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2023, 64(7):48-50.
摘要:
针对目前AGV研究中存在搬运空间受限及自适应能力差的问题，本文提出了一种潜入式无轨智能AGV的结构与控制系统的设计方案，并完成基于SLAM的自主导航功能的研究。本文设计的潜入式无轨智能AGV具有搬运高度低、无轨自动控制、可自主避障等优势，可广泛应用于武器、弹药的无人化装配与搬运，能够提高装备保障的智能化水平。
针对目前AGV研究中存在搬运空间受限及自适应能力差的问题，本文提出了一种潜入式无轨智能AGV的结构与控制系统的设计方案，并完成基于SLAM的自主导航功能的研究。本文设计的潜入式无轨智能AGV具有搬运高度低、无轨自动控制、可自主避障等优势，可广泛应用于武器、弹药的无人化装配与搬运，能够提高装备保障的智能化水平。
2023, 64(9):1-5.
摘要:
针对机器人动力学特性影响机器人的控制性能问题，本文在构建可辨识的工业机器人动力学参数模型的基础上进行线性化整合，采用加权的最小二乘法精确辨识动力学的参数，以实现对动力学模型的精确构建。首先，对推导的工业机器人动力学方程表达式的参数进行线性化整合，得到线性的可辨识参数模型；其次，根据机器人结构获取D-H表，利用工具箱得到待优化的参数集，设定傅里叶级数激励轨迹，并对其进行优化；再次，在不带负载的状况下，工业机器人执行激励轨迹，获取机器人各关节角度和力矩信号，并进行滤波处理；最后，通过使用加权的最小二乘法精确辨识机器人的模型参数，得到动力学最小惯性参数集的值。通过验证轨迹比较分析，可检验辨识后模型的正确性。本文通过辨识算法以精确辨识工业机器人的动力学参数，更加精确地构建机器人的动力学模型，以便解决其动力学特征对工业机器人控制特性产生的影响。
针对机器人动力学特性影响机器人的控制性能问题，本文在构建可辨识的工业机器人动力学参数模型的基础上进行线性化整合，采用加权的最小二乘法精确辨识动力学的参数，以实现对动力学模型的精确构建。首先，对推导的工业机器人动力学方程表达式的参数进行线性化整合，得到线性的可辨识参数模型；其次，根据机器人结构获取D-H表，利用工具箱得到待优化的参数集，设定傅里叶级数激励轨迹，并对其进行优化；再次，在不带负载的状况下，工业机器人执行激励轨迹，获取机器人各关节角度和力矩信号，并进行滤波处理；最后，通过使用加权的最小二乘法精确辨识机器人的模型参数，得到动力学最小惯性参数集的值。通过验证轨迹比较分析，可检验辨识后模型的正确性。本文通过辨识算法以精确辨识工业机器人的动力学参数，更加精确地构建机器人的动力学模型，以便解决其动力学特征对工业机器人控制特性产生的影响。
2024, 65(5):120-121, 125.
摘要:
海上风电是我国加快能源清洁低碳转型、构建新型电力系统的重要战略支撑。介绍了220 kV海上风电场升压站电气二次一种典型接线方式——内桥接线方式的保护配置，总结了其跳闸、远跳、启动失灵的关键回路，并提出了相关的运维风险管控措施，为今后类似工程的验收及部分设备的停电检修工作提供了参考。
海上风电是我国加快能源清洁低碳转型、构建新型电力系统的重要战略支撑。介绍了220 kV海上风电场升压站电气二次一种典型接线方式——内桥接线方式的保护配置，总结了其跳闸、远跳、启动失灵的关键回路，并提出了相关的运维风险管控措施，为今后类似工程的验收及部分设备的停电检修工作提供了参考。
2023, 64(7):13-15, 18.
摘要:
某钢厂从2019年起，在KR脱硫自动扒渣系统改进过程中，引进了基于深度学习的图像识别技术，代替人眼观察识别铁罐中渣量并手动扒渣的操作方式，实现了全自动扒渣控制模式，降低了操作工的劳动强度。
某钢厂从2019年起，在KR脱硫自动扒渣系统改进过程中，引进了基于深度学习的图像识别技术，代替人眼观察识别铁罐中渣量并手动扒渣的操作方式，实现了全自动扒渣控制模式，降低了操作工的劳动强度。
2023, 64(9):9-10, 13.
摘要:
针对变电站巡检工作难度大和效率低的问题，本文提出了一种基于蚁群算法的变电站巡检机器人全局路径规划方法。此方法利用蚁群算法模拟蚂蚁觅食过程，通过不断迭代寻优确定巡检机器人的最优路径。与传统的基于Dijkstra算法的路径规划方法相比，本文方法具有更高的搜索效率和更优质的解。
针对变电站巡检工作难度大和效率低的问题，本文提出了一种基于蚁群算法的变电站巡检机器人全局路径规划方法。此方法利用蚁群算法模拟蚂蚁觅食过程，通过不断迭代寻优确定巡检机器人的最优路径。与传统的基于Dijkstra算法的路径规划方法相比，本文方法具有更高的搜索效率和更优质的解。
2023, 64(7):120-122, 126.
摘要:
自磨机的电振给矿系统是一套非线性、受多因素影响的系统，其受调试延迟和惯性影响的复杂控制过程，给生产的正常稳定性带来很大影响。近年来，模糊控制算法应用日益增多且更加成熟，针对现场控制存在的各种问题，应制定专项的解决方案，并依次解决。将磨机给矿控制的各项理论研究应用到实际生产中，可提高设备运行效率，优化人员配置，打破技术瓶颈，提高自动控制水平。
自磨机的电振给矿系统是一套非线性、受多因素影响的系统，其受调试延迟和惯性影响的复杂控制过程，给生产的正常稳定性带来很大影响。近年来，模糊控制算法应用日益增多且更加成熟，针对现场控制存在的各种问题，应制定专项的解决方案，并依次解决。将磨机给矿控制的各项理论研究应用到实际生产中，可提高设备运行效率，优化人员配置，打破技术瓶颈，提高自动控制水平。
2023, 64(7):228-230.
摘要:
为提升调度发令过程各环节的信息安全与可靠交互，本文提出了一种通过区块链技术将调度操作的关键环节数据验证。首先，在操作指令审核确定后进行上链存证，再将操作指令发送给对应的调度对象，同时，区块链各节点也会自动同步到对应的上链信息；其次，各级调度对象在执行操作指令时，与本地的区块链节点中的操作指令进行一致性验证，验证通过后再执行后续操作；最后，在操作指令执行过程中将每一步的操作信息更新到区块链，形成一个连贯的执行与验证过程。
为提升调度发令过程各环节的信息安全与可靠交互，本文提出了一种通过区块链技术将调度操作的关键环节数据验证。首先，在操作指令审核确定后进行上链存证，再将操作指令发送给对应的调度对象，同时，区块链各节点也会自动同步到对应的上链信息；其次，各级调度对象在执行操作指令时，与本地的区块链节点中的操作指令进行一致性验证，验证通过后再执行后续操作；最后，在操作指令执行过程中将每一步的操作信息更新到区块链，形成一个连贯的执行与验证过程。
2023, 64(9):48-50.
摘要:
目前，火电厂煤场斗轮机的作业主要依靠司机就地操作，作业过程连续、劳动强度大、效率低，且存在登高风险、粉尘危害等不利因素。本文以某燃煤电厂门式斗轮机自动化改造为例，介绍了门式斗轮机自动控制系统的主要构成，分析了全自动堆取料的原理，详细说明了门式斗轮机自动化改造方案。经过研究和改造实施，提高了堆取煤效率，实现了煤场门式斗轮机无人值守。
目前，火电厂煤场斗轮机的作业主要依靠司机就地操作，作业过程连续、劳动强度大、效率低，且存在登高风险、粉尘危害等不利因素。本文以某燃煤电厂门式斗轮机自动化改造为例，介绍了门式斗轮机自动控制系统的主要构成，分析了全自动堆取料的原理，详细说明了门式斗轮机自动化改造方案。经过研究和改造实施，提高了堆取煤效率，实现了煤场门式斗轮机无人值守。
2025, 66(7):14-16.
摘要:
旨在提出一种基于PLC技术的轨道交通信号自动化控制系统设计方案，以提高城市轨道交通的运输效率和服务水平。通过构建包含数据采集与监控、信号控制与道岔管理、故障检测与应急响应三大模块的系统架构，并结合实际应用测试，结果显示该系统在信号切换延迟时间、列车定位精度、运行效率提升率等方面均表现出优异性能。研究证实，该系统不仅增强了轨道交通的安全性，也显著提升了运营效率。
旨在提出一种基于PLC技术的轨道交通信号自动化控制系统设计方案，以提高城市轨道交通的运输效率和服务水平。通过构建包含数据采集与监控、信号控制与道岔管理、故障检测与应急响应三大模块的系统架构，并结合实际应用测试，结果显示该系统在信号切换延迟时间、列车定位精度、运行效率提升率等方面均表现出优异性能。研究证实，该系统不仅增强了轨道交通的安全性，也显著提升了运营效率。
2023, 64(7):141-143, 146.
摘要:
某型航空发动机为保证飞机起飞安全，加力控制系统设计了起飞加力锁定功能。在加力起飞过程中，当发动机出现备份告警时，控制系统需保持发动机维持加力推力，保证起飞安全。本文详细分析了某型号发动机喷口加力调节器加力锁定与切断异常故障。通过机理分析准确地给出了故障原因判断方法和处置方法，并提出了相应的排故措施和保障建议，内容完整、逻辑清晰、观点明确、结论合理，具备较高的参考价值。
某型航空发动机为保证飞机起飞安全，加力控制系统设计了起飞加力锁定功能。在加力起飞过程中，当发动机出现备份告警时，控制系统需保持发动机维持加力推力，保证起飞安全。本文详细分析了某型号发动机喷口加力调节器加力锁定与切断异常故障。通过机理分析准确地给出了故障原因判断方法和处置方法，并提出了相应的排故措施和保障建议，内容完整、逻辑清晰、观点明确、结论合理，具备较高的参考价值。
2023, 64(7):185-187.
摘要:
本文以各种可燃物燃烧的火焰为检测对象，重点使用光谱检测法，结合光谱检测软件系统，运用光谱仪测量火焰，设计其硬件与软件测试环境，进而与已知光谱对比，不断改进实验仪器及方法，优化硬件及软件系统。
本文以各种可燃物燃烧的火焰为检测对象，重点使用光谱检测法，结合光谱检测软件系统，运用光谱仪测量火焰，设计其硬件与软件测试环境，进而与已知光谱对比，不断改进实验仪器及方法，优化硬件及软件系统。
12 VR技术助力人工智能教育
2023, 64(7):7-9, 12.
摘要:
为了响应《新一代人工智能发展规划》的号召，本文利用3DSMax建模技术、Unity虚拟现实技术，制作了“VR助力中小学人工智能教育”VR作品，园区内设置了编程乐园、AI乐园、资料科普3个馆，每个馆分成几个不同的学习室。中小学生在园区漫游参观，沉浸式、寓教于乐地学习计算机编程、人工智能技术，了解相关科普内容，既可以学习知识，又可以互动游戏，激发了用户的学习兴趣和热情，初步具备运用人工智能技术解决问题的技能，全面提高了全社会对人工智能的整体认知和应用水平。
为了响应《新一代人工智能发展规划》的号召，本文利用3DSMax建模技术、Unity虚拟现实技术，制作了“VR助力中小学人工智能教育”VR作品，园区内设置了编程乐园、AI乐园、资料科普3个馆，每个馆分成几个不同的学习室。中小学生在园区漫游参观，沉浸式、寓教于乐地学习计算机编程、人工智能技术，了解相关科普内容，既可以学习知识，又可以互动游戏，激发了用户的学习兴趣和热情，初步具备运用人工智能技术解决问题的技能，全面提高了全社会对人工智能的整体认知和应用水平。
2025, 66(7):40-43.
摘要:
以STM32H7单片机为控制核心，采用OpenMV机器视觉模块搭配舵机云台，组成了一种运动目标控制与自动追踪的系统，并通过5 V开关电源为系统提供稳定电流。运动目标控制系统采用OpenMV识别和锁定运动的红色光斑，搭配PWM控制算法控制云台的两个舵机转角，使得运动的红色光斑能在指定时间内实现复位和沿边移动功能。运动目标追踪系统选取OpenMV摄像模块截取和收集图像，并对采集的图像进行一系列数字信号处理，将处理后的图像信息传递给STM32H7单片机。单片机确定红色光斑的位置后，锁定红色光斑，使得控制绿色光斑的舵机旋转，确保绿色光斑能在规定时间内成功追踪到红色光斑，且控制两个光斑的中心距离在3 cm内，追踪成功后发出连续声光提示。
以STM32H7单片机为控制核心，采用OpenMV机器视觉模块搭配舵机云台，组成了一种运动目标控制与自动追踪的系统，并通过5 V开关电源为系统提供稳定电流。运动目标控制系统采用OpenMV识别和锁定运动的红色光斑，搭配PWM控制算法控制云台的两个舵机转角，使得运动的红色光斑能在指定时间内实现复位和沿边移动功能。运动目标追踪系统选取OpenMV摄像模块截取和收集图像，并对采集的图像进行一系列数字信号处理，将处理后的图像信息传递给STM32H7单片机。单片机确定红色光斑的位置后，锁定红色光斑，使得控制绿色光斑的舵机旋转，确保绿色光斑能在规定时间内成功追踪到红色光斑，且控制两个光斑的中心距离在3 cm内，追踪成功后发出连续声光提示。
2023, 64(5):183-185, 189.
摘要:
盾构机切削系统对于盾构机的施工效果有着决定性影响，刀盘刀具作为切削系统的重要组成部分，其状态直接影响盾构机的开挖效果，进而影响掘进速度。本文研究了适用于盾构机的不同方式滚刀磨损传感器的检测机理，并测试了磨损传感器的检测性能，总结并提出了适用于盾构机施工过程中的滚刀磨损传感器，为开发盾构机滚刀磨损状态监测系统提供理论和数据支撑，解决了复杂工况下滚刀磨损状态检测难题。
盾构机切削系统对于盾构机的施工效果有着决定性影响，刀盘刀具作为切削系统的重要组成部分，其状态直接影响盾构机的开挖效果，进而影响掘进速度。本文研究了适用于盾构机的不同方式滚刀磨损传感器的检测机理，并测试了磨损传感器的检测性能，总结并提出了适用于盾构机施工过程中的滚刀磨损传感器，为开发盾构机滚刀磨损状态监测系统提供理论和数据支撑，解决了复杂工况下滚刀磨损状态检测难题。
2024, 65(15):6-10.
摘要:
针对钢材表面缺陷检测任务中目标尺寸较小且形态多变，传统检测方法效率较低，通用算法也难以准确捕捉其特征信息等问题，提出基于YOLOv8的改进模型。利用可变形卷积替换部分标准卷积，使模型能更好地学习采样位置的偏移，适应表面缺陷的几何变换，从而提高检测精度；引入基于辅助边框的Inner-IoU损失函数，其能根据不同的检测任务自我调整比例因子，以控制辅助边界框的生成，适合处理形状多变的表面缺陷，提高模型泛化性。在基准数据集NEU-DET上的实验结果表明，与具有相同参数量的基线模型相比，改进后的模型的检测精度提高了2.3%，且优于其他对比算法。此外，在GC10-DET数据集上，与基线模型相比，其检测精度提高了4.0%，表明该模型具有良好的泛化性。
针对钢材表面缺陷检测任务中目标尺寸较小且形态多变，传统检测方法效率较低，通用算法也难以准确捕捉其特征信息等问题，提出基于YOLOv8的改进模型。利用可变形卷积替换部分标准卷积，使模型能更好地学习采样位置的偏移，适应表面缺陷的几何变换，从而提高检测精度；引入基于辅助边框的Inner-IoU损失函数，其能根据不同的检测任务自我调整比例因子，以控制辅助边界框的生成，适合处理形状多变的表面缺陷，提高模型泛化性。在基准数据集NEU-DET上的实验结果表明，与具有相同参数量的基线模型相比，改进后的模型的检测精度提高了2.3%，且优于其他对比算法。此外，在GC10-DET数据集上，与基线模型相比，其检测精度提高了4.0%，表明该模型具有良好的泛化性。
2023, 64(7):150-153.
摘要:
基于小井眼或固井间隙较小的油气井特殊环境，本文设计了一种管体外径较小，抗拉及抗压性能较好的无接箍直连型螺纹接头。首先，根据应用环境，确定了楔形螺纹接头的结构及齿顶过盈密封形式；其次，使用ANSYS有限元模拟分析在不同载荷包络线下螺纹接头的受力情况；最后，经过上卸扣试验、复合加载试验和失效试验评价了无接箍直连型螺纹接头性能。结果表明，通过使用ANSYS螺纹接头在不同受力下的情况进行有限元模拟分析，轴向载荷对螺纹接头最大接触压力影响较大，其中，拉伸载荷对螺纹接头齿形应力影响较大，最大接触压力越大，螺纹变形量也越大，螺纹变形量越大更容易造成螺纹密封泄漏内压对螺纹接头应力影响较大，温度和弯曲载荷对螺纹接头应力影响较小。经过试验验证，上卸扣测试接头无粘扣，密封测试无泄露，失效测试合格，螺纹接头满足使用要求。
基于小井眼或固井间隙较小的油气井特殊环境，本文设计了一种管体外径较小，抗拉及抗压性能较好的无接箍直连型螺纹接头。首先，根据应用环境，确定了楔形螺纹接头的结构及齿顶过盈密封形式；其次，使用ANSYS有限元模拟分析在不同载荷包络线下螺纹接头的受力情况；最后，经过上卸扣试验、复合加载试验和失效试验评价了无接箍直连型螺纹接头性能。结果表明，通过使用ANSYS螺纹接头在不同受力下的情况进行有限元模拟分析，轴向载荷对螺纹接头最大接触压力影响较大，其中，拉伸载荷对螺纹接头齿形应力影响较大，最大接触压力越大，螺纹变形量也越大，螺纹变形量越大更容易造成螺纹密封泄漏内压对螺纹接头应力影响较大，温度和弯曲载荷对螺纹接头应力影响较小。经过试验验证，上卸扣测试接头无粘扣，密封测试无泄露，失效测试合格，螺纹接头满足使用要求。
2023, 64(24):23-28.
摘要:
基于CaCO3/CaO可逆煅烧/碳酸化反应的热化学储热技术具有较高的放热温度(650～1 000 °C)和储热密度(3.2 GJ/m3)、钙基材料分布广泛且价格低廉以及与超临界CO2循环兼容性良好等优点，是实现聚光太阳能电站高效率连续运行的一种储热技术。本文基于CaCO3/CaO热化学储热技术展开回顾与总结，主要介绍了多类型(天然、工业废弃及改性)钙基材料储热性能的研究进展，阐述了提高钙基材料吸光性能的方法，分析了不同煅烧条件的优劣，讨论了目前研究面临的挑战和机遇，并简要提出了CaCO3/CaO热化学储热技术未来研究和发展方向的建议。
基于CaCO3/CaO可逆煅烧/碳酸化反应的热化学储热技术具有较高的放热温度(650～1 000 °C)和储热密度(3.2 GJ/m3)、钙基材料分布广泛且价格低廉以及与超临界CO2循环兼容性良好等优点，是实现聚光太阳能电站高效率连续运行的一种储热技术。本文基于CaCO3/CaO热化学储热技术展开回顾与总结，主要介绍了多类型(天然、工业废弃及改性)钙基材料储热性能的研究进展，阐述了提高钙基材料吸光性能的方法，分析了不同煅烧条件的优劣，讨论了目前研究面临的挑战和机遇，并简要提出了CaCO3/CaO热化学储热技术未来研究和发展方向的建议。
18 GMR电流传感器的研究
2023, 64(9):204-207.
摘要:
本文介绍了GMR电流传感器在电网测量中的应用背景及其发展历程，对比了GMR传感器与传统的电流测量传感器，讨论了GMR传感器的电桥结构及原理，阐述了基于GMR效应的电流传感器的设计思路，并分析了近年来针对于不同的测量环境而设计的几种GMR电流传感器。最后，总结了GMR传感器在电网量测中的不足。
本文介绍了GMR电流传感器在电网测量中的应用背景及其发展历程，对比了GMR传感器与传统的电流测量传感器，讨论了GMR传感器的电桥结构及原理，阐述了基于GMR效应的电流传感器的设计思路，并分析了近年来针对于不同的测量环境而设计的几种GMR电流传感器。最后，总结了GMR传感器在电网量测中的不足。
2023, 64(7):261-262, 266.
摘要:
以苏州市某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计为例，分析了污水源热泵系统原理及设计，与空气源热泵系统相比，污水源热泵更适用于污水处理厂项目。
以苏州市某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计为例，分析了污水源热泵系统原理及设计，与空气源热泵系统相比，污水源热泵更适用于污水处理厂项目。
2023, 64(7):64-66.
摘要:
目前，垃圾分类主要靠民众自主分类，以校区或居住点为单位，将已经初步分类的垃圾运输后处理，此方式往往容易导致错漏，效率低，针对该问题，本文提出基于神经网络的垃圾分类小车系统，旨在通过机械化的标准规范化初步垃圾分类，简化垃圾分类问题，提高资源再利用率。该系统通过基于卷积神经网络的YOLO物体识别系统识别垃圾种类后，利用机械臂自主夹取，以完成垃圾分类。此外，小车配备自主避障系统，能适应一般环境的路线规划，为垃圾分类的普及化和简易化提供思路。
目前，垃圾分类主要靠民众自主分类，以校区或居住点为单位，将已经初步分类的垃圾运输后处理，此方式往往容易导致错漏，效率低，针对该问题，本文提出基于神经网络的垃圾分类小车系统，旨在通过机械化的标准规范化初步垃圾分类，简化垃圾分类问题，提高资源再利用率。该系统通过基于卷积神经网络的YOLO物体识别系统识别垃圾种类后，利用机械臂自主夹取，以完成垃圾分类。此外，小车配备自主避障系统，能适应一般环境的路线规划，为垃圾分类的普及化和简易化提供思路。
