与设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230231 气动控制阀作为流体控制系统的关键设备之一,其流量特性对过程控制有着直接影响。该文设计一套基于LabVIEW的集试验装置,通讯模块,数据采集、分析模块于一体的气动控制阀流量特性检测系统,可对气动控制阀的流量特性进行在线检测和实时评估,最后用Ansys-Fluent分析气动控制阀的流量特性,将仿真结果与检测系统实测数据对比论证,结果表明,该系统能准确、高效地检测出气动控制阀的流量特性。该系统可为气动控制阀制造厂家(质检)、用户企业(维护)、维修企业(检修)提供科学的技术手段。 2023年08月15 00:00 2023年04期 28 34 0 谭 瑞1,2,余淑荣1,吴明亮1,陈 雷3 基于位姿预测补偿的Stewart平台自稳定控制策略研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230277 针对船舰及海洋浮式平台上的设备容易受海浪的干扰,导致设备寿命减少、无法正常工作等问题,采用Stewart机构作为海上设备的稳定平台,提出基于位姿预测补偿的Stewart平台自稳定控制策略,使用ADAMS和MATLAB软件联合仿真对该控制策略进行验证,并且与无位姿预测补偿的Stewart平台自稳定控制方法对比,仿真结果表明:在输入扰动相同、使用相同的驱动电动缸并且存在延时情况下,加入了位姿预测补偿的Stewart平台控制方案能够将平台的最小扰动衰减率从65.6%提升到98.1%,具有较好的稳定效果。 2023年08月15 00:00 2023年04期 35 42 0 熊明星1,2,司徒高宏1,2,林伟杰1,陆智强1,张 栩1,李伟华1,2* 基于SJA1000的CAN总线控制器自动检测系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230130 介绍了CAN总线的主要特性,简述基于SJA1000的CAN总线控制器自动检测系统实现对国产CAN总线控制器芯片进行功能测试的目的。给出自动检测系统处理器模块电路、CAN总线接口电路和测试报文收发程序框图。由于SJA1000支持标准CAN总线2.0A和2.0B协议,同时支持Intel和Motorola两种接口时序,采用软、硬件设计方法,通过对待测试CAN总线控制器寄存器读写、初始化及多种模式收发试验,为国产CAN总线控制器芯片自动检测以及应用设计提供参考,可以提升芯片检测效率50%以上,减少应用设计错误。 2023年08月15 00:00 2023年04期 43 47 0 郁文君1,张 杰2,李文学1 自动化包装生产线装箱控制系统的设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20220944 针对包装生产线装箱效率低、不能满足实时监控和可视化需求等方面的问题,采用“PLC+HMI”的上、下位机控制模式,设计了一种自动化包装生产线的装箱控制系统。选取HMI作为上位机实现对系统运行状态的可视化监控,选取PLC作为下位机实现对系统的精准点位控制,并采用伺服反复示教的方法进行多次实验,记录不同的等待、抓取、横移、旋转及放料点位,通过实验验证了经过伺服示教后的装箱路径下钢瓶自动装箱的平均时间约为13.9s,相较于传统装箱路径缩短了时间。实验结果表明,该装箱控制系统能够提高装箱效率,具有良好的实时性、同步性以及可靠性,可以在智能工厂中应用。 2023年08月15 00:00 2023年04期 48 53 0 王 跃,崔 蕾,任 明 基于STM32的站台门与信号系统接口电压采集装置硬件设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230169 该文针对站台门系统和信号系统在滑动门开关过程中出现的问题,提出一种基于STM32的接口电压在线采集装置。以STM32F103VCT6为主控芯片设计了各电路模块,各模块相互配合,实现双方接口电压的数据采集,并通过隔离、放大、处理后传输给上位机。在样机测试过程中,该装置能够准确无误地对双方接口电压实时监测,从而对问题进行跟踪溯源,具有很强的实用价值。 2023年08月15 00:00 2023年04期 54 57 0 徐振兴,高振天,孙 奎 基于时间递归神经网络的轨道车辆自检系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230289 针对轨道车辆内部复杂的信号和多样化的故障类型,为提高故障自检的快速性和有效性,设计了一种基于时间递归神经网络的轨道车辆自检系统,此系统中包含了基于FPGA的神经网络加速器、信号处理芯片、通信模块和传感器。加速器是利用时间递归神经网络LSTM作为自检系统内部智能化神经网络模型,采用剪枝、量化和编码等方式对模型进行了轻量化压缩,最后设计相应的加速器部署在自检系统中,同时完成了LSTM网络轻量化压缩实验和神经网络加速器实验。实验结果表明,自检系统的神经网络压缩算法的设计虽然使模型准确率下降了12.1%,但是压缩率可达7.1%;加速器部分在FPGA部署时仅占用了1.28%的硬件存储资源,性能可以达到200 MHz,吞吐率为19.39 GOPS。 2023年08月15 00:00 2023年04期 58 63 0 李宁宁1,师玲萍2 基于改进YOLOv3的工业指针式仪表检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20220529 为解决现有工业指针式仪表检测存在识别精度低、检测信息缺失、检测速度慢、成本较高的问题,提出一种改进的YOLOv3检测算法。新算法通过Kmeans++聚类获得先验框尺寸,选用轻量级网络Darknet-19 作为主干网络并减少预测层数,引入注意力机制同时调整样本损失函数,达到损失函数快速收敛的效果。消融实验结果表明,改进的YOLOv3算法对工业指针式仪表检测精度达98.16%,检测速度相比原版YOLOv3网络提升一倍,检测结果信息完整,训练消耗资源降低3倍。算法在鲁棒性、实时性、实用性方面优势明显。 2023年08月15 00:00 2023年04期 64 70 0 单文轩1,徐永祥2,白福忠2,高晓娟3 一种地下给水管网泄漏位置识别的声发射检测仪的设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230239 快速准确地识别地下给水网泄漏位置,尤其是小孔径泄漏位置,是保障地下给水管网安全稳定运行的有效方式,该文基于声音采集和处理原理,设计了一种适用于地下给水管网泄漏位置识别的声发射检测仪器。该仪器基于STM32基于STM32的声波信号采集技术采集地下给水管道声波信号,并应用小波阈值法对所获声波信号实施合理噪声滤除,噪声滤除工作完成后,采用傅里叶变换的方式提取地下给水管道声波信号频域特征,并根据所获声波信号功率谱密度检测地下给水管网泄漏管道,最终利用时延估计法经过合理计算得到泄漏管道漏点具体位置,完成地下给水管网泄漏位置识别工作。实验结果表明:该声发射检测仪器可实现地下给水管网泄漏位置识别,具有较强的声波信号噪声滤除能力,能够较为准确地识别出地下给水管网泄漏位置。 2023年08月15 00:00 2023年04期 71 76 0 吴正虎 基于蚁群算法的人员疏散机器人路径规划方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230885 隧道内突发碰撞或火灾等事故后常造成车辆堵塞情况,尤其在长大公路隧道,由于长大隧道狭长封闭受限环境与事故现场信息交互不畅特征,交通拥堵后造成受困人员引导疏散的困难。该文基于轨道式机器人,通过搭载视觉传感器抵近车窗位置开展检测作业。面向受困车辆前后车窗多观测点位,提出了一种基于蚁群算法的检测路径规划方法,用于在最短时间内开展车辆受困人员的引导疏散。轨道式机器人具有快速移动到拥堵车辆位置的特点,基于提出的检路径规划方法可以降低机器人检测路径的距离,有效提高受困人员的搜救效率。 2023年08月15 00:00 2023年04期 77 83+88 0 王俊彭1, 2, 3,宋屹峰2, 3*,赵娟平1,饶成龙1, 2, 3 基于小波神经网络的机器人模糊控制算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230066 为了提升工业制造过程中工业机器人机械臂的控制精度,文中基于变换域的思想设计了一套智能控制算法。该方法采用小波变换函数替代了传统神经网络隐藏层中的非线性激活函数,以获得紧密型的小波神经网络,从而提升了网络对于弱信号的特征提取能力。同时,将小波网络提取的特征输入至模糊控制网络中,并引入T-S推理规则,保证了算法对于复杂过程的辨识及控制能力。同时算法基于误差的反向传播理论进行训练,可以灵活调整学习率和迭代速度,确保了该过程的收敛性。以二阶倒立摆系统为控制对象进行仿真实验,根据不同变量对系统影响力的不同设计了两级控制网络,以增强网络的泛化能力。仿真结果表明,所提算法控制下的二阶倒立摆稳定性明显优于BP神经网络,其位移与上、下摆角等关键参数的方差分别提升了54.72%、56.32%和51.04%。 2023年08月15 00:00 2023年04期 84 88 0 刘尔晨,刘天涯 MEMS多晶硅纳米膜压力传感器过载能力设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230292 针对MEMS压力传感器感压膜片受较大压力易发生断裂而导致传感器性能失效问题,提出了MEMS多晶硅纳米膜压力传感器过载能力设计的方法。采用厚度为80 nm多晶硅薄膜构建感压膜片结构,利用静态大变形和接触非线性有限元分析方法,分析感压膜片触底保护的腔体高度,在此基础上,进一步得出感压膜片尺寸与过载能力的关系,并重点讨论了不同传感器量程下改变膜片尺寸对过载能力的影响。仿真结果表明,所设计的1 MPa量程MEMS多晶硅纳米膜压力传感器,其过载能力8 MPa,为传感器量程8倍。本次研究为MEMS压力传感器的实际生产制备提供了新思路。 2023年08月15 00:00 2023年04期 89 92+97 0 冯张彬,熊福敏,王 健,赵立杰,席宇欣 基于改进的YOLOv5算法路面检测设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230216 随着大规模的公路建设,公路路面检测对于已建成公路的维护保养尤为重要,但是目前的深度学习网络模型都较大,并且部署到嵌入式端会造成Al算力不足的问题。因此,智能算法检测渐渐进入人们视野,该文设计了基于改进的YOLOv5的路面检测算法的检测设计。提出了一种通过Network Slimming网络剪枝的方法对稀疏化训练的YOLOv5目标检测算法模型进行剪枝微调,并通过tensorboard网页观察BN缩放因子直方图变化从而确定剪枝微调的比例。经过实际测试对比,相较与正常训练的算法,通过稀疏化处理后剪枝训练的YOLOv5算法模型所占权重减小了6.5 MB,对路面坑洞检测中的平均准确率(mAP)达到了81.4%,相比原始YOLOv5算法提升了2.1%,同时出现漏检现象较少,具有较好的检测精度。 2023年08月15 00:00 2023年04期 93 97 0 何凌志,王玉珏,周月娥,周研逸 指针压力表智能检定系统误差分析及检测精度评价方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230067 该文首先介绍了指针压力表检定要求与检定流程及智能化检定技术对压力表检定工艺的改进;随后提出了一套指针压力表智能检定系统并介绍了各部分主要功能;接着通过14点稳压标准压力试验分析指针压力表智能检定系统的误差,根据正态性检验、重复性分析及不确定度分析的结果表明,指针压力表智能检定系统造压精度满足0.05%FS要求,且误差呈正态分布。最后提出了指针压力表示值检测精度评价方法,为智能化检定装置提供了分级依据。 2023年08月15 00:00 2023年04期 98 102 0 屠 岩1,屠彬彬2,朱海清1,黎少鸿1 集散控制系统光总线网络结构的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230328 自1975年DCS诞生以来,DCS系统的通讯技术不断的提升,从铜芯电缆、HART、总线、到无线通讯,再到工业光总线系统,每一种通讯技术都曾提升了DCS系统的通讯效率。近几年出现的光总线通讯技术是利用微电子技术与现代通讯技术、将传统DCS的IO卡件前置化,并实现软件定义IO卡件通道类型,把传统的IO卡件变成光总线系统的智能IO卡件,不但节约项目成本,也提升系统稳定性,缩短项目施工周期,减少故障节点,为DCS控制系统技术的发展开辟了一个新的方向。 2023年08月15 00:00 2023年04期 103 106+128 0 黄福彦1 2,邱佳静2,黄永忠2 某化工企业低温冷冻站节能改造研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230426 针对某化工企业低温冷冻站,分析现有运行数据,结果表明其运行能效偏低,存在较大节能潜力。通过采用以系统运行能效最优为控制目标的节能改造方案,其包括新增匹配生产工艺冷量及供水温度需求的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和节能控制系统,并对冷水机组进行用户工况的性能测试确保其技术性能符合用户要求。依据改造后系统节能评估结果和实际运行数据,夏季系统运行能效可提升40%以上,冬季可提升1倍,为同类低温冷冻站的节能改造提供参考。 2023年08月15 00:00 2023年04期 107 109+114 0 沈 岑 分体式标准孔板流量计校准方法探究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230257 分体式标准孔板流量计在流量计量领域应用广泛,其在溯源时通常参考JJG 640-2016《差压式流量计》进行检定校准,此规程中规定的溯源方法有几何检测法、系数检测法和示值误差检测法,其中几何检测法主要针对差压式流量计中标准孔板本身的几何参数;系数检测法主要的测定。分体式标准孔板流量计由一次装置和二次装置以相互独立的形式组成,故现行的三种检测方法均不能完全适用于分体式标准孔板流量计的检定或校准。该文在日常工作实践与分体式标准孔板流量计的特点基础上,进行了适用于分体式标准孔板流量计的校准方法研究,形成以单项校准与成套校准相结合校准方法,该校准方法更符合分体式标准孔板流量计的使用与结构特点,保障分体式标准孔板流量计的准确溯源。 2023年08月15 00:00 2023年04期 110 114 0 康 勇,丁 凌,赵进涛,段飞飞 直流电源系统馈出支路绝缘检测装置改进分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230199 针对变电站直流电源系统支路众多,但缺少统一命名规范而产生的一系列问题,设计了一种一体化直流电源馈出支路告警标签化监控装置。采用长短时记忆网络将显示的支路故障名称替换成现场实际支路名称,提高了故障检查的效率;采用XML Schema协议进行规约映射建模,将IEC104规约和Modbus规约转换成IEC61850规约,使得改进后的软件能够在不同的绝缘检测装置中工作。最后通过测试实验和实际的工程应用效果验证了升级后的绝缘检测装置能够有效的确定发生绝缘故障的支路,提升了排查故障的效率,对直流系统提升维护效率提高可靠性具有积极意义。 2023年08月15 00:00 2023年04期 115 119 0 吕意飞 基于DSP的模块化展开机构控制器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230323 为了使中型大展弦比折叠翼无人机机翼稳定、可靠、可控展开,该文采用主控、从控架构方法,提出了一种可拓展展开机构控制器详细设计方法。通过折叠翼无人机飞行展开试验验证,证明该控制器产品配合展开机构电机及作动器能够稳定、可靠、可控的将折叠翼无人机在空中展开。该方法较扭簧或弹簧式展开机构更适用于中、大型高价值折叠翼无人机。 2023年08月15 00:00 2023年04期 120 124 0 李星辉,郭晓光,段江峰,王 中 一种真空氦漏孔配气装置的改进研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230428 针对在真空氦漏孔校准过程中,所使用的配气装置压力输出范围小,与缺少高等级的采集仪表造成无法准确指示管道内气压与真空度的问题。本文主要针对此类的真空氦漏孔配气装置进行了改进,根据相关校准规范中规定的真空氦漏孔配气需求,采用了增加配气支路,及增加高等级的压力传感器与真空计的方法,实现了为真空氦漏孔进行校准的过程提供真空疏空、压力调节的功能,满足了真空氦漏孔校准过程中的大范围压力输出,与高输出准确度的配气需求。 2023年08月15 00:00 2023年04期 125 128 0 王爱华,关卫军,边松岩,韩 柳