基于预测控制的连续平压机热压板升降系统同步控制

【目的】针对连续平压机热压板升降系统被控对象多且具有非线性、强耦合性等特点,提出基于广义预测控制的环形耦合同步控制方法,以降低热压板升降系统在上升和下降过程中各路液压缸的同步运动误差,确保热压板在升降过程中保持在同一水平面上,减小因不同步对热压板及相关元器件的损害。【方法】建立热压板升降系统同步控制模型,采用广义预测控制算法对每路液压缸的控制量进行优化,构建包含同步误差影响的热压板升降系统优化性能指标函数,导出各子系统基于预测控制的环形耦合同步控制规律。为降低计算复杂性,将优化函数进行分解,在各路液压缸的优化控制性能指标中引入该液压缸和相邻一侧液压缸同步误差的影响,对控制参数在线滚动优化,抑制扰动和随机噪声,采用环形耦合方式对各路液压缸进行同步控制。在系统控制模型基础上进行Matlab仿真试验,并与基于PID的主从控制方式进行对比,分析2种控制方式的位置跟踪、同步误差和抗扰动能力。【结果】环形耦合同步控制方法可保证单路液压缸的跟踪精度,使相邻液压缸之间的同步跟踪误差趋于零,能够实现各路液压缸之间的同步控制,解决某路液压缸受扰动时无法与其他液压缸精确同步的问题。Matlab仿真试验结果表明,与常规主从控制方法相比,基于预测控制的环形耦合同步控制方法具有更好的位置跟踪精度、同步性能、抗扰动能力和响应速度,对于升降过程中的系统扰动和参数突变,系统能迅速恢复稳定,体现出算法的鲁棒性和适应性。【结论】环形耦合同步控制方法更适用于被控对象多的系统,且系统的复杂程度不随被控对象增多而增加,预测控制算法与环形耦合同步控制的结合可实现连续平压机热压板升降系统中对液压缸较高的位置跟踪和同步控制精度,有利于减小因液压缸不同步造成的对设备的损害。     

工业CT扫描在原木内部缺陷检测中应用

利用工业CT对三组原木进行扫描,并通过VGStudioMAX软件将扫描数据进行三维重建,检测原木内部缺陷。结果表明:原木的三维重建体模型能反映出缺陷在原木中的三维空间分布情况,对原木截面的虚拟剖切,可直观了解缺陷的形状、位置和分布,精确获知缺陷的大小,实现优质和珍贵原木的利用率及利用价值最大化。     

基于反投影坐标快速算法的木材CT检测系统研究

针对木材内部结构复杂、不同树种间密度差异大的特点,提出了一种反投影坐标快速算法,基于此算法构建一套木材无损检测CT成像系统。该系统由X射线发射器、等距平板检测器、旋转载物平台和计算机数据采集成像软件构成。以集成材和小径级原木为试验对象,验证反投影坐标快速算法的可行性。首先采集并修正投影数据;其次根据射线源到旋转中心的距离计算出投影坐标值;最后设置滤波函数并与投影数据作卷积运算,重建木材断层图像。结果表明:应用反投影坐标快速算法,使CT系统图像重建工作平均用时缩短至1 s以内,断层图像分辨率达0.052 mm~2,可显示木材内部裂纹、孔洞等缺陷及节子、年轮、早晚材变化等构造特征,验证了该算法应用于木材无损检测成像系统的有效性。