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基于可编程逻辑控制器的核桃振动采收控制系统设计与仿真
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作者 茹煜 徐国鹏 +4 位作者 范高鸣 李秋洁 易永魁 丁莉 周宏平 《林业科学》 北大核心 2025年第8期11-24,共14页
【目的】为解决传统核桃人工采收方式存在的采收难度大、效率低、成本高等问题,根据我国核桃种植区域向标准化果园发展的趋势,设计基于可编程逻辑控制器(PLC)的核桃振动采收控制系统,并通过仿真试验验证该系统的可行性,以提高核桃振动... 【目的】为解决传统核桃人工采收方式存在的采收难度大、效率低、成本高等问题,根据我国核桃种植区域向标准化果园发展的趋势,设计基于可编程逻辑控制器(PLC)的核桃振动采收控制系统,并通过仿真试验验证该系统的可行性,以提高核桃振动采收自动化水平,降低人工采收难度,提高采收效率。【方法】基于激光雷达采集树干点云,在VisualStudio2017环境下对数据进行预处理,分割出最佳点云强度处的树干信息,采用最小二乘圆拟合方法提取树干直径;应用MATLAB软件设计模糊PID控制器,利用Simulink搭建系统框图找出控制器的最优参数,提高核桃振动采收控制系统的可行性;运用TIAPortal软件设计PLC程序,实现振动臂伸缩功能、夹持功能以及振动功能;使用组态王软件设计人机界面,通过以太网实现PLC与人机界面通讯,实现系统运行后的实时监控;通过仿真和实物试验对核桃振动采收控制系统的可行性进行验证。【结果】应用MATLAB软件得出控制器的最优参数分别为Kp=7.682、Ki=5.675、Kd=1.675。不同移动距离、树干直径的夹持力和振动频率仿真验证结果显示,在伸缩距离为20~100cm时,误差为0.02%~0.15%;树干直径为15~20cm时,夹持力误差稳定在1.20%~2.72%;振动频率误差为0.67%~3.00%。通过实机采收验证,控制系统能够准确控制振动臂进行移动、夹持和振动,采净率均在81%以上,且采收效率达到人工采收的7倍以上。【结论】本研究提出并设计一款基于PLC的核桃振动采收控制系统,通过仿真试验验证了系统的可行性。该振动采收控制系统适用于标准果园内的核桃采收,为核桃振动采收智能化提供了科学依据和实际指导,有效提高了核桃采收效率。 展开更多
关键词 控制系统 振动采收 树干识别 编程逻辑控制器
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10 V可编程约瑟夫森结阵特性与激励系统研究
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作者 王曾敏 李红晖 +4 位作者 段梅梅 吴然 王思云 廖福剑 王磊 《计量学报》 北大核心 2025年第1期99-105,共7页
研究了10 V可编程约瑟夫森结阵的结构和低温超导特性,分析了10 V可编程结阵的激励算法和激励系统结构,提出了数字多用表的结阵超导特性扫描方法,与传统基于示波器的观测方法相比,大幅提升了结阵超导特性扫描和评估的准确性。实验结果表... 研究了10 V可编程约瑟夫森结阵的结构和低温超导特性,分析了10 V可编程结阵的激励算法和激励系统结构,提出了数字多用表的结阵超导特性扫描方法,与传统基于示波器的观测方法相比,大幅提升了结阵超导特性扫描和评估的准确性。实验结果表明,各子阵列的临界电流均大于4 mA,在注入微波后,各子阵列正向和负向量子电压台阶宽度均大于1.5 mA,设计和研制的10 V可编程结阵激励和超导特性扫描系统,能够较好地为10 V约瑟夫森结阵提供激励,为开展无液氦10 V量子电压系统的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 电学计量 量子电压标准 10 V可编程约瑟夫森结阵 结阵激励系统 结阵超导特性
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群体机器人系统通信编程框架综述
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作者 彭龙 高元钧 +1 位作者 刘晓东 余杰 《计算机工程》 北大核心 2025年第10期37-52,共16页
算力和网络技术的发展使得机器人逐渐向小型化、群体化、智能化方向发展,部署在硬件设备上的机器人软件需要集成从底层设备驱动和控制到上层运动规划和推理等多种软件模块,软件架构日益复杂。群体机器人通信编程框架从机器人软件标准化... 算力和网络技术的发展使得机器人逐渐向小型化、群体化、智能化方向发展,部署在硬件设备上的机器人软件需要集成从底层设备驱动和控制到上层运动规划和推理等多种软件模块,软件架构日益复杂。群体机器人通信编程框架从机器人软件标准化、模块化、平台化等目标出发,减轻了机器人通信编程的复杂度。分析总结机器人软硬件架构发展趋势,得出群体机器人系统是由各类计算节点、执行器、传感器等硬件设备通过有线或无线网络互联构成的多域异构分布式系统。这种硬件设备的异构性使得软件模块难以通过单一框架集成。归纳分析现有群体机器人系统通信编程框架在易用性、可移植性等方面的特点,从编程模型、异构硬件平台支持、组件间通信机制、编程语言等核心能力方面对通信编程框架进行对比,并在实时性、虚拟化、组件编排和容错支持等扩展能力方面展望通信编程框架的发展趋势,聚焦于以元操作系统(OS)为底座的下一代编程框架,以期构建人机物泛在融合的群体机器人软件架构。 展开更多
关键词 群体机器人 通信编程框架 雾机器人 元操作系统
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在系统可编程(ISP)技术及其器件 被引量:6
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作者 曾晓洋 郝志航 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1998年第3期110-116,共7页
介绍了在系统可编程(ISP)技术的概念及其对当今数字电子系统设计带来的革新,对在系统可编程逻辑器件(ispLSI)的性能、结构以及特征作了较详细的分析,最后分析了在系统编程原理。
关键词 在系统编程 逻辑器件 电子系统 isp PLD
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采用Visual LISP的数控切管图形编程系统的开发 被引量:3
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作者 洪鹰 丁再珍 +2 位作者 尉慧颖 吴立杰 谢新房 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期158-163,共6页
使用数控切管机切割带焊接坡口的相贯线时,手工编程效率低下。利用DCL和Visual LISP程序开发的图形编程系统可以直接从AutoCAD图形文件中提取数据,准确、快捷地完成相贯线展开图的绘制,并最终自动生成数控代码。该系统大大提高了编程的... 使用数控切管机切割带焊接坡口的相贯线时,手工编程效率低下。利用DCL和Visual LISP程序开发的图形编程系统可以直接从AutoCAD图形文件中提取数据,准确、快捷地完成相贯线展开图的绘制,并最终自动生成数控代码。该系统大大提高了编程的自动化程度和效率,提供了一种新的编程方法,为数控切管机的实现提供了软件保证。 展开更多
关键词 计算机应用 数控切割 切管机 图形编程系统
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软件定义智能控制系统未来发展展望 被引量:1
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作者 柴天佑 郑锐 +2 位作者 贾瑶 黄新宇 宋延杰 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期1-10,共10页
本文综述了软件定义控制系统研究现状并分析了控制系统在工业革命中的作用和发展状况,提出了软件定义控制系统的智能化发展方向.通过软件定义端边云协同的PID(比例-积分-微分)整定智能系统案例,表明将工业人工智能、工业互联网等新一代... 本文综述了软件定义控制系统研究现状并分析了控制系统在工业革命中的作用和发展状况,提出了软件定义控制系统的智能化发展方向.通过软件定义端边云协同的PID(比例-积分-微分)整定智能系统案例,表明将工业人工智能、工业互联网等新一代信息技术与软件定义控制系统紧密融合与协同,为发展软件定义智能控制系统开辟了新途径.最后,针对软件定义控制系统存在的难题和软件定义控制系统智能化存在的难题,提出了软件定义智能控制系统的主要研究方向. 展开更多
关键词 虚拟PLC(可编程逻辑控制器) 软件定义控制系统 AI驱动的工业控制 软件定义智能系统
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在系统可编程模拟器件ispPAC30及其应用
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作者 葛敏 王祖强 王照君 《电测与仪表》 北大核心 2002年第6期60-62,20,共4页
介绍了在系统可编程模拟器件ispPAC30的结构与特点、封装与管脚、及其开发环境,并给出一个ispPAC30应用的例子,最后还介绍了应用ispPAC30器件时的注意事项。
关键词 在系统编程 差分I/O 滤波器 isp
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可编程模拟器件ispPAC在辐射测温系统中应用 被引量:1
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作者 杨春玲 张青森 戴景民 《电子测量技术》 2002年第1期25-26,共2页
文中介绍了模拟可编程器件 ispPAC的结构型号及功能,并给出了在辐射测温计中用 ispPAC10实现低通滤波器的设计电路。
关键词 编程模拟器件 辐射测温系统 应用 低通滤波器 设计电路 低通滤波器
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基于天河互连的并行文件系统网络驱动
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作者 董勇 邬会军 +3 位作者 杨梨花 张伟 王睿伯 周恩强 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第3期392-399,共8页
并行文件系统是高性能计算机系统软件栈的重要组成部分。面向高速网络的驱动是并行文件系统提供高效数据访问的关键环节。设计实现了基于天河高速互连网络TH-Express的并行文件网络驱动GLND,在并行化、通信协议以及容错3方面进行了有针... 并行文件系统是高性能计算机系统软件栈的重要组成部分。面向高速网络的驱动是并行文件系统提供高效数据访问的关键环节。设计实现了基于天河高速互连网络TH-Express的并行文件网络驱动GLND,在并行化、通信协议以及容错3方面进行了有针对性的优化,采用VP粒度并行,配合适度均衡的流水线划分,实现了高吞吐率;根据消息大小差异等因素自适应地选择底层通信协议,实现NUMA感知的内存管理机制;通过自适应调节的超时机制来避免软件异常超时对通信操作的影响。实验结果表明,在相同硬件条件下,GLND相比于TCP的写带宽平均提升了23.69%,读带宽平均提升了79.25%。 展开更多
关键词 并行文件系统 互连网络 网络编程接口
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ispPAC30在系统可编程模拟器件及其应用 被引量:1
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作者 梁伟洋 冯祥 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期63-65,共3页
对lattice公司最新推出的在系统可编程模拟器件ispPAC30的结构、特点和开发环境作了介绍,并给出了一个应用实例,最后还对ispPAC系列器件作了比较。
关键词 ispPAC30 在系统编程模拟器件 lattice公司 微处理器 数字电路 MDAC 参考电压 输出放大器 断电模式
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铝块恒温控制系统设计与教学应用研究
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作者 黄晓璜 盛健 崔国民 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第9期186-191,205,共7页
为加深学生对“动力工程测控技术”中测量原理与自动控制应用的理解,设计并搭建了基于可编程逻辑控制器(PLC)的恒温控制实验教学平台。平台以西门子S7-200 PLC为核心控制器,铝块作为被控对象,构建了完整的温度测控系统。系统通过PT100... 为加深学生对“动力工程测控技术”中测量原理与自动控制应用的理解,设计并搭建了基于可编程逻辑控制器(PLC)的恒温控制实验教学平台。平台以西门子S7-200 PLC为核心控制器,铝块作为被控对象,构建了完整的温度测控系统。系统通过PT100热电阻实时采集温度信号,经过温度变送器处理后传输至PLC,利用比例-积分-微分(PID)算法进行实时运算,输出脉宽调制(PWM)信号,以精确调节电加热棒的加热功率与风扇的散热强度。基于EasyBuilder Pro软件开发了可视化监控界面,实现了温度数据的实时采集、动态显示、历史存储及远程控制等功能。该平台能够直观展示温度控制系统的动态响应特性,并通过参数调节观察系统性能变化的规律,且实验平台支持拆解与重构,支持更高级算法的调试与实验。教学实践表明,该平台为学生深入理解过程控制原理、掌握闭环PID控制算法及其工程实现方法提供了理论与实践深度融合的学习环境,有效提升了学生的工程实践能力和创新思维能力。 展开更多
关键词 编程逻辑控制器 比例-积分-微分控制 恒温系统 温度控制 实验装置设计
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香烟硬质条盒包装机组控制系统设计研究
12
作者 李光 刘庆玉 李紫迪 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第2期143-152,共10页
针对香烟硬质条盒专用包装机组缺乏和智能化程度较低的问题,本研究对包装机组的装盒、贴标、裹包等包装过程展开分析,提出了一套机电一体化包装机组控制系统。以三菱可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,结合通信模块、伺服电机驱动系统和... 针对香烟硬质条盒专用包装机组缺乏和智能化程度较低的问题,本研究对包装机组的装盒、贴标、裹包等包装过程展开分析,提出了一套机电一体化包装机组控制系统。以三菱可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,结合通信模块、伺服电机驱动系统和触摸屏人机界面等实现对包装机组的自动控制,并采取PID控制策略对电机调速,利用Matlab平台对伺服系统进行建模并仿真分析。结果表明,在1.5s位置突变时,转速和转矩等参数能在较短时间内达到稳定,稳态误差小,响应迅速,控制效果较好;包装机组系统整体运行率达98.15%,合格率为99.03%,生产能力约为9600包/时,满足生产要求。本研究所设计的包装机组控制系统结构简单、紧凑,自动化和智能化程度高,应用前景广阔。 展开更多
关键词 包装机组 编程逻辑控制器 伺服系统 PID控制 人机界面
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在系统可编程模拟器件(ispPAC)及其应用 被引量:5
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作者 高玉良 《现代电子技术》 2002年第4期80-81,共2页
简要介绍了在系统可编程模拟器件 (isp PAC)的基本组成和主要特点 ,并介绍了在 PAC
关键词 在系统编程模拟器件 集成电路 应用
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基于PLC的双层膜日光温室保温通风控制系统设计
14
作者 李晓凯 塔娜 +3 位作者 闫彩霞 甄琦 郭梦杰 王伟明 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第9期182-188,共7页
根据寒冷干旱地区双层膜日光温室环境监控实际需求,设计一套基于PLC的温室保温及通风控制系统。利用通信模块完成多路不同类型变送器隔离485信号的并行采集,解决PLC轮询多设备的延时和干扰问题,实现对温室内外温湿度、太阳辐射强度等环... 根据寒冷干旱地区双层膜日光温室环境监控实际需求,设计一套基于PLC的温室保温及通风控制系统。利用通信模块完成多路不同类型变送器隔离485信号的并行采集,解决PLC轮询多设备的延时和干扰问题,实现对温室内外温湿度、太阳辐射强度等环境因子的实时监测。利用远程模块的4G上网功能,在确保通信数据传输质量的前提下,实现对温室环境的云端监控,远程上传/下载PLC及触摸屏程序、在线监控与调试设备。将双层膜日光温室的保温及通风人工管理方法转化设计为PLC梯形图程序,使系统能够通过PLC自动控制设备对温室进行保温和通风。最后对系统的远程控制功能进行测试。结果显示:设备响应10次,丢包0次,故障率为0%,平均响应延时64 ms。设备能够按照控制逻辑正常运行,具有一定的推广价值。 展开更多
关键词 日光温室 控制系统 保温 通风 编程逻辑控制器
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基于PLC的嫁接机四工位并行控制系统设计
15
作者 陆涵威 孔令浩 +3 位作者 韩长杰 陈立平 吴涛 姜凯 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期79-85,共7页
针对现有嫁接机控制系统布线复杂、调试繁琐等问题,提出一种基于EtherCAT总线控制的嫁接机四工位并行控制方法。分析嫁接机的整体结构和工作原理,确定并行控制系统方案和硬件选型。分析各个硬件部件的组合与匹配,并进行步进电机和伺服... 针对现有嫁接机控制系统布线复杂、调试繁琐等问题,提出一种基于EtherCAT总线控制的嫁接机四工位并行控制方法。分析嫁接机的整体结构和工作原理,确定并行控制系统方案和硬件选型。分析各个硬件部件的组合与匹配,并进行步进电机和伺服电机的选型,优化其在工作中的表现。采用EtherCAT总线通讯协议与I/O控制设备控制步进电机、伺服电机和气动元件,实现上苗切削、对接喷胶、拢苗固化和柔性下苗模块的同步作业,并确保模块的独立运行与协调作业;通过EtherCAT总线降低布线复杂度,减少传统控制系统中线路干扰和调试工作量,同时提高系统的稳定性和实时响应能力;设计HMI人机交互界面监控设备运行状态和参数调控,HMI人机交互界面实时显示各模块的工作状态、操作员可以通过直观的图形化界面,迅速掌握设备运行情况,并进行试验验证。结果表明:嫁接效率为587株/h,嫁接成活率为94.5%,利用EtherCAT总线控制可大幅减少布线、简化调试工作。 展开更多
关键词 嫁接机 编程逻辑控制器 总线控制 控制系统 并行作业
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光伏发电系统PWM均值化实时仿真方法
16
作者 匡维兴 徐涛 +3 位作者 蒋春红 郝正航 陈卓 熊国江 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第10期69-75,共7页
针对传统实时仿真在高频电力电子器件中计算效率低、资源占用高的问题,提出一种基于FPGA-UREP均值化原理的电磁暂态实时仿真方法。该方法使用FPGA_(1)并行生成高频PWM信号,并通过高速I/O接口传输至FPGA_(2)并采用均值化技术处理;UREP模... 针对传统实时仿真在高频电力电子器件中计算效率低、资源占用高的问题,提出一种基于FPGA-UREP均值化原理的电磁暂态实时仿真方法。该方法使用FPGA_(1)并行生成高频PWM信号,并通过高速I/O接口传输至FPGA_(2)并采用均值化技术处理;UREP模块负责光伏阵列、电网及控制模块的大步长(50μs)仿真,并与FPGA通过UDP高速通信实现数据交互。在光照突变和a相短路故障2种场景下的实验表明,该方法的实时仿真与Simulink离线仿真所得的交流电流、直流电压及输出功率高度吻合。该方法在保留PWM动态特性的同时,显著提高了仿真效率并降低了FPGA资源占用,可为新能源并网系统实时仿真提供参考。 展开更多
关键词 PWM均值化 平均模型 光伏发电系统 电磁暂态仿真 现场可编程门阵列
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在系统可编程模拟器件ispPAC20及其应用
17
作者 陈曦 曲治斌 《电测与仪表》 北大核心 2003年第5期44-47,共4页
可编程器件已有很久的发展历史,除了它体积小、容量大、I/O口丰富、易编程和加密等优点外,更突出的特点是其芯片的在系统可编程技术。也就是说它不但具有可编程和可再编程的能力,而且只要把器件插在线路板上,就能对其进行编程或者再编程... 可编程器件已有很久的发展历史,除了它体积小、容量大、I/O口丰富、易编程和加密等优点外,更突出的特点是其芯片的在系统可编程技术。也就是说它不但具有可编程和可再编程的能力,而且只要把器件插在线路板上,就能对其进行编程或者再编程,这种技术被称为在系统可编程技术,简称ISP技术。本文介绍了在系统可编程模拟器件ispPAC20的结构与特点及其开发环境,并给出一个应用例子。 展开更多
关键词 在系统编程模拟器件 ispPAC20 isp技术 PAC模块 差分I/O
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基于西门子ONE系统的数控蜗轮滚齿软件开发
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作者 徐将铭 孙小敏 +1 位作者 沈敏 洪荣晶 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期76-81,共6页
根据蜗轮滚削加工工艺以及SINUMERIK ONE数控系统的特点,开发蜗轮滚齿加工软件。基于蜗轮滚削的加工工艺,建立滚刀轴-工件轴的耦合模型并分析滚刀切削轨迹;同时根据蜗轮齿面方程计算得到齿面网格点,利用MATLAB对网格点进行曲面插补得到... 根据蜗轮滚削加工工艺以及SINUMERIK ONE数控系统的特点,开发蜗轮滚齿加工软件。基于蜗轮滚削的加工工艺,建立滚刀轴-工件轴的耦合模型并分析滚刀切削轨迹;同时根据蜗轮齿面方程计算得到齿面网格点,利用MATLAB对网格点进行曲面插补得到蜗轮齿面;针对蜗轮滚削的加工功能需求,利用SINUMERIK Operate编程包在Qt平台完成人机界面的开发,实现自动生成数控程序、齿面绘制、参数计算和数据库管理等功能;最后通过车间数控滚齿机进行实际加工试验。结果表明:基于西门子ONE数控系统开发的蜗轮滚齿软件能够满足数控蜗轮滚齿机床的加工需求。 展开更多
关键词 蜗轮滚削 SINUMERIK ONE数控系统 自动编程 二次开发
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基于ISP和SoftICE的在系统编程与实时仿真一体化方法
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作者 孟祥琪 杨小亮 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2008年第1期108-109,共2页
针对微控制器与应用系统硬件不可分离情况下无法进行软件编程与实时仿真的问题,通过配合使用SST89E/V5X系列微控制器及SoftICE软件,实现了在系统编程和实时仿真.该方法可以节省系统资源,提高系统维护升级灵活性.
关键词 在系统编程 SST89E/V5X 实时仿真
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一种硬件在环远程在线实验系统设计与实现
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作者 唐永鹤 井靖 +1 位作者 刘春玲 朱兵 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第4期51-55,60,共6页
针对硬件类在线实验真实体验感不强、灵活性不足的问题,以嵌入式系统设计课程在线实验为例,设计并实现了一种硬件在环远程在线实验系统。采用三维建模技术模拟线下模块选择、连线等操作,并将相应操作自动投射到后台的实体硬件设备上,同... 针对硬件类在线实验真实体验感不强、灵活性不足的问题,以嵌入式系统设计课程在线实验为例,设计并实现了一种硬件在环远程在线实验系统。采用三维建模技术模拟线下模块选择、连线等操作,并将相应操作自动投射到后台的实体硬件设备上,同时采用摄像头远程监测硬件设备的实验现象,增强在线实验的真实体验感。采用现场可编程门阵列(FPGA)作为传感器模块与核心控制板之间的桥梁,通过自动生成和下载FPGA配置逻辑,实现传感器模块与核心控制板的透明动态连接,增强系统的灵活性。结果表明,该系统不仅真实体验感强、操作方便,还克服了硬件类实验的时空限制,大幅拓展了学生参与实验的时间与空间,可有效提升实验设备的利用率。 展开更多
关键词 硬件在环 在线实验 嵌入式系统 三维建模 现场可编程门阵列
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