一、工业控制系统中工控软件的拓展与系统仿真(英文)(论文文献综述)
刘小雨[1](2021)在《基于无模型自适应的航空发动机控制与验证》文中研究表明航空发动机因工作包线宽广、工作环境多变,以及强非线性和不确定性等特性,其控制系统设计要求严格。航空发动机控制系统的研究工作一直备受航空领域和控制应用领域的重视,其中结合自适应控制的算法被认为是未来发展的趋势。因此,本课题以某型双转子涡扇发动机为被控对象,开展无模型自适应控制算法研究以及搭建硬件在环仿真系统。最后,通过开展硬件在环试验,为所研究的控制算法的实际应用提供可行性验证。本课题主要工作如下:(1)研究航空发动机非线性数学模型的建模方法。在分析航空发动机各部件组成后,介绍各部件性能参数的计算。在部件级建模方法的框架下,基于气体动力学、热力学等基础定理,建立各部件的数学模型。最后,根据功率守恒、能量守恒和流量守恒方程,对各部件的非线性方程进行联立求解,得到表征航空发动机特性的非线性数学模型,即为本文的被控对象。(2)研究基于无模型自适应控制算法的航空发动机控制方案。首先设计航空发动机控制方案,主要包括主回路控制器和执行机构回路控制器。执行机构控制器采用PI控制算法。主回路控制器是在无模型自适应控制算法的基础上结合了比例控制和抗饱和方法。接着,证明了主控制器的误差收敛性问题。最后,开展数值仿真进行验证。通过仿真结果可以得出,相比于原无模型自适应控制方法,该控制方法在多工作点、存在噪声或时延环境下的稳定性和快速性均得到改善。(3)搭建硬件在环仿真系统。首先基于系统需求设计总体方案,接着对系统的硬件组成和软件方案进行详细的介绍。其中,硬件设备主要由工控机、计算机、反射内存卡和光纤组成,主要作用是为控制器、发动机相关程序提供实时运行环境,并实现控制系统内部的实时通信。软件系统主要包括模型软件和上位机监控软件,模型软件主要完成模型间的数据通信以及模型启停和运行控制等相关操作,上位机监控软件主要完成对模型输入输出数据的更新显示、控制系统输入指令的给定、运行曲线的绘制和模型软件的启停控制等。(4)开展硬件在环仿真试验。在完成系统通信验证,确保系统能够进行实时通信的前提下,将已经完成数值仿真的控制系统进行系统拆分、模型封装、注册。接着通过上位机监控软件完成模型的启动,并给定油门杆角度、飞行高度和马赫数等指令进行硬件在环试验。最后,通过分析试验结果,验证了本课题所搭建的硬件在环仿真系统的实时性以及所研究无模型自适应控制方法的工程应用价值。
丁晓倩[2](2021)在《基于流量模型的工业控制系统入侵检测研究与应用》文中研究说明工业控制系统是国家关键基础设施和公共服务建设的基石,它的安全事关国计民生。调研发现,全球近四分之三的工业公司表示,他们相信自己将遭受ICS网络攻击,并且有77%的公司将网络安全列为首要任务。因此,研究工控网络安全对于保护工业控制系统免遭网络入侵具有重要价值。另一方面,工业控制系统几乎不停止运行,会产生大量多维流量数据,需要先对数据进行预处理,然后根据流量特征建立流量模型检测入侵行为。虽然国内研究人员对此做了大量研究,但多针对系统状态、协议和行为等做分析,对工控网络流量模型研究较少。所以,在工控安全领域,研究运用工控网络流量模型对工控流量特征分析、帮助安全人员进行工控入侵检测和防御,具有重要研究价值和现实意义。本文在总结了工业控制系统与传统IT信息系统的区别后,针对工业控制系统和常用的Modbus/TCP协议的脆弱性进行了分析,并从攻击者的角度对工业控制系统和IT系统的安全进行对比,明确了工控网络常见的入侵攻击场景,进而确定了工控系统的安全需求。考虑到神经网络在流量模型方面的应用,本文了解了相关建模方法后,设计了一种新颖的基于概率主成分分析(PPCA)和长短期记忆网络(LSTM)的流量模型用于工控入侵检测。入侵检测流量模型就是通过学习历史流量数据特征后预测下一条正常流量,将预测结果与实际网络流量进行比较,判断是否发生入侵。首先,针对工业控制系统网络连接记录中符号型属性值和连续型变量的存在,对流量数据依次进行数据标识、符号型数值化和归一化操作;然后,针对网络连接记录中流量特征复杂的问题,采用概率主成分分析算法对流量特征进行降维,从41个特征中提取了13个相关性最强的特征,建立了历史流量数据库;最后,利用长短期记忆网络学习历史通信特性实现预测,进而通过预测值与实际值的比较,判断是否发生入侵。实验验证,本文方法的准确率比长短期记忆模型提高9.58%,比使用主成分分析的长短期记忆模型提高5.59%,运行时间也有所降低。这说明,引入概率主成分分析进行特征提取可以很好的提升模型的准确率,降低计算成本。
孙文林[3](2021)在《基于实时数据驱动的FMS数字孪生系统构建与应用》文中进行了进一步梳理近年来,随着信息技术的发展,孕育兴起了新一轮的产业变革和科技革命,促使智能制造成为制造行业发展的必然趋势。在智能制造的实践过程中,数字孪生作为实现物理空间与信息空间融合与交互的最佳解决方案被广泛关注。然而,数字孪生技术目前仍然处于理论研究阶段,对数字孪生应用方面的研究也处于探索、实践阶段,将数字孪生技术应用到机械制造领域是当前研究热点。智能制造推动下市场对柔性制造系统(Flexible Manufacture System,FMS)的需求不断增加,越来越多的生产制造企业开始采用柔性制造生产线从事生产制造活动,导致市场对生产柔性制造产线的厂家提出了更高的要求:为了提高竞争力,FMS需更加智能;在订单量增加的情况下,仍要按期交货。因此生产柔性制造生产线的某机床厂提出了对制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)的需求。课题研究以提高企业的经济效益为最终目的,从提高调度执行系统控制程序的调试效率出发,以对控制程序进行虚拟调试为切入点进行研究。利用数字孪生技术构建了 FMS数字孪生系统,并将此系统应用于调度执行系统控制程序的虚拟调试和现场调试中,重点研究了基于实时数据驱动的数字孪生系统的构建方法和技术,对系统进行了设计实现,并结合实际应用案例对所构建系统的有效性和构建方法的可行性进行了验证。首先,针对课题研究项目对某机床厂生产的柔性制造生产线FMS80的现状以及数字孪生系统的构建需求进行分析,在数字孪生相关理论和技术的基础上提出面向柔性制造生产线应用的数字孪生系统架构。然后,根据数字孪生模型的构建需求和对常见的商用工业仿真软件的分析,选用Visual Components(VC)软件作为数字孪生系统的构建环境。其次,对FMS关键设备数字孪生模型的构建流程与方法进行研究,并实现了其构建。同时,在数字孪生模型中根据需求建立了信号行为的接口,为后续实时数据的获取与实时映射的研究工作提供了支撑;利用ADS通信技术构建了 FMS数字孪生系统实时数据的通信网络,实现数字孪生模型对物理实体实时数据的获取,为后续的虚实同步提供了数据与通信的支撑;提出实时数据驱动的逻辑架构,并通过编写Python脚本达到利用获取的物理实体的实时数据去驱动数字孪生模型进行实时映射的目的。最后,总结了 FMS数字孪生系统的构建过程,并将此系统应用于某机床厂生产的柔性制造生产线FMS80的控制系统程序的虚拟调试和现场调试中,验证了所构建数字孪生系统的有效性和构建方法的可行性。此系统能协助调试人员在没有去到现场之前就能快速、方便的发现控制程序中的问题。去到现场之后,调试人员也能应用此系统具有的虚实同步的功能,解决调试人员不方便查看被调试设备状态的问题。总的来说,提高了调试的效率,缩短了调试的周期,加快了项目的交付,从长远看提高了企业的经济效益。
李晓霞[4](2021)在《太阳能跨季节储/供热系统动态特性及运行策略研究》文中研究指明针对太阳辐照和建筑负荷的时变特性,以及太阳能资源与供暖需求在时间上的不匹配性等问题,太阳能跨季节储/供热技术是提高太阳能供热系统运行稳定性及太阳能贡献率的有效途径之一。对于已投入运行的太阳能跨季节储/供热系统,影响其太阳能保证率和运行能耗的主要因素有:系统各部件间能量传递关系、系统的动态运行特性、集热子系统的性能提升和运行策略的优化设计。围绕以上问题,本文采用理论和实验研究相结合方法,以全面提升系统太阳能利用率及降低一次能源消耗为目标,从“开源”和“节流”两个方面,开展相关研究工作,本论文的主要研究内容和结论如下:(1)基于矾山黄帝城小镇3000 m2太阳能跨季节储/供热系统,开展聚光-吸热-储热-供热-负荷全系统全年实验研究。首先,分析了系统各部件能量传递与转换规律;其次,依据系统的运行模式和策略,分析不同运行模式对系统部件的动态性能的影响特性,以及子系统间联动控制下,系统运行模式切换机制;最后对系统进行全年实验研究,分析系统整体运行性能。分析结果验证了太阳能跨季节储/供热系统应用于北方采暖的可行性。系统中塔式聚光吸热系统在典型工况下,集热场效率可达50.8%以上;跨季节储热水体储热季储热效率达72.0%,首年运行总储热效率为49.4%。(2)作为太阳能跨季节储/供热系统的核心部分,本文开展塔式聚光吸热系统仿真模拟研究。建立塔式聚光吸热系统光热耦合模型,包括:定日镜场模型和非均匀能流密度下塔式吸热器的一维非稳态仿真模型。并通过多种工况实验,对该模型进行全天动态验证,并分析运行参数对吸热器热效率和热损失的影响机理。结果表明:在不同控制模式下,入口温度对吸热器热性能影响不同。在定流量控制模式下,太阳能吸热器热效率随入口温度的升高而降低;而在变流量控制模式下,吸热器入口温度对吸热器性能影响较小。入射功率对吸热器的热性能影响较显着,增加入射功率可有效提高吸热器热效率,而且出口温度越高影响越大。集热系统入口温度高于60℃以上时,在不同辐照条件下,塔式聚光吸热系统热性能均优于平板和真空管集热系统,且太阳辐照越小,差异越明显。(3)建立了包含塔式聚光吸热系统、跨季节储热水体、缓冲水箱、循环水泵、建筑负荷等主要单元模块的全系统数学模型。基于TRNSYS 17.0软件平台以各部件能流传递关系为核心,结合系统的运行策略,搭建以实验系统为原型的全系统的动态模拟仿真平台,并进行系统级实验验证。并针对跨季节储热水体温度变化特性提出一种量-质调节相结合的供热策略。本系统搭建为研究太阳能供热系统的动态特性和运行策略研究奠定了基础。(4)开展系统在不同时间维度内动态运行特性研究,并揭示运行策略及相关参数对系统性能的影响机理。结果表明:在“源-荷”等非稳态边界条件作用下,通过子系统间协同调控,系统实现高效稳定运行,系统全年太阳能保证率可达85.9%。集热侧良好的运行策略可以有效地提高系统储热季运行性能,变流量定温调节下跨季节储热水体的?效率较定流量连续运行可提高4.7%,在储热季末期,变流量定温调节模式较温控模式,吸热器月平均热效率可提高4.8%以上。与实验系统中采用的定温定流量供热策略相比,量-质调节相结合运行策略下,系统太阳能保证率可提高17.5%,且泵耗降低44.6%。集热侧采用变流量定温控制且供热侧采用量-质调节相结合调控方法,结合第四代较低温供热技术,系统太阳能保证率可达到95.0%。
梁古南[5](2021)在《结构加强筋焊缝的视觉定位系统设计》文中进行了进一步梳理在焊接领域中对结构加强筋的焊接是一类常见的工程。结构加强筋是指用来在结构设计中为了加强结构面的承载能力而设计的一类构件,这一类构件往往在前期固定时往往会存在些许变形和大量的飞溅干扰点,以往对这一类工件的焊接一般依靠人工手动操作,焊接的工作量大,重复性高且焊接现场环境复杂存在危险。在自动焊接阶段大部分的焊缝定位方法是基于二维图像结合几何方法提取出焊缝,该方法提取出的焊缝对结构加强筋缺乏适用性,整体定位精度还有一定的提升空间。针对上述存在的问题,本文结合3D视觉传感器设计构建了结构加强筋焊缝定位系统,主要的研究内容如下:(1)设计结构加强筋焊缝的视觉定位系统,分析视觉定位系统的基本组成,结合定位的结构加强筋类型确定整个系统的定位流程;根据结构加强筋的实际焊接要求设计了衡量系统的三个指标:稳定性、准确性和快速性,其中准确性要求手眼标定误差在±0.5mm,焊缝的最终定位误差在±2mm,快速性要求算法的执行总耗时小于2s。(2)设计定位系统中关键的手眼标定算法,根据实际焊接需求确定出视觉传感器的安装方式,在分析了定位系统中涉及的两个坐标变换的基础上推导出手眼标定方程,利用自制的三维标定板结合校准坐标轴配准方法实现对方程参数的求取。对手眼转换矩阵进行实验求取,结合三维标定板上的标记点对手眼标定进行误差分析,实验的平均误差为0.52mm,符合准确性指标中对手眼标定精度的要求。(3)研究薄板样条插值变形配准的原理,分析其数学模型并引入软配准技术和确定性退火优化来实现目标结构加强筋到模板结构加强筋的配准。通过在离线制作好的模板加强筋轮廓上按顺序标记出控制点,利用配准得到目标结构加强筋轮廓对应的控制点,由控制点确定出各型结构加强筋的焊接顺序,对目标轮廓上的控制点利用三次样条插值拟合出视觉传感器坐标下的连续焊缝。实验结果表明目标结构加强筋能较好地配准到模板加强筋上并能得到稳定的控制点,拟合出的焊缝连续且平滑。(4)设计定位系统的软件模块,根据焊接过程中的操作需求,对工控机软件进行功能设计,实现的主要功能模块有通信模块、相机模块、焊缝定位处理模块、标定模块、监控模块和显示模块;在触摸屏界面设计方面,利用Touch Win触摸屏画面编辑软件,搭建了主要包括焊接类型的选项操作、焊接轨迹实时变化显示、机器人复位控制和启停按钮等交互功能,这些设计增加了系统的交互性和焊接过程中数据的可追踪性。本系统在Visual Studio 2015开发平台上,使用C++语言,对定位系统中涉及到的各算法模块进行开发,利用搭建好的焊接定位平台对结构加强筋进行焊接实验,结合实际的焊接实验对系统的三个指标做了分析与评价,实验结果表明系统的算法执行耗时在1.7s左右,最终的定位精度在±2mm,满足系统的设计指标。
赵聪聪[6](2021)在《基于LabVIEW的气动调节阀实验平台设计与控制策略研究》文中研究表明气动调节阀是工业生产过程中必不可少的终端执行元件,其控制性能的好坏将直接影响整个生产系统的产品质量和安全运行。而智能阀门定位器作为调节阀的核心配件,可以有效改善调节阀的动作特性,提高阀位控制的精度和速度,因此针对智能阀门定位器的改进型研究显得至关重要。基于此,本文以ZJHP型气动调节阀为被控对象,搭建了阀位控制系统实验平台,并重点对智能阀门定位器的内部控制算法进行了研究。论文的主要研究工作如下:(1)在深入了解阀门定位器工作原理的基础上,对阀位控制系统各组成部件进行了机理特性分析,得到其整体模型,并且考虑到实际系统中机理参数较难获取的问题,最后采用了工业控制中常用的一阶惯性迟滞模型来近似表示系统,以方便后续对控制算法的仿真研究。(2)搭建了基于LabVIEW的气动调节阀实验平台。首先根据阀位控制系统的工作原理,构建了以工控机为核心的硬件连接结构,然后分模块设计了平台的LabVIEW功能程序,最后通过软硬件的协同工作实现对阀位数据的采集和实时控制。之后利用实验平台对调节阀进行了开环控制实验,获取了阀门实际输入输出数据,并结合MATLAB辨识工具箱对阀位控制系统作了辨识,最终得到了系统模型的具体参数。(3)考虑到阀位控制系统对于准确性、快速性以及稳定性的均衡要求,选择了仿人智能控制作为阀位控制算法的原型,并针对基本仿人智能控制存在的模态切换初期控制不及时和整体智能化程度不足的问题进行了改进,最终提出一种基于模糊推理的微分作用仿人智能控制算法。经仿真分析和平台实验验证表明,该算法在调节时间、超调量等性能方面均优于PID和基本仿人智能控制算法,并且表现出更强的抗干扰性和鲁棒性,能有效提高调节阀的控制精度。
宗嘉财[7](2021)在《水源热泵自适应控制系统设计与实现》文中认为能源的开发和利用是推动人类文明发展的根本,在国家构架现代能源体系的大背景下,各种清洁能源的提取利用技术层出不穷,其中,水源热泵空调系统是现代能源体系中地热清洁能源提取、利用的重要方式之一。水源热泵系统通过提取浅层水源至热泵机组进行能量转换提取,从而实现夏季制冷,冬季制热的功能。目前对水源热泵系统的技术研究主要集中在两个方面,一是从结构和匹配性中研究如何制造效率高,适用性强的热泵机组。二是从系统控制、运行过程中如何应用先进控制技术提升系统运行效率方面。而现阶段在热泵自身结构无法取得突出成果的情况下,优化控制系统将是提升系统效率的突破点。因此本文主要针对水源热泵控制系统展开研究,主要研究内容如下:首先,通过对水源热泵系统硬件组成及工作原理进行简要分析,并对国内外技术研究现状进行总结,针对热泵系统纯滞后、大延迟、非线性、多干扰等特点提出了应用先进自适应控制方法的可行性。然后,通过对机组和水泵模型进行辨识并应用SIMULINK工具进行模型搭建和仿真分析,在仿真分析过程中以能效最优为最终控制目标,建立系统优化控制模型,并针对性提出了最优供回水温差的变流量自适应模糊PID控制方法,控制模型中的参数通过预测方法获取并进行动态调整,通过模糊PID控制器实现水泵转速控制,从而通过控制流量使得系统供回水温差处于最优设定值,实现系统最优化运行的目标。最终,针对循环泵、热泵机组动态特性提出了一套自适应预测控制方法,实现热泵系统流量调节从而控制实际温差与设定值一致,并根据供回水温差调节循环泵运行频率,解决了传统控制方式协同性差、能耗高、稳定性差的问题。并通过在实际工程项目中搭建可编程控制器(PLC)硬件平台,应用POFINET总线和现场总线通信方式实现分布式远程I/O主从和仪表通信,根据工艺流程完成热泵机组、水泵、阀门和辅助设备的自动和联动控制,通过总线通信,实现系统运行过程中各重点状态数据的采集、处理、监测,并及时进行故障诊断、报警和显示等功能。同时,应用工控机远程监控系统,实现系统数据监测、远程控制、数据存储与节能分析,从而进一步提升整体系统的运行效率。在实际案列中以系统整体能效为分析依据,在一个工作周期内与常规控制方法相进行能效横向对比,得到了近5%的节能效果,极大提升水源热泵系统整体运行经济性,此控制方法可在同类设备和系统中进行推广应用。
俞思瀛[8](2021)在《综合维护检测设备专测台的设计与实现》文中认为某型无人机是一种中空、长航时多用途无人机,其配套的一线维护设备——综合维护检测设备在无人机放飞前、飞行后地面检查及日常维护中使用非常频繁,综合维护检测设备用以测试无人机飞管系统、机电系统等,功能种类多。综合维护检测设备的生产调试、验收测试、故障排查目前测试方法过程繁琐且与科研工作产生较大冲突,但通用的测试方法无法满足综合维护检测设备的测试需求。因此,决定开展综合维护检测设备专测台的研究。本论文描述了本人承担设计的综合维护检测设备专用测试台,通过分析测试指标的要求,设计出满足综合维护检测设备的功能测试要求的专用测试台。主要内容包括:综合维护检测设备专用测试台的总体设计(通过对总体使用需求的详细分解和分析,提出了专用测试台应满足的相关功能与性能的要求;再根据其功能、性能要求进行进一步分析,设计出符合其需求的专用测试台架构);基于专测台的硬件框架开展测试软件设计,详细阐述了本人负责设计的飞管系统仿真软件模块、智能测试系统和专测台自检测模块,介绍了各模块的总体框架、主要功能、逻辑流程等内容。本文的最后则对该专用测试台按照需求与设计方案进行了相应的功能测试与试验验证,开展了专测台接口自检、飞管系统仿真软件测试、智能测试系统测试,通过测试结果可知专用测试台的功能、性能等可以满设计需求,能够支持综合维护检测设备批量进行生产调试、验收测试、故障排查与定位等工作。
尉响[9](2020)在《电动静液作动器双变量控制算法研究》文中提出电液伺服控制技术作为液压技术中的重要组成部分,是机电液一体化技术的典型代表,兼具了液压系统和机电系统的诸多优点,逐渐成为现代高新技术产业中的一项重要支撑技术。电动静液作动器作为电液伺服控制技术的代表性产物,获得国内外众多科研学者的重视,并广泛应用于工程实践中。本文针对电动静液作动器在双变量即变转速变排量的工作模式下的控制算法进行了研究。首先,建立电动静液作动器的数学模型。基于双变量电动静液作动器的工作原理和位置控制实现方案,将系统分为永磁交流同步电机调速子系统、轴向柱塞泵变量调节子系统和液压缸执行子系统。对这三个子系统的工作原理进行分析,建立其数学模型,为进一步研究电动静液作动器的双变量控制算法奠定了良好的基础和条件。其次,对电动静液作动器双变量控制算法进行研究,设计复合控制算法实现系统位置控制。分析系统工作特点,由系统的负载功率给定电机不同的转速设定值,系统的位置误差给定变量泵不同的排量设定值,实现对转速和排量这两个控制变量的解耦控制。系统工作时,对电机的转速控制采用PID控制,液压缸位置控制采用全局快速终端滑模控制,并在MATLAB/Simulink中对系统的响应特性进行了仿真分析。仿真结果表明:设计的这种PID控制与滑模变结构控制相结合的复合控制算法,能使系统获得更佳的动态性能。此外,通过AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真对系统分析,在AMESim中搭建电动静液作动器的机械和液压系统的模型,在MATLAB/Simulink中搭建系统的永磁同步电机、伺服变量机构及控制器的模型,对本文所设计的复合控制算法的控制效果进一步验证。最后,设计搭建电动静液作动器实验平台,开发实验控制软件,实验结果验证了本文设计的电动静液作动器双变量控制算法的有效性,能够达到对系统位置控制的高精度、快速响应和良好鲁棒性的要求。
周玫杉[10](2020)在《中工慧科公司商业计划书》文中研究指明
二、工业控制系统中工控软件的拓展与系统仿真(英文)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、工业控制系统中工控软件的拓展与系统仿真(英文)(论文提纲范文)
(1)基于无模型自适应的航空发动机控制与验证(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究工作与结构安排 |
2 航空发动机预备知识 |
2.1 航空发动机组成 |
2.1.1 基本结构 |
2.1.2 部件性能参数 |
2.2 航空发动机部件级建模 |
2.3 航空发动机各部件共同工作 |
2.4 本章小结 |
3 控制器方案设计 |
3.1 控制需求描述 |
3.2 主控制器理论基础 |
3.2.1 无模型自适应控制器 |
3.2.2 仿真分析 |
3.3 主控制器及收敛性分析 |
3.3.1 改进的无模型自适应控制器 |
3.3.2 收敛性分析 |
3.3.3 仿真分析 |
3.4 本章小结 |
4 实时硬件在环仿真平台搭建 |
4.1 系统需求分析 |
4.2 总体组成 |
4.3 硬件方案设计 |
4.4 软件方案设计 |
4.4.1 控制器模型软件 |
4.4.2 上位机监控软件 |
4.5 本章小结 |
5 实时硬件在环仿真平台测试与验证 |
5.1 通信测试 |
5.1.1 反射内存测试结果分析 |
5.1.2 共享内存测试结果分析 |
5.2 上位机监控软件参数给定测试 |
5.3 模型代码生成 |
5.4 试验结果与分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)基于流量模型的工业控制系统入侵检测研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 工控信息安全工作研究现状 |
1.2.2 工控网络流量模型研究现状 |
1.2.3 工控入侵检测研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
第2章 相关理论与技术的概述 |
2.1 工业控制系统概念 |
2.2 网络流量模型概述 |
2.2.1 流量模型概念 |
2.2.2 流量模型的发展历程 |
2.3 概率主成分分析 |
2.4 循环神经网络概述 |
2.4.1 长短期记忆网络LSTM |
2.5 本章小结 |
第3章 基于流量模型的工业控制系统安全研究 |
3.1 工业控制系统的安全需求 |
3.2 工业控制系统的脆弱性分析 |
3.2.1 ICS系统脆弱性分析 |
3.2.2 常用协议脆弱性分析 |
3.3 工业控制系统常见攻击 |
3.4 基于流量模型的ICS系统入侵检测方案设计 |
3.4.1 流量模型架构 |
3.4.2 交叉熵损失函数 |
3.4.3 模型评价指标 |
3.4.4 实验环境 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于流量模型的工业控制系统入侵检测 |
4.1 已有模型分析 |
4.2 数据预处理 |
4.2.1 数据平衡化 |
4.2.2 数据归一化 |
4.3 基于PPCA的数据降维 |
4.3.1 特征提取 |
4.3.2 实验结果与分析 |
4.4 基于LSTM流量模型的入侵检测 |
4.4.1 模型的搭建 |
4.4.2 模型训练 |
4.4.3 实验结果与分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 未来展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)基于实时数据驱动的FMS数字孪生系统构建与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 数字孪生的发展 |
1.2.2 生产系统数字孪生的研究现状 |
1.2.3 商用工业仿真软件的应用现状 |
1.3 论文主要内容及章节安排 |
第2章 FMS数字孪生系统架构与构建环境选择 |
2.1 柔性制造生产线FMS80现状分析 |
2.1.1 硬件设备构成 |
2.1.2 控制系统介绍 |
2.1.3 网络组态逻辑 |
2.2 FMS数字孪生系统架构 |
2.3 FMS数字孪生系统支撑技术介绍 |
2.3.1 数字孪生建模技术 |
2.3.2 实时数据采集与通信技术 |
2.3.3 数字孪生模型实时映射技术 |
2.4 FMS数字孪生系统构建环境的选择 |
2.4.1 系统构建需求 |
2.4.2 商用工业仿真软件分析与选用 |
2.5 本章小结 |
第3章 FMS数字孪生系统的构建 |
3.1 数字孪生模型的构建 |
3.1.1 构建流程 |
3.1.2 三维CAD模型绘制 |
3.1.3 RGV的数字孪生建模 |
3.1.4 卧式加工中心的数字孪生建模 |
3.1.5 托盘库的数字孪生建模 |
3.1.6 上下料工作台的数字孪生建模 |
3.1.7 整体布局构建 |
3.2 物理实体实时数据的获取 |
3.2.1 ADS通信协议 |
3.2.2 数字孪生系统通信网络架构 |
3.2.3 仿真空间的数据通信 |
3.3 数字孪生模型的实时映射 |
3.3.1 驱动数据逻辑配合 |
3.3.2 仿真空间脚本实现 |
3.4 本章小结 |
第4章 FMS数字孪生系统实现与应用 |
4.1 系统实现过程 |
4.2 应用于控制程序的虚拟调试 |
4.2.1 建立任务指令下发界面 |
4.2.2 编写任务调度执行系统控制程序 |
4.2.3 编写与仿真环境进行数据信号交互的控制程序 |
4.2.4 开发用于虚拟调试的驱动脚本 |
4.2.5 虚拟调试过程 |
4.2.6 协助发现问题及解决过程 |
4.3 应用于控制程序的现场调试 |
4.3.1 与现场工控系统连通 |
4.3.2 虚实同步实现 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 论文总结 |
5.2 创新点 |
5.3 论文展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间主要科研成果 |
一、发表学术论文 |
二、获得奖励 |
(4)太阳能跨季节储/供热系统动态特性及运行策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 太阳能跨季节储热技术发展现状 |
1.3 太阳能跨季节储/供热系统研究现状及进展 |
1.3.1 系统能量传递关系及动态特性 |
1.3.2 聚光吸热系统应用于太阳能供热的性能研究 |
1.3.3 太阳能跨季节储/供热系统运行策略研究 |
1.3.4 目前研究不足 |
1.4 课题研究内容 |
第2章 太阳能跨季节储/供热系统实验研究 |
2.1 项目概况 |
2.2 系统组成及运行模式 |
2.2.1 系统组成 |
2.2.2 系统运行模式及控制策略 |
2.3 实验测试及设备通讯 |
2.3.1 实验测试设备 |
2.3.2 设备通讯 |
2.4 系统性能测试及分析 |
2.4.1 系统性能评价指标 |
2.4.2 太阳辐照度测量 |
2.4.3 聚光吸热系统性能测试及分析 |
2.4.4 跨季节储热水体性能分析 |
2.4.5 供热系统性能分析 |
2.5 系统长周期运行性能分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 太阳能塔式聚光吸热系统仿真研究 |
3.1 定日镜场模型 |
3.2 塔式吸热器表面能流密度分布 |
3.3 塔式吸热器一维非稳态仿真模型建立 |
3.3.1 吸热器物理模型及模型假设 |
3.3.2 能量平衡方程 |
3.3.3 吸热器一维非稳态仿真模型建立 |
3.3.4 模型热边界条件 |
3.3.5 一维非稳态方程求解 |
3.4 塔式聚光吸热系统非稳态模型实验验证 |
3.5 塔式吸热器热性能和参数分析 |
3.5.1 热性能分析 |
3.5.2 影响因素分析 |
3.5.3 多种集热方式热性能对比 |
3.6 本章小结 |
第4章 太阳能跨季节储/供热系统动态模型建立 |
4.1 太阳能跨季节储/供热系统建模研究概述 |
4.1.1 系统基本构成 |
4.1.2 系统模拟方法 |
4.2 太阳能跨季节储/供热系统数学模型 |
4.2.1 跨季节储热水体数学模型 |
4.2.2 循环泵模型 |
4.2.3 缓冲水箱模型 |
4.2.4 建筑负荷模型 |
4.2.5 全系统数学模型 |
4.3 太阳能跨季节储/供热系统动态仿真试验平台 |
4.4 系统运行策略 |
4.5 系统模型验证 |
4.6 本章小结 |
第5章 系统动态特性及运行策略影响分析 |
5.1 太阳能跨季节储/供热系统动态特性概述 |
5.2 太阳能跨季节储/供热系统动态特性分析 |
5.2.1 储热季系统典型工况动态特性分析 |
5.2.2 供热季系统典型工况动态特性分析 |
5.2.3 系统长周期运行特性分析 |
5.3 太阳能跨季节储/供热系统运行策略影响分析 |
5.3.1 储热季-集热侧运行策略影响 |
5.3.2 供热运行策略影响 |
5.3.3 运行参数影响 |
5.4 太阳能跨季节储/供热系统经济性分析 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
本文创新点 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
发表学术论文 |
专利 |
附录B:实验系统测点布置图 |
(5)结构加强筋焊缝的视觉定位系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 焊接机器人的研究现状 |
1.2.2 焊缝跟踪定位技术的研究现状 |
1.2.3 自动焊接的发展趋势 |
1.3 论文的主要研究内容和章节安排 |
第二章 结构加强筋焊缝的视觉定位系统的总体设计 |
2.1 引言 |
2.2 视觉定位系统的总体设计 |
2.2.1 定位的具体对象 |
2.2.2 系统的整体框架 |
2.2.3 系统设计的目标 |
2.3 定位系统的坐标变换 |
2.3.1 相机坐标变换 |
2.3.2 机器人坐标变换 |
2.4 定位系统的手眼标定 |
2.4.1 手眼标定的原理 |
2.4.2 方程参数的求取 |
2.4.3 标定实验与结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 结构加强筋点云的处理 |
3.1 引言 |
3.2 结构加强筋点云的预处理 |
3.2.1 点云的拓扑构建 |
3.2.2 点云的滤波与采样 |
3.3 结构加强筋点云的轮廓提取 |
3.3.1 Delaunay三角网格化 |
3.3.2 Alpha-Shape提取轮廓点 |
3.4 本章小结 |
第四章 结构加强筋焊缝的插值配准与路径生成 |
4.1 引言 |
4.2 基于薄板样条插值的配准 |
4.2.1 薄板样条插值原理 |
4.2.2 鲁棒性点对配准 |
4.2.3 配准仿真分析 |
4.3 结构加强筋焊缝的路径生成 |
4.3.1 焊接顺序的确定 |
4.3.2 样条曲线拟合焊缝 |
4.4 本章小结 |
第五章 定位系统的搭建与实验 |
5.1 引言 |
5.2 定位系统的硬件平台 |
5.2.1 3D结构光相机选型 |
5.2.2 机器人和机器人控制柜的选型 |
5.2.3 工控机和触摸屏的选型 |
5.2.4 焊枪和送丝装置的选型 |
5.2.5 硬件之间的通信设置 |
5.3 定位系统的软件平台 |
5.3.1 系统的开发环境 |
5.3.2 软件模块设计 |
5.4 焊缝定位结果分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
总结 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(6)基于LabVIEW的气动调节阀实验平台设计与控制策略研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 智能阀门定位器产品发展现状 |
1.2.2 控制算法研究现状 |
1.2.3 阀位控制系统建模研究现状 |
1.3 论文工作内容安排 |
第二章 调节阀控制系统工作原理 |
2.1 阀门定位器发展概述 |
2.2 智能阀门定位器内部结构和系统工作原理 |
2.2.1 智能阀门定位器内部结构 |
2.2.2 调节阀控制系统工作原理 |
2.3 智能阀门定位器内部机理分析 |
2.3.1 力矩马达工作机理 |
2.3.2 喷嘴-挡板工作机理 |
2.3.3 气动放大器工作机理 |
2.4 气动调节阀机理分析 |
2.4.1 调节阀简介 |
2.4.2 调节阀工作特性 |
2.4.3 气动执行结构运动特性分析 |
2.5 调节阀控制系统整体模型 |
2.6 本章小结 |
第三章 气动调节阀实验平台搭建及模型辨识 |
3.1 实验平台设计目的和需求分析 |
3.1.1 设计目的 |
3.1.2 平台需求分析 |
3.2 实验平台硬件组成 |
3.3 实验平台软件设计 |
3.3.1 软件选择 |
3.3.2 主要功能模块划分 |
3.3.3 信号生成模块 |
3.3.4 数据采集和输出模块 |
3.3.5 数据处理模块 |
3.3.6 实时显示模块 |
3.3.7 数据存储模块 |
3.3.8 系统LabVIEW功能程序设计 |
3.4 系统辨识 |
3.4.1 最小二乘法 |
3.4.2 基于最小二乘法的辨识工具箱 |
3.4.3 阀门控制系统模型辨识 |
3.5 本章小结 |
第四章 阀门定位器控制算法设计和实验分析 |
4.1 引言 |
4.2 仿人智能控制的理论基础 |
4.2.1 仿人智能控制的基本思想 |
4.2.2 仿人智能控制基本概念和特性分析 |
4.2.3 仿人智能控制器的结构和设计步骤 |
4.3 基于模糊推理的参数自整定仿人智能控制 |
4.3.1 仿人智能控制的优势及存在的不足 |
4.3.2 微分改进的仿人智能控制 |
4.3.3 基于模糊推理的PD-HSIC参数校正级设计 |
4.4 基于MATLAB/Simulink的算法仿真研究 |
4.4.1 Simulink仿真模型搭建 |
4.4.2 仿真结果分析 |
4.5 基于调节阀系统实验平台的算法验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间的学术活动及成果情况 |
(7)水源热泵自适应控制系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景 |
1.2.1 水源热泵的发展现状 |
1.2.2 研究意义 |
1.2.3 研究目标及内容 |
1.3 研究思路和方法 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究方法 |
1.4 研究框架及技术路线 |
第2章 开发工具及相关技术简介 |
2.1 自适应控制方法 |
2.2 工控机技术简介 |
2.3 可编程控制器技术 |
2.4 现场总线及工业以太网通讯技术 |
2.4.1 现场总线技术 |
2.4.2 工业以太网技术 |
2.5 Wincc组态软件 |
2.6 MySQL数据库技术 |
第3章 需求分析与模型辨识 |
3.1 控制系统需求分析 |
3.2 水源热泵系统综合分析 |
3.2.1 水源热泵系统概述 |
3.2.2 水泵性能分析 |
3.2.3 热泵机组性能分析 |
3.2.4 热泵机组能效分析 |
3.2.5 系统最优运行工况分析 |
3.3 水源热泵机组优化控制 |
3.3.1 自适应控制方法 |
3.3.2 系统PID模糊控制实现 |
3.4 设计原理与要求 |
3.4.1 设计原理 |
3.4.2 关键问题 |
3.4.3 设计规范及要求 |
第4章 系统软硬件设计与实现 |
4.1 系统硬件架构 |
4.2 硬件实现方式 |
4.2.1 硬件配置及组成 |
4.2.2 控制系统硬件平台 |
4.2.3 控制功能实现 |
4.3 系统软件设计与实现 |
4.3.1 控制系统功能 |
4.3.2 监测管理系统功能 |
4.4 PLC控制系统 |
4.4.1 硬件组态实现 |
4.4.2 软件编程实现 |
4.5 自适应控制实现 |
4.5.1 自适应控制算法 |
4.5.2 负荷预测控制 |
4.5.3 控制效果 |
4.6 数据库系统 |
4.6.1 数据表的创建 |
4.6.2 数据表的存储 |
第5章 系统测试与运行 |
5.1 系统测试概要 |
5.1.1 功能模块测试分解 |
5.1.2 测试内容及步骤 |
5.2 系统测试用例 |
5.3 系统功能测试 |
第6章 结论 |
6.1 取得成果 |
6.2 结论及感受 |
参考文献 |
致谢 |
(8)综合维护检测设备专测台的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 综合检测设备所应用的无人机简介 |
1.1.2 智能测系统研究背景 |
1.2 国内外研究状况 |
1.2.1 武器装备综合测试技术研究 |
1.2.2 飞管计算机研究 |
1.2.3 智能测试系统研究 |
1.3 研究目标与研究内容 |
1.3.1 飞管仿真软件研究 |
1.3.2 智能测试系统研究 |
1.4 论文的结构安排 |
第二章 综合维护检测设备专测台相关理论基础 |
2.1 PMA功能介绍 |
2.2 PMA飞管维护软件组织结构 |
2.3 飞管计算机概述 |
2.4 PMA专测台功能简介 |
2.5 开发工具简介 |
2.6 本章小结 |
第三章 综合维护检测设备专测台系统需求分析 |
3.1 PMA专测台硬件框架 |
3.2 PMA专测台系统需求 |
3.2.1 PMA专测台功能需求及分析 |
3.2.2 飞管仿真软件详细功能需求 |
3.2.3 智能测试系统详细功能需求 |
3.2.4 PMA专测台性能需求 |
3.3 PMA专测台设计原则 |
3.4 本章小结 |
第四章 综合维护检测设备专测台软件研究设计与实现 |
4.1 软件环境 |
4.2 飞管系统仿真软件架构设计 |
4.3 飞管系统仿真软件功能详细需求 |
4.4 接口设计 |
4.4.1 接口标识和接口图 |
4.4.2 串口参数输入接口 |
4.4.3 串口参数输出接口 |
4.4.4 串口参数输出接口 |
4.5 详细设计与实现 |
4.5.1 通讯检查(DCC) |
4.5.2 维护模式测试(DMMT) |
4.5.3 放飞模式测试(DFMT) |
4.5.4 文件记录(DFR) |
4.6 专测台自检测 |
4.6.1 模块设计 |
4.6.2 流程逻辑 |
4.6.3 连接方法 |
4.6.4 自检流程 |
4.7 智能测试系统 |
4.7.1 IDTS详细设计 |
4.7.2 IDTS实现 |
4.8 系统安全策略 |
4.9 注释 |
4.10 本章小结 |
第五章 系统测试 |
5.1 PMA专测台系统测试 |
5.1.2 专测台自检验 |
5.1.3 飞管系统仿真软件检验 |
5.1.4 试验原理方案 |
5.2 测试环境 |
5.3 专测台自检测 |
5.4 专测台软件测试 |
5.4.1 飞管系统仿真软件测试 |
5.4.2 测试结果 |
5.4.3 IDTS测试 |
5.4.4 测试结果 |
5.5 测试结论 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文主要工作 |
6.2 需进一步开展的工作 |
致谢 |
参考文献 |
(9)电动静液作动器双变量控制算法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 电动静液作动器国内外研究现状 |
1.2.1 电动静液作动器的分类及特点 |
1.2.2 电动静液作动器的国外研究现状 |
1.2.3 电动静液作动器的国内研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
2 电动静液作动器数学建模 |
2.1 引言 |
2.2 电动静液作动器工作原理简介 |
2.3 永磁交流同步电机调速子系统模型建立 |
2.3.1 永磁交流同步电机控制原理 |
2.3.2 永磁交流同步伺服电机建模及简化 |
2.4 轴向柱塞泵变量调节子系统模型建立 |
2.5 液压缸执行子系统模型建立 |
2.6 本章小结 |
3 电动静液作动器控制算法研究 |
3.1 引言 |
3.2 系统分析及解耦 |
3.3 系统控制算法设计 |
3.4 永磁交流同步电机调速系统控制器的设计 |
3.4.1 电流内环控制器的设计 |
3.4.2 转速外环控制器的设计 |
3.5 电动静液作动器位置环控制器设计 |
3.5.1 滑模变结构控制原理 |
3.5.2 终端滑模控制方法 |
3.5.3 全局快速终端滑模控制器设计 |
3.5.4 稳定性分析 |
3.5.5 有限时间收敛分析 |
3.6 电动静液作动器MATLAB仿真分析 |
3.6.1 系统整体仿真模型 |
3.6.2 系统仿真分析 |
3.7 本章小结 |
4 电动静液作动器的AMESim与 MATLAB联合仿真 |
4.1 引言 |
4.2 AMESim与 Matlab联合仿真介绍 |
4.3 AMESim仿真模型创建 |
4.3.1 多自由度负载模拟系统总体模型的建立 |
4.3.2 EHA系统模型参数设置 |
4.4 双变量EHA位置伺服系统联合仿真的实现 |
4.4.1 联合仿真的设置 |
4.4.2 算法验证联合仿真实验 |
4.5 本章小结 |
5 电动静液作动器实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 电动静液作动器实验系统硬件组成 |
5.3 液压系统和机械平台设计 |
5.4 测控系统设计 |
5.4.1 测控系统总体结构 |
5.4.2 测控系统硬件部分设计 |
5.4.3 测控系统软件部分设计 |
5.5 电动静液作动器实验结果及分析 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
四、工业控制系统中工控软件的拓展与系统仿真(英文)(论文参考文献)
- [1]基于无模型自适应的航空发动机控制与验证[D]. 刘小雨. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于流量模型的工业控制系统入侵检测研究与应用[D]. 丁晓倩. 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所), 2021(08)
- [3]基于实时数据驱动的FMS数字孪生系统构建与应用[D]. 孙文林. 齐鲁工业大学, 2021(01)
- [4]太阳能跨季节储/供热系统动态特性及运行策略研究[D]. 李晓霞. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]结构加强筋焊缝的视觉定位系统设计[D]. 梁古南. 江南大学, 2021(01)
- [6]基于LabVIEW的气动调节阀实验平台设计与控制策略研究[D]. 赵聪聪. 合肥工业大学, 2021(02)
- [7]水源热泵自适应控制系统设计与实现[D]. 宗嘉财. 兰州理工大学, 2021(01)
- [8]综合维护检测设备专测台的设计与实现[D]. 俞思瀛. 电子科技大学, 2021(01)
- [9]电动静液作动器双变量控制算法研究[D]. 尉响. 北京交通大学, 2020(03)
- [10]中工慧科公司商业计划书[D]. 周玫杉. 河北工业大学, 2020