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山西省科技攻关计划项目(20130321014-02)
山西省科技攻关计划项目(20130321014-02) 作品数:10 被引量:80 H指数:5 相关作者: 黄刚 杨录 李文强 杨辉 吴赛燕 更多>> 相关机构: 太原工业学院 中北大学 太原理工大学 更多>> 发文基金: 山西省科技攻关计划项目 山西省自然科学基金 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 机械工程 理学 一般工业技术 更多>>
基于超声透射时差法的金属棒缺陷检测研究 被引量:11 2016年 本文提出了一种基于超声透射时差法检测缺陷的方法。首先对超声探头的声场特性分析研究,完成回波信号的转换和调理;然后控制时间数字转换器,得到回波信号的时差值;将采集到的不同时差值进行算法分析,并用数字信息量化出缺陷值,最终转化为可视的二维数据图。通过设计的系统对黄铜棒进行缺陷检测,采集的回波信号时差值的分辨率可达125 ps,缺陷测量误差小于±0.01 mm,径向和轴向分辨率可达0.007°,最大测量直径30 mm。实验结果表明缺陷检测系统具有较高的稳定性、可靠性和灵敏度。 黄刚关键词:超声波 分辨率 基于BP神经网络的空中机器人传感控制研究 被引量:2 2018年 对空中机器人进行传感控制极易受到电磁的干扰,导致接收到的信息存在大量噪声,无法实现准确稳定地传感控制。由此,设计基于BP神经网络的复杂电磁环境中空中机器人传感控制系统,实现空中机器人在复杂电磁环境中的有效控制。设计系统架构包括机载飞控子系统和地面站子系统两部分;系统通过超声波测距模块确定障碍物同空中机器人的详细距离,利用核心是S3C2410芯片的主控模块对测距模块获取的信息实施处理,基于处理后的信息采用神经网络算法实现空中机器人避障传感控制。系统使用BP算法对神经网络进行训练,实现空中机器人正确判断障碍物的同时降低传感控制误差。实验结果表明,所设计系统能够在复杂电磁环境中实现对空中机器人准确的、快速稳定的传感控制。 杨辉 吴赛燕关键词:复杂电磁环境 空中机器人 BP神经网络 主控模块 智能车弯道行进算法的研究与实现 被引量:9 2019年 智能车在弯道处快速、平稳、准确的行进是循迹行进的关键问题。基于此提出了一种基于CCD摄像头进行路径识别的智能车分阶段全闭环控制方法,智能车在行进中依据导航线的曲率进行直道和弯道的辨识,并在直道和弯道部分采用不同的控制方法,实现弯道提前减速,直道加速通过,在直道与弯道的行进中均采用全闭环控制。视觉系统通过CCD摄像头提取路径中的导航线并计算导航线曲率以及智能车相对于导航线的平行偏移值和航向角偏差;主控系统依据导航线曲率选取控制策略,根据平行偏移值和航向角偏差计算转向角度与行进速度并通过控制执行机构完成转向与速度调节,控制结果通过视觉系统与测速装置反馈给主控系统,实现全闭环控制。以第十五届全国大学生机器人大赛为背景搭建实验系统,经过多次的调试与实验,智能车在赛道上最大运行速度可达3.5 m/s,全程平均速度约为2.8 m/s,实际测得最大偏离距离为35 mm,在允许误差范围之内。通过实际的实验系统,验证了智能车分阶段全闭环控制算法的可行性。 黄刚 翟丽红关键词:智能车 弯道 CCD摄像头 全闭环 大量程全自动阻抗测量仪研究 被引量:26 2014年 针对基于AD5933的阻抗测量仪不能测量100 Ω以下阻抗和不能自动切换档位的问题,提出一种大量程、全自动阻抗测量仪,特点:测量范围10Ω~1 MΩ、精度±5‰,将AD5933的最小测量值由1 kΩ扩展到10 Ω;基于ISL84684的十六路模拟开关矩阵,导通电阻0.25 Ω,导通时间12 ns,截止时间5 ns,为档位自动切换奠定了基础;基于REF3033的基准电压模块,输出电压3.3V、精度±2‰,为A/D转换精度提供了保证;基于VC6.0上位机系统,实现参数设置,数据处理、显示与存储,为分析和应用搭建了平台.实测表明:本阻抗测量仪结合自适应算法,实现档位自动切换,既可避免手动切换的盲目性,又可保证不同档位具有相同的精度±5‰,拓展了AD5933的测量范围,实现了全量程自动测量. 李文强 黄刚 杨录关键词:测量仪 阻抗 自适应算法 AD5933 农业机器人路径识别自主导航系统——基于STM32与物联网 被引量:5 2019年 我国人口众多,粮食需求量高,因此有必要提高农业生产效率以提高粮食产量。为此,开发了一套基于STM32及物联网的农业机器人定位及路径导航行走系统,跟踪端GSM芯片在STM32的控制下通过GPRS网络发送GPS定位数据信息,农业机器人视觉系统根据所在环境拍摄图像分析获得行走路径,完成导航任务。以农田垄沟环境为研究对象并进行仿真,将机器人视觉系统采集的图像进行优化,通过MatLab仿真处理,将机器人导航行走路线通过阈值分割和边缘检测提取出来,满足其定位导航的精度。该系统能够大量应用在农业生产技术中,包括种植管理、喷洒农药及果实采摘等,极大地减轻了我国农业生产人员的劳动强度,对于推动农业的现代化具有重要意义。 杨辉 吴赛燕关键词:农业机器人 STM32 物联网 引入DDS算法的旋转LED空间稳定成像方法研究 被引量:1 2015年 提出一种引入直接数字频率合成算法(DDS:Direct Digital Frequency Synthesis)的旋转LED高精度空间成像方法。巧妙地将三维物体的旋转LED空间成像问题转化为阵列信号的生成问题,并通过引入DDS算法输出高精度阵列信号,实现了旋转LED长时间稳定的高精度空间成像。经仿真实验和线阵列旋转LED成像平台实验的结果表明,与现有方法相比,本文方法简单、可靠,空间成像稳定。 黄刚关键词:DDS 实时修正偏移量的循迹机器人控制系统研究与实现 被引量:22 2015年 提出一种循迹机器人控制系统,通过实时修正机器人坐标与理想运动轨迹之间的偏移,实现机器人快速、有效的循迹。首先,采用粒子群优化算法规划理想运动轨迹;其次,根据正交落地码盘与陀螺仪实时获取机器人坐标及运动轨迹,经与线性化的理想运动轨迹比对,确定偏移量及方向;最后,将偏移量修正转化为机器人运动速度控制,从而实现了高精度闭环运动控制。实验结果表明,基于该控制系统搭建的机器人平台,线性化的理想轨迹和实际轨迹比对的最大偏差值为50.0 mm,在此偏差值内,实时修正偏移量,机器人能够自动回到线性化的理想轨迹上运行,且运行平稳、舒展,完全保证了机器人所要求完成的终点任务,与现有循迹机器人控制方法相比,提出的循迹机器人控制系统实现了较高精度的循迹与定位。 黄刚关键词:闭环控制 超声发射电路与发射效率的研究 2016年 为了提高超声探头的发射效率,对现有的超声发射电路进行了分析研究,设计了一种通过补偿电容来提高超声波发射效率的电路。该电路由微控制器产生激励窄脉冲,控制高压源对RC电路实现充放电,达到对超声探头负电压供电。对电路和探头参数进行研究计算,得出补偿电容大小,输入在探头的激励频率与标称频率一致时,发射效率最高。实验结果表明,补偿电容值和理论值越一致,回波电压值越高。电路设计简单,易于实现,可为超声无损检测提供技术支持与理论指导。 王建国 黄刚 郑来芳关键词:超声波 发射电路 补偿电容 数字化时差法超声采集卡设计与实现 被引量:1 2014年 为满足工程需要,研制出一种数字化、四通道、时差法超声采集卡。本采集卡中的关键研究方法和结果由三部分组成:首先,数模转换模块选用TLC5620,输出DC电压0~2.5V可调、精度0.01V,提供超声接收电路压控放大的压控信号;其次,门控模块选用CPLD的门控模块,门控范围1~127μs,精度0.5μs,提供回波的门前沿和门宽控制信号;最后,时间测量模块选用TDC-GP1,测量范围0.1μs^1.6ms、分辨率125ps,实现超声发射与接收信号的时差测量。实测表明:本采集卡能满足透射时差法超声无损检测的要求,并可为其工程应用提供平台。 李文强 黄刚 杨录关键词:CPLD 时差法 门控 超声透射时差法固体推进剂厚度及缺陷检测 被引量:3 2014年 利用超声透射时差法无损检测原理,结合TDC时间数字测量技术,首次提出仅利用测量时间就可实现固体推进剂厚度及缺陷的多参数检测方法,设计出探头架,分析了超声在推进剂中传播过程,并设计出实验系统。通过对某固体推进剂厚度、径向自然缺陷和轴向人工缺陷检测,厚度测量误差不超过±0.05 mm,缺陷有效阈值为6.0~10.7,结果表明本方法及系统切实可行。理论上,本系统时间测量范围为3.6 ns到200 ms,精度为125 ps,裂缝缺陷分辨率大于0.001 mm。 李文强 黄刚 杨录关键词:固体推进剂 厚度 超声检测