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无人机油门控制研究论文

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无人机油门控制研究论文

浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文

前言: 随着无人机产品的不断增加,市场之间的竞争力,也逐渐的提升,对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机,产品不仅定位合理,同时与其他产品存在一定的差异,该任务系统,是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务,存在较高的能量利用效率、载荷运输性能,是其它无人机产品,在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划,会给企业带来一定的经济效益。

1 多旋翼无人机定义概述

我们常称无人飞行载具,为无人飞机系统,主要是利用无线电智能遥控设备,以及自带的控制程序装置,对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机,包括狭义无人机以及航模。

多旋翼飞行器,主要由动力系统、主体、控制系统组成,动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站,以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼,是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、,鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来,对于系统的控制功能的研究趋势,为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为,数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。

2 控制系统改进发展阶段

多旋翼无人飞行器的控制系统,最初是由惯性导航系统,借助了微机电系统技术,形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究,有效的降低了其传感器数据噪音的问题,最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用,最终在2005年,制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价,可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降,以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面,不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。

3 技术原理

3.1系统组成

无人多旋翼任务系统,总体技术方案框图如图1所示;如图所示,无人多旋翼任务系统,由无人机、地面工作站构成。无人机,由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站,由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。

3.2系统技术原理

3.2.1多旋翼无人机,通过对于螺旋桨微调的推力,实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述,对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比,可以明显的看出,多旋翼无人机,在任务飞行方面,具有多能量的优势,从而更好的执行完成飞行任务,改善了飞行姿态维持,消耗大量能量的缺陷,从而更好的保证了其能量利用率,直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面,做了大量的简化,省去了传动机构,使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。

3.2.2无人机,与地面工作站之间的通信,通过设备数据链实现连接,起到通信中介的作用,同好也是无人机、地面工作站之间,实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机,对于地空信息的转换连接,只是普通的点对点通信,收到信号传输距离的影响,性能发挥受到严重的影响,只能实现一些简单遥控数据信号的传输。

但是本项目,对于无人多旋翼任务系统的研究,是通过数据链协议MAVLink的研究后,将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中,有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题,将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一,保证了通信之间的无障碍,从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测,是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信,是指对于远方的电气开关、设备,以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控,是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调,是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视,是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。

3.2.3传统的无人机,在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作,对其飞行姿态进行的控制,体现出其自动程序的不完善,功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究,在地面工作站,通过飞行任务规划软件的配套,有效的改善了以往功能单一的缺点,直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件,具备GoogleMap高速API接口,实现对于无人机飞行航线,在三维地图上的简易规划,同时也能对其航线进行启动,使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。

4 技术关键点及创新点

4.1技术关键点:

4.1.1地空信息的的数据通信。

先进智能装备数据链协议MAVLink的应用,能够对其所有数据进行有效的整合,并全部归纳在数据链路中,整合五遥操作,有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题,提高了通信效率,保证了通讯功能得以有效发挥。

4.1.2解决飞行姿态操控问题

嵌入式操作系统,在ARM处理器平台上的应用,加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法,从而更好的保证了控制系统的功能增加,除此之外,不仅实现了无人操作飞行,在飞行操纵方面,也有效的降低了能耗,增加了能量利用率。

4.1.3在工业控制领域应用的扩展

本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路,针对于型号相同的多旋翼飞行器,设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷,实现快速更换载荷,使其飞行任务之间,能够良好、稳定的切换、衔接,保证该系统的实用性,同时也减少了任务执行的成本。

4.1.4增强地面工作站功能

通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库,以及地面任务规划软件、分析数据分析软件,从而更好的增强地面工作站的功能,以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作,带来更多的便利。

4.2项目的技术创新性

4.2.1在无人机、地面站,在植入数据链MAVLink的同时,加强整体系统功能的改进,有效的实现了五遥的综合统一。

4.2.2卡尔曼滤波、四元数算法,加上嵌入式ARM平台,对其飞行姿态实现有效控制。

4.2.3同一载具+多种载荷思路的研究,实现了无人机,对任务执行模式的有效转换。

4.2.4同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用,提高了系统的控制功能,以及系统智能化程度。

5 总结

综上所述,通过对于无人多旋翼任务系统的分析,发现我国针对于此方面的研究,仍存在很多不完善的地方,该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等,照比以往的无人机飞行器,在系统功能改进方面,实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面,实现了灵活转换;在飞行姿态方面,实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上,有效的规避了其以往的缺陷,同时自主飞行控制软件编程,这种飞控任务的提供,有效的实现了飞行中,自主导航智能飞行。

无人机用途广泛,成本低,效费比好;无人员伤亡风险;生存能力强,机动性能好,使用方便,在现代战争中有极其重要的作用,在民用领域更有广阔的前景.无人机可用以军事也可以民用.在军事领域:侦察机:可用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等;靶 机:可作为火炮、导弹的靶标等.以军事领域而言,以美国为首的西方国家在无人机的运用上发挥的很好.在民用领域:可用于地图测绘、地质勘测、灾害监测、气象探测、空中交通管制、边境巡逻监控、通信中继、农药喷洒等.像昆明劲鹰无人机,在航测、航拍、航飞服务、遥感等方面做的比较好.缺点是容易受干扰。无人机(UAV)在现代战争中扮演着越来越重要的角色。为了能够有效地将无人机系统连接到综合一体化的作战信息网络当中,需要深入探讨无人机系统的组网问题。本文研究了无人机作为信息支撑平台,采用分层结构的接入技术,路由算法以及数据调度算法,论文的主要内容如下: 1.分析了无人机平台自身特点和设备特性,研究了无人机超视距通信的传输体制;基于结构分层概念,提出了包括主干层、战术层以及用于提供战场信息支持的无人机通信网络结构;介绍了网络协议设计需要解决的关键问题和用于性能分析的军用仿真技术。 2.依据无人机网络分层的特殊结构,分析了常用多址接入方式的容量大小以及优缺点,提出了不同层间无人机的多址接入方式,并着眼于用于战场通信服务的无人机,提出了适用于自组织结构的空中无人机机群的同步式多址接入方式ESMA,通过对协议进行分析可以看出该协议具有较强的鲁棒性和接入效率。 3.分析了无线自组织网络的路由问题,提出了自组织结构的无人机网络在不同的信道条件下所应采取的不同路由策略。包括链路稳定时的DSR路由算法和链路不稳定时的定向泛洪式的DREAM路由算法。 4.提出了无人机数据调度问题,研究了现有的数据调度算法,通过理论和试验数据的分析,为无人机在使用时采取的不同数据调度策略提供依据。

机器人视觉控制研究论文

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随着科技的进步,智能机器人的性能不断地完善,因此也被越来越多的应用于军事、排险、农业、救援、海洋开发等方面。这是我为大家整理的关于机器人的科技论文,供大家参考!机器人的科技论文篇一:《浅谈智能移动机器人》 摘要:随着科技的进步,智能机器人性能不断地完善,移动机器人的应用范围也越来越广,广泛应用于军事、排险、农业、救援、海洋开发等。介绍了常见智能移动机器人的基本系统组成及其相关的一些技术,提出一种能够应用于智能移动机器人的越障机构,并简单阐述了其工作原理。在对智能机器人有一定了解的基础上,论述了智能移动机器人的研究现状及其发展动向。 关键词:智能移动机器人越障避障伸展收缩 1 引言 上世纪60年代智能机器人的出现开辟了智能生产自动化的新时代。在工业机器人问世50多年后的今天,机器人已被人们看作是不可缺少的一种生产工具。由于传感器、控制、驱动及材料等领域的技术进步开辟了机器人应用的新领域。智能移动机器人是机器人学中的一个重要分支。 2 智能移动机器人的基本系统组成及其相关技术 由于智能移动机器人在危险与恶劣环境以及民用等各方面具有广阔的应用前景,使得世界各国非常关注它的发展。其共同的五大系统组成要素为:(1)机械机构单元是智能移动机器人的骨架,机器人所有的模块都依靠其支撑,机械机构单元的结构,性能,强度直接影响着整个机器人的稳定性。随着科技发展和新型材料的研制开发,使得智能机器人产品的结构性能有了很大提高,机械机构的各项工艺性及尺寸设计都向着更加合理高效,更加轻便美观,更加环保节能,更加安全可靠等方向发展。(2)动力与驱动单元为智能移动机器人提供动力来源。(3)环境感知单元相当于智能移动机器人的五官,机器人通过感知单元对周围的环境进行感知识别及各种参数的收集,然后通过转换成控制模块可以识别的光电信号,输入到控制单元进行数据处理。(4)执行机构单元为智能移动机器人执行部分,能根据控制中心的命令执行命令,完成任务。不同的机器人有着不同的执行机构,执行机构的设计影响着对要执行动作的效率,精度,稳定性,可靠性等。(5)信息处理与控制单元作为整个机械系统的核心部分,它如人的大脑一样,调控着整个系统,一切的活动都由它指挥。将来自传感器部分采集到的信息进行集中汇总,存储,对所有信息分析,规划决策,输出命令。使机器人有目的的运行。 智能移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合机电系统。它是传感器技术,控制技术,移动技术,信息处理、人工智能、电子工程、计算机工程等多学科的重要研究成果,从某种意义上讲是机器发展进化过程中的产物,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。 3 一种越障机器人 我们设计的移动机器人(图1)有很好的机动性能,前导轮、前轮和后轮可以实现独立升降运动。前导轮(如图1)由通过曲柄圆盘的转动角度控制摇杆的摆动角度,带动相关的平面连杆机构运动,从而实现前导向轮的伸展和收缩实现攀越。机器人两侧的侧边驱动机构为平面连杆-滑块越障机构,前后轮(如图1)分别通过导杆在槽中的移动,带动平面连杆机构的运动,实现前后轮的伸展和收缩,实现越障功能。本机器人通过尺寸的设计可以实现较大的越障高度,通过合理的控制轮摆动的角度还能实现多种类型障碍物的攀越。 4 智能移动机器人的应用概况 随着科技的进步,机器人的功能不断完善,智能移动机器人的应用范围也大大拓宽,不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用,而且在排险、海洋开发和宇宙探测领域等有害与危险场合(如辐射、灾区、有毒等)得到很好的应用。 4.1 陆地智能移动机器人 20世纪60年代后期,苏美为了完成对宇宙空间的占领,完成月球探测计划,各自研制开发并应用了移动机器人,通过移动机器人实现对外星土壤的样本采集和土壤分析等各种任务。陆地智能移动机器人的出现是为了帮助人类完成无法完成的任务。陆地移动机器人也广泛应用于军事,可以完成排除爆炸物,扫雷,侦查,清除障碍物等等,近年来智能移动机器人也开始渐渐融入人们的日常生活。 4.2 水下智能移动机器人 近年来,人们对资源的渴求加大,开始对原子能和海洋资源的开发,加之水下环境十分复杂(能见度差,定位困难,流体变化等),水下智能移动机器人在海底资源探测上的优势使之受到关注。近年德国基尔大学的科学家研制出新型深水机器人“ROV Kiel 6000”,这架深水机器人能够下探到6000米深的海底,寻找神秘的深水生物和“白色黄金”可燃冰。 4.3 仿生智能移动机器人 近年来,全球许多机器人研究机构越来越多的关注仿生学与机构的研究工作.在某些情况下仿生机器人尤其独特优势,例如,蛇形机器人重心低,能够模仿蛇的动作,穿梭在能够穿梭在受灾现场和其他复杂的地形中能够帮助人类完成各种任务。除此之外还有仿生宠物狗、仿生鱼、仿生昆虫等。 5 智能移动机器人的发展方向及前景 影响移动机器人发展的因素主要有:导航与定位技术,多传感器信息的融合技术,多机器人协调与控制技术等因而移动机器人技术发展趋势主要包括: (1)高智能情感机器人。随着科学技术的发展,人们对人机交互的技术的要求越来越高,具有人类智能的情感移动机器人是移动机器人未来发展趋势。目前的移动机器人只能说是具有部分的智能,人们渴望能够出现安全可靠的能够沟通交流的高智能的机器人。虽然现在要实现高智能情感机器人还非常的困难,但是终有一天,随着科学技术的突破,它将成为现实。 (2)高适应性多功能化的机器人。机器人的出现是为人类服务的,自然界中还有好多未知的世界等着我们开拓,各种危险的复杂多变的环境,人类无法涉足,因此人们也迫切希望有能够代替人类的机器人出现,高适应性多功能化的机器人也必将是机器人的发展方向之一。 (3)通用服务型的机器人。随着科学技术的发展,机器人也是应该越来越容易融入人们日常生活中的,在日常生活中为人们服务。例如在家庭中,机器人可以帮助人们做各种家务,和人们生活关系密切。 (4)特种智能移动机器人。根据不同应用领域,不同的目的,设计各种各样特种智能移动机器人是未来发展方向,如纳米机器人,宇宙探索机器人,深海探索机器人,娱乐机器人等等。 6 结束语 总之,智能移动机器人涉及到传感器技术,控制技术,移动技术,信息处理、人工智能、控制工程等多学科技术。未来智能移动机器人走向生活,安全可靠,操作简单是其趋势。尽管智能移动机器人以惊人的速度在发展着,但是实现高适应性,智能化,情感化,多功能化的移动机器人还有很长的路要走。 参考文献: [1]谢进,万朝燕,杜立杰.机械原理(第2版)[M].北京:高等 教育 出版社,2010. [2]陈国华.机械机构及应用[M].北京:机械工业出版社,2008. [3]徐国保,尹怡欣,周美娟.智能移动机器人技术现状及展望[J].机器人技术与应用,2007(2). [4]肖世德,唐猛,孟祥印,等.机电一体化系统监测与控制[M].四川:西南交通大学出版社,2011. 机器人的科技论文篇二:《浅谈机器人设计 方法 》 摘要:机器人是人类完成智能化中非常重要的工具,随着时代的发展,机器人已经在世界有了一定的发展,甚至很多国家机器人已经运用到实际的生活中去。而机器人的设计方法无疑是很多人非常感兴趣的问题,因此本文针对机器人的设计方法进行了详细的探索。 关键词机器人;设计;方法 1.前言 纵观人类的发展史,工具的进步才能带动人类的文明,如今设计朝着智能化的方向在发展,机器人就是人类在发展智能化过程洪重要的产物,因此机器人常用的设计方法是设计师们必备的工具。 2.控制系统的硬件设计 在现代科学技术不断发展的背景之下,工业现场所涉及到的重体力劳动量不断提升。当中部分劳动任务的实现单单依靠人力是很难实现的。而为了良好的完成工业现场的相关生产作业任务。就需要通过对机器人装置的研究与应用来实现机器人控制系统的硬件部分主要由5个模块组成:控制模块、循迹模块、避障模块、电机驱动模块、电源模块。 (1)控制系统模块。ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器,运算速度快,具有多路PWM输出,可将测速、避障等电路产生的输入信号进行处理,并输出控制信号给驱动放大电路,从而控制电机转速,此方式产生的PWM信号比用定时器中断产生的PWM信号实时性更好,而且不会占用系统的定时器资源。 (2)循迹模块。循迹是指小车在比赛场地上循白色引导线线行走,循迹模块的原理图如图2所示。循迹模块采用灰度传感器,发射管为普通LED灯,接收管为光敏三极管3DU33。工作原理为:不同颜色的物体对LED发射光反射不同的亮度,光敏三极管3DU33接收这些不同亮度的光线,就会呈现不同的电压Vx。Vx输入到比较器LM339的同相端,并与电位器设定的电压V0相比较,当Vx>V0时,比较器输出高电平,当Vx循迹机器人前后两端均是由7个灰度传感器组成的循迹模块。其中,中间三个灰度传感器起巡线的作用,两端的灰度传感器起探测弯道作用,剩下两个灰度传感器交替进行巡线和探测弯道。实验证明,这样的灰度传感器的布置图,机器人循迹的效果好,且“性价比”非常高。 (3)避障模块。避障模块主要使用的是红外发射接收传感器,当红外感应避障模块靠近物体时,输出低电平信号;当没有感应到物体时,输出高电平信号。将该信号线接入到单片机的控制端口,控制程序就能起到探测障碍物的作用,当在机器人行进的路径上就可以发现有障碍物并及时避开绕行。 (4)驱动模块。循迹避障机器人要求行走灵活、反应快速,因此要求驱动电机具有“转速快、制动及时”等特点。我们设计制作的循迹避障机器人采用中鸣公司的JMP-BE-3508I驱动板模块,其输入电压为11V到24V,最大输出电流为20A,满足快速前进、制动、转弯的要求。并且电机速度达到500rpm,堵转力矩为8KG.CM,具有很强的刹车功能。利用单片机的四路PWM输出信号,分别控制四个轮子的转速。并采用“四轮驱动”、“差速转弯”的方式实现机器人的前进、后退与转弯。 (5)电源模块。循迹机器人的电源模块主要实现以下三大功能:①稳定输出5V工作电压。故我们设计制作的电源模块以7805芯片为核心,把输入电压截止到5V。②提供足够的电流。7805芯片最大输出电流为1.5A,而循迹机器人需要较大电流,所以我们使用了两片7805芯片分别对控制系统和外部设备进行供电。③滤波。在7805芯片的输入、输出端分别并联104贴片电容和10μF的电解电容,过滤高频、低频信号。 3.软硬件模块开发流程和界面程序 (1)图像处理模块:照相机实时捕捉图像,处理转化后和初始图像进行处理比较,找出图像中差异的位置通过TCP传输。 (2)TCP通信模块:视觉系统通过以太网连接贝加莱控制器,控制器可以作客户机或服务器实时传输数据,:定义结构体用于视觉系统传输位姿给机器人和机器人实时反馈位姿和信号状态数据给视觉系统。 (3)位置转换模块:把视觉系统的位姿转换为机器人的位姿传输给机器人,控制机器人运行。 (4)轨迹规划模块:进行运动轨迹规划和速度规划,根据机器人当前的位置和目标位置,选择最优的运动轨迹(直线、圆弧、不规则曲线等运动轨迹),然后对轨迹、速度进行插补,插补值调用机器人运动学算法计算轨迹的可靠性,再把实时插补的位置、速度传送给运动控制模块。 (5)运动控制模块:根据实时插补的值结合加速度、加加速度等控制参数给驱动器。 (6)伺服模块:根据控制器所发送数据,结合各伺服控制参数,驱动电机以最快响应和速度运行到各个位置。 4.机器人精度标定和视觉软件处理 4.1精度标定 精度的标定包括机器人精度标定 和机器人相对于视觉照相机位置标定 。机器人运动前,需要用激光跟踪仪标定准确各轴杆长、零点、减速比、耦合比等机械参数,给运动学、控制器系统,机器人才能按理论轨迹运行准确。行到指定点。 通过三点法、六点法标定机器人相对于视觉照相机的X、Y、Z方向距离给位置转化模块,确定机器人坐标系相对于照相机坐标系的转化关系。 4.2视觉处理软件 包括固定视觉系统标定模块和移动视觉系统标定模块 。视觉系统安装在固定位置相当于给机器人建立照相机一个用户坐标系,此模块用于运算机器人和固定视觉系统之间位姿转换关系。视觉系统安装在机器人末端法兰位姿相当于给机器人建立照相机一个工具坐标系,随着机器人运动而实时改变位置,此模块用于运算机器人和动态视觉系统之间位姿转换关系。 实时处理传输机器人、视觉系统和以太网的运行通信状态以及出错状态处理。 4.3人机界面设计及实现 当机器人出现故障,不能自动移动位置时,比如碰到硬件限位或出现碰撞现象时,此时可以进入手动页面,选择机器人操作,移动机器人到指定位置。对于新建码垛工艺线,需要配置系统参数、位置信息、以及产品参数,等必要的信息。码垛数据编辑与创建的功能,产品覆盖了袋子、箱子,以及可变数量抓取的功能。可以添加产品数量,改变产品方向,单步数量修改,产品位置移动以及旋转等设置。本页面中,示例生成了每层五包的袋装产品,编号从1到5,可以通过调整编号的顺序,达到改变产品的实际码垛顺序。 5.结束语 总之,在进行机器人的设计过程中,要根据设计的用途进行针对性的设计,对于设计过程中出现的问题要及时的采用上述的思维方法进行解决,随着机器智能化的推广,无疑机器人的设计在未来会有更广阔的天空。 参考文献: [1]张海平,陈彦. Wincc在打包机人机界面中的设计与应用[J].HMI与工业软件,2012(3):70-72. [2]朱华栋,孔亚广.嵌入式人机界面的设计[J].中国水运,2008(11):125-126. [3]金长新,李伟.基于Windows CE的车载电脑系统人机界面的实现[J].微计算机信息,2005(21):132-134. 机器人的科技论文篇三:《浅谈igm焊接机器人的故障处理》 [摘 要]机器人技术综合了计算机、控制理论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术。本文通过介绍igm焊接机器人的工作原理,以及在实际工作中机器人的常见故障现象,对故障产生的原因进行分析,并提出了相应的维修方法。 [关键词]igm焊接机器人 工作原理 故障处理 0 前言 机器人技术是综合了计算机、控制理论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术。这门新型技术的介入,对维修技术人员提出了更高要求。如何保证焊接机器人的可靠性、稳定性,发挥机器人的最大优势,针对机器人的故障维修及设备维护保养工作就尤显重要。 1 igm焊接机器人组成及工作原理 1.1 igm焊接机器人的组成 igm焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,它加工精细、动作灵巧、焊接精度高、焊缝成形好。在机械行业中得到了广泛的应用。 1.2 igm焊接机器人工作原理 igm焊接机器人内部轴控制原理:通过数字伺服板DSE-IBS处理当前位置的校准、位置驱动、速度驱动等信息,处理后的信息送馈到伺服驱动器,由伺服驱动器内部的脉宽调制器调制,然后放大输出推动伺服电机。伺服电机运动的同时,编码器同步运行,并把采集的位置角度信息反馈给RDW控制板,通过RDW板的增量计算、数据整定后的位置信息回馈给DSE-IBS板,做下一个周期的计算处理,此过程反复进行从而实现了实时位置的更迭过程。 2 igm焊接机器人故障诊断及分析 2.1 焊接机器人故障类型 焊接机器人故障类型可分为软件故障和硬件故障,由机器软件造成的故障,如系统停机 死机 的现象;由机器硬件造成的故障,如驱动单元、电气元件各模块的故障。就故障现象可分为人为故障和自然故障、突发故障三大类。对于维修来说,自然故障和突发故障的排除就显得困难,因为这种维修不仅仅针对故障单元本身,还要对系统进行改进,这就需要周密分析,对故障诊断进行优化和改进,避免排除过的故障重复出现,使系统进一步稳定可靠。 2.2 igm焊接机器人常见故障处理 2.2.1 机器人开机后示教器无报警信息,但机械手无法正常引弧。首先检查系统是否送丝送气,发现送丝系统无法手动送丝,保护气瓶有压力,但是焊枪喷嘴处无保护气。再检查机械手焊接电缆、引弧板及送丝板,都没有发现故障。这说明机械手的功能是正常的,可能是焊接回路不通畅。可以通过测量焊接回路阻抗来判断焊接回路是否正常。 回路阻抗的测试步骤: i把连接工件的地线接好,保证地线夹与工件接触部分干净良好; ii接通机器人电柜电源,将福尼斯焊机电源开关拨至“I”位置; iii在焊机二级菜单内选择“r”功能。 iv取下焊枪喷嘴,拧上导电嘴,将导电嘴贴紧工件表面。需要注意的是,测量过程中要确保导电嘴与工件接触处的洁净。测量进行时,送丝机和冷却系统不启动; v轻按焊枪开关或点动送丝键。焊接回路阻抗值测算完成。测量过程中,右显示屏显示“run”; vi焊接回路测算结束后显示屏显示测量值。测得的焊接回路阻抗是18 Ω(正常值以<20Ω为佳),说明焊接机器人的焊接回路的通畅的。再断电、通电调试,焊接机器人能正常引弧,应该是回路测试过程中通过连接接地夹、拆卸喷嘴、导电嘴等将回路未正常接触处接通了。 2.2.2 igm机器人在焊接过程中,引弧困难、焊接电流极不稳定,且经常断弧,反复出现“Arc fault”电弧故障。 i检查接地电缆,测量回路电阻值为9.7Ω,正常 值以<20Ω为佳。 ii检查焊丝直径(Ф1.2)与送丝轮的公称直径相匹配。 iii焊丝材料(G2Si)与焊接方式及焊接母材相匹配。 iv后观察焊枪喷嘴处,存在大量粉尘的切粉,手动送出的焊丝不光滑平整,有小量弯曲及伤丝情况,说明送丝不畅。 v对送丝阻力进行检测。将送丝锁紧杆、压紧杆打开,手盘焊丝盘将焊丝收回,发现阻力很大。多为送丝软管堵塞或软管与机械手夹角过大造成。 vi检查送丝轮磨损情况,V型送丝槽不易过深过宽,以正好放置一根Ф1.2规格的焊丝为佳,间隙过大,将影响送丝的稳定性,焊接电流的稳定性。拆下送丝轮,发现送丝轮磨损严重,圆度误差较大,送丝槽过深。送丝机构一旦出现失控,就会高速送丝,焊接电源得不到正常的信号反馈(送丝速度的反馈采用光电测速),不能提供稳定的电流、电压,造成不能正常焊接。更换送丝轮、送丝软管,并进行压力调整,故障解除,焊接正常。 2.2.3 igm机器人回零参数自动丢失。igm机器人在下一次开机时,回零参数自动丢失,重新校零、输入参数,保存参数反复丢失。检查示教电缆、接口、程序、轴卡、RDW板指示灯全部正常,检查后备电池(缓冲电瓶,用于关机或意外掉电情况下,为系统提供短时间供电,进行信息的存储)测量电压值,一个为8.9V,一个为12 V,总电压为21 V,正常值为24V,更换一组电池后一切正常,再未出现数据丢失现象。 2.3 突发故障的分析及处理 该故障无可预见性,事发突然。实际工作中出现最多。多为受环境影响的系统故障,如焊接机器人控制部分电路板故障、稳压 电源故障 、通讯故障等,反映在机器人在工作时突然报警且无法消除报警。重新启动又恢复正常,但不久又出现报警,这类故障造成整个系统不稳定。 为了进一步判断驱动器的好坏,缩小故障范围, 对编码器进行检查,RCI系列的机器人各轴所使用的编码器是绝对编码器,它是一种电磁部件,可以传递旋转角度的信息,由两个固定绕组(sin绕组和cos绕组)及一个参考绕组组成,原理基本上同旋转变压器相似。将X12插头拔下,分别测量11-12、13-5、14-4端子阻值,结果没有一项有阻值,说明编码器出现异常。 找到12轴伺服电机,检查发现编码器插头锁紧并帽已退出,插头连接松动。将插头重新安插,锁紧到位,再次测量11-12端子阻值为94Ω,13-5端子阻值为65Ω,14-4端子阻值为65Ω,9-10端子阻值为600Ω,说明各绕组正常。上电后,驱动可正常打开,故障解除。 3 结束语 维修工作是理论指导实践,实践促进理论的一个反复过程,理论实践的有机结合才会使维修人员更加深入,更加准确的判断处理各种故障。工作中维修人员必须具有独立思考分析判断的能力,操作中一定要注意观察,不可盲目更改焊接机器人设定、跳线等状态,要养成做工作记录的好习惯,归纳 总结 各类故障现象以及处理过程,积累故障诊断和维修方面的 经验 ,以提高维修水平。 参考文献 [1] 戴光平.《焊接机器人故障诊断及维修技术》. 重庆:中国嘉陵工业股份有限公司,2003. [2] 中国焊接协会成套设备与专业机具分会. 《焊接机器人实用手册》.机械工业出版社,2014. [3] 李德民.《焊接机器人的故障维修》. 长春:长客股份制造中心,2011. 猜你喜欢: 1. 关于科技论文的范文 2. 关于计算机的科技论文3000字 3. 数学科技论文800字 4. 自动化科技论文题目与范文

数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。 传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。 如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。 控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。 (2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。 (4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务: (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。 (2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。 机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程: (1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。图像到图像的变换,如特征提取。 (3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求: (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。 (2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。 3.2机器人听觉与音频信号的传输 机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。 机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。 声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3.3各项生理信息的采集与传输 传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。 在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回),通过将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。 4 蓝牙模块的应用 4.1蓝牙技术概况 蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2.4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz,k=0,1,2,…,78)ism频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术,通信速率为1mbit/s,实际有效速率最高可达721kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mw;当发射功率为100mw时,通信距离可达100m,可以满足数字化家庭的需要。 4.2蓝牙模块 rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。 4.3主,从设备硬件组成 蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成,从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,mac地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。 将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制。 5 结束语 随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。 更多论文请到文秘杂烩网 采纳哦

无人机对水利部门的影响研究论文

无人机在水利工程测量中的应用分析

无人机的应用,均可以实现对工程建设和管理的低空遥感,完成对工程的快速测绘及信息监测。 那么无人机在水利工程测量中的应用是怎样的?

众所周知,水利工程是重要的基础设施工程,对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段,随着科技的发展,水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面,现代科技的应用,极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用,凭借自身的机动灵活性,快速获取数据,贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。

我国有面积广阔的季风气候区,海陆热力性质的巨大差异,形成了我国降水时空分布的不均匀性,旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善,水利信息化水平的不断提高,结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛,为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析,提高了工程决策的科学性。近年来,随着无人机的使用,起降方式机动灵活,自主飞行,低空循迹,快速获得数据资料,尤其是无人机中的相关设备,能够对于航空影像和工程数据进行收集,有利于三维模型的构建,为工程的科学决策奠定了基础。

一、无人机在水利工程中的应用

(一)无人机在水利工程中的应用范围

在水利工程行业内,工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关,而无人机的应用,均可以实现对工程建设和管理的低空遥感,完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点,而无人机的监测也具有灵活性强,分辨率高的优点,再配合以先进的空间信息技术和GPS技术,能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。

(二)无人机在水利工程中的应用分析

1.无人机在水利工程测绘中的具体应用

普通航空摄影也可以用于工程测绘,但是由于缺乏灵活性,对于云下图像的获取难度也很大,卫星遥感时效性不高,分辨率低,为此,在水利工程的测绘实践中,往往需要重复测绘,工作效率不高。随着无人机的使用,在机体上荷载数据遥感设备,借助于遥感数据处理系统,并与3S技术有机结合,能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用,可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面,通过无人机技术的使用,无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成,从而对工程不同区域内水域的状况进行分析,为科学决策提供有效信息。

2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用

我国水资源储量丰富,流域众多,河流面积广,对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用,能够实现对水域变化的动态监测,掌握基本的.水域基础数据,为水域的调查和统计奠定基础,并逐步实现水域管理的信息化,为水利管理的现代化铺平道路[1]。

3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用

随着经济的发展,在各种因素的共同作用下,我国水土流失的问题日趋严重,甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设,对流域内水土流失情况进行统计,人工处理方法费时费力,准确性不高。随着无人机技术的应用,根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像,能够对水土流失问题进行分析,并制定合理的改善策略,确保水利工程的可持续发展。

二、无人机在水利工程测量中的有效运用

(一)概述

无人机技术在水利工程测量中的具体应用,主要涉及无人机低空摄影测量系统,测量系统要想正常发挥功能,就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。

无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用,尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面,无人机技术有着重要的应用。值得一提的是,无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中,需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计,确保应用效果[3]。

(二)作业方案

本文以某水利工程的测绘工作为例,对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中,无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时,将其划分成7个架次。在测绘过程中,平面控制网布设了四等GPS网,GPS标石点共埋设了24个,并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制,本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点,区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案,航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展,像控点的位置也至关重要,为此,一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中,通过GPS-RTK方式对像控点进行联测,确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于0.02m[4],并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。

在本次的航空摄影中,无人机航空摄影分别实施了7个架次,航摄仪型号为Canon 5D Mark II,最终确定的地面分辨率为17cm,地面数据采集采用的是VirtuoZo NT 3.5,并借助CASS9.1软件形成最终的测绘图,输出结果,具体的工作流程如下图1所示。

(三)具体实施的相关内容

无人机在水利工程测量的具体应用过程中,主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量,采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量,累计航线36条,拍摄照片3383张。拍摄焦距0.035mm,绝对高度1200米,基线距离190m,航线距离 528m,平均分辨率为0.16,航向重叠度为68.58%,旁向重叠度为41.65%。根据相关的统计,误差均符合相关要求,表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量,在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下,对空中三角测量进行加密,加密软件为Inpho,为了保证工作效率,本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示,空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中,自带平差结算功能,能够对区域网平差进行计算,提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度,需要改正航片畸变,设置信息文件和相机文件,做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作,同时还要做好必要的质量检查工作。

结语:

随着我国经济的发展,科技的进步,越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施,是一项利国利民的工程,需要不断引入先进的科技成果,提高自身的建设质量。为此,将无人机应用于水利工程测量的实践中,在提高测量精度的同时,对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。是怎样的?

众所周知,水利工程是重要的基础设施工程,对于促进经济发展和社会进步具有重要意义。现阶段,随着科技的发展,水利工程的建设也日趋现代化。尤其是在水利工程测量方面,现代科技的应用,极大地提高了工程测量的效率和质量。尤其是无人机的使用,凭借自身的机动灵活性,快速获取数据,贡献巨大。本文主要探讨了无人机在水利工程测量中的应用。

我国有面积广阔的季风气候区,海陆热力性质的巨大差异,形成了我国降水时空分布的不均匀性,旱涝灾害频发。随着我国水利基础设施的完善,水利信息化水平的不断提高,结合了先进的空间技术、通信技术等先进技术的信息化测绘技术在水利工程测量的实践中应用日趋广泛,为水利工程的设计和施工提供了精确、直观的数据分析,提高了工程决策的科学性。近年来,随着无人机的使用,起降方式机动灵活,自主飞行,低空循迹,快速获得数据资料,尤其是无人机中的相关设备,能够对于航空影像和工程数据进行收集,有利于三维模型的构建,为工程的科学决策奠定了基础。

一、无人机在水利工程中的应用

(一)无人机在水利工程中的应用范围

在水利工程行业内,工程建设与管理与工程建设环境评价和安全监测息息相关,而无人机的应用,均可以实现对工程建设和管理的低空遥感,完成对工程的快速测绘及信息监测。由于 工程监测具有数据分辨率高、实施快速的特点,而无人机的监测也具有灵活性强,分辨率高的优点,再配合以先进的空间信息技术和GPS技术,能够为水利工程的建设和科学决策提供科学的数据基础。

(二)无人机在水利工程中的应用分析

1.无人机在水利工程测绘中的具体应用

普通航空摄影也可以用于工程测绘,但是由于缺乏灵活性,对于云下图像的获取难度也很大,卫星遥感时效性不高,分辨率低,为此,在水利工程的测绘实践中,往往需要重复测绘,工作效率不高。随着无人机的使用,在机体上荷载数据遥感设备,借助于遥感数据处理系统,并与3S技术有机结合,能够对目标进行有效的观测和数据处理。通过无人机技术的使用,可以实现对目标的实时数据收集和快速处理。另一方面,通过无人机技术的使用,无人机遥感图像技术能够将不同时段的监测图像进行假彩色合成,从而对工程不同区域内水域的状况进行分析,为科学决策提供有效信息。

2.无人机在水利工动态监测和水域环境监测中的具体应用

我国水资源储量丰富,流域众多,河流面积广,对经济发展产生了重要影响。通过无人机技术的使用,能够实现对水域变化的动态监测,掌握基本的水域基础数据,为水域的调查和统计奠定基础,并逐步实现水域管理的信息化,为水利管理的现代化铺平道路[1]。

3.无人机在水利工程水土保持中的具体应用

随着经济的发展,在各种因素的共同作用下,我国水土流失的问题日趋严重,甚至成为了最主要的环境问题之一。尤其是水利工程的建设,对流域内水土流失情况进行统计,人工处理方法费时费力,准确性不高。随着无人机技术的应用,根据土壤侵蚀定量来对水土保持进行研究。通过获取的遥感图像,能够对水土流失问题进行分析,并制定合理的改善策略,确保水利工程的可持续发展。

二、无人机在水利工程测量中的有效运用

(一)概述

无人机技术在水利工程测量中的具体应用,主要涉及无人机低空摄影测量系统,测量系统要想正常发挥功能,就必须保证飞行平台、飞行导航与控制系统、数码摄像设备、数据传输、地面监控、发射与回收、地面保障设备等系统均处于正常工作状态[2]。

无人机低空摄影测量系统有着广泛的实践应用,尤其是在土地利用动态监测、地质灾害勘察、矿产资源勘探、海洋资源勘察、环境监测等方面,无人机技术有着重要的应用。值得一提的是,无人机在水利工程测量中也有着广泛的应用。在应用过程中,需要根据地面分辨率、航摄范围、时间、航线布设及影像重叠度等进行设计,确保应用效果[3]。

(二)作业方案

本文以某水利工程的测绘工作为例,对无人机技术在水利工程测量中的应用方案进行了探讨。在本次测绘任务中,无人机低空摄影测量系统在设计测绘任务时,将其划分成7个架次。在测绘过程中,平面控制网布设了四等GPS网,GPS标石点共埋设了24个,并需要对3个国家三角点进行联测。关于高程控制,本次测绘工作所采用的是四、五等集合水准测量测量成果。关于像控点,区域网布设方案是非常适合本次测量工作实践的设计方案,航向相邻两个像控点之间的跨度控制在8-12条基线之间。为了保证测绘工作顺利开展,像控点的位置也至关重要,为此,一般选择在航向及旁向六片或五片的重叠范围内。在实际测量工作中,通过GPS-RTK方式对像控点进行联测,确定其三维坐标。数据采集的条件为固定解状态HRMS和VRMS均不高于0.02m[4],并以两次测量值的平均值作为最终测量结果。

在本次的航空摄影中,无人机航空摄影分别实施了7个架次,航摄仪型号为Canon 5D Mark II,最终确定的地面分辨率为17cm,地面数据采集采用的是VirtuoZo NT 3.5,并借助CASS9.1软件形成最终的测绘图,输出结果,具体的工作流程如下图1所示。

(三)具体实施的相关内容

无人机在水利工程测量的具体应用过程中,主要对工程进行了低空摄影测量、空中三角测量。关于低空摄影测量,采用Canon 5D Mark II航摄仪对水利工程进行测量,累计航线36条,拍摄照片3383张。拍摄焦距0.035mm,绝对高度1200米,基线距离190m,航线距离 528m,平均分辨率为0.16,航向重叠度为68.58%,旁向重叠度为41.65%。根据相关的统计,误差均符合相关要求,表明无人机航摄的质量均符合各项指标。关于空中三角测量,在VirtuoZo数字化摄影测量工作站下,对空中三角测量进行加密,加密软件为Inpho,为了保证工作效率,本次测量所采用的加密方法为分区加密。加密流程如2所示,空三加密点是由计算机自动匹配的[5]。在Inpho软件中,自带平差结算功能,能够对区域网平差进行计算,提高测量精度[6]。为了保证检测的精确度,需要改正航片畸变,设置信息文件和相机文件,做好像点匹配、航带连接和外业像控点的平差处理等工作,同时还要做好必要的质量检查工作。

结语:

随着我国经济的发展,科技的进步,越来越多的科技成果将被应用于实践。在水利工程作为我国重要的基础设施,是一项利国利民的工程,需要不断引入先进的科技成果,提高自身的建设质量。为此,将无人机应用于水利工程测量的实践中,在提高测量精度的同时,对于促进水利工程的可持续发展具有重要意义。

浅谈水利堤防管理论文篇二 水利堤防工程管理的关键点 摘要:水利工程建设可以有效保证人们的正常生活,直接促进我国的经济发展,本文笔者从近年来的施工经验出发,探讨水利堤防工程施工管理的关键点,力求不断促进我国水利工程的进步。 关键词:水利堤防;功臣管理;关键点 中图分类号:TL372文献标识码: A 引言 堤防建设是我国防洪工程体系的重要组成部分,随着各种基础建设的迅速发展,我国很多地区受到洪水肆虐的威胁,而这些地区必须要有高质量的防洪设施来保护当地经济的发展。水利工程中,土方建筑主要用于修筑渠堤、堤防、土石围堰、土石坝等建筑物。要求根据地形、土料性质、土层分布、工程性质、质量要求、工期、工程量、运距、机械性能等,合理布置施工场地、道路,选择机型、机械数量,各工序衔接配套,保证工程质量,高效率、低成本地组织施工。土方填筑的质量好坏直接影响着它对洪水的防御效果。所以在实际施工中要加强土方填筑的施工质量控制,严格按照工程质量要求进行施工,确保水利工程高质量、高效率地完成。 1、水利堤防工程管理的意义 我国地域辽阔,江河湖泊众多,水资源非常丰富。由于我国位于太平洋西海岸,季风气候明显,因而一到夏天,降水量骤增。如果不及时做好 雨水 排泄工作,部分城市、乡村,特别是深圳、浙江、上海等沿海省市都将会出现不同程度的水淹情况,不但会造成交通道路堵塞,还会影响人们正常生活。因此,兴修水利堤防工程与完善堤防工程管理工作特别重要,它是健全国家基础设施、完善城乡运营体系的根本所在。现在,我国已将堤防工程的建设与管理工作纳入到防洪体系中,并使其处于核心地位。纵观我国水利地方工程管理发展,自20个世纪90年代以来,我国政府投入了大量人力与物力去支持堤防工程建设。在这十几年的不断建设和发展中,取得了良好成绩。我国“十五”水利发展重点专项规划中指出,截至到2001年,我国累计加固新修堤防就已达260000km。由此可见,堤防工程的快速发展以及堤防工程管理方式的不断创新,大大提高了我国应对洪涝灾害的能力,有效保障农业经济的发展,确保了人们的生活质量。虽然如此,水利堤防工程管理中还是存在一些问题,像是堤防管理制度不健全、堤防工程建设费用分配不合理等,这些都严重阻碍了水利堤防工程管理工作的进程,给我国经济发展和人们生命安全埋下了一定隐患。所以,必须加强管理水利堤防工程建设。通过采取一定的措施,从制度、费用、人员等方面着手,全方位地改善堤防工程管理方式,提高堤防工程管理能力,使堤防工程能够充分发挥防洪作用,进而实现社会经济和水资源利用的和谐发展。 2、水利堤防工程管理要点分析 2.1、搞好施工前的准备工作 在水利水电工程施工以前,我们首先要考虑的是如何把前期准备工作做好,也就是确定清楚的施工方案,以及明确的施工程序,并且以此作为施工依据来开展后面的建设工作。水利堤防工程与其他建筑项目相同,在建设程序上也是由建议书、设计招投标、项目实施、可行性研究报告、竣工验收、施工招投标等诸多环节组成的。除此之外,相关负责人一定要采取一定措施,办好各种手续,从而能够使工程项目在枯水季节得以施工。 2.2、做好施工方的选择工作 从一定程度上来看,施工单位的质量会极大地影响建设工程的质量。所以,我们一定要认真地筛选合适的施工人员。具体地,在施工以前,我们在做好项目招标工作时,一定要严格地按照国家有关施工方的招标文件来开展,力求以公平、公正、公开为原则,惟有这样,才能保证我们选出的施工方,是能够达到相关方的要求的,同时确保施工方的主要人员有一定的实力,较为丰富的施工经验和比较好的信誉。此外,在我们审查施工单位的施工资格时,一定要对其参建人员进行审查,以保证其实际数量和投标所报出来的数量是基本一致的。 另外,值得一提的是要加强对其中的项目经理和技术人员、主要负责人的资格审查。除此之外,监理人员也可以对施工建设起到一定的作用,其综合素质的高低,将会直接对水利提防工程的施工进度、工程质量及安全起到一定的作用。为此,从这一角度来看,我们一定要选择有良好信誉,较强的施工经验,以及较高的施工技术的监理单位。与此同时,还要加强对实际到场的监理人员的管理工作,以保证施工人员数以及所有的施工人员的综合素质都能达到要求。最为基本的,就是监理人员一定要有相应的资质,以及一定的敬业精神与素养。 2.3、深化堤防工程管理单位的内部改革 要做好水利堤防工程的管理工作,就要切实加强堤防管理单位的内部改革,即加强对内部管理人员的管理。加强对人的管理可以从2个方面入手。第一,要注视人的主体作用,以人为本,注重人的价值。这就需要管理人员要关心每一位员工,重视每一位员工的工作价值以及工作情感。使员工在工作过程中充满自信以及快乐,这样就能充分调动员工的工作积极性,使人力资源得到充分发挥。第二,要实行一定的内部机制,激发员工的主动性与积极性。各水利堤防工程管理的基层单位领导也应该对其制定出一系列制度,对其责任、权利以及义务都做出明确规定,使其规范自身行为,为单位的长远发展带来不竭动力。在管理人员的录用、升职过程中也要严格按照程序走。管理人员除了十分优秀的或者上级调派的之外,其他都需要从下至上进行选拔,要考核其表现、能力、素质等各个方面,采取公开、公正、公平的选拔 方法 ,选出表现好、能力强、素质高的职工。在实际工作中,要对其进行监督,如果出现问题,就解除合作关系,如果其表现优秀则可以继续聘用。另外,要根据个人工作质量以及工作强度,灵活多变的发放工资,基本参照多劳多得的原则,还可适当引进绩效评估机制,将员工实际利益与工资水平联系在一起,切实带动员工的工作积极性。 2.3、做好技术管理 2.3.1、堤坝防渗加固 高压填充式灌浆主要用于堤基基础灌浆,亦用于堤身蚁穴、溶洞的填充。用于基础灌浆时,须用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔,孔距1.5~2.0m,孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜。灌浆时压力一般为127.40~166.60kPa,套管下到填土层保证堤身干燥,基础部分砂砾层灌入水泥浆,然后逐步提升到土层,以黄泥浆封孔。这种灌浆法主要用于治理因基础不良而引起的管涌。用于填充蚁穴、溶洞时,灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆,形成包围圈,然后进行填充,则填满为止。 2.3.2、土方填筑 填筑地面不平整时,铺设时不能顺着起伏坡度填补,要由下而上的水平填补,堤防横断面上的坡度不能太陡,一般不大于1∶5;分段作业面的长度要大于100m左右(如果人工施工多,可以适当剪短);施工中,铺土和压实工序中不能有界沟出现,施工时应该分层统一进行,以免影响施工质量;在软土施工中,不能先筑堤身后压载,需要同时对两者进行统一分层填筑;相邻施工段的作业面要平整、均衡上升,如果出现不可避免的高差,需要利用阶梯式面进行过渡;铺土工序中,如果由于某种原因土料表层干裂时,在进行压实工作前,要进行洒水。 3、结语 在我国大搞经济建设和实施水利建设的同时。根据我国的水利工程建设的特点为工期长、跨度大、涉及范围广等。所以,总的来看,其管理工作相对是比较复杂的,具有较强的综合性,而如果我们加强对其管理,就可以使施工质量有保障,同时可以提升工程的经济效益。所以,从这一点来看,在实际的施工过程中,我们一定要以施工单位选取、原材料管理、安全生产管理等各方面为切入点,对各个施工环节加强管理,从而达到工程质量和效益最大化的双赢目标。 参考文献 [1]沈丽辉.水利堤防工程管理的关键点[J].北京农业,2014,09:221. [2]刘增进,张建伟,张俊霞.堤防工程管理信息系统建设的必要性分析[J].人民黄河,2010,05:14-15. [3]薛广军.堤防工程管理研究分析[J].黑龙江科技信息,2013,32:206. [4]丁留谦,孙东亚.堤防工程中几个关键研究课题[J].水利发展研究,2002,12:59-62. 看了“浅谈水利堤防管理论文”的人还看: 1. 水利堤防工程管理论文 2. 水利堤防工程管理论文(2) 3. 浅谈水利水电工程论文 4. 水利水电工程管理论文 5. 浅谈水利施工中水闸施工的管理措施论文

无人驾驶汽车的模糊控制研究论文

现代汽车制动系统的发展趋势从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面,包括制动控制的理论和方法,以及采用新的技术。一.制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力,这时的车辆的质量比较小,速度比较低,机械制动虽已满足车辆制动的需要,但随着汽车自质量的增加,助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时,开始出现真空助力装置。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器,并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车,该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。随着科学技术的发展及汽车工业的发展,尤其是军用车辆及军用技术的发展,车辆制动有了新的突破,液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代,液压助力制动器才成为现实。20世纪80年代后期,随着电子技术的发展,世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体,是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分:传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数,如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置,控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后,给压力调节器发出指令。1936年,博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器;1971年,克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限,可靠性不够理想,且成本高。1979年,默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现,以及电子信息处理技术的高速发展,ABS以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份,世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规,使ABS成为汽车的标准设备。二.制动控制系统的现状当考虑基本的制动功能量,液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后,传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言,增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。传统的制动控制系统只做一样事情,即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时,主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路,并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。目前,车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品,并在各种车辆上得到了广泛的应用,但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用,但是其调试比较困难,不同的车辆需要不同的匹配技术,在许多不同的道路上加以验证;从理论上来说,整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上,并未达到最佳的制动效果。另外,由于编制逻辑门限ABS有许多局限性,所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS,它是以连续量控制形式,使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率,理论上是一种理想的ABS控制系统滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率,另一个难点是车辆速度的测量问题,它应是低成本可靠的技术,并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的ABS而言,控制精度并不是十分突出的问题,并且达到高精度的控制也比较困难;因为路面及车辆运动状态的变化很大,多种干扰影响较大,所以重要的问题在于控制的稳定性,即系统鲁棒性,应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性,否则会导致人身伤亡及车辆损坏。因此,发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在,多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外,增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统,是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制,与系统的模型无关,具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性,但调整控制参数比较困难,无理论而言,基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言,控制规律有一定的规律。另外,也有采用其它的控制方法,如基于状态空门及线性反馈理论的方法,模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上,通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和PID结合起来,兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度,能达到很好的控制效果。车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在汽车起动或加速时,因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时,车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定,车轮切向力也减少,影响加速性能。由此看出,防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率,所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。ASR是ABS的逻辑和功能扩展。ABS在增加了ASR功能后,主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统,来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件,两者共存一体,发展成为ABS/ASR系统。目前,ABS/ASR已在欧洲新载货车中普遍使用,并且欧共体法规EEC/71/320已强制性规定在总质量大于3.5t的某些载货车上使用,重型车是首先装用的。然而ABS/ASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用,并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性,但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能,同时可进行制动强度的控制。ABS只有在极端情况下(车轮完全抱死)才会控制制动,在部分制动时,电子制动使可控制单个制动缸压力,因此反应时间缩短,确保在任一瞬间得到正确的制动压力。近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇。德国自20世纪80年代以来率先发展了ABS/ASR系统并投入市场,在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列。德国博世公司在1993年与斯堪尼公司联合首次在Scania牵引车及挂车上装用了EBS。然而EBS是全新的系统,它有很大的潜力,必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。三.制动控制系统的发展今天,ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能;另一方面是采用优化控制理论,实施伺服控制和高精度控制。在第一方面,ABS功能的扩充除ASR外,同时把悬架和转向控制扩展进来,使ABS不仅仅是防抱死系统,而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展,将产生电子控制系统之间的联系网络,从而产生一些新的功能,如:采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率;在制动过程中,通过输入一个驱动命令给电子悬架系统,能防止车辆的俯仰。在第二个方面,一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术,已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS),这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来,并不是一个简单的问题。除技术外,系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。经过了一百多年的发展,汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子,特别是大规模、超大规模集成电路的发展,汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西-海斯(K-H)公司在一辆实验车上安装了一种电-液(EH)制动系统,该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用4个比例阀和电力电子控制装置,K-H公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况,而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力,从而使制动距离缩短5%。一种完全无油液、完全的电路制动BBW(Brake-By-Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史四.全电路制动(BBW)BBW是未来制动控制系统的L发展方向。全电制动不同于传统的制动系统,因为其传递的是电,而不是液压油或压缩空气,可以省略许多管路和传感器,缩短制动反应时间。全电制动的结构如图2所示。其主要包含以下部分:a)电制动器。其结构和液压制动器基本类似,有盘式和鼓式两种,作动器是电动机;b)电制动控制单元(ECU)。接收制动踏板发出的信号,控制制动器制动;接收驻车制动信号,控制驻车制动;接收车轮传感器信号,识别车轮是否抱死、打滑等,控制车轮制动力,实现防抱死和驱动防滑。由于各种控制系统如卫星定位、导航系统,自动变速系统,无级转向系统,悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成,所以ECU还得兼顾这些系统的控制;c)轮速传感器。准确、可靠、及时地获得车轮的速度;d)线束。给系统传递能源和电控制信号;e)电源。为整个电制动系统提供能源。与其他系统共用。可以是各种电源,也包括再生能源。从结构上可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点:a)整个制动系统结构简单,省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置。液压阀、复杂的管路系统等部件,使整车质量降低;b)制动响应时间短,提高制动性能;c)无制动液,维护简单;d)系统总成制造、装配、测试简单快捷,制动分总成为模块化结构;e)采用电线连接,系统耐久性能良好;f)易于改进,稍加改进就可以增加各种电控制功能。全电制动控制系统是一个全新的系统,给制动控制系统带来了巨大的变革,为将来的车辆智能控制提供条件。但是,要想全面推广,还有不少问题需要解决:首先是驱动能源问题。采用全电路制动控制系统,需要较多的能源,一个盘式制动器大约需要1kW的驱动能量。目前车辆12V电力系统提供不了这么大的能量,因此,将来车辆动力系统采用高压电,加大能源供应,可以满足制动能量要求,同时需要解决高电压带来的安全问题。其次是控制系统失效处理。全电制动控制系统面临的一个难题是制动失效的处理。因为不存在独立的主动备用制动系统,因此需要一个备用系统保证制动安全,不论是ECU元件失效,传感器失效还是制动器本身、线束失效,都能保证制动的基本性能。实现全电制动控制的一个关键技术是系统失效时的信息交流协议,如TTP/C。系统一旦出现故障,立即发出信息,确保信息传递符合法规最适合的方法是多重通道分时区(TDMA),它可以保证不出现不可预测的信息滞后。TTP/C协议是根据TDMA制定的。第三是抗干扰处理。车辆在运行过程中会有各种干扰信号,如何消除这些干扰信号造成的影响,目前存在多种抗干扰控制系统,基本上分为两种:即对称式和非对称式抗干扰控制系统。对称式抗干扰控制系统是用两个相同的CPU和同样的计算程序处理制动信号。非对称式抗干扰控制系统是用两个不同的CPU和不一样的计算程序处理制动信号。两种方法各有优缺点。另外,电制动控制系统的软件和硬件如何实现模块化,以适应不同种类的车型需要;如何实现底盘的模块化,是一个重要的难题。只有将制动、转向、悬架、导航等系统综合考虑进来,从算法上模块化,建立数据总线系统,才能以最低的成本获得最好的控制系统。电制动控制系统首先用在混合动力制动系统车辆上,采用液压制动和电制动两种制动系统。这种混合制动系统是全电制动系统的过渡方案。由于两套制动系统共存,使结构复杂,成本偏高。随着技术的进步,上述的各种问题会逐步得到解决,全电制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统。图3是这种全电制动控制系统的配置方案。五.结论综上所述,现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性,将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时,随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展,电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统,未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统,各种控制单元集中在一个ECU中,并将逐渐代替常规的控制系统,实现车辆控制的智能化。但是,汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引,各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。同时需要各种国际及国内的相关法规的健全,这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。汽车安全的发展历程如今,汽车安全已经成为各大汽车厂商必修的功课,从只说安全的VOLVO到“为了所有人安全”的本田汽车,汽车安全成为汽车厂商宣传的核心主题之一,那么,我们现在回头看看,到底谁才是真正开创汽车安全的鼻祖呢?在讲述ESP、安全带、安全气囊甚至G-CON车身之前,让我们再来看看汽车安全的发展历史,从历史来看,汽车安全在汽车发明之后的50年左右才被逐步重视起来,这次我们必须仍然要感谢汽车的鼻祖戴姆勒-奔驰汽车,我们还要记住被称为安全之父的一个人——巴恩伊(Béla Barényi)。安全车身1939年8月1日,巴恩伊第一次来到位于斯图加特市郊辛德芬根的戴姆勒-奔驰公司上班。这位年轻人由此开始了改写了汽车发展史的伟大历程,因为后来出现的许多安全设计理念和技术都与他的发明息息相关。而在此前,这位脾气急躁的天才设计师却总窝在一间木板房里进行着各种新技术的研发。早在40年代,他就开始注意到汽车的车身设计是决定汽车被动安全的关键,他创造性地提出特别设计转向系统、转向柱、方向盘、底盘以及车身,以确保车内驾乘人员的安全性。他说:“未来汽车上的转向系、转向柱、方向盘、底盘和车身一定会与目前的有所不同。”从1939年8月起,巴恩伊就在一个96平方米大小的木棚房里开始了他的设计研发工作。作为当今汽车安全车身技术的基础,巴恩伊在他的“Terracruiser”(1945)和“Concadoro”(1946)的新车方案中率先提出了他对被动安全的设想和未来车身的设计结合在一起思想。其中,六座的“Terracruiser”在车身中部设计了异常坚固的乘坐舱,并且前面和后面分别与塑性变形碰撞缓冲区弹性连接,它们在事故发生时能吸收碰撞所产生的动力能量。类似的安全特性在三座的“Concadoro”上也有所体现。“Concadoro”车身采用三厢结构设计,单排的座椅使得驾驶舱可以前后调整。此外,设计方案已经有了带挡板的方向盘和安全转向柱。而这个时候,汽车巨子丰田汽车尚未诞生,本田汽车仍然在专注于它的摩托车技术。安全带安全带的发明和使用是当今汽车安全的专家VOLVO,早在上世纪40年代,VOLVO汽车的安全设计也开始启程,20世纪40年代,VOLVO在PV444型车上配置了诸如胶合挡风玻璃和安全车厢的框架机构等创新配置,这种设计和奔驰的巴恩伊在轿厢安全设计理念如出一辙。1959年,VOLVO推出了由尼尔斯·波哈林发明的三点式安全带,从此改变了整个汽车世界。VOLVO于1962年荣获第一个安全奖,以后类似奖项就接踵而来。1970年,VOLVO开始在轿车上装备儿童安全座椅,1987年VOLVO又首先在轿车上装备了安全气囊。安全气囊随着汽车工业的发展,近年来安全气囊几乎成了各个汽车厂商轿车的标准配备了,保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。几乎同时,这种系统的原理图也绘制了出来。1953年8月,美国人约翰.赫特里特首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”,并在美国获得了“汽车缓冲安全装置”专利。但是真正实现安全气囊的商用仍然是汽车安全的始祖戴姆勒奔驰,由于当时技术水平的限制,还不能把这种想法或专利付诸实现。到了1980年,奔驰公司开始实现这种设想,它在自己生产的部分汽车上安装了安全气囊。而从1985年起,在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。随后,又出现了第一个保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊。ABS和ESPABS技术是英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利,早在20世纪30年代,ABS就已经在铁路机车的制动系统中应用,目的是防止车化在制动过程中抱死,导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。1936年德国博世公司取得了ABS专利权。它是由装在车轮上的电磁式转速传感器和控制液压的电磁阀组成,使用开关方法对制动压力进行控制。20世纪40年代末期,为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止车轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨耗,飞机制动系统开始采用ABS,并很快成为飞机的标准装备。20世纪50年代防抱制动系统开始应用于汽车工业。1951年Goodyear航空公司装于载重车上;1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置。1978年ABS系统有了突破性发展。博世公司与奔驰公司合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的ABS系统,并批量装于奔驰轿车上。由于微处理器的引入,使ABS系统开始具有了智能,从而奠定了ABS系统的基础和基本模式。90年代初期,在当今炙手可热的ESP开始被博世汽车发明出来,但是第一款安装了ESP的轿车仍然是奔驰的产品-A级车。所以,汽车安全几乎是来自各个工业领域的积累,无论是VOLVO还是奔驰,都是这个领域内实现商用化的先锋,特别是汽车鼻祖奔驰,综合来说,作为安全带的开山鼻祖,VOLVO的安全的确让人称道,还有一贯对安全电子系统专注不止的博世汽车零部件公司,但是值得注意的是,从汽车安全车身设计理念到ABS/ESP、安全气囊的大规模商用,奔驰汽车一直走在其它汽车公司之前。梅赛德斯-奔驰自1900年生产出世界上第一台现代汽车以来,一直引领着整个汽车行业的发展,特别在汽车安全领域,ABS、ESP、安全带、安全气囊、碰撞测试等现代汽车的安全基础要素几乎都是由梅赛德斯-奔驰首创或率先使用的。

汽车论文参考文献

在日常学习和工作中,许多人都有过写论文的经历,对论文都不陌生吧,论文是学术界进行成果交流的工具。写起论文来就毫无头绪?以下是我整理的汽车论文参考文献,欢迎大家分享。

1、汽车AMT控制系统及离合器模糊控制方法的研究 重庆交通学院 2004 中国优秀硕士学位论文全文数据库

2、中国汽车零部件行业发展模式研究 吉林大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

3、汽车行业一体化(质量、环境、职业健康安全)管理体系认证的研究 吉林大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

4、汽车驾驶员前方视野测量系统软件开发 吉林大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

5、合肥汽车客运总公司发展战略研究 合肥工业大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

6、哈尔滨成功汽车维修有限公司发展战略案例 哈尔滨工程大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

7、汽车齿轮工艺的研究与应用 哈尔滨工程大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

8、我国汽车企业品牌竞争力研究 湖南大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

9、汽车造型中的张力和表现性研究 湖南大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

10、湖南汽车零部件产业发展研究 湖南大学 2007 中国优秀硕士学位论文全文数据库

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无人机自动控制技术论文参考文献

主要在工业机器人/机械臂领域,写一些本领域个人认为非常好的偏向总体概述和控制方向的资料,欢迎各位随时补充。综述类:综述类书籍的章节和内容设计偏向于教材,范围广,深度较浅,内容差别不大,看透1~2本即可。《机器人学导论》 John J Craig著,贠超 等译。综合类入门教材,从最基本的坐标变换讲起,内容涉及正/逆运动学、静力变换、操作臂动力学、轨迹规划、机械设计、控制等。《Robotics, vision and control fundamental algorithms in MATLAB》著名的Matlab 机器人工具箱Robotics Toolbox作者Peter Corke编写的机器人入门教材,书中的实例很多,都使用机器人工具箱编写,配合Matlab可以随看随试。PS:该工具箱不仅包含工业机器人的内容,还包括移动机器人,视觉等很多相关模块,并且配有非常详细互动式Demo。上面提到的《机器人学导论》Matlab编程习题部分就要求使用该工具箱来完成。

电力企业输电线路巡检工作中无人机的运用论文

在当前形势下,电力企业的体制改革已取得了一定的成效,供电服务范围进一步扩大,输电线路的分布也越来越广。由于各地区的自然环境具有一定的差异性,因此,采用人工方式对输电线路进行日常巡检已远远达不到要求。而采用无人机巡检可以在第一时间查明故障位置,且不会受到地形条件的影响,同时,还可以实现多角度、全方位的巡检,进而从整体上掌握输电线路的运行状况。可见,无人机的应用对于电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

1 无人机的研究设计分析

当前,在输电线路巡检中,应用最为广泛的是遥控直升机和四旋翼无人机。应用无人机对输电线路进行全方位的巡视,可以迅速、准确地判断故障的发生点,大大提高巡视工作的效率。从产生和自身结构来看,无人机是先进科学技术创新研究的产物,它的形成主要涉及以下几方面。

1.1 技术方面

遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局,一般可以携带图像采集和实时传输设备,在飞行过程中,可以将所“看”

到的各种信息通过传输设备及时传输到监控中心,从而大大提高输电设备巡视、检修工作的效率。四旋翼无人机的气动布局结构是 4 个旋翼相互对称分布。这种结构设置使其具有较高的起降能力。此外,四旋翼无人机还安装有减振云台和无线传输设备,在对输电线路进行巡检时,可以利用微型高分辨率的图像采集设备获得高清信息,并将所获信息及时传输到监控中心。

1.2 自身系统构成方面

遥控式无人机的构成主体是遥控直升机的本体。此外,遥控直升机还包括减振悬挂装置、信息采集和传输设备、地面图像的监视和操控系统等。四旋翼无人机主要由本体和地面监控站构成。

1.3 功能方面

1.3.1 无人机的功能分析应用遥控直升机巡检的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空,而后再利用信息采集设备对线路的图像信息进行实时采集和传输;应用四旋翼无人机巡检的工作流程是在地面站的引导下,根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。具体来说,分为以下几个步骤:①四旋翼无人机自主悬停于特定空间位置,而后再进行图像信息采集;②通过调节四旋翼的航向和减振云台,对图像采集设备、被检测设备的光学角度和距离进行合理调整,实现对输电线路设备图像的实时采集和传输;③根据人工操作的各项指令进行控制,而后沿输电线路进行飞行式观测和信息采集。

1.3.2 地面站的功能分析四旋翼无人机地面站的基本功能包括与四旋翼无人机协调进行遥控、遥测通信,对四旋翼无人机的图像信息采集位置的确定起引导作用,实时接收和整理分析无人机所获得的输电线路信息,实时操作、控制无人机的飞行状态和云台状态。

1.4 关键技术要点和创新点的分析

无人机巡检输电线路的关键技术要点和创新点主要包括以下几个:①四旋翼无人机具有自主悬停、自主导航飞行的特点,可以进行输电线路跳闸后的故障点查找,并在此基础上,构建一个完整的输电线路全过程立体式的巡检系统。②四旋翼无人机的另一个功能就是可以对输电线路起到防碰撞保护作用,用于输电线路的巡视和检测,同时,还可以对严重自然灾害下的输电线路起到保护作用,比如常见的大风、暴雨等。③地面实时监控技术和图像防抖降噪技术在输电线路巡检中的应用。无人机所配备的可见光视频可以在网络信息技术的作用下及时传输到监控中心。④对四旋翼无人机一体化设计和输电线路的快速检测系统进行优化,有效解决流线型机身的碳纤维制作工艺问题,进而解决锂电池的选型、旋翼的升力、电机的选型和空气动力等相关问题。⑤自主悬停和飞行控制系统具有自驾和手动两种工作模式。在自主悬停的状态下,无人机不仅可以通过地面站的高清录像检查线路,并保留手动模式,还可以按照既定的路线进行自主导航的飞行和巡检。

2 无人机的应用分析

2.1 实际应用效果

在输电线路的巡检中,应用无人机可以实现多角度、全方位的高空信息采集,有效降低架空输电线路巡检工作的强度,减少安全隐患,促进巡检效率和质量的提高,尤其是在恶劣的'环境中,比如在铁塔打滑时,无人机可以代替人工蹬杆和走线,进而保障了电网的安全、稳定运行。另外,应用无人机可以大大降低巡检工作的成本,为生产生活用电提供保障。

可见,无人机的应用对当前电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

2.2 无人机的发展前景

无人机的发展前景可以概括为以下几点:

①在高压输电线路中,可快速、准确地查找故障点,并对存在的可疑故障点进行高效、合理的巡检,是高压输电线路稳定运行的保障。

②在输电线路具体的某个路段或局部设备中,可以快速对故障进行巡检,成本低、效率高,具有较好的安全性和技术性。

③可以智能化定点悬停在输电线路金具和绝缘子的上方进行局部检测,操作简单,从而减少人工巡检的任务量和时间,尤其是在环境条件恶劣的输电线路中,无人机的优势更为明显。

④无人机所具有的陀螺稳定可见监视器和红外线成像仪设备不仅能够对输电线路起到录像和检测的作用,实现自动巡检,还能够有效解决地形巡视困难等问题,进一步降低人工巡检的潜在危险性,提高输电线路的运行质量。

3 总结

电力在现代社会发展中发挥着重要作用,是国民经济健康、稳定发展的保障。在科技的推动下,将无人机应用于输电线路巡检中,可以大大提高输电线路的运行效率和质量,并进一步提升其运行的可靠性和稳定性。因此,电力企业要加大对无人机的应用和研究力度,提升其实际应用效果。

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机器人领域必读的书籍还是不是那么多的,我只能说说自2007年以来,我看过的一部分机器人书籍或者paper,只能局限在机器人操作与抓取领域,并且偏学术领域。按照时间先后顺序:(1)《机器人技术基础》, 熊有伦 主编;推荐指数: ***特点:短小精悍使用方法:配合使用Craig的《机器人学》, Paul的《机器人操作手:数学、编程与控制》,蔡自兴的《机器人学》。这些书都有些历史了,简单的看一下,可以了解那个年代机器人的知识是怎么回事。(2) Jorge Angeles的《Fundamentals of robotic mechanical systems》,这个有对应的中文版,东北大学翻译的,如果没有记错。推荐指数:***特点:推理详实使用方法:配合使用黄真的《高等空间机构学》,Selig的《Geometric Fundamentals of Robotics》。(3)Matt Mason的《Mechanics of Robotic Manipulation》推荐指数:****特点:大巧不工使用方法:配合使用Matt Mason早期paper以及他和Salisbury合作的《Robot hands and the mechanics of manipulation》,以及Mark Cutkosky的博士论文《Robotic grasping and fine manipulation》(4)Richard M. Murray等人的《A Mathematical Introduction toRobotic Manipulation》(http://www.cds.caltech.edu/~murray/books/MLS/pdf/mls94-complete.pdf),这本书前后看了不少于10遍。初看比较晦涩难懂,语言不是很流畅的感觉,特别是中文版本。推荐指数:*****特点:优美使用方法:此书是整个80年代,90年代早期机器人操作与抓取领域集大成之作。数学优美,论证严谨。反复阅读此书及书中的所有参考文献,这本书的参考文献很大一部分是作者的paper,其他的文献也基本是各个领域的经典之作,参考文献一共就100多个。我当时着重补习了基本的动力学《Analytical Dynamics of Discrete Systems》。

  • 索引序列
  • 无人机油门控制研究论文
  • 机器人视觉控制研究论文
  • 无人机对水利部门的影响研究论文
  • 无人驾驶汽车的模糊控制研究论文
  • 无人机自动控制技术论文参考文献
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