一、一种通用型智能运动控制单元的开发研究(论文文献综述)
冯思敏[1](2021)在《自主研发服务型机器人的通用控制系统研究与实现》文中研究表明随着机器人技术的发展和人们生活水平的提高,服务型机器人逐渐走入人们的日常生活,专门生产非标定制机器人的公司和产学研结合的科研机构也越来越多。这些公司和机构往往无法依靠量产所设计的服务型机器人来盈利,科研经费有限和激烈的市场竞争等因素导致降低人力成本,提高设计效率,保证设计质量成为了急需解决的严峻问题。针对服务型机器人研发过程中遇到的控制系统软件专用性强、研发周期长、成本高等问题,设计研发了一款适用于自主研发服务型机器人的通用控制系统。通过分析智能机器人科研基地正在开发的火箭型自主导览互动机器人和企鹅型养老看护服务型机器人控制系统的特点,将它们的硬件系统和软件系统的共性和特性进行归类,提出了开发一款针对智能机器人科研基地自主研发的服务型机器人的通用控制系统的解决方案。设计基于Windows系统,采用跨平台的C++图形用户界面应用程序开发框架Qt,SQLite数据库,用RS-485总线连接主系统与子系统,Mod Bus-RTU协议进行通讯。然后,采用模块化设计方法,以数据库为中心,各模块功能相互独立,接口相互联系的架构进行开发,运用软件工程的思想,依次完成了控制系统的需求分析、设计、实现和测试。最后,在火箭型自主导览交互机器人上进行实际测试实验,针对机器人的循迹导览,动作变形和交互进行了试验。测试结果表明机器人可完成导览讲解全过程,所设计的服务型机器人通用控制系统符合设计要求。通过自主研发的服务型机器人通用控制系统的使用,解决了智能机器人科研基地的每研发设计一款服务型机器人就要专门设计一套控制系统相匹配的问题,从而达到了提高控制系统软件重用性,缩短研发周期,降低控制系统软件的研发、升级成本的目的。
曹婷婷[2](2021)在《中药智能制造理论模型的构建与应用》文中研究说明研究背景:(1)国际背景:中药产业正处在以“智能制造”为主导的第四次工业革命国际大背景之下,“智能制造内涵”随着社会的不断进步,科学技术的不断发展也在不断演进变化;大数据、物联网、人工智能、云计算等智能制造技术与制造业地深度融合与广泛应用推动了智能制造发展;国内外纷纷制定了一系列战略计划,积极推动“智能制造”发展;无论从社会发展角度,技术发展角度,还是从国家战略角度,“智能制造”已然成为各行各业占领未来市场的必由之路。(2)中药产业发展“智能制造”现状:中药产业发展“智能制造”已势不可挡;中药智能制造范畴也将由简单的中药生产过程智能化发展,延伸至中药产品生产全生命周期的智能化转型升级;但目前对中药智能制造理论尚缺乏系统而深入的研究,致使中药企业缺乏科学的理论指导,在盲目追求中药智能制造发展中,出现了“中药智能制造相关概念混淆”、“智能化发展方向偏差”、“发展路线模糊”等问题,以至于中药企业虽投入了大量的人力、物力、财力但企业智能化转型升级收效甚微。研究目的:本文通过中药智能制造理论模型的构建,以期为中药企业发展智能制造提供一定的理论指导,从而帮助企业正确理解中药智能制造相关概念以及准确把握中药智能制造发展方向。通过对中药智能制造理论模型指导智能系统构建的研究,一方面,可以为中药煎药机的智能化发展提供一个完整的“中药智能煎药系统设计方案”,能够为中药产业链信息化集成、智能化控制、远程管控的实现,提供一个基础系统即“中药基础智能服务系统”;另一方面,旨在通过上述应用研究,充分探索在中药智能制造发展中,中药智能制造理论模型指导智能系统构建的指导性和实际应用价值,可以为中药智能系统的构建提供坚实的理论基础和科学的理论指导,降低智能系统构建的复杂度,从而可以切实推动中药智能制造的发展。研究方法:理论模型是联系科学理论与客观事物的桥梁,是使科学研究和社会实践具有可靠性的理论依据。因此,针对由于缺乏中药智能制造理论研究而导致中药企业发展智能制造过程中出现的一系列问题,本文提出中药智能制造理论模型,并将其应用于指导智能系统构建的实践中:(1)在“结构化、标准化、演进化”的构建准则下,基于实体语法系统,以物质传递为规则,明确中药智能制造相关概念,通过柔性化生产和智能化设备“两化理念”结合,构建中药智能制造理论模型。(2)基于中药智能制造理论模型指导智能系统构建的两个应用研究,即“中药智能煎药系统方案设计”和“中药基础智能服务系统构建”,探讨在中药智能制造发展中,中药智能制造理论模型在智能系统方案设计以及智能系统构建中的指导性以及应用价值。研究结果:(1)本文成功构建了中药智能制造理论模型,在该理论模型构建过程中,定义了中药智能制造相关概念,并将之与易混淆概念进行了辨析;在实体语法系统理论框架的前提下,以物质传递为规则,“两化”概念相结合,构建了一个具有“柔性化生产、个性化定制、网络化传输”等智能化特征的智能制造范式,可通过一个四元组Q=(V,F,P,S)进行表示,并进一步给出了中药智能制造理论模型指导智能系统构建的应用流程和技术选择原则;(2)基于中药智能制造理论模型的指导,成功设计了具有“远程监管、个性化煎煮、柔性化调度”等智能化特征的智能煎药系统;给出了中药智能煎药系统整体设计方案,主要包括中药智能煎药系统的整体结构图、技术实现路线图和工作流程图;(3)基于中药智能制造理论模型的指导和现代科学技术的应用,成功构建了中药基础智能服务系统,以服务用户为本设计了拥有“用户管理”、“传感器管理”、“数据处理”和“应用设备控制”等功能的智能服务系统;在中药智能制造理论模型指导下,构建了中药基础智能服务系统数据流逻辑框架;基于此,设计了中药基础智能服务系统的构建方案,即中药基础智能服务系统的整体结构图和技术实现路线图;并进一步通过技术选择原则和技术的应用,设计了中药基础智能服务系统中的硬件设备板和软件系统,实现了中药基础智能服务系统的构建和应用功能检测。研究结论:本文通过中药智能制造理论模型的成功构建与应用,为中药智能制造的发展提供了一定的理论指导。一方面,在中药智能制造理论模型构建过程中。通过对中药智能制造相关概念的定义和与易混淆概念的辨析,为中药企业正确理解和准确把握中药智能制造发展提供了参考和依据。中药智能制造理论模型“柔性化、网络化、个性化”的智能化理念,为该理论模型指导智能系统的构建提供了先进的设计思想。进一步地,通过对中药智能制造理论模型指导智能系统构建的应用流程和技术选择原则研究,为该理论模型指导智能系统的构建提供保障。另一方面,在探讨中药智能制造理论模型指导智能系统构建的应用中,基于中药智能制造理论模型,设计了完整的中药智能煎药系统方案,为中药煎药机智能化转型升级提供可能,并证实了中药智能制造理论模型在指导智能系统方案设计中的实践性。通过中药智能制造理论模型的指导和科学技术的应用构建了中药基础智能服务系统,为中药产业智能化、现代化发展提供了基础开发系统,该系统可以实现产业链中各环节的信息集成、资源统筹规划、综合管理。进一步证实了,在中药智能制造发展中,该理论模型指导智能系统构建的可行性和实际应用价值,可以切实有效地推动中药智能制造的发展。
刘伟岩[3](2020)在《战后科技革命推动日本产业升级研究 ——基于创新体系的视角》文中进行了进一步梳理2008年经济危机后,为摆脱经济下行的轨道,美国、日本、德国先后提出了“重振制造业”(2009年)、日本版“第四次工业革命”(2010年)、“工业4.0”(2012年)等战略计划,而我国也于2015年提出了“中国制造2025”的行动纲领。这些战略规划的陆续出台拉开了以大数据、云计算、物联网(Io T)、人工智能(AI)等为标志的新一轮科技革命的帷幕。而作为第二经济大国,我国应如何借助于这一难得机遇来推动国内产业升级则成为亟待思考的问题。回顾日本走过的“路”可知,其也曾作为“第二经济大国”面临过相似的难题,且从中日经济发展历程比较和所面临的“三期叠加”状态来看,我国现阶段也更为接近20世纪70年代的日本,而日本却在当时的情况下借助于以微电子技术为核心的科技革命成功地推动了国内产业的改造升级。基于此,本文以日本为研究对象并将研究阶段锁定在其取得成功的战后至20世纪80年代这一时期,进而研究其所积累的经验和教训,以期为我国接下来要走的“路”提供极具价值的指引和借鉴。在对熊彼特创新理论以及新熊彼特学派提出的技术经济范式理论、产业技术范式理论、国家创新体系理论和部门创新体系理论等进行阐述的基础上,本文借助于此从创新体系的视角构建了“科技革命推动产业升级”的理论分析框架,即:从整体产业体系来看,其属于技术经济范式转换的过程,该过程是在国家创新体系中实现的,且两者间的匹配性决定着产业升级的绩效;而深入到具体产业来看,其又是通过催生新兴产业和改造传统产业来实现的,对于此分析的最佳维度则是能够体现“产业间差异性”的部门创新体系,同样地,两者间的匹配性也决定着各产业升级的成效。回顾科技革命推动日本产业升级的历程可知,其呈现出三个阶段:20世纪50~60年代的“重化型”化,70~80年代的“轻薄短小”化,以及90年代后的“信息”化。其中,“轻薄短小”化阶段是日本发展最为成功的时期,也是本文的研究范畴所在。分析其发生的背景可知:虽然效仿欧美国家构建的重化型产业结构支撑了日本经济“独秀一枝”的高速发展,但在日本成为第二经济大国后,这一产业结构所固有的局限性和问题日渐凸显,倒逼着日本垄断资本进行产业调整;而与此同时,世界性科技革命的爆发恰为其提供了难得的历史机遇;但是这种机遇对于后进国来说在一定意义上又是“机会均等”的,该国能否抓住的关键在于其国内的技术经济发展水平,而日本战后近20年的高速增长恰为其奠定了雄厚的经济基础,且“引进消化吸收再创新”的技术发展战略又在较短的时间内为其积累了殷实的技术基础。在这一背景下,借助于上文所构建的理论分析框架,后文从创新体系的视角解释了战后以微电子技术为核心的科技革命是如何推动日本产业升级以及日本为何更为成功的。就整体产业体系而言,科技革命的发生必然会引致技术经济范式转换进而推动产业升级,且这一过程是在由政府、企业、大学和科研机构以及创新主体联盟等构建的国家创新体系中实现的。战后科技革命的发源地仍是美国,日本的参与借助的是范式转换过程中创造的“第二个机会窗口”,换言之,日本的成功得益于对源于美国的新技术的应用和开发研究,其技术经济范式呈现出“应用开发型”特点。而分析日本各创新主体在推动科技成果转化中的创新行为可以发现,无论是政府传递最新科技情报并辅助企业引进技术、适时调整科技发展战略和产业结构发展方向、制定激励企业研发的经济政策和专利保护制度、采取措施加速新技术产业化的进程、改革教育体制并强化人才引进制度等支持创新的行为,还是企业注重提升自主创新能力、遵循“现场优先主义”原则、实施“商品研制、推销一贯制”、将资金集中投向开发研究和创新链的中下游环节以及培训在职人员等创新行为,或是大学和科研机构针对产业技术进行研究、重视通识教育和“强固山脚”教育以及培养理工科高科技人才等行为,亦或是“政府主导、企业主体”型的创新主体联盟联合攻关尖端技术、建立能够促进科技成果转化的中介机构、联合培养和引进优秀人才等行为都是能够最大限度地挖掘微电子技术发展潜力的。而这种“追赶型”国家创新体系与“应用开发型”技术经济范式间的相匹配正是日本能够更为成功地借力于战后科技革命推动产业升级的根因所在。进一步地从具体产业来看,科技革命引致的技术经济范式转换表现为新兴技术转化为新兴产业技术范式和改造传统产业技术范式的过程,这也是科技革命“双重性质”的体现。而对这一层面的分析则要用到能够体现“产业间差异性”的部门创新体系。在选取半导体产业和计算机产业作为新兴产业的代表,以及选取工业机器产业(以数控机床和工业机器人为主)和汽车产业作为微电子技术改造传统机械产业的典型后,本文的研究发现:由于这些产业在技术体制、所处的产业链位置、所在的技术生命周期阶段等方面的不同,其产业技术范式是相异的,而日本之所以能够在这些产业上均实现自主创新并取得巨大成功就在于日本各创新主体针对不同的产业技术范式进行了相应的调整,分别形成了与之相匹配的部门创新体系。而进一步比较各部门创新体系可知,日本政府和企业等创新主体针对“催新”和“改旧”分别形成了一套惯行的做法,但在这两类产业升级间又存在显着的差异,即:日本政府在“催新”中的技术研发和成果转化中均表现出了贯穿始终的强干预性,尤其是在计算机产业上;而在“改旧”中则干预相对较少,主要是引导已具备集成创新能力的“逐利性”企业去发挥主体作用。作为一种“制度建设”,创新体系具有“临界性”特点且其优劣的评析标准是其与技术经济范式的匹配性。日本能够成功地借力于以微电子技术为核心的科技革命推动国内产业升级的经验就在于其不仅构建了与当时技术经济范式相匹配的国家创新体系,而且注重创新体系的层级性和差异性建设,加速推进了新兴产业技术范式的形成,并推动了新旧产业的协调发展。但是,这种致力于“应用开发”的“追赶型”创新体系也存在着不可忽视的问题,如:基础研究能力不足,不利于颠覆性技术创新的产生,以及政府主导的大型研发项目模式存在定向失误的弊端等,这也是日本创新和成功不可持续以致于在20世纪90年代后重新与美国拉开差距的原因所在。现阶段,新一轮科技革命的蓬勃兴起在为我国产业升级提供追赶先进国家的“机会窗口”的同时,也为新兴产业的发展提供了“追跑”“齐跑”“领跑”并行发展的机遇,并为传统产业的高质量发展带来了难得的机会。由于相较于20世纪70年代的日本,我国现阶段所面临的情况更为复杂,因此,必须构建极其重视基础研究且具有灵活性的国家创新生态体系,重视部门创新体系的“产业间差异性”,形成与新兴产业技术范式相匹配的部门创新体系,以及建设能够促进传统产业技术范式演化升级的部门创新体系等。
符俊岭[4](2020)在《混联式力反馈设备开发与关键技术研究》文中提出力反馈技术是一种重要的人机交互通道,在虚拟装配、辅助医疗手术、空间遥操作等领域发挥着重要作用。融合力觉反馈信息后,操作者可以感知交互过程中的力、硬度等物理信息,获得真实的体验感,进一步指导操作者完成操作任务和判断决策。作为人机交互的接口,力反馈设备的性能直接影响操作者交互过程的体验感以及完成操作任务的流畅度,因此需要对设备的运动学与动力学建模、重力补偿和反馈力误差补偿方法等关键技术及关键交互性能指标进行研究。本文基于实验室前期自主开发的力反馈设备,设计了串联式腕部姿态采集系统,对设备的重力补偿、反馈力误差补偿方法等关键技术进行研究,分析力反馈设备的关键交互性能,搭建实验测量系统完成验证实验。本文主要研究内容如下:(1)力反馈设备腕部姿态采集机构及系统设计,设备运动学、动力学建模与仿真分析。根据人体工程学指标,设计了三自由度腕部姿态机构及其信号采集系统,获取操作者手部姿态信息;建立设备的运动学和动力学模型,搭建ADAMS虚拟样机,采用理论计算与虚拟仿真联合分析方法,验证运动学、动力学模型的正确性,分析动力学公式中各支链关节转矩消耗占比特性。(2)研究力反馈设备的力觉补偿方法,提高操作设备时对力觉感知的透明性。首先,提出基于静力学分析的主动重力补偿方法;为了降低电机负载,根据主动重力补偿转矩消耗特点,提出基于弹簧结构的被动重力补偿方法,采用粒子群算法优化弹簧结构参数;进一步,提出一种主被动结合的重力补偿方法。另外,归纳设备的反馈力误差产生机理,提出基于RBF神经网络的前馈式反馈力误差补偿方法,提高设备反馈力的准确性。(3)研究力反馈设备的输出力和可操作性关键交互性能指标。首先,提出计及重力补偿影响的输出力性能分析方法,计算设备的输出力范围,结合仿真实验结果,证明主被动结合重力补偿方法的优势。然后,采用基于雅可比矩阵条件数的全局灵巧度指标,结合灵巧度在设备运动空间中的分布特点,验证力反馈设备具有良好的可操作性。(4)验证重力补偿和反馈力误差补偿方法的实际效果。首先,设计并搭建集成多自由度运动模组、智能显示仪表、力传感器的实验测量系统,完成测量和实验数据采集。然后,结合实验和数据分析结果,证明所提出的力觉补偿方法能够有效补偿设备自身的重力、降低反馈力的误差,提高设备输出力的透明度。
曹柔[5](2020)在《工业机器人操作管理与监控软件设计与开发》文中指出随着工业机器人技术的发展,工业机器人与用户之间的交互操作也越发多样,单纯的示教器软件早已无法适应复杂的机器人人机交互接口需求。本文围绕通用型控制器机器人模型管理、参数管理以及实时控制过程的交互管理等交互需求,系统性地研究了通用工业机器人操作管理与监控软件的设计与实现。本文首先对国内外工业机器人交互软件研究现状进行综述,分析了人机交互软件的设计原则和设计流程。随后基于功能需求和性能要求,对工业机器人操作管理与监控软件进行了分析,遵循模块化思想进行软件功能划分,完成了满足多控制器并发操作的软件框架设计。然后借助跨平台开发框架Qt,完成了配套机器人控制器的操作管理与监控软件的设计与实现。操作管理与监控软件采用UDP协议和FTP协议与控制器通信,具有配置、示教和监控三大功能模块。控制器配置管理模块对控制器初始化与运行时所必需的多种参数进行配置与管理,其中,机器人模型参数通过URDF实现管理和配置,通过Open GL库实现机器人3D模型与机器人受限工作空间的可视化。虚拟示教器模块具备拖动示教、工程管理、语法检查等功能。控制器监控模块借用Reactor模型的设计思想实现了多机器人控制器并发监控,使用My SQL数据库对机器人运行数据提供存取支持。此外,结合当前工业机器人操作远程化、网络化的发展趋势,本文探索了远程模块的设计方案,完成了远程模块本地端的设计与实现。最后,通过实验系统地验证了软件各模块的功能,测试了软件的并发性能,将软件接入工业机器人控制软件体系,成功完成了示教功能演示实验。
庄国欣[6](2020)在《通用型电力仪表自动检定系统的设计》文中研究说明随着自动化仪表的使用需求的加剧,对仪表精度的检测也不可或缺,传统的人工检定来完成电力仪表检测的效率低下逐渐无法满足需求。针对这一实际项目背景,本文在仪表自动化检定技术上进行了研究和设计,并以此代替复杂的人工操作,由此可见该研究对自动化技术的普及具有重要的现实意义。本课题来自于南方电网的《仪表校验智能机器人开发(成果转化)--电力仪表智能校验机器人产品化研发及试制》项目。此项目旨在研制一套通用型电力仪表检定平台。本文在明确项目背景和研究意义的基础上对仪表自动化检定技术的研究现状进行了调研,并根据该项目的实际需求,最终实现了电力仪表自动化检定平台的设计。本文针对电力仪表检定设备自动化程度低、效率慢等问题,研究了单目相机的识别算法、机械臂手眼标定的原理、电动气动执行器的使用方法、ADO.NET等相关技术,并利用网络互联为支撑,通过物联网、移动感知、信息传感、自动控制等相关技术并结合自动控制系统,打造了自动化、网络化、智能化的计量校准系统。电力仪表自动化检定平台由机械臂控制模块、仪表定位模块、仪表校准检定模块、读数识别模块、数据存储管理模块构成,各个模块通过网络信息传感集成在一个分布式网系统。在硬件方面上根据电力仪表的外观结构以及检定的要求合理的对硬件设备进行选型、设计和加工,并利用控制柜内部的IO量实现对气动执行器以及电动执行器的精确控制,以及利用机械臂对仪表的拆接线、调节量程等操作。在软件设计方面,利用C#语言开发主控单元的设计部分,采用人机交互结构,使得系统运行状态能够实时的提供给用户,并能将检定的结果保存到主控单元的数据库中。最后将各个模块联合模拟调试,通过仪表的检定仿真实验结果分析可以得出本设计平台运行稳定,检定结果准确,能够对绝大多数的仪表进行自动化检定,符合实际需求。
詹文翰[7](2020)在《移动边缘网络计算卸载调度与资源管理策略优化研究》文中提出通过将计算和存储资源广泛地分布到更接近用户或数据源的网络边缘,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)支持在无线接入网内完成移动应用的计算卸载过程,大幅降低了网络的端到端时延,并有效减轻了核心网和数据中心的处理压力。计算卸载决策,包括用户侧卸载决策(如任务是否卸载、如何卸载以及何时卸载)和运营商侧卸载决策(如是否允许用户卸载、分配多少资源进行卸载),是MEC能否提升用户体验的关键。由于MEC环境的复杂性,影响卸载决策的因素众多,如何设计最优的卸载决策策略,以充分挖掘MEC在时延、能耗上的性能增益,是非常具有挑战性的科学问题。任务调度与资源管理是MEC卸载决策过程中需要考虑的两个重要因素。一方面,MEC环境本质上是一个分布式异构并行计算环境,只有对任务进行合理调度,才能充分发挥该计算环境的性能优势。若考虑网络环境的动态变化,则还需要对任务卸载的时机进行调度决策。另一方面,由于网络边缘的资源有限,必须对这些资源进行合理分配以充分发挥它们的效用。在用户较多的情况下,还需要对是否允许用户卸载进行决策(即准入决策),避免资源的过度竞争。在此背景下,本文分别针对用户视角下的面向图依赖关系的任务卸载调度和面向复杂任务队列的动态任务卸载调度,以及运营商视角下的考虑用户移动性的准入决策与资源分配三个场景,考虑静态环境与动态环境中不同应用卸载模型的影响,探索MEC计算卸载调度与资源管理的最优策略。首先,从移动用户视角,针对静态场景下具有有向无环图(Directed Acyclic Graph,DAG)依赖关系的任务的卸载调度决策问题,充分考虑网络边缘计算和通信资源均受限的情况,本文提出了一种基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的通用型DAG任务卸载调度算法,分别实现了执行时延最小与用户效用最大两种目的下的卸载调度决策。具体来说,将用户对DAG任务的卸载调度决策过程建模为马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP);设计了基于循环神经网络的序列到序列参数共享神经网络架构,以及相应的DAG嵌入方法,用于拟合该MDP的卸载调度策略;并采用当前最优的近端策略优化(Proximal Policy Optimization,PPO)来完成对该策略网络的训练。通过在不同环境及不同卸载调度目的下与六种基线算法的充分对比,验证了所提算法的有效性和可靠性。进一步,仍然基于移动用户视角,本文针对高动态场景下的车辆MEC计算卸载调度决策问题进行了研究,充分考虑任务到达、任务属性、无线信道、以及用户移动等动态因素。由于复杂的动态环境和巨大的状态/解空间,这个随机优化问题很难采用传统的优化方法求解。设计了一种基于DRL的面向复杂任务队列的动态计算卸载调度算法,联合求解“何处”与“何时”对任务队列中的每个任务进行卸载调度,以获得在该复杂环境下任务执行时延与能耗的最优长期折中。采用了一系列方法来提高该算法的训练效率和收敛性能,包括利用PPO保证训练过程的高效和稳定、将卷积神经网络嵌入到策略网络中以提取任务队列的关键特征、通过对状态和奖励的精细控制避免训练过程中过多的低效探索等。大量仿真结果证明,所提算法能够在不同环境和不同用户偏好下,获得远高于传统基线算法的性能。最后,从运营商视角,本文研究了车载MEC场景下多个运动中的用户之间的准入决策和资源分配策略,充分考虑计算与通信资源限制、任务截止时延要求以及用户移动性的约束,旨在最大化全局系统效用。将该问题建模为一个非线性混合整数规划问题,提出了一种具有多项式时间复杂度的启发式多用户移动感知卸载决策算法。通过参数控制的方式将该全局优化问题转化为有限个局部优化问题,进而将每个局部优化问题分解为一个凸子问题和一个非线性整数规划子问题。针对计算资源分配的凸子问题,采用了数值方式进行求解;而针对确定准入对象的非线性整数规划子问题,则设计了一种基于偏序的启发式方法来获得其近似最优解。最终,全局优化问题的解可以通过求解有限数量的局部优化问题而得到。通过与六种基线算法的全面对比,验证了所提算法优异的性能和稳定性。
王宇[8](2020)在《一种通用型无载式电梯平衡系数测量方法的研究及系统研制》文中提出随社会和科学技术的高速发展,电梯已然成为人们生活中必不可少的垂直交通工具,目前全国电梯保有量已经突破600万台,并且仍保持着较高的增长速度,曳引式电梯则占据全国电梯保有量的90%以上,是使用最为广泛的电梯类型。平衡系数是曳引式电梯的重要技术参数,它的变化会引起电动机功率、曳引能力、钢丝绳在绳槽内的比压以及曳引系统的总质量等参数的变化,影响电梯整体的安全性能,并且由于电梯平衡系数过小引起的事故也是屡见不鲜,为此国家总局加强了对电梯平衡系数的检验工作。针对平衡系数检验方法的不足和局限性,本文开展了 一种通用型无载式电梯平衡系数测量方法的研究。从电梯平衡系数的定义公式出发,结合曳引比对曳引轮正压力的影响,分析曳引钢丝绳在曳引轮上压力和在绳槽上的比压,推导出曳引轮圆周上摩擦力公式,在分析曳引钢丝绳与曳引轮之间静摩擦力对平衡系数的影响的基础上,提出了一种通用型无载式电梯平衡系数的测量方法。该方法运用运动装置上下运行轿厢对重系统的方式将静摩擦力转变为动摩擦力,由于轿厢和对重质量没有变化,上下运行时的动摩擦力大小相等,方向相反,通过计算相加消除系统摩擦力,从而得到电梯平衡系数。根据通用型无载式电梯平衡系数测量方法的内容,研制一套通用型无载式电梯平衡系数侧量系统。系统主要由两大模块组成。系统硬件部分负责将轿厢对重整体匀速顶升或匀速下降的运动、数据采集转换并发送至上位机,其配备辅助装置和可移动电源。系统软件主要负责人机交互、数据处理,并依托SQLite嵌入式数据库,针对悬挂装置、补偿装置和随行电缆对平衡系数测量的影响,提出了系统补偿修正的计算方法。通过与理论平衡系数、电流法的对比实验,验证了通用型无载电梯平衡系数测量方法的有效性;通过与厂家设计值的对比实验,证明了测量系统具有高精度、高效率的优点;通过测量系统的重复性和线性实验,证明了测量系统具有较高的稳定性。通用型无载式电梯平衡系数测量系统大幅降低了传统电流法测量平衡系数的测量时间,有效的提高了检验机构或维保单位对电梯平衡系数测量的工作效率,降低了人力搬运砝码和租赁运输砝码的成本,具有一定的经济效益。
邹日磊[9](2019)在《通用型工业机器人控制器功能软件开发》文中提出随着处理器计算能力的提高,机器人控制器能够支持更多的功能,为控制器开发相应的功能软件,使工业机器人适应不断提高的任务复杂性和操作智能性,是国产机器人控制器的重要研究内容。本文围绕国产工业机器人控制器的开发,系统研究了通用型机器人控制器基本系统和典型扩展功能软件的设计实现。论文首先综述了工业机器人控制器相关技术及开发的国内外研究现状,接着在分析了控制器性能需求和功能需求的基础上,采用“IPC+实时操作系统+实时工业以太网”的控制架构,搭建了“多核处理器+Linux/Xenomai”的软硬件开发平台。然后根据分层化、模块化的设计原则,给出了基于总线的开放式控制器总体架构设计和功能模块划分。结合机器人基本功能需求,详细论述了软PLC模块、运动控制模块、设备接口模块和系统运行管理模块四个基本模块的具体功能和软件实现,并在给出了模块间的通信与同步机制的基础上,重点分析了控制器实时多任务间的协作调度关系;结合机器人智能化需求,详细设计了负责传感器数据采集的力/视觉传感器接口任务和负责力觉信息、图像信息到机器人控制信息转化的力控计算任务、视觉处理任务;针对未来双机器人控制需求,详细设计了负责轨迹规划的双机器人协调任务,重点论述了软PLC任务、双机器人协调任务和插补运算器任务间的协作关系,并给出了具有运动学约束关系的双机器人轨迹规划方法。最后,以埃斯顿ER4型六自由度机器人为控制对象,搭建了控制器功能软件测试平台,设计开发了柔顺孔轴装配演示实验,实验结果验证了控制器各模块功能和模块间通信协作机制的有效性。
黄征宇[10](2019)在《实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究》文中研究说明总线式控制系统作为工业控制系统的一种重要类型,在军民装备控制领域中得到了广泛而深入的应用。基于实时以太网通信链路的总线式控制系统已成为当今工控系统发展的主流。而国内关于此类系统性能方面的研究较少,整体水平与国外仍有一定差距。随着高端装备对控制精度,响应速度以及运行安全性等要求的不断提高,迫切需要突破实时以太网分布式架构中的系统任务调度、多节点高精度同步以及总线通信安全等核心关键技术。这些关键技术涉及系统各模块间的任务时间管理、通信协议转换以及安全功能设计等多个方面。如何综合考虑这些系统内在因素,提高系统实时、同步以及安全等性能是此类系统所关注的主要问题。本文将围绕这些技术难题展开深入研究。本文的研究工作包括以下几个方面:1.根据工控系统发展现状,本文对基于实时以太网总线的分布式系统架构进行了全面论述,提出了一种典型主从架构的实时以太网总线式控制系统设计方案,详细说明了系统各部分功能模块设计方法,明确了系统实时性、同步性以及安全性等关键性能指标,为后续系统关键问题的研究工作提供设计依据。2.总线式控制系统实时性是高端装备控制领域所关注的主要问题。论文分析了主从站间的数据传输、多任务执行时机以及任务延迟等因素对系统实时性能的影响,并从任务调度和实时通信模块设计两方面展开研究。在任务调度方面,提出了一种针对实时以太网总线式控制系统的任务调度方法。该方法建立了各控制回路任务间的时间关系,可使系统控制周期降低至百微秒量级。在通信实时性方面,对主站实时通信模块进行设计,可使系统最小通信周期达到125微秒。为进一步开展高速高精同步控制与安全问题研究打下基础。3.同步性能是制约系统多轴联动控制性能提升的重要技术指标。针对高端装备控制领域不断提升的系统同步性能要求,本文分析了影响系统同步性能的主要原因,提出了一种基于实时以太网且符合CANopen协议的系统同步方法。该方法综合考虑了总线通信、协议转换以及任务调度等因素对同步性能的影响。基于该方法,各节点控制信号的最小同步误差约为100纳秒。所提方法可直接用于实时以太网总线式控制系统的多节点高精度协同控制。4.开放式总线架构使系统易于受到非法网络攻击等信息安全威胁。而通信不确定性会直接影响主从站数据交互的稳定性。本文分析了影响系统通信安全的主要因素,并结合SESAMO建模方法,设计了节点身份验证、通信加密以及数据校验等安全功能块,形成了一种兼顾功能安全和信息安全的Safe-COE安全通信架构。该架构可为分布式系统的通信安全设计提供较有效的解决方案。5.为了验证论文研究工作的有效性,本文在所搭建的实验系统上进行了实时及同步性能测试,并利用形式化建模方法对系统安全通信架构进行建模、仿真与功能验证。实验表明,采用本文所提出的任务优化调度、外设高精度同步控制以及安全集成设计方法,系统在实时性、同步性以及安全性等方面具有优良的性能。
二、一种通用型智能运动控制单元的开发研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种通用型智能运动控制单元的开发研究(论文提纲范文)
(1)自主研发服务型机器人的通用控制系统研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题研究背景及意义 |
1.2.1 课题研究背景 |
1.2.2 课题研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 本文的主要工作和论文组织结构 |
1.4.1 本文的主要内容 |
1.4.2 论文组织结构 |
第2章 通用控制系统总体方案设计 |
2.1 通用控制系统设计的主要内容 |
2.1.1 自主研发服务型机器人分析 |
2.1.2 通用控制系统基本功能 |
2.2 通用控制系统技术参数方案 |
2.2.1 自主研发服务型机器人技术参数 |
2.2.2 通用控制系统技术参数 |
2.3 本章小结 |
第3章 服务型机器人系统分析 |
3.1 服务型机器人硬件结构分析 |
3.1.1 服务型机器人控制器的选择 |
3.1.2 电机的选择 |
3.1.3 传感器选择 |
3.1.4 总线设计 |
3.1.5 电源设计 |
3.2 服务型机器人软件系统分析 |
3.2.1 总体控制系统软件分析 |
3.2.2 通讯协议分析设计 |
3.2.3 现场调度情景控制和智能家居设计 |
3.2.4 人机交互模块设计 |
3.2.5 智能导航功能分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 通用控制系统分析设计 |
4.1 系统的组成分析设计 |
4.1.1 上位机控制模块 |
4.1.2 数据库模块 |
4.1.3 网络通信模块 |
4.2 系统功能及界面设计 |
4.2.1 辅助功能界面 |
4.2.2 设计功能界面 |
4.3 本章小结 |
第5章 实验平台搭建与测试 |
5.1 实验环境搭建 |
5.2 机器人测试 |
5.3 系统运行 |
5.3.1 异常处理 |
5.3.2 测试结果分析 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(2)中药智能制造理论模型的构建与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
第一章 绪论 |
1.1 智能制造国际大背景 |
1.1.1 工业革命发展历程研究 |
1.1.2 智能制造内涵演进 |
1.1.3 智能制造关键技术的应用 |
1.1.4 国内外智能制造发展战略 |
1.2 中药智能制造发展研究 |
1.2.1 中药产业“智能制造”发展的必然性 |
1.2.2 中药“智能制造”范畴 |
1.2.3 中药“智能制造”意义 |
1.2.4 中药“智能制造”发展现状 |
1.3 本文研究思路与意义 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究意义 |
第二章 基于实体语法系统构建中药智能制造理论模型 |
2.1 引言 |
2.2 中药智能制造理论模型构建准则和组成内容研究 |
2.2.1 中药智能制造理论模型构建准则设计 |
2.2.2 中药智能制造理论模型组成内容确定 |
2.3 理论基础—实体语法系统 |
2.4 中药智能制造理论模型基本概念和概念辨析的研究 |
2.4.1 中药智能制造理论模型相关概念定义 |
2.4.2 中药智能制造理论模型相关概念辨析 |
2.5 中药智能制造理论模型的构建 |
2.6 中药智能制造理论模型指导智能系统构建核心思想研究 |
2.7 中药智能制造理论模型应用流程研究 |
2.8 关键技术选择原则 |
2.9 总结与讨论 |
2.9.1 讨论 |
2.9.2 小结 |
第三章 基于中药智能制造理论模型指导中药智能煎药系统方案设计 |
3.1 引言 |
3.2 影响中药汤剂质量关键因素研究 |
3.3 用户需求分析与智能煎药系统性能设计 |
3.3.1 用户需求分析 |
3.3.2 中药智能煎药系统性能设计 |
3.4 中药智能煎药系统构建方案设计 |
3.4.1 中药智能煎药系统理论框架设计 |
3.4.2 中药智能煎药系统整体结构图设计 |
3.4.3 中药智能煎药系统技术路线图设计 |
3.4.4 中药智能煎药系统工作流程图研究 |
3.5 总结与讨论 |
3.5.1 讨论 |
3.5.2 小结 |
第四章 基于中药智能制造理论模型中药基础智能服务系统方案设计 |
4.1 引言 |
4.2 中药基础智能服务系统需求分析与解决方案提出 |
4.2.1 中药基础智能服务系统构建背景 |
4.2.2 中药基础智能服务系统需求分析 |
4.2.3 中药基础智能服务系统解决方案的提出 |
4.3 中药基础智能服务系统构建可行性分析 |
4.4 中药基础智能服务系统整体概念的研究 |
4.5 中药基础智能服务系统前期准备工作的研究 |
4.5.1 中药基础智能服务系统服务人群 |
4.5.2 中药基础智能服务系统构建目标确定 |
4.5.3 中药基础智能服务系统构建原则设计 |
4.5.4 中药基础智能服务系统服务端平台功能设计 |
4.6 中药基础智能服务系统构建方案设计 |
4.6.1 基于中药智能制造理论模型设计数据流逻辑框架 |
4.6.2 中药基础智能服务系统整体结构图设计 |
4.6.3 中药基础智能服务系统技术路线图设计 |
4.7 小结 |
第五章 中药基础智能服务系统设计方案实现 |
5.1 中药基础智能服务系统硬件设备原理图设计 |
5.1.1 嵌入式系统硬件设备原理图设计 |
5.1.2 传感器板开发 |
5.1.3 应用设备板开发 |
5.2 服务端平台搭建与系统配置 |
5.2.1 中药基础智能服务系统数据库设计 |
5.2.2 平台页面搭建 |
5.3 服务端平台运行 |
5.4 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 研究中存在的问题与不足 |
6.4 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
在学期间主要研究成果 |
(3)战后科技革命推动日本产业升级研究 ——基于创新体系的视角(论文提纲范文)
答辩决议书 |
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 文献综述 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 国内外研究述评 |
1.3 研究框架与研究方法 |
1.3.1 研究框架 |
1.3.2 研究方法 |
1.4 研究中的创新与不足 |
第2章 科技革命推动产业升级的一般分析 |
2.1 科技革命的概念与研究范围界定 |
2.1.1 科技革命的概念 |
2.1.2 战后科技革命研究范围的界定 |
2.2 科技革命推动下产业升级的内涵及研究范围界定 |
2.2.1 科技革命推动下产业升级的内涵 |
2.2.2 科技革命推动产业升级的研究范围界定 |
2.3 科技革命推动产业升级的理论基础 |
2.3.1 熊彼特创新理论 |
2.3.2 技术经济范式理论 |
2.3.3 产业技术范式理论 |
2.4 本章小结 |
第3章 科技革命推动产业升级:基于创新体系视角的分析框架 |
3.1 科技革命推动产业升级的机理 |
3.1.1 科技革命推动产业升级的经济本质:技术经济范式转换 |
3.1.2 科技革命推动产业升级的传导机制:“催新”与“改旧” |
3.2 创新体系相关理论 |
3.2.1 国家创新体系理论 |
3.2.2 部门创新体系理论 |
3.3 以创新体系为切入点的分析视角 |
3.3.1 国家创新体系与技术经济范式匹配性分析视角 |
3.3.2 部门创新体系与产业技术范式匹配性分析视角 |
3.4 本章小结 |
第4章 战后科技革命推动日本产业升级的历程与背景 |
4.1 科技革命推动日本产业升级的历程 |
4.1.1 战前科技革命成果推动下日本产业的“重化型”化(20世纪50-60年代) |
4.1.2 战后科技革命推动下日本产业的“轻薄短小”化(20世纪70-80年代) |
4.1.3 战后科技革命推动下日本产业的“信息”化(20世纪90年代后) |
4.2 战后科技革命推动日本产业升级的背景 |
4.2.1 重化型产业结构的局限性日渐凸显 |
4.2.2 世界性科技革命的爆发为日本提供了机遇 |
4.2.3 日本经济的高速增长奠定了经济基础 |
4.2.4 日本的“引进消化吸收再创新”战略奠定了技术基础 |
4.3 本章小结 |
第5章 战后科技革命推动日本产业升级:基于国家创新体系的分析 |
5.1 技术经济范式转换的载体:日本国家创新体系 |
5.2 科技革命推动日本产业升级中政府支持创新的行为 |
5.2.1 传递最新科技情报并辅助企业引进技术 |
5.2.2 适时调整科技发展战略和产业结构发展方向 |
5.2.3 制定激励企业研发的经济政策和专利保护制度 |
5.2.4 采取措施加速新技术产业化的进程 |
5.2.5 改革教育体制并强化人才引进制度 |
5.3 科技革命推动日本产业升级中企业的创新行为 |
5.3.1 注重提升自主创新能力 |
5.3.2 遵循技术创新的“现场优先主义”原则 |
5.3.3 实行考虑市场因素的“商品研制、推销一贯制” |
5.3.4 将资金集中投向开发研究和创新链的中下游环节 |
5.3.5 重视对在职人员的科技教育和技术培训 |
5.4 科技革命推动日本产业升级中大学和科研机构的创新行为 |
5.4.1 从事与产业技术密切相关的基础和应用研究 |
5.4.2 重视通识教育和“强固山脚”教育 |
5.4.3 培养了大量的理工类高科技人才 |
5.5 科技革命推动日本产业升级中的创新主体联盟 |
5.5.1 产学官联合攻关尖端技术 |
5.5.2 建立能够促进科技成果转化的中介机构 |
5.5.3 联合培养和引进优秀人才 |
5.6 日本国家创新体系与技术经济范式的匹配性评析 |
5.6.1 日本国家创新体系与微电子技术经济范式相匹配 |
5.6.2 “追赶型”国家创新体系与“应用开发型”技术经济范式相匹配 |
5.7 本章小结 |
第6章 战后科技革命催生日本主要新兴产业:基于部门创新体系的分析 |
6.1 新兴产业技术范式的形成与日本部门创新体系 |
6.2 微电子技术催生下日本半导体产业的兴起和发展 |
6.2.1 微电子技术产业化中政府支持创新的行为 |
6.2.2 微电子技术产业化中企业的创新行为 |
6.2.3 微电子技术产业化中科研机构的创新行为 |
6.2.4 微电子技术产业化中的创新主体联盟 |
6.2.5 微电子技术产业化中的需求因素 |
6.3 计算机技术催生下日本计算机产业的兴起与发展 |
6.3.1 计算机技术产业化中政府支持创新的行为 |
6.3.2 计算机技术产业化中企业的创新行为 |
6.3.3 计算机技术产业化中的创新主体联盟 |
6.3.4 计算机技术产业化中的需求因素 |
6.4 日本部门创新体系与新兴产业技术范式形成的匹配性评析 |
6.4.1 部门创新体系与半导体产业技术范式形成相匹配 |
6.4.2 部门创新体系与计算机产业技术范式形成相匹配 |
6.4.3 部门创新体系与新兴产业技术范式形成相匹配 |
6.5 本章小结 |
第7章 战后科技革命改造日本主要传统产业:基于部门创新体系的分析 |
7.1 科技革命改造传统产业的本质:传统产业技术范式变革 |
7.2 微电子技术改造下日本工业机器自动化的发展 |
7.2.1 工业机器自动化中政府支持创新的行为 |
7.2.2 工业机器自动化中企业的创新行为 |
7.2.3 工业机器自动化中的创新主体联盟 |
7.2.4 工业机器自动化中的需求因素 |
7.3 微电子技术改造下日本汽车电子化的发展 |
7.3.1 汽车电子化中政府支持创新的行为 |
7.3.2 汽车电子化中企业的创新行为 |
7.3.3 汽车电子化中的创新主体联盟 |
7.3.4 汽车电子化中的需求因素 |
7.4 日本部门创新体系与传统产业技术范式变革的匹配性评析 |
7.4.1 部门创新体系与工业机器产业技术范式变革相匹配 |
7.4.2 部门创新体系与汽车产业技术范式变革相匹配 |
7.4.3 部门创新体系与传统产业技术范式变革相匹配 |
7.5 本章小结 |
第8章 创新体系视角下战后科技革命推动日本产业升级的经验与教训 |
8.1 战后科技革命推动日本产业升级的经验 |
8.1.1 构建了与微电子技术经济范式相匹配的国家创新体系 |
8.1.2 重视创新体系的层级性和差异性建设 |
8.1.3 加速推进新兴产业技术范式的形成 |
8.1.4 借力科技革命的“双重性质”推动新旧产业协调发展 |
8.2 战后科技革命推动日本产业升级的教训 |
8.2.1 创新体系的基础研究能力不足 |
8.2.2 创新体系不利于颠覆性技术创新的产生 |
8.2.3 政府主导下的大型研发项目模式存在定向失误的弊端 |
8.3 本章小结 |
第9章 创新体系视角下战后科技革命推动日本产业升级对我国的启示 |
9.1 新一轮科技革命给我国产业升级带来的机遇 |
9.1.1 为我国产业升级提供“机会窗口” |
9.1.2 为我国新兴产业“追跑”“齐跑”与“领跑”的并行发展提供机遇 |
9.1.3 为我国传统制造业的高质量发展创造了机会 |
9.2 构建与新一轮科技革命推动产业升级相匹配的创新体系 |
9.2.1 构建国家创新生态体系 |
9.2.2 重视部门创新体系的“产业间差异性” |
9.2.3 形成与新兴产业技术范式相匹配的部门创新体系 |
9.2.4 建设能够促进传统产业技术范式演化升级的部门创新体系 |
9.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(4)混联式力反馈设备开发与关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究背景与意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 力反馈设备开发研究现状 |
1.3.2 力反馈设备力觉补偿方法研究现状 |
1.3.3 力反馈设备交互性能分析研究现状 |
1.4 本课题研究内容 |
第二章 腕部姿态机构设计及设备运动建模仿真 |
2.1 引言 |
2.2 串联腕部姿态机构设计 |
2.2.1 腕部姿态机构设计准则 |
2.2.2 腕部姿态机构及信号采集系统 |
2.3 力反馈设备运动学建模与仿真 |
2.3.1 串联腕部姿态机构运动学分析 |
2.3.2 并联位置机构运动学分析 |
2.3.3 并联位置机构运动学仿真 |
2.4 力反馈设备动力学建模与仿真 |
2.4.1 力反馈设备动力学建模 |
2.4.2 力反馈设备动力学仿真 |
2.5 本章小结 |
第三章 混联式力反馈设备力觉补偿方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 混联式力反馈设备主动重力补偿方法 |
3.2.1 基于静力学的主动重力补偿建模 |
3.2.2 主动重力补偿仿真与分析 |
3.3 混联式力反馈设备被动重力补偿方法 |
3.3.1 基于弹簧结构的被动重力补偿建模 |
3.3.2 应用粒子群算法对弹簧结构参数进行优化 |
3.4 力反馈设备主被动结合重力补偿方法 |
3.5 基于RBF神经网络的反馈力误差补偿方法 |
3.5.1 反馈力误差产生机理分析 |
3.5.2 神经网络模型介绍及选用 |
3.5.3 基于RBF神经网络的反馈力误差补偿方法 |
3.6 本章小结 |
第四章 混联式力反馈设备关键交互性能分析 |
4.1 引言 |
4.2 力反馈设备输出力性能分析 |
4.2.1 力反馈设备输出力性能计算方法 |
4.2.2 设备输出力性能仿真分析 |
4.3 力反馈设备可操作性能分析 |
4.3.1 力反馈设备可操作性能评价指标 |
4.3.2 力反馈设备全局灵巧度分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 力反馈设备测量系统开发与实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 三自由度测量系统搭建 |
5.2.1 系统设计需求与分析 |
5.2.2 三自由度测量系统机械结构 |
5.2.3 测量系统硬件集成 |
5.2.4 上位机界面开发与运动控制 |
5.3 重力补偿验证实验与分析 |
5.3.1 重力补偿测量实验 |
5.3.2 重力补偿实验结果与分析 |
5.4 反馈力误差补偿实验与分析 |
5.4.1 反馈力误差测量实验 |
5.4.2 训练RBF神经网络 |
5.4.3 反馈输出力补偿实验分析 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
全文总结 |
研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)工业机器人操作管理与监控软件设计与开发(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 示教系统与机器人人机交互软件研究现状与发展趋势 |
1.2.1 示教系统与控制器管理软件研究现状 |
1.2.2 远程监控服务平台研究现状 |
1.3 人机交互界面的研究现状 |
1.4 论文主要研究内容 |
第二章 软件需求分析与总体设计 |
2.1 机器人系统总体介绍 |
2.2 软件需求分析与功能划分 |
2.3 开发平台选择与介绍 |
2.4 操作管理与监控软件结构设计与实现 |
2.4.1 多控制器管理 |
2.4.2 控制器的注册与注销 |
2.4.3 软件功能区块划分 |
2.5 通信方案设计 |
2.5.1 UDP指令通信 |
2.5.2 FTP文件传输 |
2.6 本章小结 |
第三章 机器人控制器配置管理 |
3.1 配置模块需求分析 |
3.2 机器人参数配置 |
3.2.1 机器人本体模型参数配置 |
3.2.2 机器人模型可视化 |
3.2.3 附加轴与末端工具参数配置 |
3.3 传感器参数配置 |
3.4 安全参数配置 |
3.5 机器人控制器配置 |
3.5.1 软PLC应用编程 |
3.5.2 平台参数和IO与伺服参数配置 |
3.6 本章小结 |
第四章 示教系统设计与实现 |
4.1 示教模块功能 |
4.1.1 需求分析与功能划分 |
4.1.2 主界面设计 |
4.2 运动控制模块 |
4.2.1 点动功能 |
4.2.2 拖动示教功能 |
4.2.3 工具标定 |
4.2.4 通信指令 |
4.3 机器人工程管理 |
4.3.1 工程管理模块 |
4.3.2 机器人程序编辑模块 |
4.3.3 机器人数据管理模块 |
4.4 本章小结 |
第五章 多控制器监控与接口 |
5.1 监控模块设计与实现 |
5.1.1 监控模块总体设计 |
5.1.2 监控模块实现 |
5.1.3 监控通信消息 |
5.2 远程模块设计与接口 |
5.2.1 远程模块设计 |
5.2.2 加密解密技术 |
5.2.3 远程模块本地端实现 |
5.3 数据库设计与接口 |
5.3.1 数据表设计 |
5.3.2 接口设计 |
5.4 本章小结 |
第六章 模块功能性能测试与集成实验 |
6.1 软件模块功能测试 |
6.1.1 配置模块功能测试 |
6.1.2 监控功能模块测试 |
6.1.3 远程模块功能测试 |
6.2 系统集成功能测试 |
6.2.1 实验平台搭建 |
6.2.2 实验过程 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(6)通用型电力仪表自动检定系统的设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 系统总体设计方案 |
2.1 系统需求分析 |
2.2 总体设计方案 |
2.2.1 总体设计思想 |
2.2.2 整体设计方案 |
2.3 系统主要硬件选型 |
2.3.1 机械臂系统选型 |
2.3.2 防碰撞系统选型 |
2.3.3 标准源选型 |
2.3.4 气动夹爪的选型 |
2.3.5 视觉系统选型 |
2.4 系统开发环境的选择 |
2.5 数据库的选择 |
2.6 本章小结 |
第3章 系统硬件设计 |
3.1 检定平台硬件结构设计 |
3.1.1 机械臂末端夹爪设计 |
3.1.2 标准源切换板设计 |
3.1.3 防碰撞设计 |
3.2 数字式仪表检定流程设计 |
3.2.1 检定工位主要硬件选型 |
3.2.2 仪表固定模块 |
3.2.3 机械臂控制模块 |
3.3 指针式仪表检定流程设计 |
3.3.1 检定工位主要硬件选型 |
3.3.2 仪表固定模块 |
3.3.3 机械臂控制模块 |
3.4 硬件系统集成 |
3.5 本章小结 |
第4章 电力仪表读数识别方法 |
4.1 鲁棒性图像采集方法设计 |
4.2 数字式仪表读数识别方法设计 |
4.2.1 仪表读数预处理 |
4.2.2 数字串识别 |
4.2.3 小数点识别 |
4.3 指针式仪表读数识别方法设计 |
4.4 本章总结 |
第5章 系统模拟检定实验 |
5.1 系统模块功能模拟测试 |
5.1.1 机械臂控制仿真测试 |
5.1.2 仪表定位模块仿真测试 |
5.1.3 仪表校准检定模块测试 |
5.1.4 数字识别模块测试 |
5.1.5 数据存储管理模块测试 |
5.2 系统设备自检测试 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)移动边缘网络计算卸载调度与资源管理策略优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 移动边缘计算的由来 |
1.1.2 移动边缘计算的特点 |
1.1.3 移动边缘计算的国内外发展现状 |
1.2 移动边缘计算中卸载决策关键问题及其研究现状概述 |
1.2.1 计算卸载关键技术及其卸载决策问题 |
1.2.2 移动用户视角下的卸载决策问题概述 |
1.2.2.1 整体卸载模型 |
1.2.2.2 链式卸载模型 |
1.2.2.3 图卸载模型 |
1.2.2.4 数据分区卸载模型 |
1.2.2.5 队列卸载模型 |
1.2.3 运营商视角下的卸载决策问题概述 |
1.2.3.1 准入决策问题相关研究 |
1.2.3.2 资源分配问题相关研究 |
1.2.3.3 准入决策和资源分配联合优化问题的相关研究 |
1.2.4 用户移动性对计算卸载的影响 |
1.2.5 对现有工作的研究方法总结 |
1.2.5.1 静态环境下的卸载决策 |
1.2.5.2 动态环境下的卸载决策 |
1.3 论文的研究内容及结构安排 |
第二章 基于深度强化学习的通用型DAG任务卸载调度 |
2.1 引言 |
2.2 系统建模 |
2.2.1 系统架构 |
2.2.2 任务调度 |
2.2.2.1 本地调度 |
2.2.2.2 卸载调度 |
2.2.2.3 卸载调度方案 |
2.2.2.4 卸载调度过程 |
2.2.3 问题建模 |
2.3 深度强化学习算法基础 |
2.4 基于DRL的DAG任务卸载调度 |
2.4.1 调度优先级 |
2.4.2 MDP构造 |
2.4.2.1 动作空间 |
2.4.2.2 状态空间 |
2.4.2.3 奖励函数 |
2.4.2.4 卸载调度决策过程 |
2.4.3 神经网络架构 |
2.4.4 训练方法 |
2.5 实验仿真与结果分析 |
2.5.1 实验设计 |
2.5.2 实验结果与分析 |
2.5.2.1 收敛性能 |
2.5.2.2 执行时延最小目的下各算法性能比较 |
2.5.2.3 用户效用最大目的下各算法性能比较 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于深度强化学习的车辆边缘场景动态任务卸载调度 |
3.1 引言 |
3.2 系统建模及问题表述 |
3.2.1 系统架构 |
3.2.2 任务队列建模 |
3.2.3 无线通信建模 |
3.2.4 计算建模 |
3.2.4.1 本地执行建模 |
3.2.4.2 卸载执行建模 |
3.2.5 问题表述 |
3.3 MDP构造 |
3.3.1 状态空间 |
3.3.1.1 LPU状态 |
3.3.1.2 DTU状态 |
3.3.1.3 MS状态 |
3.3.2 动作空间 |
3.3.2.1 LE动作类型 |
3.3.2.2 RE动作类型 |
3.3.2.3 HO动作类型 |
3.3.2.4 动作空间及动作合法性 |
3.3.3 奖励函数 |
3.4 基于DRL的任务卸载调度 |
3.4.1 神经网络架构设计 |
3.4.2 训练方法 |
3.4.3 训练效率 |
3.5 实验仿真与结果分析 |
3.5.1 训练收敛性能 |
3.5.2 静态队列场景性能 |
3.5.3 动态队列场景性能 |
3.6 本章小结 |
第四章 移动感知的多用户高效任务卸载准入决策与资源分配 |
4.1 引言 |
4.2 系统建模 |
4.2.1 系统架构 |
4.2.2 本地执行建模 |
4.2.3 卸载执行建模 |
4.2.3.1 输入数据上传 |
4.2.3.2 任务远程执行 |
4.2.3.3 任务卸载过程建模 |
4.2.4 问题建模 |
4.3 问题求解 |
4.3.1 问题转化 |
4.3.2 问题分解 |
4.3.2.1 计算资源分配 |
4.3.2.2 准入决策 |
4.3.3 启发式多用户移动感知卸载决策算法 |
4.3.4 任务最大截止时延 |
4.4 实验仿真与结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文研究工作总结 |
5.2 未来研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(8)一种通用型无载式电梯平衡系数测量方法的研究及系统研制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 课题研究意义 |
1.2.1 平衡系数本质 |
1.2.2 平衡系数对电梯的影响 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 电流法 |
1.3.2 功率法 |
1.3.3 定义法 |
1.4 研究主要内容 |
1.5 本章小结 |
第二章 通用型无载式平衡系数铡量方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 曳引比对曳引轮正压力的影响 |
2.3 曳引钢丝绳在曳引轮上的压力分析 |
2.4 曳引轮绳槽上的比压分析 |
2.5 曳引轮圆周上的摩擦力分析 |
2.6 摩擦力对平衡系数测量的影响 |
2.7 基于定义公式的平衡系数测量方祛 |
2.8 平衡系数测量系统的技术要求 |
2.9 本章小结 |
第三章 基于平衡系数测量方法的系统研制 |
3.1 平衡系数测量系统总体架构 |
3.2 平衡系数测量系统硬件研制 |
3.2.1 运动装置设计 |
3.2.2 压力传感器 |
3.2.3 测量系统的主控单元设计 |
3.2.4 压力传感器信号的采集模块 |
3.2.5 无线通信模块的设计 |
3.2.6 电源模块设计 |
3.2.7 测量系统驱动软件 |
3.2.8 辅助装置 |
3.3 系统软件开发 |
3.3.1 系统软件开发平台 |
3.3.2 测量系统软件运行流程设计 |
3.3.3 软件界面设计 |
3.3.4 基于SQLite嵌入式数据库的系统误差修正算法 |
3.4 本章小结 |
第4章 平衡系数测量方法对比实验及误差分析 |
4.1 实验概况 |
4.2 有效性对比实验 |
4.2.1 理论平衡系数测量 |
4.2.2 电流法测量平衡系数 |
4.2.3 测量系统平衡系数测量 |
4.2.4 结果分析 |
4.3 厂家设计值对比实验 |
4.4 重复实验和线性实验 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1 作者简历 |
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
3 参与的科研项目及获奖情况 |
4 发明专利 |
学位论文数据集 |
(9)通用型工业机器人控制器功能软件开发(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 工业机器人控制器关键技术研究现状 |
1.2.1 国内外机器人控制器架构研究现状 |
1.2.2 国内外机器人力控技术研究现状 |
1.2.2.1 机器人力感知技术发展现状 |
1.2.2.2 力控策略研究现状 |
1.2.3 国内外双机器人控制技术研究现状 |
1.3 论文研究内容及意义 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 控制器需求分析与总体设计 |
2.1 工业机器人控制器需求分析 |
2.2 工业机器人控制系统总体设计 |
2.2.1 处理器选择 |
2.2.2 实时操作系统选择 |
2.2.3 控制器系统软件总体架构 |
2.2.4 控制器运行系统功能模块划分 |
2.3 控制器运行系统分层设计 |
2.3.1 运行管理层 |
2.3.2 核心控制层 |
2.3.3 设备接口层 |
2.4 本章小结 |
第三章 控制器基本功能模块开发与多任务协作实现 |
3.1 控制器基本功能模块开发 |
3.1.1 系统运行管理模块 |
3.1.1.1 系统运行管理任务 |
3.1.1.2 系统运行监控任务 |
3.1.2 软PLC模块 |
3.1.3 运动控制模块 |
3.1.3.1 运动控制管理任务 |
3.1.3.2 机器人语言解释器任务 |
3.1.3.3 插补运算器任务 |
3.1.4 设备接口模块 |
3.1.4.1 总线接口初始化任务 |
3.1.4.2 总线接口任务 |
3.2 实时多任务通信实现 |
3.2.1 软PLC进程与运动控制进程通信设计 |
3.2.2 软PLC进程与设备接口进程通信设计 |
3.2.3 运动控制模块与示教器的交互 |
3.3 多任务优先级分配及协作运行调度 |
3.3.1 实时多任务优先级分配 |
3.3.2 多任务调度运行 |
3.4 本章小结 |
第四章 控制器扩展功能模块设计实现 |
4.1 智能机器人控制系统搭建 |
4.1.1 六维力传感器选型 |
4.1.2 相机及镜头选型 |
4.2 力控与视觉控制模块软件开发 |
4.2.1 力传感器接口任务 |
4.2.1.1 通信初始化 |
4.2.1.2 力的坐标变换 |
4.2.2 力控计算任务 |
4.2.2.1 传感器补偿算法 |
4.2.2.2 工具坐标系下的运动描述 |
4.2.2.3 基于位置的阻抗控制算法实现 |
4.2.3 视觉传感器接口任务 |
4.2.4 视觉处理任务 |
4.3 双机器人控制模块扩展 |
4.3.1 双机器人控制模块软件架构 |
4.3.2 插补运算器任务 |
4.3.3 双机器人协调任务 |
4.3.4 双机器人轨迹规划 |
4.3.4.1 双机器人基坐标系标定 |
4.3.4.2 基于运动学约束的双机器人轨迹规划 |
4.4 本章小结 |
第五章 控制器运行系统功能测试 |
5.1 控制器功能软件测试平台 |
5.2 控制器任务模块功能测试 |
5.2.1 传感器补偿功能测试 |
5.2.2 双机器人基坐标系标定功能测试 |
5.3 控制器功能软件集成测试 |
5.3.1 孔轴装配系统硬件组成 |
5.3.2 柔顺孔轴装配软件开发 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(10)实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景与意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究背景与意义 |
1.2 总线式控制系统发展现状 |
1.2.1 国外发展现状 |
1.2.2 国内发展现状 |
1.3 工业现场总线发展现状 |
1.3.1 国外发展现状 |
1.3.2 国内发展现状 |
1.4 总线式控制系统的关键问题研究现状 |
1.4.1 系统实时性问题研究 |
1.4.2 系统同步方法研究 |
1.4.3 系统安全设计问题研究 |
1.5 主要研究内容 |
第二章 总线式控制系统总体方案设计 |
2.1 系统整体架构设计 |
2.2 系统功能模块设计 |
2.2.1 主站模块 |
2.2.2 从站模块 |
2.2.3 系统总线通信模块及架构设计 |
2.2.4 软件集成开发环境 |
2.2.5 监控组态软件 |
2.3 需求分析与关键指标设计 |
2.3.1 系统实时性指标 |
2.3.2 系统外设控制的同步指标 |
2.3.3 系统安全设计指标 |
2.4 本章小结 |
第三章 任务调度与实时通信模块设计 |
3.1 系统实时性能影响分析 |
3.2 系统任务优化调度方法设计 |
3.2.1 系统控制回路任务图构建 |
3.2.2 系统任务的时间约束分析与推导 |
3.2.3 系统任务的优先级设置 |
3.2.4 任务优化时间参数求解 |
3.3 主站实时网络通信模块设计 |
3.3.1 主站系统内核实时化改造 |
3.3.2 主站网络实时通信模块设计 |
3.4 系统任务调度与通信性能测试 |
3.4.1 实验系统任务调度设计 |
3.4.2 通信性能测试 |
3.5 本章小结 |
第四章 总线式控制系统的高精度同步方法研究 |
4.1 系统同步的影响因素分析 |
4.1.1 系统软件体系架构 |
4.1.2 系统通信与控制任务 |
4.1.3 影响同步的关键因素分析 |
4.2 总线式控制系统同步方法研究 |
4.2.1 实时以太网总线同步方法 |
4.2.2 实时以太网总线运行 CANopen 协议的机制设计 |
4.2.3 通信和控制的时间同步方法 |
4.3 本章小结 |
第五章 总线式控制系统的通信安全设计 |
5.1 系统安全问题分析 |
5.1.1 总线控制系统的安全问题 |
5.1.2 基于实时以太网的通信安全分析 |
5.2 基于SESAMO方法论的系统通信安全设计 |
5.2.1 SESAMO和形式化建模相结合的系统设计方法 |
5.2.2 操作概念阶段 |
5.2.3 系统设计阶段 |
5.2.4 系统的安全集成 |
5.2.5 系统安全的形式化建模与验证 |
5.3 本章小结 |
第六章 总线式控制系统软硬件实现 |
6.1 实验系统整体说明 |
6.2 系统功能模块设计说明 |
6.2.1 主站模块 |
6.2.2 从站模块 |
6.2.3 软件集成开发环境 |
6.2.4 监控组态软件 |
6.3 本章小结 |
第七章 实验验证与仿真 |
7.1 系统实时性能测试 |
7.2 系统同步性能测试 |
7.3 系统安全通信体系性能测试与仿真 |
7.3.1 主从站总线通信性能测试 |
7.3.2 功能安全与信息安全验证 |
7.4 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 全文工作总结 |
8.2 研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
1.学术论文 |
2.科研项目 |
3.专利申请 |
4.科技奖项 |
四、一种通用型智能运动控制单元的开发研究(论文参考文献)
- [1]自主研发服务型机器人的通用控制系统研究与实现[D]. 冯思敏. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]中药智能制造理论模型的构建与应用[D]. 曹婷婷. 北京中医药大学, 2021(02)
- [3]战后科技革命推动日本产业升级研究 ——基于创新体系的视角[D]. 刘伟岩. 吉林大学, 2020(03)
- [4]混联式力反馈设备开发与关键技术研究[D]. 符俊岭. 华南理工大学, 2020
- [5]工业机器人操作管理与监控软件设计与开发[D]. 曹柔. 东南大学, 2020(01)
- [6]通用型电力仪表自动检定系统的设计[D]. 庄国欣. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]移动边缘网络计算卸载调度与资源管理策略优化研究[D]. 詹文翰. 电子科技大学, 2020(07)
- [8]一种通用型无载式电梯平衡系数测量方法的研究及系统研制[D]. 王宇. 浙江工业大学, 2020(08)
- [9]通用型工业机器人控制器功能软件开发[D]. 邹日磊. 东南大学, 2019
- [10]实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究[D]. 黄征宇. 国防科技大学, 2019(01)