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第一篇机电一体化plc论文范文参考：保健酒智能视觉检测机器人技术研究
我国有着巨大的饮料酒生产市场以及饮料酒产品的高增长率,但饮料酒生产线的自动化装备水平亟待提高,尤其在饮料酒生产线上的检测环节,主要依赖人工检测.近年来,随着消费水平的提高和相关法律、法规的完善,在饮料酒类行业中,产品质量变得越来越重要.人工检测效率低、精度低、漏检误检率高,面对国外先进成套饮料酒生产装备对国内市场的冲击,研究具有自主知识产权的饮料酒自动检测设备具有十分重要的价值.
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本论文旨在研制面向大型高速保健酒自动化生产线上的产品检测智能机器人.保健酒智能视觉检测机器人是以多传感器信息融合为基础,利用机器视觉和智能控制技术,在不影响正常的安全生产过程的同时,可实现高速保健酒自动化生产线上的自动检测,并能把不合格保健酒实时自动分离出生产线.
保健酒智能视觉检测机器人涉及机器视觉、机械设计与传动、光机电一体化、传感器检测与信息融合、光学成像、数字图像处理和通信等多学科领域技术.本文从饮料酒检测现状出发,首先分析了机器人实施的技术路线和整体设计方案,研究了机械结构、机电控制系统、光学成像与视觉信息获取,详细设计开发了针对保健酒液中的可见异物检测和外观检测算法,并经过了大量实验论证,最后研制出保健酒智能视觉检测机器人样机,并把相关技术推广到大输液和口服液等医药自动化生产线上,为饮料医药行业的产品安全生产提供重要保障.归纳起来,本文主要工作和取得的创新成果有：
1、阐述了饮料酒产品的检测现状,指出研制智能视觉检测机器人的重要意义,概述了机器视觉技术,分析了保健酒中可见异物及外观缺陷的成因,重点分析了国内外饮料酒检测的现状.
2、对保健酒智能视觉检测机器人系统进行了可行性分析论证,给出了整体实施技术路线和技术方案,设计了直线间歇式、圆盘固定位置拍照式和旋转跟踪式三种保健酒智能视觉检测机器人的机械结构,并进行了对比分析,研究了基于多IPC和PLC的分布式精密光机电控制结构,分析了伺服跟踪拍摄控制的“加速跟上-同角速度运转-快速返回”三个阶段过程,提出了黑色异物和装量检测工位、白色异物检测工位和瓶盖检测工位的光学成像方法,给出了机器人的检测流程,对比研究了多种次品分拣方案,分析了机器人的软件构架.
3、对保健酒中的可见异物对象进行了运动学分析,并把可见异物和气泡、瓶壁刮痕刻度等进行了对比,对基本滤波算法进行了分析研究了一种改进型加权滤波处理算法,并提出了基于中值的加权均值滤波算法,既能有效的滤除噪声,又能有效的保留运动目标,根据保健酒特定的瓶型进行了检测区域的标定,提出了一种基于边缘统计的经验规则定位法进行图像定位,并得到了良好的定位效果.
4、研究了保健酒液序列图像中可见异物的分割与识别方法.分析了背景减除的运动目标提取方法,详细介绍了基于时间差分的运行目标提取,研究了基于Fisher评价函数的阈值分割,详细分析了基于改进型Mean Shift和Kalman滤波的运动目标跟踪方法,并进行了实例分析与测试,从运动目标的位置、形状和运动轨迹等方面,构建支持向量,研究了基于支持向量机的运动目标识别,进行了图像标定,然后从压像素角度分析,对可见异物进行测量,并判断异物尺寸是否在允许范围内,通过实验,验证了可见异物分割与识别算法的可行性和有效性.
5、研究了保健酒产品的外观检测算法.针对侧瓶盖缺陷,提出了多重扫描的边缘特殊点重心法定位,针对顶面瓶盖,提出了一种多重搜索定位法定位,得到定位点后,研究了一种基于分层思想的瓶盖缺陷图像快速匹配检测方法实现瓶盖检测,针对Sobel算子边缘检测的优点和缺陷,提出了基于改进型Sobel算子,得到液面线,并根据经验规则判断液面高度,实现装量的检测.
6、实现了保健酒智能视觉检测机器人的样机研制及推广应用.给出了机器人的实物图和各关键部分装置图,从人机界面、测试界面、控制软件和数据库模块四个方面分析了软件部分的构成,最后分析了保健酒智能视觉检测机器人的Knapp-Kushner测试方法,给出了测试数据,最后把保健酒智能视觉检测机器人的相关技术推广到大输液视觉检测机器人、安瓿视觉检测机器人和口服液视觉检测机器人等设备上,并得到了实际应用.
在保健酒智能视觉检测机器人研发过程中,从方案设计到测试实验,从图像预处理与定位算法,到可见异物检测与识别和外观检测方法的研究,从机械设计到精密光机电控制与传动,从样机研制到推广应用,发现并解决了大量的理论和实际问题,为设备的应用及后一步的升级开发提供了宝贵的经验,给相关设备的研发带来了良好的参考价值,为实现饮料酒和医药自动化生产线上的产品质量安全提供了保障.
第二篇机电一体化plc论文样文：C*B集成反应分离装备技术研究
随着资源、能源、环境和安全等问题的日益突出,在石化、医药、轻工和食品加工等生产过程中,由产出、能耗、排放和安全等构成的体系及优化越来越值得深入研究.如何在高效、高品质产出同时,实现“节能、减排、安全和绿色生产”是国内外正在积极开展的重要研究课题,并且成为我国中长期科技发展规划中的重点攻关内容.而在上述化工过程中,反应与分离是最常见也是至为关键的环节,将二者集成与控制是实现高效生产和节能减排的最有效手段.因此,本论文提出了一种基于可控反应器与可连续色谱分离集成的新装备技术,其通过将多个平行反应单元与分离单元进行耦合控制,可以在最高的反应转化率和最佳的分离效果之间找到最优点.将其成功应用于壳寡糖和甘露醇等资源产品的制备中,可以在处理能力、生产效率、节能指标、溶剂消耗和产品质量等多方面进行综合优化,带来颇为理想的产能效果和广阔的应用前景.本文的主要研究内容及创新在于：
(1)在深入进行连续色谱分离和可控电化学反应机理研究之上,自主提出了基于耦合型模拟移动床技术(Coupled/Cascade Simulated Moving Bed,简称C*B)的集成反应分离系统设计与耦合控制方法.主要是,对于多个不同功能的并行单元组成,通过电磁阀组合设计与程控切换,使多个反应器与层析柱间实现串、并联,进而构成具有因果关联的功能区块；针对不同的产品要求,采用自主提出的流程与控制算法,实现了区域式模拟移动床和多元分流式二种新型分离体系；通过系统的连续一体化、周而复始运行,可以在最好的反应转化率与最佳的分离点之间寻求平衡,实现反应分离耦合和系统集成优化；将其工作状态调整到最优点后,就可以在高效率、高精度和高品质制备同时,有效地降低能耗,减少有机溶剂排放,实现多组分连续反应提取和机电一体化生产.
(2)基于层析柱理论模型和化学反应的过程传质原理,建立了可控反应器与可连续色谱分离集成的过程数学模型和模拟方法.主要是,在确定色谱分离与反应传质过程的模型参数之上,建立了反应分离集成中的单柱分离、双柱串联、多柱串并联和多组分分离操作等基本过程模型,并各自进行了FEMLAB建模求解；结合工艺试验,在验证求解结果同时,获得了切换控制的时间点；建立了反应分离耦合的一体化模型,获得了找出最优反应分离耦合点的方法；另外,针对反应与分离耦合中的关键因素,分别探讨了柱长、流速和进样量等的实际影响,给出了其作用规律和优化措施.
(3)基于以上设计思路、建模分析和关键工艺试验等,自主开发出一套具有通用性和可拓性的集成反应分离装备.主要包括,自主设计并加工出一套反应可控的新颖电化学反应器,其通过实时电导、电流和pH等检测,可以感知与控制反应进程；针对多组份分离的流动控制要求,自主搭建出一套可连续色谱分离的多层析柱串、并联系统,其通过不同的电磁阀组合切换,可以分别实现区域式模拟移动床和多元分流式连续分离操作；最后,采用程控恒流泵输送,由IPC-PLC组成上下位机控制系统,采用MCGS进行软件组态,由折射仪、生物传感分析仪和HPLC等进行产品检测,将上述单元组装成为一套C*B耦合模拟移动床集成反应分离装备.
(4)在此C*B集成反应分离装备平台上,采用自主提出的工艺控制方法,分别进行了甘露醇和壳寡糖制备的试验研究.主要是,采用电化学法还原葡萄糖来制备甘露醇,将其与自主提出的区域式模拟移动床分离进行集成；采用自主提出的电化学法氧化降解壳聚糖来制备壳寡糖,分别与以单柱和双柱串联为基本分离单元的两种多元分流式连续分离进行集成；以上均获得了最佳的工艺路线和高品质目标产物,并且对过程节能和排放进行了量化分析.上述试验结果证实,对于多组分混合产物,集成反应分离方法是高效率获取高纯度产品的有效途径,其连续高效的一体化生产能大大节省能源,极大地减少有机溶剂对环境的污染,其研发紧扣当前“高效生产”、“绿色化工”和“节能减排”等重要发展方向,颇具推广应用价值.
第三篇机电一体化plc论文范文模板：重型模锻压机多学科集成建模与低速稳定性研究
重型模锻装备是国家的战略基础制造装备,为国民经济各行业的高端装备提供大型主承载构件与锻件,在国家重大工程、国防建设中发挥着不可替代的作用.随着200～800MN重型模锻压机的先后建立,我国已经基本具备了生产大型整体锻件的条件,但由于系统集成层面上研究工作的薄弱或缺失,我国重型模锻装备的设计、制造和运行控制等方面缺乏系统科学的整体评判准则,无法进行整体功能与可靠度预测,致使我国重型模锻装备的性能提升与高效运行受到极大的局限与束缚,严重影响模锻件产品的品质；与此同时,锻件整体精密化的发展趋势要求采用新的成形工艺实现大型锻件的高性能制造.等温模锻由于可以显著降低材料的变形抗力、改善金属的流动状态和内部组织而成为锻件精密成形的关键技术.该工艺要求压力保持时间达500s以上,这意味着重型模锻压机需要在低速的情况下进行驱动和运行,而超大惯量系统在低速下运行时极易出现爬行或抖动,严重影响产品质量,迫切需要解决装备运行的确定性与高稳定性问题.
基于此目的,本文以生产大型整体精密化锻件的等温模锻压机为研究对象,在建立重型模锻压机系统动力学、液压控制系统、材料成形过程模拟及解决模型间数据实时交互的基础上,形成重型模锻压机多学科集成仿真模型与装备整体性能的评估与预测方法,并从装备-工艺交互作用下的材料性能演变层面出发,实现对装备低速运行过程的主动优化控制,对提高重型模锻装备动态运行性能和锻件品质具有重要的理论意义和工程应用价值.
论文的主要研究内容如下：
1)重型模锻压机超静定冗余约束消减的系统动力学建模
重型模锻压机超静定复合承载的结构形式给系统带来过多的冗余约束,针对不同超静定冗余结构特征,分别提出“以力代副、以简代副、以柔代刚”的建模方法,实现冗余约束的消减或消除；针对重型模锻压机组合预应力承载结构特点,提出一种简单的预载荷施加的方法,实现预应力构件的准确建模；在上述研究的基础上,形成重型模锻压机系统动力学建模的一般方法.基于系统动力学模型的动态性能仿真结果与实测结果对比验证了模型与方法的正确性.
2)重型模锻压机低速液压控制系统的联合建模与参数优化
针对等温模锻工艺所提出的装备低速稳定运行要求,提出以“电子泵驱动+伺服阀控+压力补偿+比例支撑平衡”为基本结构的伺服液压驱动方案,实现系统快速响应与低速小流量的补偿控制；PID或智能PID控制作为本方案的主要控制手段,其关键为控制器参数的优化,为此,本文提出采用遗传算法自动整定控制器参数的统一方法,仿真分析验证了其效果；在建立各子系统数学、物理模型的基础上,建立低速运行液压控制系统的联合仿真模型；最后通过实验验证模型的正确性和系统的可靠性.
3)“装备运行-材料成形”过程交互及多学科集成建模与分析
材料成形过程的复杂性及计算结果的离散性决定了成形载荷很难直接与成形装备联合仿真模型耦合.为实现装备运行与材料成形过程的实时交互,本文提出“主应力”法建立面向多学科集成的材料成形过程变形抗力模型并通过实验对模型进行优化；联合装备运行时的系统动力学和液压控制模型,建立基于锻造全过程的重型模锻压机多学科集成仿真模型；基于该模型,系统研究重型模锻压机低速运行时的动态特性,揭示各种参数对系统低速运行时的稳定性影响规律.研究表明：非线性摩擦是影响重型模锻压机低速稳定性的关键因素.
4)基于摩擦反馈补偿的重型模锻压机低速运行稳定性控制
为降低非线性摩擦对系统低速运行时的稳定性影响程度,论文首先建立重型模锻压机动态特性测试系统并进行摩擦力测试；基于摩擦力特征研究,提出一种修正的Lugre摩擦模型并采用最小二乘法、最小范数搜索法和遗传算法对摩擦力动、静态参数进行辨识；针对常规PID补偿控制无法同时满足扰动抑制和响应速度要求的问题,提出采用两自由度PID、模糊自适应PID及鲁棒自适应控制方法对系统摩擦力进行补偿控制.补偿控制效果的对比研究表明：模糊PID控制的补偿效果最优,压机最低稳定运行速度0.005mm/s,速度波动率<,20%.
第四篇机电一体化plc论文范例：滴灌棉田精量控制施肥系统研发与施肥效果研究
精准农业各项技术经过多年的革新与发展,但是其各项技术的发展并非齐头并进.尤其是在当前以节水灌溉技术(滴灌技术)为基础的农业规模化运作模式下,精准追肥环节各项技术成果却主要集中在对作物养分与土壤养分的监测、施肥量与产量及土壤养分分布相关性、水肥一体化管理等方面的研究.而在精准追肥环节,大田滴灌施肥装备领域,至今没有很好的技术方案来解决当前滴灌施肥环节所出现的各类技术难题.精准农业某项技术装备的短板终将会影响精准农业各项技术在当前农业规模化运作条件下,集约化管理与操控的实现.目前滴灌施肥环节使用的技术装备依然为压差式施肥罐.该设备自滴灌技术引入我国以来一直沿用至今.但随着精准施肥技术不断发展的需要,多年来众多学者对滴灌施肥养分信息的监测获取、信息传输、数据分析与决策都做了大量的研究,并形成了众多的理论成果.但是由于当前滴灌施肥执行设备,即传统的压差式施肥罐只能人为粗放式的操作,所以无法将施肥决策形成的推荐结论通过信息技术得以传输,更无法通过自动化控制技术得以表达.这就使得滴灌施肥执行环节的技术装备研究与开发变成了急待解决的问题.而当前滴灌施肥环节所存在的问题有:(1)施肥量无法根据轮灌区和作物需求精确可控,(2)注肥浓度前高后低,注肥均匀度低,受压差与流量影响大,(3)受注肥均匀度的影响,注肥时间无法控制,(4)施肥环节完全由人为操作,无法实现自动化控制.本研究综合应用信息技术、机电一体化控制、系统分析集成、营养诊断、大田试验对比等技术思想和方法,设计可实现滴灌施肥量精确可控、整体注肥均匀、施肥时间可控的滴灌精量控制施肥装置,并在此基础上运用信息技术,研究开发了滴灌精量施肥控制系统,包括对该装置的现场控制与远程控制功能.本文通过对现有装置的分析研究,开发设计了符合当前滴灌施肥需要的滴灌施肥装置,并实现了自动化控制.通过对装置控制系统监测、配肥能力研究分析以及施肥模式研究,完成了从装置设计构想到大田实际运行的各项工作.并形成了以下成果:1、围绕当前滴灌施肥环节所存在的问题提出了滴灌精量控制施肥装置设计思路与原理,同时对现有装置的施肥特点加以分析,保留其优点改进其缺陷.针对当前施肥量无法精确可控提出了配肥机构的研究设计方案,以及针对注肥均匀度低提出了定量且少量多次的注肥机构研究设计方案.完成了滴灌精量控制施肥装置的设计与装配.同时对研制完成的装置进行了配肥精度与配肥均匀度的试验研究,验证了该装置优越的施肥性能.2、以自主研发完成的滴灌精量控制施肥装置为研究对象,通过明确基于SPAD营养诊断的滴灌棉花不同生育时期最佳施氮量、单次灌水时间与轮灌区面积,研究精量施肥装置不同规格配肥盘单位时间配肥量,确定滴灌精准施肥装置在不同灌溉条件与棉花不同生育时期的配肥能力.为配肥系统机构的改进与参数的优化提供理论依据.3、开发了基于PLC的滴灌精量控制施肥装置现场控制系统及远程控制系统.提出了滴灌精量控制施肥系统现场控制技术方案与远程控制技术方案.现场控制采用文本显示器显示各项设备运行参数,以及通过手动录入的形式,输入施肥环节各项参数来操控装置精准施肥.并对步进电机和直线电机的驱动模式进行了设计与研究.通过编程与软件开发实现对施肥装置的远程控制.4、在滴灌棉田对两种装置(精量控制施肥与传统压差式施肥装置)在棉花不同生育时期以及不同灌水时段开展施肥试验,通过对两种施肥方式情况下土壤中氮素分布、棉花氮素利用率和棉花产量进行试验分析,以证明精量控制施肥方式较为优越的施肥可控性和施肥效果,同时探明滴灌精量控制施肥装置依据棉花不同生育时期根系特点的最佳施肥模式.通过对装置的设计研究与驱动设备的选型研究,完成了滴灌精量控制施肥装置的完全自主研发,通过对该装置基于PLC的现场控制器与与基于G*的远程控制系统的研发实现了该装置自动化精量施肥,完成了滴灌施肥的精量化、自动化以及施肥时间的可控,显著提高了滴灌施肥环节的注肥均匀度.通过对该系统配肥能力的研究,确定了棉花盛蕾期、花期、盛花期、铃期生育时期的最佳施氮量分别为:63.03kg/hm2、64.19 kg/hm2、60.09 kg/hm2、62.84 kg/hm2,为滴灌棉花不同生育时期变量施肥提供理论依据.并通过研究表明单位时间施氮量与滴头流量qd无关,仅与单井出水量Q和特定棉花生育时期的施氮量Nd有关.最后得出了滴灌精量控制施肥装置的配肥改进方案.通过自主研发的施肥装置与传统压差式施肥装置滴灌棉田施肥效果对比试验,以棉花产量为基准,得出了滴灌精量控制施肥装置在棉花各生育时期的最佳施肥时段.滴灌精量控制施肥系统的研究与开发,并最终形成了产品,填补了滴灌大田施肥环节无自动化控制施肥系统的技术装备空白.提高了滴灌施肥的可控性和注肥均匀性.
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第五篇机电一体化plc论文范文格式：高动态响应的经编机电子横移系统研究
高速经编机因其生产效率高、产品适用领域广而在各种经编装备中占据重要地位.高速经编机的全电脑化进程,也随着多品种小批量高频次的市场需求,及电子与伺服控制技术的飞速发展而被迅速推进,但高速经编机垫纱运动的复杂和高频特性,给导纱梳栉的横移运动控制提出了难度极高的控制要求,使得对高速经编机梳栉横移运动的数字化控制,成为高速经编机全电脑化进程中的一个技术瓶颈.我国拥有全球85%的经编机台,国外采用通用伺服电动机研发的电子横移高速经编机机速已达1400r/min,而我国截至目前还无成熟的同类产品.基于此技术现状,本课题开展对高动态经编机电子横移系统的研究.
首先,通过对高速经编机产品结构的特征分析,得出电子横移产品的优势特征为小提花加大循环,即产品结构生产对电子横移系统所提要求为：更强的灵活变换起花能力和更大的花型信息存储功能；通过对经编梳栉的垫纱运动进行横移与摆动的动作时序分解,得出电子横移系统的基本运动特征为：高频度大加速往复启停、高精度微距离线性定位.为验证高速电子横移系统的动态稳定性,分别建立了电子横移系统中梳栉锁合机构、丝杆传动机构、交流永磁同步伺服电动机及反馈控制环节各自分离的动力学数学模型,分析了梳栉质量与系统等效传递刚度对定位偏差的影响,然后综合各分离模型建立了系统的整体动力学模型,采用simulink进行系统模型模拟并进行阶跃激励仿真,仿真结果表明在一定范围内增加系统增益或改变传递刚度值可以提高系统响应频率,但当增益调整到一定值时,由于系统共振频率接近其自然谐振频率,此时系统稳态误差增大,动态响应效果恶化.
其次,通过对高速凸轮机构简谐运动规律的动力学特性参数的分析比较,选择了适合本课题横移驱动电动机使用的无停留修正梯形加速度策略,以保证导纱梳栉在横移运动时速度、加速度和跃度均连续且拥有较小的驱动电动机功率；通过对不同伺服控制模式响应特性的比较,选择了具备高频加速特性的速度控制模式与精确定位特性的位置控制模式的组合控制策略,以实现大加速启动和高精度定位停车的双目标控制要求；最后推导了利用电子凸轮运动控制算法,来实现无停留修正梯形加速度曲线与工艺曲线进行耦合,获取静态电子凸轮数据表和动态工艺凸轮数据表的算法和步骤.
然后,采用自底向上的顺序,依次构建高速电子横移系统的三层架构.经过优选的高精度滚珠丝杆传动系和超低惯量伺服电动机构成了系统最底层的运动执行层；利用DSP+CPLD组合实现的基于PCI接口的半独立式横移运动控制器,构成了系统的中间运动控制层；在运动管理层,重点设计了超大花高凸轮数据表的动态加载,以及断电断点续编等软件模块,完成了整个高动态响应电子横移运动控制系统的研发与软硬件功能实现.
最后,基于所构建的高速电子横移系统进行了多组对比实验以测试和验证系统的动态响应性能.通过比较不同控制策略下、不同加速策略下电动机动态速度曲线的特征,以及各自之间的差别,验证了所选的无停留修正梯形加速策略与速度/位置的混合控制策略控制下的横移伺服电动机,完成针前E32一针距横移耗时仅为8.3ms,高于其它加速和控制策略,满足系统预期动态响应要求；通过采用声学振动测试仪对横移系统中的机械传动机构进行等效弹性质量体模态分析得出,梳栉机械传动机构有自然谐振频率约为12.5HZ,对应机台转速约为750r/min,即系统虽有共振区但共振区不在工作速度区,因此所选择的丝杆等传动机构能满足系统在1200r/min附近高速正常生产要求；最后在机电一体化动态响应测试中,经在线测得电动机与丝杆传动机构这一组合体的伯德图分析得知其共振频率约为2KHZ,提出利用电子陷波器抑制系统共振并进一步提高系统动态响应性能的措施,通过对其进行软件陷波后可以滤除电动机丝杆螺母啸叫等机械共振,在共振抑制效果较好的情况下可以将系统动态响应再提高至主轴转速1300r/min.
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机电一体化plc引用文献:
[1] 优秀机电一体化plc论文题目 机电一体化plc毕业论文题目如何定
[2] 最新机电一体化plc论文参考文献 机电一体化plc核心期刊参考文献有哪些
[3] 机电一体化plc论文提纲模板 机电一体化plc论文大纲如何写
