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面向RTC的微秒级采样实时控制系统设计与实现
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作者 周杏伟 胡文山 +1 位作者 刘国平 雷忠诚 《电子测量技术》 北大核心 2025年第5期1-12,共12页
随着现代控制系统对高实时性和高精度要求的不断提升,微秒级采样的实时控制技术已成为研究热点。针对现有技术高度依赖国外平台的问题,本研究基于STM32微控制器,设计并实现了一种具有自主知识产权的微秒级采样实时控制系统,重点解决了... 随着现代控制系统对高实时性和高精度要求的不断提升,微秒级采样的实时控制技术已成为研究热点。针对现有技术高度依赖国外平台的问题,本研究基于STM32微控制器,设计并实现了一种具有自主知识产权的微秒级采样实时控制系统,重点解决了控制任务的实时性、通信任务的高效性以及自动代码生成的复杂性问题。系统采用FreeRTOS实时操作系统进行任务调度,通过硬件定时器实现控制任务的高优先级执行,同时引入LwIP协议以实现低延迟网络通信,支持实验数据的高效上传与指令接收。此外,本研究提出了一种基于图形化框图的控制算法解析与自动代码生成方法,通过服务器对用户前端搭建的控制框图进行解析,并生成适配STM32硬件的高效控制代码。以永磁同步电机的场向量控制为案例的实验验证表明,所设计系统在微秒级采样下具备优异的实时性和控制性能,有效突破了国外技术封锁对相关领域发展的限制,显著提升了自主控制系统的研发能力。该成果为解决关键技术“卡脖子”问题提供了一种可行的技术方案,并展现出广泛的应用前景与推广价值。 展开更多
关键词 STM32 微秒级控制 实时操作系统 自动代码生成 永磁同步电机 场向量控制
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模块组合式立体循环自行车库系统设计 被引量:1
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作者 刘承磊 薛涛 +4 位作者 王澄 张案源 曾祥寿 刘凉 朱培浩 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第4期60-65,共6页
提出了一种可通过循环运动完成升降功能,且稳定、可靠的模块组合式立体循环自行车库系统设计方法。首先介绍了该车库的基本工作原理;然后对车库结构进行了设计,主要包括二级模块尺寸设计和行星轮系设计,并采用Pro/E软件完成了三维建模... 提出了一种可通过循环运动完成升降功能,且稳定、可靠的模块组合式立体循环自行车库系统设计方法。首先介绍了该车库的基本工作原理;然后对车库结构进行了设计,主要包括二级模块尺寸设计和行星轮系设计,并采用Pro/E软件完成了三维建模。为了防止运动过程中发生干涉,采用MATLAB软件完成了车库模块的运动学分析和优化设计。 展开更多
关键词 模块组合 立体循环 自行车库 系统设计
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基于混合架构的嵌入式实时操作系统设计 被引量:1
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作者 黄强 徐伟华 吴一波 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期10-12,共3页
在嵌入式实时操作系统中,单独使用合作式调度或抢占式调度难以同时完全满足时间触发任务和事件触发任务调度的性能要求。针对该问题,结合不同调度方式和触发方式的优点,设计一个基于混合架构的嵌入式实时操作系统SinewOS。该系统支持时... 在嵌入式实时操作系统中,单独使用合作式调度或抢占式调度难以同时完全满足时间触发任务和事件触发任务调度的性能要求。针对该问题,结合不同调度方式和触发方式的优点,设计一个基于混合架构的嵌入式实时操作系统SinewOS。该系统支持时间/事件触发、合作式/抢占式的混合调度以及同等优先级任务的调度。实验结果证明,该系统具有良好的可预测性和时间确定性,事件响应速度快,代码空间要求低,适用范围广。 展开更多
关键词 混合架构 嵌入式实时操作系统 时间触发 事件触发 合作式调度 抢占式调度
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“华龙一号”堆芯中子通量测量系统设计 被引量:6
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作者 杨戴博 李昆 +6 位作者 黎刚 万波 李丹 翁小惠 韦文彬 左思源 曾凤梅 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第1期146-150,共5页
传统的二代核电厂普遍采用定期从压力容器底部插入中子探测器的方式来获得堆芯中子通量密度等信息,这种设计降低了反应堆的固有安全性。根据三代核电设计标准以及“华龙一号”堆芯中子通量测量系统的需求,本文设计了一套可用于实际工程... 传统的二代核电厂普遍采用定期从压力容器底部插入中子探测器的方式来获得堆芯中子通量密度等信息,这种设计降低了反应堆的固有安全性。根据三代核电设计标准以及“华龙一号”堆芯中子通量测量系统的需求,本文设计了一套可用于实际工程的三代核电堆芯中子通量测量系统。该系统由自给能中子探测器组件、信号处理柜和控制柜组成,在通过系统研发、工厂测试和K3级设备鉴定后已成功应用于“华龙一号”全球首堆核电机组。该系统与国外同类型设备相比,其整体性能指标达到了国际先进水平。 展开更多
关键词 华龙一号 堆芯中子通量测量系统 自给能中子探测器 信号处理柜 控制柜
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基于压电陶瓷的弹性变形体频率检测系统设计 被引量:2
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作者 杨璐 于恒彬 +2 位作者 周海波 陈冲 王桂莲 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第5期58-61,共4页
利用压电陶瓷材料的正压电效应,通过检测压电陶瓷在弹性变形体振动过程中产生的交流信号,结合实验测试和数据拟合分析,设计了一种基于压电陶瓷的频率检测系统。实验结果表明,在0~400 Hz范围内能够较准确检测振动物体的振动频率。该系统... 利用压电陶瓷材料的正压电效应,通过检测压电陶瓷在弹性变形体振动过程中产生的交流信号,结合实验测试和数据拟合分析,设计了一种基于压电陶瓷的频率检测系统。实验结果表明,在0~400 Hz范围内能够较准确检测振动物体的振动频率。该系统可以对弹簧片等弹性体的振动频率进行实时检测和显示,具有结构简单、成本低、检测方便等优点。 展开更多
关键词 机械振动 压电陶瓷 传感器 单片机 频率 检测
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非能动余热排出系统设计容量论证方法研究 被引量:1
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作者 冉旭 李峰 +1 位作者 张丹 张卓华 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期49-53,共5页
国产三代自主化核电项目华龙一号的设计特点之一是采用能动与非能动相结合的安全设计理念,其中,为对抗全厂断电事故,增设了二次侧非能动余热排出系统(PRS)。非能动系统运行特殊,并且华龙一号的二次侧非能动余热排出系统是国内大型核电... 国产三代自主化核电项目华龙一号的设计特点之一是采用能动与非能动相结合的安全设计理念,其中,为对抗全厂断电事故,增设了二次侧非能动余热排出系统(PRS)。非能动系统运行特殊,并且华龙一号的二次侧非能动余热排出系统是国内大型核电厂中的首次应用,因此,需要建立一套非能动余排系统的设计方法。本文针对华龙一号PRS的设计容量展开研究,摸索出一套论证方法,从安全功能出发,抓住影响余排系统设计容量的主要因素,确定其设计容量为1.8%FP,并探讨了非能动余排系统安全功能拓展后的设计容量,为该系统的后续工程具体方案设计提供基础。 展开更多
关键词 非能动余热排出系统 设计容量 华龙一号
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基于BP神经网络的智能定量供种系统设计
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作者 梁秋艳 潘小莉 +1 位作者 仇志锋 周海波 《安徽农业科学》 CAS 2019年第2期197-201,共5页
为确保双级振动精密排种器工作时在充种均匀的前提下实现连续播种,设计智能定量供种系统。为提高定量供种精度,基于BP神经网络对勺式外槽轮供种装置建立定量供种预测模型,建立隐层结点数为6的神经网络模型。BP网络训练结果表明,当网络... 为确保双级振动精密排种器工作时在充种均匀的前提下实现连续播种,设计智能定量供种系统。为提高定量供种精度,基于BP神经网络对勺式外槽轮供种装置建立定量供种预测模型,建立隐层结点数为6的神经网络模型。BP网络训练结果表明,当网络模型训练步数为71步时,网络的均方误差为4.61×10^(-5),小于设定值5×10^(-5);采用16个理论供种模型样本与测试样本进行BP网络测试,结果表明,基于BP神经网络预测模型仿真得到的预测值相对误差较小,其精度高于理论供种模型的精度,且神经网络相对误差均小于5%,获得的样本误差平方和为5.59×10^(-4),小于设定目标值8×10^(-4),满足预先设定要求;最后,利用建立的定量供种预测模型,对4种不同千粒重的超级稻种子进行仿真,得到振幅分别为0、5、10、15μm下的排种轮转速与供种量关系,该研究结果可为确定定量供种器的工作参数提供理论依据。 展开更多
关键词 BP神经网络 定量供种 建模 仿真
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精密机床差异化温控系统设计方法与控制策略研究 被引量:3
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作者 郑英杰 牛兴华 +2 位作者 高卫国 张大卫 刘腾 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期472-480,共9页
为满足变工况和环境温度波动条件下精密机床各部位对温控系统的动态、差异化控制需求,提出一种精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略。首先,提出了差异化温控系统关键功能部件选型设计方法和温控能力主参数计算方法;其次,根据差... 为满足变工况和环境温度波动条件下精密机床各部位对温控系统的动态、差异化控制需求,提出一种精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略。首先,提出了差异化温控系统关键功能部件选型设计方法和温控能力主参数计算方法;其次,根据差异化温控系统高/低温油箱中油温测量值与目标值的差别,形成对两油箱温度的动态实时控制策略;再次,采用MATLAB软件开发出温控系统关键部件的选型设计模块和高/低温油箱温度控制仿真分析模块;最后,通过仿真模拟获取相关温度数据,并与同工况下的实验数据进行对比分析,验证所提出的差异化温控系统设计方法及控制策略的可行性和合理性。结果表明仿真分析模块可以较为切实地反映出实际工况下的温度整体变化情况和趋势。所提出的精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略具备一定的合理性和可行性,且具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 差异化 温控系统 设计方法 控制策略 MATLAB编程
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住宅小区智能化集成系统设计 被引量:4
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作者 刘志辉 郭红 +2 位作者 胡黎明 李坚 宁赛丝 《计算机应用》 CSCD 1999年第7期48-50,共3页
本文首先概述现代住宅小区建设的概况,随后以一个具体工程为例,分析现代住宅小区智能化建设方面的社会需求,并论述该小区智能化集成系统的功能设计方案。
关键词 住宅小区 智能化集成系统 智能建筑
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基于Arduino的智能楼宇无线多传感器监控系统设计 被引量:24
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作者 向红标 巴简程 +2 位作者 杨璐 黄战华 刘会平 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第3期95-100,共6页
针对传统楼宇传感器监控系统布线复杂、功能单一等缺点,利用Arduino开源平台、无线模块Xbee、LEWEI50物联网开放平台搭建智能楼宇多传感器无线监控系统。系统以Arduino Uno为主控板,采用模块化设计,在局域网内部采用Xbee无线模块组网,... 针对传统楼宇传感器监控系统布线复杂、功能单一等缺点,利用Arduino开源平台、无线模块Xbee、LEWEI50物联网开放平台搭建智能楼宇多传感器无线监控系统。系统以Arduino Uno为主控板,采用模块化设计,在局域网内部采用Xbee无线模块组网,实现对温湿度传感器、空气质量传感器、烟雾传感器、电能能耗传感器的数据采集和开关控制命令的传输,在外部通过W5100以太网模块实现互联网数据传输与监控。该系统实现对室内温度、湿度、空气质量指数、烟雾及电能等数据的无线实时采集;通过互联网、微信实现对传感器数据的远程实时监测;通过物联网开放平台实现微信、微博、短信等多种方式的报警功能;实现对智能楼宇开关的远程控制。实验结果表明,该系统无线通信距离远、实时性好、运行稳定、扩展性强。 展开更多
关键词 Arduino主控板 智能楼宇 Xbee模块 无线通信 空气质量 物联网
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地下核电站安全壳再循环系统设计的初步论证 被引量:1
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作者 孔翔程 邹志强 +3 位作者 武铃珺 蒋孝蔚 张航 李翔 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期287-292,共6页
核电站建造于地下,反应堆厂房洞室外具备天然的裂变产物屏障,在安全壳外洞室内设置安全壳再循环系统,预防并缓解放射性裂变产物释放,维持安全壳的完整性。该系统同时整合了卸压、过滤、排热安全功能,充分发挥地下核电站重力补水和天然... 核电站建造于地下,反应堆厂房洞室外具备天然的裂变产物屏障,在安全壳外洞室内设置安全壳再循环系统,预防并缓解放射性裂变产物释放,维持安全壳的完整性。该系统同时整合了卸压、过滤、排热安全功能,充分发挥地下核电站重力补水和天然屏障的安全优势,可以非能动运行。本文通过简单的计算分析开展初步论证,证明该系统可以有效实现三大安全功能,是适合于地下核电站的安全系统。 展开更多
关键词 地下核电站 再循环 非能动运行 安全壳热阱
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翻转机构节能型液压系统设计与分析 被引量:3
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作者 石磊 高春生 +1 位作者 郭津津 徐龙飞 《机床与液压》 北大核心 2017年第14期90-92,97,共4页
翻转机构的旋转臂绕转轴以一定角度上下转动完成工作循环。研究翻转机构的液压驱动系统,在液压系统设计中采用蓄能器回路回收再利用翻转机下降过程中的重力势能以达到节能的目的。基于AMESim对液压驱动翻转机构的液压系统进行仿真分析... 翻转机构的旋转臂绕转轴以一定角度上下转动完成工作循环。研究翻转机构的液压驱动系统,在液压系统设计中采用蓄能器回路回收再利用翻转机下降过程中的重力势能以达到节能的目的。基于AMESim对液压驱动翻转机构的液压系统进行仿真分析。通过对系统的能耗分析,得出采用蓄能器的液压系统可有效地提高系统的效率,实现节能。 展开更多
关键词 翻转机 节能 液压系统 蓄能器
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新型运载火箭遥测供配电系统设计与实现途径 被引量:6
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作者 王清利 《导弹与航天运载技术》 2000年第4期5-12,共8页
新型运载火箭遥测供配电系统是将可靠性、安全性放在首位 ,综合先进性、可行性、性能价格比后优化设计产生的方案。文章简述了系统的组成、主要功能和达到的技术指标 ,重点介绍了实现高可靠性、高安全性、高性能价格比的技术途径及系统... 新型运载火箭遥测供配电系统是将可靠性、安全性放在首位 ,综合先进性、可行性、性能价格比后优化设计产生的方案。文章简述了系统的组成、主要功能和达到的技术指标 ,重点介绍了实现高可靠性、高安全性、高性能价格比的技术途径及系统设计采用的先进技术 ,详细介绍了使遥测系统供配电可靠性、安全性有突破性提高的设计技术 ,对本项目广泛的应用前景、取得的经济效益和社会效益、达到的水平进行了分析和介绍。 展开更多
关键词 遥测系统 供电系统 配电系统 设计 运载火箭
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重载机械臂转速排量复合控制电动静液作动系统设计与仿真 被引量:4
14
作者 赵天鸿 郭津津 +2 位作者 张高峰 曹秀芳 王收军 《机床与液压》 北大核心 2021年第21期164-168,共5页
主要研究转速和排量复合控制电动静液作动器(EHA-VSVP)系统在重载机械臂中的应用。在满足重载机械臂需求的基础上,利用AMESim和MATLAB建立液压系统和控制系统的仿真模型。为解决系统存在的相乘非线性耦合问题,使用分配解耦的控制策略,配... 主要研究转速和排量复合控制电动静液作动器(EHA-VSVP)系统在重载机械臂中的应用。在满足重载机械臂需求的基础上,利用AMESim和MATLAB建立液压系统和控制系统的仿真模型。为解决系统存在的相乘非线性耦合问题,使用分配解耦的控制策略,配合AMESim和MATLAB的联合仿真技术对系统进行仿真分析,从阶跃响应和正弦响应的角度探究系统的稳定性。仿真结果表明:所设计的EHA-VSVP系统原理正确,满足性能需求。该系统所使用的控制策略可以很好地解决相乘非线性问题,且权重分配具有一定的理论依据,可以满足控制需求。 展开更多
关键词 重载机械臂 电动静液作动器 分配解耦控制 联合仿真
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电阻点焊的控制系统设计与应用 被引量:4
15
作者 韩宇 李大华 +2 位作者 薛涛 崔杰 李栋 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期156-161,共6页
方矩管生产最后环节需要将成品按规格数量集中,并通过打包带包装成捆。原打包带接头采用人工焊接,焊接完成后将成捆产品通过吊装入库,因此打包带的焊接质量和效率直接影响产品转运的安全性和生产节拍。为提高方矩管打包过程的自动化程度... 方矩管生产最后环节需要将成品按规格数量集中,并通过打包带包装成捆。原打包带接头采用人工焊接,焊接完成后将成捆产品通过吊装入库,因此打包带的焊接质量和效率直接影响产品转运的安全性和生产节拍。为提高方矩管打包过程的自动化程度,设计了应用于方矩管打包带接头的电阻点焊自动控制系统。系统硬件主要采用PLC、伺服控制器和电阻焊机,软件采用工控软件实现。通过理论计算和调试得到满足打包带接头焊接需求的最佳焊接参数和运行参数,经过对焊接质量的可靠性测试分析,焊接打包带能够满足成捆产品转运负荷要求。该系统在原有半自动打包机的基础上实现了方矩管的全自动打包,组态软件运行状态良好,节省了人力成本,提高了方矩管打包的效率,焊接质量稳定,焊接方式更加环保。 展开更多
关键词 方矩管打包 电阻点焊 PLC 焊接质量
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基于STC8的智能电动执行器控制系统设计 被引量:4
16
作者 李洪祥 李俊芳 +2 位作者 李栋 薛涛 高强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期129-135,共7页
电动执行器具有精密可靠、安全经济和高效稳定等特点,被广泛应用于现代工业控制中,是自动化控制系统中一种常用驱动装置。在研究国外电动执行器设计原理和控制方式的基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用工业级STC8A8K64S4... 电动执行器具有精密可靠、安全经济和高效稳定等特点,被广泛应用于现代工业控制中,是自动化控制系统中一种常用驱动装置。在研究国外电动执行器设计原理和控制方式的基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用工业级STC8A8K64S4A12芯片为主控制器,硬件采用模块化方法设计,可根据电动执行器型号搭配使用不同类型的驱动模块,实现了参数自整定、专家系统故障诊断及保护等功能。经调试和运行测试,系统性能稳定,参数易配置,执行误差≤0.5%,能够满足工业现场自动化控制的需求。 展开更多
关键词 电动执行器 参数自整定 故障诊断
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基于视觉惯性里程计的室内自主飞行无人机系统设计 被引量:5
17
作者 蔺晓俊 薛涛 孙习贞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第S02期99-103,共5页
为解决在GPS信号缺失的室内环境下无人机的定位和自主飞行问题,以多旋翼无人机为平台,基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和MAVROS构建了通信网络系统,并选用英伟达Jetson NANO运行该系统,采用Pixhawk4飞行控制板运行核心... 为解决在GPS信号缺失的室内环境下无人机的定位和自主飞行问题,以多旋翼无人机为平台,基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和MAVROS构建了通信网络系统,并选用英伟达Jetson NANO运行该系统,采用Pixhawk4飞行控制板运行核心控制部分,结合基于英特尔追踪实感摄像头T265的位置信息,融合飞行控制板载传感器数据对无人机状态估计进行修正,提高了无人机室内自主飞行的稳定性。为进一步提高无人机室内自主飞行性能,基于ROS设计了飞行任务管理系统,实现了控制无人机在室内飞四边形轨迹。真实飞行试验结果表明:无人机自主飞行过程中可以实现一键起飞、自主降落、稳定悬停和飞行。 展开更多
关键词 无人机 室内自主飞行 ROS T265 视觉惯性里程计
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FSAE赛车双横臂悬架系统设计 被引量:5
18
作者 李飞 吴华伟 姜杰 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2018年第5期77-81,共5页
根据FSAE大赛规则,采用设定基准目标的方法确定整车的轴距、前后轮距、质心位置等重要参数,完成双横臂悬架主要参数、悬架导向机构的设计。利用CATIA对悬架各部分零件进行三维建模和装配,运用ANSYA对前悬立柱、摇臂进行强度校核。分析... 根据FSAE大赛规则,采用设定基准目标的方法确定整车的轴距、前后轮距、质心位置等重要参数,完成双横臂悬架主要参数、悬架导向机构的设计。利用CATIA对悬架各部分零件进行三维建模和装配,运用ANSYA对前悬立柱、摇臂进行强度校核。分析结果显示:设计的零件满足材料的强度要求。装配完成后的赛车实际运行结果表明:设计出的双横臂悬架系统具有较好的平顺性,设计方法合理,可为车辆悬架系统的理论计算和轻量化设计提供参考。 展开更多
关键词 FSAE赛车 双横臂悬架 设计计算 强度校核
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基于CAN总线的智能电动执行器控制系统设计 被引量:11
19
作者 王朝阳 高强 +3 位作者 李洪祥 李栋 薛涛 李月凤 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期763-768,共6页
电动执行机构是控制和驱动阀门的重要装置,被广泛应用于工业自动化的各种控制过程中,能够精确地实现阀门动作控制,是自动化控制环节中一种常用驱动装置。本文在研究国内外电动执行器的设计原理和控制方式基础上,设计了一种电动执行器控... 电动执行机构是控制和驱动阀门的重要装置,被广泛应用于工业自动化的各种控制过程中,能够精确地实现阀门动作控制,是自动化控制环节中一种常用驱动装置。本文在研究国内外电动执行器的设计原理和控制方式基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用CAN总线通信方式,使其更符合当前工厂自动化工程技术网络化的趋势,主控制器采用工业级STC8A8K64S4A12芯片,测量部分采用增量式光电编码器。软件部分实现了模糊参数自适应调整、模块化专家系统故障诊断及保护等功能。经调试和运行测试,系统性能稳定、参数易配置、执行误差≤0.5%,能够满足工业现场自动化控制的需求。 展开更多
关键词 执行器设计 CAN通信 自适应模糊控制 模块化专家故障诊断
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基于线性CCD的新型智能循迹机器人的系统设计 被引量:5
20
作者 谢自强 葛为民 +1 位作者 王肖锋 刘增昌 《机床与液压》 北大核心 2017年第9期8-13,共6页
以TSL1401线性CCD作为传感器获取图像信息,以MK60N512单片机作为控制器设计了一种新型智能循迹机器人。针对图像二值化阈值处理计算量较大的问题,提出特征点法。该法仅计算图像特征点的像素值,可以在保证精度的前提下减少了程序的计算... 以TSL1401线性CCD作为传感器获取图像信息,以MK60N512单片机作为控制器设计了一种新型智能循迹机器人。针对图像二值化阈值处理计算量较大的问题,提出特征点法。该法仅计算图像特征点的像素值,可以在保证精度的前提下减少了程序的计算量。针对黑线轨迹提取运算量大的问题,提出了一种新的记忆扫描法,该法只需检测少数像素点即可精确提取黑线标识,简化图像扫描过程,缩短了运算时间。为了提高智能机器人系统的控制精度和稳定性,对电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真分析与验证。最后通过实验证明文中提出的算法可行有效。 展开更多
关键词 线性CCD 循迹 智能机器人 建模仿真
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