完全分钢仿真系统研究

论文摘要

为满足棒材分离系统研制和开发的需要,利用仿真平台对棒材完全分离控制策略进行了研究,主要内容有:完全分钢方案。在介绍端部棒材在线点支及分离系统之后提出棒材完全分离的方法,即利用多个分钢楔的协调上移运动将棒材完全分开,并对完全分钢系统方案作了详细介绍,在此基础上阐明了建立棒材分离系统仿真平台的必要性,并给出仿真平台的需求分析和软件结构。仿真建模。将顶部视觉获取的棒材图像近似地抽象为曲线,在具体分析了几种曲线的各种优缺点之后,选择了张力样条曲线建立了棒材几何模型。在此基础上,结合曲线上控制点处的离散曲率来判断曲线的凸凹性质并识别出伪控制顶点,采取限制其控制权限的方法来控制曲线的柔韧性。机器学习。利用仿真平台,采用机器学习的方法来获得自动完全分钢决策。结合对机器学习中的样本收集和规则提取的研究,阐述了仿真系统在进行状态属性筛选,以及完备规则库的过程中所体现出来的优势。在此基础上,介绍了棒材分离系统仿真平台中的界面设计和机器学习模块的实现,并对提取出的分钢决策进行了测试和分析。最后对所做的研究工作进行了总结,并指出了需要开展的后续工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题相关研究现状
• 1.2.1 棒材计数系统的国内外研究现状
• 1.2.2 棒材分离系统的研究现状
• 1.2.3 仿真系统研究现状
• 1.2.4 棒材分离系统仿真研究现状
• 1.3 研究内容及难点
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究难点
• 1.4 研究意义
• 1.5 论文章节安排
• 第二章 完全分钢仿真方案设计
• 2.1 计数与端部分钢系统
• 2.1.1 系统的硬件组成
• 2.1.2 系统软件组成
• 2.1.3 分钢中存在的问题
• 2.2 完全分钢系统分析
• 2.2.1 分钢机构
• 2.2.2 多目视觉伺服分钢
• 2.2.3 完全分钢策略
• 2.2.4 完全分钢系统任务分析
• 2.3 仿真平台总体方案设计
• 2.3.1 仿真平台的功能需求分析
• 2.3.2 仿真系统基本组成及运行方式
• 2.3.3 仿真平台的软件结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 完全分钢仿真系统建模
• 3.1 仿真对象物理特征及运动特征
• 3.1.1 传送链床
• 3.1.2 分钢楔
• 3.1.3 棒材
• 3.2 棒材模型选择
• 3.2.1 棒材模型选用原则
• 3.2.2 内插曲线
• 3.2.3 Bezier曲线
• 3.2.4 B样条曲线
• 3.2.5 三次样条插值曲线
• 3.3 棒材模型建立
• 3.3.1 棒材刚度分析
• 3.3.2 张力样条曲线
• 3.4 分钢楔动作响应控制
• 3.4.1 完全分钢优化控制策略
• 3.4.2 分钢楔动作控制策略
• 3.4.3 曲线的凹凸性
• 3.4.4 曲线的曲率
• 3.4.5 离散曲率
• 3.4.6 消除伪控制点
• 3.5 本章小结
• 第四章 完全分钢仿真实现及应用研究
• 4.1 场景仿真
• 4.1.1 多棒材排列和背景
• 4.1.2 透视情形
• 4.1.3 干扰背景
• 4.2 数据结构及方法设计
• 4.2.1 对象类设计
• 4.2.2 软件流程图
• 4.2.3 完全分钢仿真界面
• 4.3 机器学习的方法
• 4.3.1 机器学习机制
• 4.3.2 基于仿真平台的机器学习
• 4.3.3 机器学习的步骤
• 4.3.4 收集筛选训练样本
• 4.3.5 规则提取
• 4.3.6 机器学习的实现
• 4.4 实验结果分析
• 4.4.1 仿真平台实验结果分析
• 4.4.2 真实系统中实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间的主要研究成果