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关键词： 柔性装配线   教学平台   轨迹规划   免疫遗传算法   Unity3D  

摘要： 随着我国经济发展水平的不断提高,制造业正在向信息化、智能化的方向发展。面对这一发展趋势,政府提出了《中国制造2025》强国战略,旨在提高我国的制造水平。智能制造作为其中一个重点工程,它的建设离不开具有相关专业知识的技术人员的参与,由他们来从事智能制造相关技术的开发和系统的设计工作。在这个大背景下,高校的人才培养也应该紧跟制造业发展的步伐,开展相关的教学和培训工作。因此,需要开发出一款能体现出智能制造理念、面向高校教学的科教设备。柔性线应用到较多智能制造技术,其具有自动化程度高,生产方式灵活,扩展性强等优点,逐渐被国内制造企业应用于生产之中。本文以柔性线为模板,设计了一款柔性装配线教学平台,其主要由零件存放模块,物料输送模块以及组装模块组成,具有仓储,运输以及装配功能,能够完成齿轮泵的组装工作。该平台集中了机电控制技术、气压传动与控制技术、传感器技术、现场总线技术与通信技术,其结构的模块化设计方便学习者根据功能需要对其进行组装。借助Unity3D引擎为该平台开发配套的教学软件,使用C#语言为软件中的三维模型编写运动控制程序,使用者能够在虚拟环境中完成各模块的运动控制、工业机器人的调试以及生产节拍的规划等训练。为教学软件中的六自由度工业机器人开发轨迹规划和轨迹优化功能;使用非均匀五次B样条在关节空间内为机器人规划搬运轨迹,使机器人关节的运动光滑平稳;借助免疫遗传算法对运动轨迹进行优化,减少机器人的运动时间,然后在此基础上使用能耗评价函数对优化结果进行二次寻优,找出与最短运动时间接近,但能耗评价值更小的运动时间作为最终优化结果。

关键词： 地质勘察企业   项目管理   信息管理系统   软件设计   功能模块  

摘要： 随着信息技术的不断发展，各行业信息化水平也随着各企业的快速发展得到重视，西北综合勘察设计研究院的工程项目越来越多，在如此背景下，原有的项目信息管理机制已经不能满足企业快速发展的需要，同时行业竞争日渐激烈。在这样的背景下，开发一套项目信息管理系统来控制工程项目成本是极为重要的。　　本文基于对西综勘项目信息管理系统开发过程中的功能需求分析、设计及实施，阐述了整套系统的工作流程。首先资料收集，了解类似行业管理系统的工作流程、开发技术，如数据库开发技术、网络架构技术以及Web程序开发技术等。　　通过实地调研完成项目需求分析，确立并采用敏捷开发，经过详细的系统设计、编码实现、系统测试及运行，完成系统开发。　　西综勘项目信息管理系统实现了四个核心功能，分别为：项目信息登记及合同管理、财务管理、技术资料管理、盖章管理。本系统的设计和研发，将改变西北综合勘察设计研究院的项目信息管理模式，提高项目管理效率和工程质量，降低项目风险和企业管理运营成本。西综勘项目信息管理系统的建设，能够满足西综勘的基本业务需求，帮助相关作业人员完成项目信息的管理工作，达到提高工作效率，使院项目信息管理制度规范化运行。　　本系统使用三层体系结构进行开发设计，采用***为开发平台，采用C#语言进行开发。

关键词： 机械控制   行走机构搭建   软件设计   声强重构   超声清洗   遗传算法  

摘要： 近年来,超声波技术早已应用于工业领域的方方面面,在除垢、清洗、催化等方面有着广阔的发展空间。在超声波除垢方面,利用了超声波在液体中产生的空化效应。超声波在液体中发生空化效应时,能对污渍进行清洗。声强较强的位置的能量较大,污渍剥离效果更强。所以在实际应用中,需要确定清洗槽中的声强场分布,根据声强分布摆放器件,这样才能够对器件的清洗效果达到高效率。针对目前存在的测量声强点有位手动测居多,并且尚无对声强场插值重构有一个好的方法等方面,本文展开了如下相应的研究:(1)为了能够高效率高精度的测量出分布点的声强以及其他更多的信息,本文搭建了一套三维行走机构。行走机构的运动通过步进电机驱动电动滑台,电机驱动器采用THB7128驱动器,主控芯片采用K60。开发了下位机软件,实现了手动微调和精确定位的功能,同时开发了上位机软件,实现了对机构行走路径的设定及自动行走功能。(2)利用行走机构和超声波工具头测得所需数据之后,利用三维重构算法对其进行重构。本文采用了对测得的声强数据进行反距离加权插值重构的方法,并将该方法与目前常用的正弦插值重构方法进行对比。(3)最后本文提出了基于遗传算法的径向基函数插值算法对声强场进行三维重构。在遗传算法中有三个基本因子,分别为选择、交叉和变异。径向基函数有许多种可以选择,本设计中采用逆MQ函数。通过对比应用于声强重构的正弦插值算法,在重构图形、插值与真实值方差和重构时间上进行分析,得知基于遗传算法的径向基函数插值算法的方案更容易判断,并且得到的方差最小,图像更接近实际声强场分布,性能最好。

关键词： 软件设计   B/S架构   工业物联网   复杂虚拟仪器   组件技术  

摘要： 随着物联网技术的发展，虚拟仪器技术在监测领域应用越来越广泛。特别是在家电测试领域，基于虚拟仪器技术的测试系统得到广泛应用。当前的虚拟仪器系统大都是以C/S架构为主，然而C/S架构的虚拟仪器系统对操作系统和运行环境依赖很高，导致系统迁移困难。其次，面向C/S架构虚拟仪器系统的组件复用率低且结构复杂，导致虚拟仪器系统臃肿，升级改造成本高。此外，由于企业内网安全需要，一般会对软件安装进行多重检查，导致软件安装周期长甚至可能会对软件功能造成影响。这些问题成为了制约企业生产制造水平提高的关键因素，阻碍着智能制造和工业物联网的快速发展。　　针对上述问题，本文结合复杂虚拟仪器模型，设计并实现了面向B/S架构复杂虚拟仪器的一系列基础软件组件，包括曲线显示组件、数据列表组件、历史查询组件、传感器管理组件、综合查询组件。组件设计基于微服务的思想，以微服务的形式对外发布组件。组件采用高内聚低耦合的设计原则，各组件之间相互独立，互不影响。此外，组件系统提供了服务管理功能，通过服务管理可以对组件的使用情况进行监控，还提供了数据交互接口，各组件通过统一的接口对数据进行访问。　　应用本文设计的组件进行B/S架构复杂虚拟仪器系统开发，能够解决C/S架构虚拟仪器系统对平台的依赖问题，且组件复用性强，系统升级维护成本低。本文针对家电测试领域，以空调测试为例，设计开发出B/S架构空调测试复杂虚拟仪器系统，并在企业实际应用测试，对系统的功能和性能进行检验。结果证明，系统能够满足企业生产的实际需求，各个组件满足实用性、稳定性、兼容性、通用性等各方面的要求。采用组件的方式开发B/S架构复杂虚拟仪器系统，提高了系统软件开发效率，增强了系统的可扩展性和可维护性，降低了软件开发成本，对于其他领域B/S架构复杂虚拟仪器系统及其组件的开发具有借鉴意义。

关键词： 探地雷达   信号调理   改进BP算法   后向投影   软件设计  

摘要： 探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)是一种基于高频电磁波反射原理的探测装置,可以根据探测回波的时域和频域信息,有效探测和分析地下目标探测物的位置、结构、形态等物理信息。脉冲探地雷达具有频带宽、反应快、分辨率高、探测范围广、成本低、无损伤等优点,被广泛应用于地质勘探、抢险救援、考古研究、城市地下管线规划、建筑物强度检测、桥梁结构评估等领域。探地雷达回波信号虽然含有丰富的被探测物信息,但是同时携带大量干扰和噪声,对探测结果精确性产生很大影响。本文通过硬件设计和算法优化两方面消除回波信号中的干扰和噪声,改善了系统性能。在信号调理方面,设计了低噪声放大电路、采样保持电路和变增益放大电路,可有效将探地雷达接收的高频信号变为低频信号,并滤除一部分噪声。在信号采集方面,利用高性能ADC实现了回波信号的高速等效采样。文中给出了各电路的设计思想和电路原理图。在信号预处理方面,分别介绍了以均值、滤波器、以及空间投影为基础的直达波和噪声滤除算法,给出了算法的基本原理和实现过程,并通过仿真实验验证了算法的有效性。在信号投影成像方面,分析了标准后向投影(Back Projection,BP)算法存在的缺陷,基于此提出了一种改进的分布式加权BP成像算法,仿真实验表明,改进后的BP算法计算复杂度明显降低,杂波和旁瓣抑制能力得到提高。在硬件设计的基础上,设计了脉冲探地雷达上位机数据处理软件。在对功能需求进行详细分析的基础上,合理规划了软件的功能模块,介绍了软件界面的设计原则和布局风格,并给出了应用实例。最后,对系统进行了实验测试,结果表明系统能够准确接收回波,有效探测地下目标。

关键词： 电力骨干通信网   可靠性评价   层次分析法   指标体系   评估软件  

摘要： 电力通信网是电网智能化发展的依托,支撑保障着各电压等级输变配电设施、调度自动化等电力生产运行。随着电网的迅速发展和电网承载业务量的增多,电网组成和运行变得更加复杂,采用先进技术、加强配电网自动化建设已成为提升电网综合供电质量,建立经济、清洁、高效智能电网的重点发展方向,而通信网作为智能化电网运行业务的支撑基础,随之变为电力系统建设发展的关键。电力骨干通信网涵盖了地区电厂、变电站及各类生产办公场所,承载了电力系统通信传输、线路保护、调度运行等重要任务,为探究如何维护通信网长期安稳运行,对电力骨干通信网的运行可靠性展开相关研究是十分有必要的。而通过有针对性的建立科学、系统的可靠性评价体系,能够更有效的进行合理分析,及时发现网络不安全因素,从而指导骨干通信网的规划设计和运行维护。本文介绍了中外对电力骨干通信网可靠性评估的相关研究成果,介绍了骨干通信网的构成及业务组成,分析了电网及客户对于骨干通信网的需求程度及各业务的性能指标,确定了影响电力骨干通信网可靠性的相关因素,总结了当前可靠性评估的研究方法,并介绍了相关指标的计算方法,然后根据可靠性影响分析,设计了相应的可靠性指标评价体系,并基于层次分析法设置了相应的指标权重。最后基于WebStorm和MySQL数据库设计了电力骨干通信网可靠性评价系统软件,从运行管理的七个方面实现可靠性全面评估,对系统可靠性进行定性评价,服务于电力骨干通信网的规划设计和运行维护管理。

关键词： 分层技术   计算机   软件设计  

摘要： 分层技术是指在计算机软件的设计当中,将软件分为不同的层,寻找不同的解决问题的路径,从而提升软件设计的安全性与可靠性.基于此,本文主要介绍了分层技术在计算机软件设计当中主要运用的项目.并在此基础上,分析现代分层技术在计算机软件当中的具体应用.

关键词： 自动钻铆机   控制软件   组件开发   配置文件   指令集  

摘要： 近年来,以不同结构、类型的自动钻铆系统为代表的飞机自动化装配系统在飞机制造中得到了广泛的应用。当前自动钻铆系统控制软件设计时一方面采用面向特定结构进行功能定制的方法,导致软件缺乏扩展性、开发周期较长;另一方面由于当前自动钻铆系统大多采用在传统CNC厂商的数控装置上搭建控制系统的方案,选择标准数控指令进行数控编程,无法体现自动钻铆系统的工艺特点,对用户不友好。针对上述问题,本文对自动钻铆集成控制软件进行了研究,主要内容如下:(1)提出了组件和参数可配置的控制软件架构。通过对自动钻铆系统结构和控制软件可配置性需求的分析,设计了组件可配置和参数可配置的开放式自动钻铆集成控制软件架构。围绕组件的接口设计、组件参数化设计和组件的功能设计三方面来定义软件的组件,确定软件组件的开发方法。(2)提出了面向自动钻铆机的工艺指令系统。通过分析自动钻铆机的工艺流程,从自动钻铆的工艺特点出发,设计了基于工艺的自动钻铆机指令集;与控制软件的可配置性结合,基于参数配置文件开发工艺指令编译系统。(3)控制软件组件开发及系统配置。根据软件架构确立的组件开发方法,设计自动钻铆机功能组件的接口和内部实现逻辑,并加以实现;基于MFC平台开发自动钻铆机界面组件;设计了结构化的文件系统和配置管理系统,完成了对自动钻铆集成控制软件的配置。本文研究的自动钻铆集成控制软件具有组件和参数可配置的特点,可以实现不同结构形式的自动钻铆系统控制软件的快速开发。其思想和实现过程也可以推广到其它自动化装配系统的控制软件开发中。

关键词： 电能质量   电压扰动系统   LabVIEW   状态监控   离线分析  

摘要： 电能质量问题是一个涉及发电、供电和用电各方利益的重要问题,提出电能质量问题的最终目的是为了电能质量的控制和治理,而对电能质量进行控制和治理的前提是电能质量问题的准确模拟与有效监测。本文所涉及的电压扰动系统便是一种电能质量问题模拟与监测系统,可模拟电压的暂降、暂升、谐波等电能质量问题。为了丰富该系统的功能,提升系统操作的便捷性,迫切需要给该系统研制一款配套的软件系统,为此本文提出设计一款基于LabVIEW的电压扰动系统软件。本文提出的电压扰动系统软件是整个电压扰动系统的核心组件之一,可实现对电压扰动系统在线运行控制、工作状态监测、扰动波形模拟、数据采集及电能质量参数离线分析等功能。利用具有良好人机交互与强大信号分析处理的LabVIEW开发平台,设计并实现了用户登录模块、测控模块与离线分析模块三大可独立运行的核心软件模块,同时设计电压扰动系统的操作流程与通信协议。登录模块程序设计采用动态调用VI的方法缩减程序导入时间减少内存占用,并将寄存器与队列相结合构成消息队列取代局部变量与全局变量的大量使用从而保证良好的人机对话。测控模块采用状态机模式作为总体程序的基本架构,实现任意切换操作界面。其中,数据传输功能采用C/S模式实现点对点TCP通信,降低程序复杂性的同时又确保了网络通信的可靠性。数据采集功能采用生产者/消费者模式实现多个任务并行执行,通过队列传输数据确保数据的完整性,避免出现数据丢失的现象。离线分析模块采用分段读取数据的方式,防止因文件过大一次性读取全部数据导致软件运行效率慢,计算机卡死等问题,利用LabVIEW强大的数据处理能力实现波形回放与电能质量分析功能,并保存分析结果并生成报表。另外,针对LabVIEW传统采集数据文件存储方法速度较慢、实时性差问题,提出了一种快速文件存储方法。该方法将传统单消费者模式改进为双消费者模式,将消费者中的文件存储与计算、显示等其它处理分开并同步执行,使文件存储程序无需等待其它处理程序完成便可连续执行数据存储操作,从而加快文件存储速度。测试结果表明:本文设计的电压扰动系统软件可有效实现对电压扰动系统的在线运行控制、工作状态监测、扰动波形模拟、数据采集及电能质量参数离线分析等功能。

关键词： 在线学习平台   软件设计   功能模块   自动组卷  

摘要： 教育是一个民族未来发展的基础。随着互联网行业的高速发展，在线教育的发展改变了传统的学习方式。本文提出搭建一个灵活便捷的在线学习平台，降低用户的学习成本，并让用户通过平台真正达到能力的提升。　　该在线学习平台的核心功能包括:在线练习、模拟考试、资讯中心以及个人中心。同时，为了保证题库的内容质量，在后台管理系统中每道题目从录入到进入到用户的手中都要经过两次审核，因此后台管理系统中包含了题目的录入、审核、编辑、发布等多种操作功能及对应权限。该平台使用Java语言进行开发实现，使用Spring+SpringMVC+Mybatis作为框架，使用遗传算法进行系统的自动组卷，数据层中Mysql作为持久化数据库，Redis作为缓存，使用ElasticSearch搜索服务器来实现题目的搜索功能。其中，本人独立设计并实现了如下模块:　　(1)在线练习模块:用户选择科目后由平台根据用户的练习记录自动生成练习的一套题目，作答完成后即可看到此次的练习结果。用户可以输入关键字对题目进行搜索，可以收藏题目、查看收藏列表。　　(2)模拟考试模块:用户通过填写报名信息报名模考，并在规定时间内参加模拟考试。模拟考试根据用户的报名信息分发相应的试卷，考试过程计时提醒，并对参加此次模考的用户进行结果排名。　　(3)资讯中心模块:阅读相关的考试资讯、学习方法以及考点介绍等文章，用户可以对资讯进行评论、收藏，同时可以将资讯内容分享给好友。　　(4)题库管理模块:后台管理端中对题目进行管理的模块，包括题目录入、编辑、审核和发布等多种功能。不同管理员对题目有着不同的操作权限。　　目前，该在线学习平台已经开发上线，符合需求分析中提到的所有功能需求，具有一定的实际应用价值。为了更好的适应市场的快速发展，满足用户日益增长的需求，使用户能够真正受益于产品，该在线学习平台依然在不断的更新之中。