巡检无人机避障系统的设计与实现
这是一篇关于巡检无人机,能源管理系统,改进遗传算法,避障策略,路径重规划的论文, 主要内容为随着经济科技的迅猛发展,无人化作业逐步进入人们的视野。在巡检领域,无人机的运用尤其广泛。通过无人机巡检,既能提高效率,充分降低人力成本,还能保障危险工作环境中巡检人员的安全。本文以提高无人机全自主巡检水平为主要目的,以设计一套具有可靠安全的避障性能的巡检无人机系统为研究目标,主要研究内容如下:(1)为保证避障系统的顺利实施,完成了飞行平台、避障系统的需求汇总。通过选取匹配的电池与动力系统、制定硬件总体方案等方式完成了无人机系统设计,为下文硬件系统、避障系统的设计奠定了系统框架。(2)针对巡检方面的需求,设计了一款装载智能电池的工业级巡检无人机。三MCU硬件架构与拓展通信接口使得此无人机可以搭载多种类型的任务载具。针对双智能电池方案,以能量流、信息流为脉络,设计了一套能源管理系统。实现了无人机对能源状态的可观、可查,从而采取对应措施保证飞行安全性。(3)对雷达数据进行预处理,分辨障碍物类型并制定相应的避障策略。以飞行路径最短作为目标,对遗传算法的初始化、变异策略等进行改进,利用改进遗传算法进行路径规划并对所得解进一步优化,最终实现秒级的无人机任务路径重规划。完成相应仿真实验后,将避障重规划策略放置于云端中心站进行实际使用。最后,对所设计的巡检无人机硬件板进行功能性验证与整机联调,通过手动飞行与自主巡检飞行来验证无人机是否满足自主巡检的基本需求。测试结果表明,所设计的无人机在完成自主化巡检任务的过程中,能够有效定位障碍物位置并通过任务路径重规划完成障碍物的规避,保证无人机的飞行安全,达到了本文的预期目标。
基于强化学习的能源管理调度算法与系统研究
这是一篇关于工业物联网,能源管理系统,生产调度,强化学习,数据可视化,Q-learning的论文, 主要内容为近年来,生态经济绿色发展普遍受到世界各国重视,为了能够在2030年完成碳达峰,以及在2060年实现碳中和的远景目标,我国对制造企业的生产方式提出了更高的要求。为了实现制造业数字化转型,科学可靠的智能生产调度、智慧能源管理及基于物联网的海量生产设备和数据管理等,成为现代智能制造中的重要技术和方法。针对这些问题,本文基于改进的Q-learning算法,实现车间的多目标柔性作业调度以降低生产总能耗,并基于物联网架构开发了智慧能源调度管理系统。首先,结合强化学习理论知识提出了一种改进的Q-learning多目标柔性作业车间调度算法,根据柔性作业车间调度问题(Flexible Job Shop Scheduling Problem,FJSP)的特点设计了Q-learning算法的状态空间和动作空间,在以最大完工时间和总能耗为优化目标的情况下,使用随机贪婪策略以及随机生成初始工序编码两种方式降低算法陷入局部最优的概率,实验结果表明,所提算法虽然在求解FJSP速度上有所下降,但在寻优能力和收敛精度有较好提升。接着,基于物联网架构,设计了工业生产环境下的智慧能源调度管理系统BT-IoT。在设备感知层,使用工厂生产总线的通信接口对车间的不同类型数据采集汇总,网络传输层通过物联网融合网关或MQTT、HTTP、COAP等传输协议实现传感器网络和BT-IoT网络的互联互通,应用服务层利用数据可视化技术和物联网技术建立能耗数据、车间设备、资产安全的实时监控管理云平台。最后,在BT-IoT平台的基础上实现了智慧能源调度管理系统的功能并测试。通过模拟智能设备上传发送数据至BT-IoT平台,并利用BT-IoT的可视化功能模块对设备的实时用能数据和生产情况进行远程监控管理,接着将改进Q-learning算法求解多目标柔性作业车间调度算法的计算结果通过MQTT协议上传至BT-IoT平台设备。测试结果表明智慧能源调度管理系统既能够满足制造企业在生产过程中对能源数据的监管需求,又可以为企业提供科学、节能、高效率的生产计划方案。因此,智慧能源调度管理系统为制造业的数字化转型提供了一个科学可靠的参考方案。
高效能源管理系统的设计与实现
这是一篇关于Struts2,Spring,Hibernate,SiteMesh,能源管理系统,设计模式的论文, 主要内容为随着工业革命的第二次飞跃,能源的需要也越来越多。工业的发展从一定程度上表示着一个社会的发展,但是工业革命的发展消耗了大量的能源。自从20世纪70年达开始能源短缺已经是全球面临的问题,更是工业化企业面临的问题。能源高效的利用不仅节约了企业的投入成本也是保护环境、建立节约型社会的根本。信息化的发展使得企业的管理也逐渐的进入信息时代。信息化管理系统的建立使得企业在管理上能够很方便的统一调度,减少人工管理的误差。能源管理系统也是企业统一调度有限能源的重要工具,为了使能源更合理的使用,能源管理系统需要及时的采集各方面能源的信息,在管理系统中做统一的分析,方便管理。本文最重要的问题就是怎么样使能源管理系统高效的开发,高效的使用并且高效的维护。即怎么样提高系统代码的可扩展性、灵活性以及维护性。 在目前的Web开发中MVC模型是使用最广泛的三层模型,本文论述了该三层模型的发展并对该模型扩充到多层的J2EE构架。这种多层的J2EE构架是由Struts2+Spring+Hibernate+SiteMesh构成的,以下简称为SSH2+SiteMesh。论文中论述了SSH2+SiteMesh与J2EE单层构架的区别与优势,阐述了该架构的具体实现方式以及这种框架的高效性。 本文对能源管理系统的设计根据软件设计的“开-闭”原则设计;将可能发生变化的地方和一个类的多种实现方式封装,实现可插拔式的对象的实现方式。在系统的模型设计中结合面向对象的分析方法,以提高软件复用率和灵活性为宗旨设计系统。最后本文还介绍了能源管理系统在SSH2+SiteMesh架构的实现方式,以及在实现过程用到的关键技术;实验的结果证明了这种能源管理系统的高效性。
基于J2EE轻量级框架的能源管理系统设计与实现
这是一篇关于框架,Struts,Spring,MyBatis,能源管理系统的论文, 主要内容为我国“十二五规划”中极为明确的提出了针对节能减排方面的目标。某印刷企业,资源使用量大,资源利用率提高空间大,现阶段能源管理还处在人工进行登记、汇总工作。随着重大建设项目陆续投入使用,现有的管理手段严重影响到企业完成国家制定的节能减排目标。因而从建设节约型社会的要求出发,开发一套科学有效的能源管理分析系统对生产过程中的能源消耗与产出进行对比分析,促进企业通过技术改造、资源调配等多种手段降低资源消耗、提高企业产出,形成艰苦奋斗、厉行节约的良好风气,在建设节约型社会中充分发挥行业表率作用。论文以某印刷企业能源管理系统建设为案例,研究了印刷企业能源管理系统的设计与建设和企业内实现节能减排控制管理的过程,介绍了印刷企业节能监管体系建设的背景及意义。并结合国内外能源管理系统的发展现状分析了某印刷企业能源管理的实际工作及管理要求,充分说明了需要本系统需要解决的事项。通过对能源管理系统的需求分析,对系统的体系结构、业务流程、系统功能、数据结构等方面进行了总体设计,系统基于J2EE轻量级框架(Struts、S pring、MyBatis)采用B/S体系架构,Oracle数据库的开发方案。系统主要由用电管理、用水管理、用气管理、用油管理、采集管理、统计分析、系统管理组成。实现了对某印刷企业能源数据信息录入、管理、统计、分析的功能要求,并能对该企业的节能决策提供数据支持。本课题设计实现的系统已经在某印刷企业运行。通过该系统的使用,企业能够及时发现能源消耗中存在问题,并针对问题进行对企业相关生产工序进行调整,系统有力的支撑了企业的节能减排工作,实现了某印刷企业用户的预期要求。系统在企业的实际使用也体现了企业管理信息化、自动化的发展方向,提高了企业的工作效率,提升了企业的管理水平,使企业的管理更加高效、更加系统、更加科学。
汽车涂装车间能源监控管理系统研发
这是一篇关于能源管理系统,PcVue组态软件,MySQL数据库,能耗监测,Modbus通讯的论文, 主要内容为随着中国制造2025被提出,我国政府对企业能源利用率越来越重视。某公司是一家专注于汽车制造的企业,对各种能源依赖较大。目前,该公司汽车涂装车间能源管理系统尚不成熟,精细化管理深度不足,在能源管理方面与其它企业存在很大的差距。本文以某公司汽车涂装车间能源管理系统为研究对象,采用Pc Vue组态软件对上位机界面进行开发设计,完成了对车间能耗自动监测。文章主要内容如下:(1)以汽车涂装车间为研究对象,分析了涂装车间主要工艺流程。通过对系统需求的研究,基于系统设计的原则,完成了对管理系统总体结构和网络拓扑结构的设计。(2)为了将所采集到的数据进行安全存储,本文采用My SQL数据库,并对数据库表结构物理模型和E-R概念模型进行设计,提高了能源管理系统的安全性。(3)基于Pc Vue组态软件实现对上位机界面的开发,并且对相关变量进行设置,完成了系统界面的设计。同时通过能耗自动监测,从而对生产过程中的指标参数进行统计分析,指导生产过程优化,完成了节能降耗的目的。(4)基于Modbus slave软件完成了组态界面的测试,以及采用Modbus串口通讯方式,实现对数据的采集调试,保障了系统在涂装车间运行时的稳定性。通过对主要设备安装与调试,证明了其可行性。目前该系统已经投入车间使用,并且根据客户的反馈,在使用过程中提高了车间管理质量,为其他行业能源管理系统的建立提供了一个可靠的模板。
巡检无人机避障系统的设计与实现
这是一篇关于巡检无人机,能源管理系统,改进遗传算法,避障策略,路径重规划的论文, 主要内容为随着经济科技的迅猛发展,无人化作业逐步进入人们的视野。在巡检领域,无人机的运用尤其广泛。通过无人机巡检,既能提高效率,充分降低人力成本,还能保障危险工作环境中巡检人员的安全。本文以提高无人机全自主巡检水平为主要目的,以设计一套具有可靠安全的避障性能的巡检无人机系统为研究目标,主要研究内容如下:(1)为保证避障系统的顺利实施,完成了飞行平台、避障系统的需求汇总。通过选取匹配的电池与动力系统、制定硬件总体方案等方式完成了无人机系统设计,为下文硬件系统、避障系统的设计奠定了系统框架。(2)针对巡检方面的需求,设计了一款装载智能电池的工业级巡检无人机。三MCU硬件架构与拓展通信接口使得此无人机可以搭载多种类型的任务载具。针对双智能电池方案,以能量流、信息流为脉络,设计了一套能源管理系统。实现了无人机对能源状态的可观、可查,从而采取对应措施保证飞行安全性。(3)对雷达数据进行预处理,分辨障碍物类型并制定相应的避障策略。以飞行路径最短作为目标,对遗传算法的初始化、变异策略等进行改进,利用改进遗传算法进行路径规划并对所得解进一步优化,最终实现秒级的无人机任务路径重规划。完成相应仿真实验后,将避障重规划策略放置于云端中心站进行实际使用。最后,对所设计的巡检无人机硬件板进行功能性验证与整机联调,通过手动飞行与自主巡检飞行来验证无人机是否满足自主巡检的基本需求。测试结果表明,所设计的无人机在完成自主化巡检任务的过程中,能够有效定位障碍物位置并通过任务路径重规划完成障碍物的规避,保证无人机的飞行安全,达到了本文的预期目标。
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