分布式控制相比于集中式控制可靠性、灵活性高,系统易维护和扩展。为了实现起重机信息化、智能化,设计了一种基于以太网的桥式起重机智能化控制系统,阐述了分布式控制系统的工作原理并进行了验证。桥式起重机由变频器带动电机,驱动大车、小车和主起升运动,在保证运行安全的同时需要采集运行数据。根据设计需要,该控制系统由两个现场控制器、一个数据采集控制器和若干个控制单元组成,利用工业以太网进行通信。用OPNET软件对该分布式控制系统端到端时延进行仿真,仿真结果表明该控制系统的设计合理、高效,有效地提高了桥式起重机运行的可靠性和信息化程度。

为了解决大型混凝土振动台多电机协调控制问题,提高电机控制精度,以达成良好的振动效果,提出了一种基于CAN总线的多电机同步控制系统。利用滑模控制算法对单台PMSM电机进行速度控制,在传统PID算法的基础上进行改进,利用模糊控制的原理对双台电机进行同步控制。并在此基础之上,利用CAN总线搭建电机控制网络,并利用交叉耦合控制算法实现了多台电机同步控制。最后分别对单台电机、两台电机、多台电机进行仿真分析。结论证明,系统性能良好,较为稳定。

为实现塔式起重机臂架布局和尺寸的优化,提出了桁架结构拓扑及尺寸两阶段优化设计方法.第一阶段先建立臂架的周期性板梁拓扑优化模型,使用周期性SKO方法对腹板进行连续体拓扑优化,得到优化的腹板拓扑构型,并通过提取主应力路径将优化的腹板拓扑结构转化为离散的腹杆布局;第二阶段以臂架腹杆截面半径为设计变量,臂架柔度为目标函数,材料体积为约束条件建立优化模型,基于Lagrange乘子法和库恩塔克条件推导腹杆截面尺寸优化迭代准则,基于欧拉公式推导了腹杆稳定性约束条件以保证尺寸优化过程中臂架稳定性.数值分析结果表明,该优化方法能有效地减轻臂架结构质量,提高臂架的刚度,减少变形并降低结构应力水平.

将稳定性问题引入传统变密度法中,可实现包含稳定性约束的平面模型结构拓扑优化.以单元相对密度为设计变量,结构柔度最小为目标函数,结构体积和失稳载荷因子为约束条件建立优化问题数学模型,提出了一种考虑结构稳定性的变密度拓扑优化方法.通过分析结构柔度、体积、失稳载荷因子对设计变量的灵敏度,并基于拉格朗日乘子法和KuhnGTucker条件,推导了优化问题的迭代准则.同时,利用基于约束条件的泰勒展开式求解优化准则中的拉格朗日乘子.通过推导平面四节点四边形单元几何刚度矩阵的显式表达式,得到了优化准则中的几何应变能.最后,通过算例对提出的方法进行了验证,并与不考虑稳定性的传统变密度拓扑优化方法进行对比,结果表明该方法能显著提高拓扑优化结果的稳定性.研究结果对细长受压结构的优化设计有重要指导意义,对结构的稳定性设...

针对旋转机械故障特征需要人工提取、复杂故障识别困难和诊断模型鲁棒性差的问题,在经典卷积神经网络AlexNet基础上,提出基于一维深度卷积神经网络的故障诊断模型,模型采用改进的一维卷积核和池化层以适应一维时域信号。相比传统智能诊断模型的人工特征提取和故障分类两阶段模式,该模型将两者合二为一首先利用多个交替的卷积层和池化层完成原始信号自适应特征学习,然后结合全连接层实现故障诊断。通过轴承和齿轮箱健康状态监测实验表明,提出了模型可以实现高精度、稳定和快速的故障诊断,并与BP神经网络、SVM、一维LeNet5模型和经典AlexNet模型对比,证明了提出模型的优势,最后通过PCA可视化分析说明模型在特征提取上的有效性。