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工业控制网络的研究现状及发展趋势 被引量：42
1
作者 胡毅 于东 刘明烈 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期23-27,46,共6页
工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾了工业控制网络的发展历程,重点分析了工业以太网的实时通信技术,针对通信实时性的强弱性质将目前主流工业以太网进行了分类研究,将其划分为软实时、硬实时以及同步硬实时3类... 工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾了工业控制网络的发展历程,重点分析了工业以太网的实时通信技术,针对通信实时性的强弱性质将目前主流工业以太网进行了分类研究,将其划分为软实时、硬实时以及同步硬实时3类,重点探讨了各自的实时通信机制。同时阐述了正在进入工业控制领域的实时异构网络及无线网络,最后讨论了工业控制网络研究的技术难题,并提出了新的发展方向。 展开更多
关键词 工业控制网络 工业以太网 软实时 硬实时 同步硬实时
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基于OPC技术实现西门子数控系统的数据采集 被引量：28
2
作者 王帅 胡毅 +3 位作者 何平 安涛 张腾飞 郭安 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第4期69-71,共3页
文章通过对工业OPC标准和西门子数控系统OPC服务器的研究,介绍了OPC标准的相关技术和西门子OPC服务器的具体内容。同时针对具体的西门子数控系统,实现了数控系统与上位机的DCOM通信配置和数控系统的实时数据采集,为实现数控车间的联网... 文章通过对工业OPC标准和西门子数控系统OPC服务器的研究,介绍了OPC标准的相关技术和西门子OPC服务器的具体内容。同时针对具体的西门子数控系统,实现了数控系统与上位机的DCOM通信配置和数控系统的实时数据采集,为实现数控车间的联网管理奠定了基础。 展开更多
关键词 OPC技术 西门子数控系统 DCOM通信 数据采集
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数控系统现场总线可靠通信机制的研究 被引量：25
3
作者 王志成 于东 +3 位作者 张晓辉 胡毅 李培新 陈猛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期152-158,165,共8页
现场总线的应用是数控系统发展的必然趋势。为满足数控系统的高可靠通信需求,在分析数控系统加工精度与可靠通信关系的基础上,设计一种现场总线可靠通信机制。针对该机制,建立数控系统通信可靠性评价的指标,提出以无故障通信时间来衡量... 现场总线的应用是数控系统发展的必然趋势。为满足数控系统的高可靠通信需求,在分析数控系统加工精度与可靠通信关系的基础上,设计一种现场总线可靠通信机制。针对该机制,建立数控系统通信可靠性评价的指标,提出以无故障通信时间来衡量现场总线通信的可靠程度;通过概率统计方法,对该机制的可靠性进行数学分析,得出现场总线通信可靠性与通信站数目及最大重发次数的关系,并分析各自的影响程度;通过仿真试验,验证理论分析结果的正确性,同时将该可靠通信机制应用到数控系统现场总线中,通过实际电磁干扰测试,证明该机制的有效性。该理论研究和试验结果,对数控系统通信的可靠性设计和分析具有重要的指导作用。 展开更多
关键词 数控系统 现场总线 可靠通信 可靠性评价 可靠性分析
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基于PRM改进的路径规划算法 被引量：23
4
作者 邹善席 王品 韩旭 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第1期1-3,共3页
针对规划环境中障碍物较多,采样节点较少时,移动机器人使用传统PRM算法难以规划出路径的问题,提出一种改进的PRM算法,通过随机节点生成函数在自由空间生成随机节点,取代落在障碍物中的节点,在采样节点数目不变的情况下,提高自由空间中... 针对规划环境中障碍物较多,采样节点较少时,移动机器人使用传统PRM算法难以规划出路径的问题,提出一种改进的PRM算法,通过随机节点生成函数在自由空间生成随机节点,取代落在障碍物中的节点,在采样节点数目不变的情况下,提高自由空间中的节点数目,配合改进的节点增强法,优化路径,减少路径中的节点数目,完成路径规划。仿真结果验证了本算法的有效性,改进后的PRM算法能用较少的随机采样点找到一条可行路径,提高了节点的利用率,降低了路径中节点数目。 展开更多
关键词 PRM算法 路径规划 机器人
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基于自适应前瞻和预测校正的实时柔性加减速控制算法 被引量：18
5
作者 李浩 吴文江 +1 位作者 韩文业 郭安 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期690-699,共10页
为了提高离散小线段的加工效率和质量,提出一种实时柔性加减速控制算法。该算法由三部分组成:前瞻处理部分利用加减速可行性判断条件,保证加减速可达和实时前瞻;速度规划部分在保证速度和加速度连续变化的条件下,实时计算下一插补周期... 为了提高离散小线段的加工效率和质量,提出一种实时柔性加减速控制算法。该算法由三部分组成:前瞻处理部分利用加减速可行性判断条件,保证加减速可达和实时前瞻;速度规划部分在保证速度和加速度连续变化的条件下,实时计算下一插补周期的进给速度;动态修调部分对当前速度规划结果进行调整,及时响应加工中机床参数的改变。实验结果表明,该算法能够实现数控系统的实时柔性加减速控制,支持动态修调,满足实际加工的要求。 展开更多
关键词 自适应前瞻 预测校正 柔性加减速控制 动态修调
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五轴加工奇异区域内的刀具路径优化 被引量：17
6
作者 王峰 林浒 +2 位作者 刘峰 郑飂默 郭晓鹤 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第19期174-180,共7页
针对五轴加工在奇异区域内由于旋转轴运动的剧烈变化导致非线性误差过大并对工件、刀具和机床部件造成损害等问题,给出一种奇异区域内加工路径的优化方法。以AC双转台五轴联动数控机床为研究对象,在反向运动学变化中根据正弦、余弦三角... 针对五轴加工在奇异区域内由于旋转轴运动的剧烈变化导致非线性误差过大并对工件、刀具和机床部件造成损害等问题,给出一种奇异区域内加工路径的优化方法。以AC双转台五轴联动数控机床为研究对象,在反向运动学变化中根据正弦、余弦三角函数的周期性对C轴转角进行初次优化;按照加工是否通过奇异点两种情况,采用设定奇异点处的C角值或者修改奇异点附近的刀轴方向两种方法,进一步降低C轴过大转角;以当前加工区间的非线性误差是否超过允许值为判断条件,对仍然不满足精度要求的区间进行递归插值处理。仿真试验和实际加工结果表明,与单纯采用线性插值方法相比,该方法在提高奇异区域内加工精度的同时,有效减少新插入点的数量,从而尽量降低加工速度的损失。 展开更多
关键词 五轴加工 奇异区域 刀具路径优化 运动控制
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基于专家PID控制器的伺服系统速度控制研究 被引量：14
7
作者 呼文豹 郭锐锋 王志成 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第7期2372-2376,共5页
为了满足永磁同步电机速度伺服控制系统较快的跟踪性能和较强的抗干扰能力的需求,提出了一种基于专家思想的PID控制算法,设置多种方式实现不同工况下的伺服控制,由于在速度进行更改时会出现较大偏差,通过引入RC滤波控制的方法解决当给... 为了满足永磁同步电机速度伺服控制系统较快的跟踪性能和较强的抗干扰能力的需求,提出了一种基于专家思想的PID控制算法,设置多种方式实现不同工况下的伺服控制,由于在速度进行更改时会出现较大偏差,通过引入RC滤波控制的方法解决当给定速度变化时输出突变的问题;并通过理论分析、仿真和实验研究,表明了专家PID控制器能很好地解决超调量及稳态误差方面的问题,对给定值和负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电机能获得很好的速度跟踪效果。 展开更多
关键词 专家PID控制 RC滤波 永磁同步电机 超调量 稳态误差
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五轴数控系统旋转轴快速平滑插补控制策略 被引量：14
8
作者 郑飂默 林浒 +2 位作者 盖荣丽 王峰 张晓辉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期105-111,共7页
在五轴联动加工中,刀轴矢量与旋转轴运动坐标之间存在非线性关系,刀轴矢量的平滑过渡不能保证旋转轴的平滑运动,尤其是当刀轴矢量接近机构奇异点时会引起旋转轴的剧烈震动,导致伺服报警,甚至损伤机床部件。通过分析旋转轴线性插补和矢... 在五轴联动加工中,刀轴矢量与旋转轴运动坐标之间存在非线性关系,刀轴矢量的平滑过渡不能保证旋转轴的平滑运动,尤其是当刀轴矢量接近机构奇异点时会引起旋转轴的剧烈震动,导致伺服报警,甚至损伤机床部件。通过分析旋转轴线性插补和矢量插补过程中刀具姿态的变化情况,抽象出刀具姿态误差模型。根据加工允许的刀具姿态误差,在矢量插值段中插入线性插值段,防止靠近奇异点处产生的旋转轴急速转动。结合指令行程和旋转轴性能进行旋转轴插补速度钳制,使用三次样条曲线对矢量插值段和线性插值段进行平滑连接,保证整个插补过程中速度的连续平滑。试验结果表明,本策略可以在满足刀姿误差要求的同时,实现旋转轴的快速平滑插补,并且已经应用于某航空结构件的批量加工生产中。 展开更多
关键词 五轴数控系统 运动控制 刀姿误差 奇异点
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基于圆弧过渡的五段S型加减速算法 被引量：12
9
作者 司慧晓 吴文江 李浩 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第3期6-9,13,共5页
为提高加工速度,提出基于圆弧过渡的改进五段S型加减速算法,该算法包括五个运动阶段,并且加加速度分段线性连续变化,速度、加速度连续变化;基于圆弧的平滑过渡模型能使机床在微段间高速转接,提高加工效率,同时减小对机床的冲击。实验结... 为提高加工速度,提出基于圆弧过渡的改进五段S型加减速算法,该算法包括五个运动阶段,并且加加速度分段线性连续变化,速度、加速度连续变化;基于圆弧的平滑过渡模型能使机床在微段间高速转接,提高加工效率,同时减小对机床的冲击。实验结果表明,该算法简单高效,能够使微小线段高速平滑衔接,延长机床寿命,提高系统的柔性。 展开更多
关键词 S曲线加减速 圆弧过渡 加加速度线性变化
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一种解决柔性车间作业调度问题的粒子群优化算法 被引量：11
10
作者 刘韵 胡毅 +1 位作者 罗企 房超 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第12期144-147,共4页
柔性车间作业调度问题(FJSP)作为经典车间作业调度问题(JSP)的扩展,早在上个世纪已经被证明为是NP-难的问题。目前启发式搜索方法作为解决NP-难问题的一个重要方法,已经被广泛用于解决车间调度问题。文章提出了一种基于启发式搜索的粒... 柔性车间作业调度问题(FJSP)作为经典车间作业调度问题(JSP)的扩展,早在上个世纪已经被证明为是NP-难的问题。目前启发式搜索方法作为解决NP-难问题的一个重要方法,已经被广泛用于解决车间调度问题。文章提出了一种基于启发式搜索的粒子群优化算法(PSO),用以解决柔性车间作业调度问题,旨在获得最优的最小总工作时间。实验的结果与基于分布式估计算法(BEDA)以及改进后的遗传算法(GA)比较,证明本文提出的PSO算法,可以有效处理FJSP问题。 展开更多
关键词 车间作业调度 启发式 粒子群 NP-难
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发布/订阅通信模式的实时性能分析与评估 被引量：10
11
作者 刘旭军 马跃 于东 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第20期229-231,共3页
运用成熟的队列理论知识,通过PRISM模型验证工具,对发布/订阅模式的实时性能进行形式化分析。实验结果表明,发布/订阅模式在消息响应时间及消息传输可靠性两方面比传统的通信模式表现出更良好的性能,该实验模型和实验方法对于优化发布/... 运用成熟的队列理论知识,通过PRISM模型验证工具,对发布/订阅模式的实时性能进行形式化分析。实验结果表明,发布/订阅模式在消息响应时间及消息传输可靠性两方面比传统的通信模式表现出更良好的性能,该实验模型和实验方法对于优化发布/订阅模式及调整实际发布/订阅系统中的参数配置都有一定的帮助。 展开更多
关键词 发布/订阅 队列理论 实时性 形式化分析
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基于STM32的伺服控制器接口技术研究 被引量：10
12
作者 魏朋涛 何平 +1 位作者 王志成 刘辉 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第5期79-82,共4页
分析了伺服控制器对硬件接口的性能要求,提出了接口性能的评测指标,为伺服控制器接口性能评测提供了基础。针对目前主流的STM32高性能通用微控制器的接口特点,设计了基于STM32F405的伺服控制器实验平台,并通过实验验证了接口的性能,实... 分析了伺服控制器对硬件接口的性能要求,提出了接口性能的评测指标,为伺服控制器接口性能评测提供了基础。针对目前主流的STM32高性能通用微控制器的接口特点,设计了基于STM32F405的伺服控制器实验平台,并通过实验验证了接口的性能,实验结果表明STM32F405的接口性能良好,可以满足伺服控制器实时性和准确性要求,对基于STM32的伺服控制器接口技术研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 伺服控制器 STM32 接口技术 实时性
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基于异构多核处理器的嵌入式数控系统研究 被引量：10
13
作者 陆小虎 于东 +1 位作者 胡毅 林立明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期2623-2628,共6页
针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器... 针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器核心上同时运行通用系统和实时系统,采用静态划分的方式将数控系统内部的任务分配到不同的处理器核心上,使用现场总线技术实现嵌入式数控系统与伺服电机之间的连接,简化数控系统与伺服驱动器之间的连线。实验证明,开发的数控系统具有良好的实时性和扩展性,验证了设计的合理性。 展开更多
关键词 嵌入式 数控系统 异构多核处理器 现场总线
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组件技术在开放式控制系统中的研究 被引量：5
14
作者 杜少华 于东 +1 位作者 胡毅 宋桃桃 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第4期623-627,共5页
开放式是目前嵌入式控制系统的一个重要发展方向.通过采用开放式系统结构,有利于降低控制系统各部分之间的耦合度,提高软件的复用能力,方便添加新功能.因此,开放式控制系统和组件技术成为了近年来的研究热点.本文根据开放式控制系统的... 开放式是目前嵌入式控制系统的一个重要发展方向.通过采用开放式系统结构,有利于降低控制系统各部分之间的耦合度,提高软件的复用能力,方便添加新功能.因此,开放式控制系统和组件技术成为了近年来的研究热点.本文根据开放式控制系统的结构特点以及组件技术,提出了基于组件技术的开放式控制系统结构框架;并以蓝天数控系统为基础,对其进行组件化,降低应用程序模块间的耦合度,满足开放式控制系统的要求.最后在蓝天CNC上进行测试,对该结构进行验证和分析. 展开更多
关键词 开放式控制系统 组件 嵌入式控制系统
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基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法 被引量：8
15
作者 李浩 黄艳 马岩蔚 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第6期12-15,共4页
针对由复杂曲线或复杂分量所组成的数控加工轨迹,采用通用的插补算法难以保证其插补精度与插补速度。因此文章在分析了已有插补算法不足的基础上,提出了一种基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法,该算法通过判断相邻微小线段之间的转... 针对由复杂曲线或复杂分量所组成的数控加工轨迹,采用通用的插补算法难以保证其插补精度与插补速度。因此文章在分析了已有插补算法不足的基础上,提出了一种基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法,该算法通过判断相邻微小线段之间的转角大小和微小线段的段长,将待加工轨迹划分为连续微小线段加工区和非连续微小线段加工区,并将其转接处的指令点设置为特征指令点。对于连续微小线段加工区,在满足加工精度的条件下,对其进行曲线拟合将折线加工路径转化成平滑曲线加工路径,以达到压缩程序段数目和平滑加工轨迹的目的。实验结果表明,该算法可以有效地提高数控加工的效率和质量。 展开更多
关键词 三次多项式 轨迹压缩 特征指令点
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开放式数控系统网络接口技术研究 被引量：8
16
作者 卢林 于东 +3 位作者 胡毅 彭鹏 陆小虎 刘韵 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2015年第3期621-626,共6页
数控系统网络接口技术是实现数控机床实时信息采集的基础,是确保数控系统开放式、网络化及智能化的关键技术.通过对数控系统传统信息采集接口和基于网络的MTConnect标准的对比研究,基于后者在兼容性、跨平台性、可读性方面存在的优势,... 数控系统网络接口技术是实现数控机床实时信息采集的基础,是确保数控系统开放式、网络化及智能化的关键技术.通过对数控系统传统信息采集接口和基于网络的MTConnect标准的对比研究,基于后者在兼容性、跨平台性、可读性方面存在的优势,围绕开放式数控系统体系框架,本文设计一种基于MTConnect标准的开放式数控系统网络采集接口.同时,为兼容传统信息采集接口,提出一种可拓展的通用接口架构,阐述架构间模块的功能及互联方式,并从数控系统数据项抽取、数据项适配器(Adapter)、接口代理(Agent)等方面重点阐述接口的设计.最后,在自主研发的数控系统上实现网络接口,并对相关时间延迟开展了测试与分析,表明了该通用接口的正确性与实用性. 展开更多
关键词 开放式数控系统 网络接口 MTConnect标准 信息采集 代理 适配器
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数控系统中模块间通信方法的设计与实现 被引量：8
17
作者 高甜容 于东 +2 位作者 秦承刚 胡毅 岳东峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期238-241,共4页
研究采用基于国产CPU龙芯的数控系统,针对现有模块间通信方式自身不能同步多进程读/写的问题,提出一种将先进先出方式与共享内存相结合的高效通信方法,并基于此方法重新设计通信方案,对数控系统通信平台进行优化。实验结果证明该方法减... 研究采用基于国产CPU龙芯的数控系统,针对现有模块间通信方式自身不能同步多进程读/写的问题,提出一种将先进先出方式与共享内存相结合的高效通信方法,并基于此方法重新设计通信方案,对数控系统通信平台进行优化。实验结果证明该方法减少了通信双方握手过程中的轮询监测操作,提高了数控系统模块间的通信性能。 展开更多
关键词 模块间通信 共享内存 先进先出 数控系统
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基于RBPF-SLAM算法的研究与实现 被引量：7
18
作者 王辉 王品 《计算机系统应用》 2019年第7期169-173,共5页
同时定位与地图创建(the simultaneous localization and mapping,SLAM)是机器人领域的难点问题,目前广泛采用Rao-Blackwellized Particle Filters(RBPF)算法解决该问题.在传统的RBPF算法实现中构建的高误差建议分布会采样计算大量粒子... 同时定位与地图创建(the simultaneous localization and mapping,SLAM)是机器人领域的难点问题,目前广泛采用Rao-Blackwellized Particle Filters(RBPF)算法解决该问题.在传统的RBPF算法实现中构建的高误差建议分布会采样计算大量粒子来拟合目标分布,频繁的重采样步骤导致粒子逐渐耗散,浪费大量计算资源.在本文中通过把运动模型信息与观测信息相结合优化建议分布,减少采样粒子数量,引入自适应重采样方法减少重采样步骤.在算法的实现时使用树形数据结构存储环境地图,实验结果表明,该改进算法可以显著计算效率,减小存储消耗,构建地图更为精确. 展开更多
关键词 粒子滤波 同时定位与地图创建 建议分布 目标分布 自适应重采样
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数控总线的消息安全通信方法 被引量：7
19
作者 胡毅 于东 +3 位作者 郭锐锋 岳东峰 刘明烈 何平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期134-142,共9页
针对数控总线的异步及同步通信特点,提出一种在数控总线应用层之上对所传输消息采用动态循环冗余校验(Cyclical redundancy check,CRC)的消息安全通信方法。给出数控总线安全报文结构,设计出基于动态CRC校验的安全通信方法及相应算法。... 针对数控总线的异步及同步通信特点,提出一种在数控总线应用层之上对所传输消息采用动态循环冗余校验(Cyclical redundancy check,CRC)的消息安全通信方法。给出数控总线安全报文结构,设计出基于动态CRC校验的安全通信方法及相应算法。采用数学手段及试验测试对所提出方法与传统方法进行性能比较,证明该方法满足通信实时性要求,同时剩余错误率有明显降低,并能完全满足消息完整性等级要求。结果表明,该方法适合于数控总线消息安全通信的应用。 展开更多
关键词 数控总线 消息安全 动态循环冗余校验 剩余错误率
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组态式人机界面编辑与仿真技术 被引量：7
20
作者 张琼琼 马跃 王志成 《计算机系统应用》 2015年第4期26-31,共6页
人机界面在工业控制领域应用非常广泛.针对传统的人机界面画面固定、可扩展性差的问题,对组态式人机界面编辑与仿真技术进行了研究,以实现画面的可定制.首先,介绍国内外组态式人机界面的现状及技术并设计了组态式人机界面的系统结构;然... 人机界面在工业控制领域应用非常广泛.针对传统的人机界面画面固定、可扩展性差的问题,对组态式人机界面编辑与仿真技术进行了研究,以实现画面的可定制.首先,介绍国内外组态式人机界面的现状及技术并设计了组态式人机界面的系统结构;然后,采用面向对象技术和设计模式相结合的组件技术实现画面编辑功能,同时,完成了具备用户更好体验的仿真功能方案设计;最后,采用融合了反射技术的工厂模式实现对不同厂家的兼容性设计.该研究成果可用于指导组态式人机界面配置与仿真工具的技术研究和产品开发. 展开更多
关键词 组态 人机界面 设计模式 画面编辑 仿真
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