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实用自抗扰控制在大时滞厚度自动监控系统中的应用 被引量:25
1
作者 王丽君 童朝南 +3 位作者 李擎 尹怡欣 高志强 郑勤玲 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期368-374,共7页
针对热连轧监控AGC(自动厚度控制)大时滞系统具有不确定和干扰因素多等特点,采用线性降阶模型及参数优化设计,提出一种实用自抗扰控制(ADRC)控制方案,以满足简单、实用、好调、节能等工业界的要求.通过对被控对象和状态观测器的降阶,使... 针对热连轧监控AGC(自动厚度控制)大时滞系统具有不确定和干扰因素多等特点,采用线性降阶模型及参数优化设计,提出一种实用自抗扰控制(ADRC)控制方案,以满足简单、实用、好调、节能等工业界的要求.通过对被控对象和状态观测器的降阶,使得系统总扰动(内部不确定性、外部扰动)的实时估计由一个仅为一阶的扩张状态观测器就可实现.为了把所设计的实用ADRC与常规ADRC、常规Smith预估器和PID控制器进行公平比较,各控制器的最佳参数均采用变尺度混沌优化方法得到.仿真结果表明,两种ADRC的抗扰性和鲁棒性优于常规的Smith预估器和PID控制器.与常规ADRC相比,实用ADRC的可调参数大大减少,能耗指标也明显降低,为下一步的工程实现提供了途径. 展开更多
关键词 监控AGC 时滞 自抗扰控制 扩张状态观测器
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水箱液位系统多模型控制方法 被引量:20
2
作者 李晓理 石陇辉 丁大伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期370-374,共5页
针对水箱液位系统存在的大惯性、大时滞和非线性等特点,采用多模型控制思想设计控制律,以改善控制品质.对于三级水箱液位控制系统,设计多个基于一级水箱的等价控制器,简化控制问题.将水箱液位的设定值跟踪问题转化为多个设定值跟踪问题... 针对水箱液位系统存在的大惯性、大时滞和非线性等特点,采用多模型控制思想设计控制律,以改善控制品质.对于三级水箱液位控制系统,设计多个基于一级水箱的等价控制器,简化控制问题.将水箱液位的设定值跟踪问题转化为多个设定值跟踪问题,并由此构成多模型控制器,避免输入达到上限,从而达到优化控制的目的.采用华晟公司的A3000过程控制系统进行实验研究,结果显示,本文提出的多模型控制方案可以极大地改善控制品质. 展开更多
关键词 水箱液位系统 多模型 设定值
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热连轧板宽板厚的实用自抗扰解耦控制(英文) 被引量:11
3
作者 王丽君 童朝南 +3 位作者 李擎 尹怡欣 高志强 郑勤玲 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1471-1478,共8页
针对热连轧板宽板厚多变量系统存在强耦合、大时滞和随机不确定等难题,提出了一种线性自抗扰动态解耦方案.考虑到系统的大时滞问题,在常规的降阶扩张状态观测器(ESO)之前,增加了一个纯时滞环节.为了把所设计的实用自抗扰控制(ADRC)与常... 针对热连轧板宽板厚多变量系统存在强耦合、大时滞和随机不确定等难题,提出了一种线性自抗扰动态解耦方案.考虑到系统的大时滞问题,在常规的降阶扩张状态观测器(ESO)之前,增加了一个纯时滞环节.为了把所设计的实用自抗扰控制(ADRC)与常规PID控制器进行公平比较,各控制器的最佳参数均采用变尺度混沌优化方法得到.仿真结果表明,优化后的ADRC不仅具有较好的解耦性能,而且对模型参数的不确定性和外扰具有较强的鲁棒性和参数适应性. 展开更多
关键词 多变量系统 动态解耦 自抗扰控制 时滞系统 不确定系统
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高炉布料设定值优化控制 被引量:9
4
作者 李晓理 刘德馨 +1 位作者 周翔 陈先中 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1660-1668,共9页
高炉炼铁是钢铁生产中的重要能耗因素.为了实现生产的节能降耗,布料策略显得极为重要.本文针对某钢铁厂高炉的无料钟布料系统,基于现场采集的数据,建立了以铁水质量和经济效益为变量的指标效益评价函数,给出了最优设定料面的推理机制.... 高炉炼铁是钢铁生产中的重要能耗因素.为了实现生产的节能降耗,布料策略显得极为重要.本文针对某钢铁厂高炉的无料钟布料系统,基于现场采集的数据,建立了以铁水质量和经济效益为变量的指标效益评价函数,给出了最优设定料面的推理机制.针对不同运行环境,建立不同的料面优化设定值,构成多模型集合.当工况环境发生大的变化时,采用切换机制,对比多模型集合,选择最优料面设定值,并在此基础上对布料进行自适应控制,计算布料矩阵,提高布料过程的快速性和准确性.最后对整个高炉动态优化控制系统做了总体分析,基于现场数据,对高炉布料模型进行了仿真和验证. 展开更多
关键词 布料 优化设定值 多模型 自适应控制
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基于自适应动态规划的多设定值跟踪控制方法 被引量:8
5
作者 李晓理 刘德馨 +1 位作者 贾超 丁大伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期709-716,共8页
针对一类典型的带有控制约束的非线性离散时间系统,提出了一种基于自适应动态规划(adaptive dynamicprogramming,ADP)算法的多设定值跟踪控制方法,并对其收敛性和稳定性做了严格分析.在ADP迭代跟踪控制的基础上,根据多模型控制的思想,... 针对一类典型的带有控制约束的非线性离散时间系统,提出了一种基于自适应动态规划(adaptive dynamicprogramming,ADP)算法的多设定值跟踪控制方法,并对其收敛性和稳定性做了严格分析.在ADP迭代跟踪控制的基础上,根据多模型控制的思想,设置阶梯状的参考轨迹,使得系统状态逐渐地跟踪到最终设定值,保证了系统的稳定性,极大地减小超调量,加快了响应时问,改善控制品质;同时由于控制器约束的存在,引入非二次型的性能指标函数,使得控制量始终在有界的范围内变化.最后对仿真结果进行了分析,结果表明了此方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 离散时间 自适应动态规划 多模型
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冷轧机传动系统振动测试与控制策略 被引量:6
6
作者 杨旭 李江昀 童朝南 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期99-105,168,共7页
针对某厂单机架冷轧机在轧制升速、稳速阶段存在的主机、卷取机电枢电流波动异常现象,使用霍尔传感器对轧机主传动直流调速系统的直流侧电枢电流进行检测。检测数据由数字示波器观测、导出并进行频谱分析。经对测试结果和所有可能外部... 针对某厂单机架冷轧机在轧制升速、稳速阶段存在的主机、卷取机电枢电流波动异常现象,使用霍尔传感器对轧机主传动直流调速系统的直流侧电枢电流进行检测。检测数据由数字示波器观测、导出并进行频谱分析。经对测试结果和所有可能外部扰动的分析发现,该轧机传动系统电流大范围波动主要是由于主传动系统的扭转振动以及外来负荷扰动。通过对振动频率的分析、配置速度环滤波时间常数和调整电流环比例系数之后,对轧机的扭振以及电流波动异常得到了很好的抑制,电流波动范围控制在±3%以内。 展开更多
关键词 冷轧机 扭转振动 频谱分析 传动系统 滤波
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基于数据驱动的热连轧厚度建模与控制方法 被引量:6
7
作者 梁辉 童朝南 王恒 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1913-1920,共8页
针对轧机厚度机理模型逐渐不满足现有的控制精度要求的现象,提出了一种基于数据驱动的热轧带钢厚度预测与控制方法.该方法通过对输入空间数据进行在线聚类划分,在各子空间使用最小二乘支持向量机(least square support vector machine,L... 针对轧机厚度机理模型逐渐不满足现有的控制精度要求的现象,提出了一种基于数据驱动的热轧带钢厚度预测与控制方法.该方法通过对输入空间数据进行在线聚类划分,在各子空间使用最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)在线算法建立非线性模型,并预测系统的输出值,利用预测控制方法求得控制量,根据控制器加权策略得到全局控制量.仿真结果证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 热连轧 数据驱动 减法聚类 最小二乘支持向量机 模型预测控制
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高速板带轧机振动机理分析与控制策略研究进展 被引量:4
8
作者 杨旭 李江昀 童朝南 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第9期1307-1313,共7页
高速轧制过程的轧机振动现象会严重影响产品质量,降低企业生产效率。本文在总结国内外研究成果的基础上,对轧机系统常见的振动故障进行原因分析,介绍不同振动形式下轧机系统动力学模型及控制方法,并重点阐述耦合效应对振动机理分析与控... 高速轧制过程的轧机振动现象会严重影响产品质量,降低企业生产效率。本文在总结国内外研究成果的基础上,对轧机系统常见的振动故障进行原因分析,介绍不同振动形式下轧机系统动力学模型及控制方法,并重点阐述耦合效应对振动机理分析与控制方法研究的重要意义。最后,通过分析目前研究中存在的问题和难点,提出未来研究的重点与方向。 展开更多
关键词 轧机振动 耦合效应 模型 控制
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钢铁企业燃气系统建模及调度研究 被引量:2
9
作者 高炳志 郑飞 +2 位作者 李晓理 周翔 尹怡欣 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第3期543-546,550,共5页
在大型钢铁企业中,燃气是钢铁企业重要的副产品和主要燃料。就我国钢铁企业而言,能源费用是企业成本高的主要因素,能源的浪费直接关系着钢铁企业成本的高低,因此燃气的综合利用对发展钢铁生产、降低能源消耗和改善环境都有重要的意义。... 在大型钢铁企业中,燃气是钢铁企业重要的副产品和主要燃料。就我国钢铁企业而言,能源费用是企业成本高的主要因素,能源的浪费直接关系着钢铁企业成本的高低,因此燃气的综合利用对发展钢铁生产、降低能源消耗和改善环境都有重要的意义。在全面分析河北某钢铁公司燃气系统状况的基础上,建立燃气系统的动态模型,综合气柜安全、用户需求和燃气放散率等实际情况制定燃气系统的调度目标,在此动态模型和调度目标的基础上,结合实际调度经验提出燃气系统的调度方案。通过这个调度方案能使企业燃气的供需平衡达到相对良好的状态,有效地实现节能减排、降低成本,提高了企业经济和社会效益,对大型工业企业煤气的合理分配及优化利用起到指导作用。 展开更多
关键词 燃气系统 动态模型 调度
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轧机液压厚度控制系统的定量反馈优化设计 被引量:1
10
作者 张明 杨卫东 《机床与液压》 北大核心 2012年第5期59-63,共5页
结合某2 500 mm中厚板精轧厚度控制系统设计项目,根据实际设备条件,确定合理的轧机液压伺服控制系统模型。考虑执行机构的性能与轧机系统整体稳定性的折衷问题,在PID控制器基础上,设计液压伺服定量反馈QFT控制器。综合分析执行机构的不... 结合某2 500 mm中厚板精轧厚度控制系统设计项目,根据实际设备条件,确定合理的轧机液压伺服控制系统模型。考虑执行机构的性能与轧机系统整体稳定性的折衷问题,在PID控制器基础上,设计液压伺服定量反馈QFT控制器。综合分析执行机构的不确定性范围和系统性能指标的要求,实现了轧机液压伺服系统鲁棒控制器的设计。对比仿真结果表明:QFT调整方案能够有效保证系统的稳定性,同时具有较好的控制性能。 展开更多
关键词 定量反馈理论 液压厚度控制 中厚板轧制 回路成型
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一种新的基于瞳孔-角膜反射技术的视线追踪方法 被引量:28
11
作者 张闯 迟健男 +1 位作者 张朝晖 王志良 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1272-1285,共14页
针对现有单相机单光源视线追踪系统存在的几个问题:精度不高、头动受限以及标定复杂,提出了一种新的基于瞳孔-角膜反射(PCCR)技术的视线追踪方法.通过提出的瞳孔边缘滤波算法(RDPEF)和三通道伪彩色图(TCPCM)解决了近红外条件下瞳孔定位... 针对现有单相机单光源视线追踪系统存在的几个问题:精度不高、头动受限以及标定复杂,提出了一种新的基于瞳孔-角膜反射(PCCR)技术的视线追踪方法.通过提出的瞳孔边缘滤波算法(RDPEF)和三通道伪彩色图(TCPCM)解决了近红外条件下瞳孔定位误差较大、瞳孔跟踪鲁棒性较差的问题,进而提高了视线特征提取的精度.通过提出的头部位置补偿方法以及个体差异转化模型,使二维映射模型允许使用者头部运动并且只需要单点标定.该方法提高了单相机视线追踪的精度和应用范围,为面向人机交互的视线追踪系统提供了有效的低成本解决方案. 展开更多
关键词 视线追踪 瞳孔定位 瞳孔跟踪 视线估计 瞳孔-角膜反射(PCCR)技术
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物联网技术在生命状态监测系统中的应用 被引量:33
12
作者 王粉花 年忻 +1 位作者 郝国梁 王志良 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第9期3375-3377,3380,共4页
社会老龄化趋势加速使得家庭环境下的老龄人护理需求突增,研究了以物联网中ZigBee无线通信技术为基础的人体运动状态监测系统的设计方案,以满足这一需求。给出了由MMA7260三轴向加速度传感器和CC2430处理器等模块组成的星型网络节点硬... 社会老龄化趋势加速使得家庭环境下的老龄人护理需求突增,研究了以物联网中ZigBee无线通信技术为基础的人体运动状态监测系统的设计方案,以满足这一需求。给出了由MMA7260三轴向加速度传感器和CC2430处理器等模块组成的星型网络节点硬件平台;在软件系统的设计上,根据具体的网络拓扑结构和硬件平台,实现了协调器与传感器节点之间串行无线通信协议及协调器与上位机之间的串行通信,并建立了人体运动模型,通过对所测数据的分析,实现对人体状态的实时监控判断。 展开更多
关键词 物联网 生命状态监测 ZigBee星型网络 加速度传感器
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改进自适应变空间差分进化算法 被引量:24
13
作者 姚峰 杨卫东 +1 位作者 张明 李仲德 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期32-38,共7页
在基本差分进化算法的基础上融入自适应变空间思想,提出自适应变空间差分进化算法,在进化代数达到预设周期整数倍时,按变空间算法自动扩展或收缩搜索空间,实现了自动寻找合适搜索空间、提高收敛速度和精度的目的.此外为了进一步的加快... 在基本差分进化算法的基础上融入自适应变空间思想,提出自适应变空间差分进化算法,在进化代数达到预设周期整数倍时,按变空间算法自动扩展或收缩搜索空间,实现了自动寻找合适搜索空间、提高收敛速度和精度的目的.此外为了进一步的加快收敛速度,对原变空间算法进行了改造,对其上下限的变化规则进行了修改和添加,提出了改进的变空间算法.仿真结果表明改进方法在收敛精度、速度上优于基本差分进化算法和基于原变空间算法的差分进化算法.最后将其应用到热连轧机精轧机组负荷分配优化计算中,为其提供了一种有效的优化手段. 展开更多
关键词 改进自适应变空间算法 差分进化算法 热连轧机 负荷分配
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用改进遗传算法优化的带钢卷取温度预报模型 被引量:15
14
作者 孙铁军 杨卫东 +2 位作者 程艳明 段凤云 弭洪涛 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1106-1113,共8页
由于热轧带钢卷取温度控制过程存在强非线性,经典数学模型难以精确描述,我们采用遗传神经网络建立了卷取温度预报模型,并且通过改进的遗传算法优化了神经网络的权值.其中,提出了重新进化的思想,用"返祖"操作找回丢失的较优模... 由于热轧带钢卷取温度控制过程存在强非线性,经典数学模型难以精确描述,我们采用遗传神经网络建立了卷取温度预报模型,并且通过改进的遗传算法优化了神经网络的权值.其中,提出了重新进化的思想,用"返祖"操作找回丢失的较优模式并将其耦合至下一代种群中,极大的提高了算法的收敛速度;分析了"种群解的空间跨度"和"基因段距离"对种群多样性的影响,用"优生"操作来推动算法从平面到多维空间的立体式搜索,以勘探和挖掘出更广、更优的寻优区间,并在种群进化后期,强力驱动算法收敛于全局最优.MFC(微软基类库)仿真结果表明:该卷取温度预报模型的收敛速度快、精度高,满足实时在线的控制要求,预报精度在±10?范围之内,能为卷取温度的前馈补偿控制提供可靠的参考数据,从而为进一步提高卷取温度的控制精度提供了新的途径. 展开更多
关键词 卷取温度 遗传算法 返祖 基因段距离 优生
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多模型电梯群控的自寻优策略 被引量:15
15
作者 李晓理 王志磊 +1 位作者 刘德馨 王尚君 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期366-374,共9页
本文对大量电梯实际运行数据进行分析,将电梯的运行模式分为上行高峰模式、层间交换模式、下行高峰模式和空闲模式等4种情况.根据多模型控制的思想,对不同的交通模式,设计不同权值的评价指标函数,构成多模式自寻优控制器.在多个控制策... 本文对大量电梯实际运行数据进行分析,将电梯的运行模式分为上行高峰模式、层间交换模式、下行高峰模式和空闲模式等4种情况.根据多模型控制的思想,对不同的交通模式,设计不同权值的评价指标函数,构成多模式自寻优控制器.在多个控制策略的基础上,采用神经网络构成切换机制,给出电梯群控多模型控制器.我们在电梯群控仿真平台上进行了验证,结果显示了本文提出算法的有效性. 展开更多
关键词 电梯群控系统 自寻优 多模型
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多目标差分进化在热连轧负荷分配中的应用 被引量:18
16
作者 姚峰 杨卫东 张明 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期897-902,共6页
提出一种基于差分进化算法的多目标进化算法,该算法个体的选择是通过非支配排序和拥挤度距离进行综合考虑.保证了算法收敛到Pareto最优解集的同时,提高了最优解个体分布的多样性.通过与非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGAⅡ)算法进行仿真对比,... 提出一种基于差分进化算法的多目标进化算法,该算法个体的选择是通过非支配排序和拥挤度距离进行综合考虑.保证了算法收敛到Pareto最优解集的同时,提高了最优解个体分布的多样性.通过与非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGAⅡ)算法进行仿真对比,结果显示基于拥挤度排序的多目标差分进化算法在收敛性和Pareto最优解集分布的多样性上均优于NSGAⅡ算法.最后将其引入到热连轧负荷分配优化计算中,给出了目标函数的表达方式,对多目标进化算法在热连轧负荷分配计算中的应用进行了研究. 展开更多
关键词 多目标差分进化 拥挤度排序 热连轧负荷分配 板形
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一种鲁棒的图像局部特征区域的描述方法 被引量:18
17
作者 曾慧 穆志纯 王秀青 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期658-664,共7页
提出了一种鲁棒的图像局部特征区域的描述方法,即IWCS-LTP(Improved weighted center symmetric local trinarypattern)描述子.该方法对图像局部特征区域采用类似SIFT描述子的分块处理,可以使描述子包含更多的结构信息;采用ICS-LTP算子... 提出了一种鲁棒的图像局部特征区域的描述方法,即IWCS-LTP(Improved weighted center symmetric local trinarypattern)描述子.该方法对图像局部特征区域采用类似SIFT描述子的分块处理,可以使描述子包含更多的结构信息;采用ICS-LTP算子进行编码,可以在不大量增加描述子维数和计算量的同时对图像的梯度方向信息进行更具体的描述;采用加权纹理谱直方图计算方法可以使描述子包含图像的梯度幅值信息.大量的实验结果验证了该描述子的有效性. 展开更多
关键词 局部特征区域 LBP算子 LTP算子 CS-LBP描述子
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感应电机Super-twisting算法定子磁链观测器设计 被引量:12
18
作者 潘月斗 陈涛 陈泽平 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期60-67,共8页
为了提高感应电机定子磁链的观测精确度,提出了一种基于Super-twisting算法的磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中。依据滑模变结构控制的鲁棒性特点来抑制多输入多输出定子磁链观测器系统中的扰动。利用... 为了提高感应电机定子磁链的观测精确度,提出了一种基于Super-twisting算法的磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中。依据滑模变结构控制的鲁棒性特点来抑制多输入多输出定子磁链观测器系统中的扰动。利用Super-twisting算法所需信息少的优点,设计了简单的控制律,从而更适合于实际工程应用。在对观测器稳定性进行分析时,将转速和耦合量看作扰动来处理,并给出了系统一致渐近稳定的充分条件。与常规电压模型法相比,基于Super-twisting算法的定子磁链估算值更加准确,且对电机定子电阻参数变化具有更强的鲁棒性。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 感应电机 Super-twisting算法 磁链观测 电流观测 直接转矩控制
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一种Zernike矩的高精度板材尺寸测量方法 被引量:12
19
作者 李江昀 王宇浩 童朝南 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1432-1436,共5页
目前技术条件下,对于大视场的高精度边缘测量而言,工业级面阵CCD传感器的分辨率难以满足要求.文章针对钢板尺寸测量系统,首先介绍了测量环境和工作原理.继而在Zernike矩以及Zernike矩亚像素精度边缘检测原理的基础上,提出了适用于钢板... 目前技术条件下,对于大视场的高精度边缘测量而言,工业级面阵CCD传感器的分辨率难以满足要求.文章针对钢板尺寸测量系统,首先介绍了测量环境和工作原理.继而在Zernike矩以及Zernike矩亚像素精度边缘检测原理的基础上,提出了适用于钢板尺寸测量的亚像素精度边缘检测算法.该算法不仅具较好的抗噪性能和检测精度,而且在传统界定边缘点的阈值处理方法上进行了改进,使边缘受限于单个像素的宽度范围内,能够实现亚像素精度的定位.系统实际运行表明,该方法能够有效提高测量精度,具有良好的效果和实用价值. 展开更多
关键词 边缘检测 钢板尺寸 ZERNIKE矩 亚像素
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冷轧机垂向辊系非线性振动建模与稳定性分析 被引量:12
20
作者 杨旭 李江昀 童朝南 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期302-306,343,共5页
考虑轧制界面的非线性阻尼和辊系-机架间的非线性刚度影响,建立冷板带轧机两自由度垂向系统非线性自激振动模型。利用奇异值理论讨论不同参数条件下系统的稳定性,并通过平均法求解垂向振动系统一次近似解,得到系统的振幅、相位微分特性... 考虑轧制界面的非线性阻尼和辊系-机架间的非线性刚度影响,建立冷板带轧机两自由度垂向系统非线性自激振动模型。利用奇异值理论讨论不同参数条件下系统的稳定性,并通过平均法求解垂向振动系统一次近似解,得到系统的振幅、相位微分特性方程。分析了刚度、阻尼等非线性参数变化对系统稳定性及振动特性的影响,并采用数值仿真方法验证了理论推导结果的正确性,为抑制冷轧机垂向辊系系统振动提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 冷轧机 垂直振动 非线性 稳定性
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