面向先进FPGA EDA工具链的集成开发环境研究

这是一篇关于现场可编程门阵列,电子设计自动化,并行化布线,人机交互界面,软件的论文, 主要内容为作为集成电路领域的半定制器件,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays,简称FPGA)因其设计灵活、成本低廉、逻辑资源丰富等诸多优势被广泛应用于各行各业,成为现代社会和经济发展的关键。FPGA EDA(Electronic Design Automation)软件将使用硬件描述语言设计的电路转化为二进制比特流,然后把比特流载入FPGA芯片中,通过比特流配置芯片中的物理资源最终在FPGA上实现电路功能。目前国内FPGA产业的发展处于起步阶段,国产FPGA芯片内部物理资源集成度与国外尚有一定差距,而目前国内没有能够适配国外FPGA芯片开发的EDA软件,使用国外的EDA软件随时面临着被制裁的风险。因此,设计开发适配多款FPGA且拥有自主知识产权的FPGA EDA软件,是目前国内FPGA领域的主要研究方向之一。FPGA EDA软件需要有良好的人机交互界面和高效的编译工具,两者缺一不可。FPGA EDA软件对电路设计的转换包括行为综合、工艺映射、打包、布局和布线,其中布线是流程中最耗时的步骤之一,而目前所能调用编译工具都是单线程运行,速度较慢。FPGA EDA软件应为用户提供简单、和谐、友好的交互平台,而大多编译工具都没有交互界面。针对以上问题,本文围绕EDA工具展开,具体工作内容概括如下:第一,实现了一种基于线网划分的并行化布线工具。该工具通过MPI并行编程技术调度多线程对划分后的线网集合进行并行布线,然后不断迭代布线得到合法的布线结果。工具主要分为两部分:线网划分和并行布线。线网划分又分为两个阶段:第一阶段划分在布线迭代前完成,根据区域内所包含的线网负载划分线网集合,并生成有向任务图,在化解并行布线资源冲突的同时实现线程负载的均衡;第二阶段划分在布线迭代过程中完成,首先对任务节点内部重叠的线网进行分解,然后对分解后的线网按照重叠与否进行编号,构建有向无环任务图,以实现节点内线网的并行化布线,提高整体并行度。并行布线过程中使用MPI实现线程的调度,负责分配任务、同步状态以及传递消息。实验结果表明,和VPR布线相比,所实现的并行布线工具在8线程下达到平均4.0×的加速比,同时布线结果质量基本不变。第二,实现了可适配多款FPGA芯片的EDA软件。本文研究了人机交互界面的设计原则、设计方法和设计过程,然后结合软件实际需求设计了四层架构的人机交互模型。该模型通过在逻辑处理层与功能实现层之间添加了工具接口层,向上层屏蔽复杂的调用逻辑,以提高软件的可扩展性。软件在设计时采用模块化的思想,根据用户功能需求,将系统功能划分为工程管理、流程管理、文本编辑和终端管理四个主要模块,以及其他一些辅助功能模块。本文采用快速原型法设计软件系统的界面原型和功能结构,然后整合各阶段编译工具,使用Qt软件开发框架实现对应的交互界面和功能。经过实践证明,该软件系统具有界面简洁、运行高效等特点,且有较好的可维护性和可扩展性。

面向先进FPGA EDA工具链的集成开发环境研究

这是一篇关于现场可编程门阵列,电子设计自动化,并行化布线,人机交互界面,软件的论文, 主要内容为作为集成电路领域的半定制器件,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays,简称FPGA)因其设计灵活、成本低廉、逻辑资源丰富等诸多优势被广泛应用于各行各业,成为现代社会和经济发展的关键。FPGA EDA(Electronic Design Automation)软件将使用硬件描述语言设计的电路转化为二进制比特流,然后把比特流载入FPGA芯片中,通过比特流配置芯片中的物理资源最终在FPGA上实现电路功能。目前国内FPGA产业的发展处于起步阶段,国产FPGA芯片内部物理资源集成度与国外尚有一定差距,而目前国内没有能够适配国外FPGA芯片开发的EDA软件,使用国外的EDA软件随时面临着被制裁的风险。因此,设计开发适配多款FPGA且拥有自主知识产权的FPGA EDA软件,是目前国内FPGA领域的主要研究方向之一。FPGA EDA软件需要有良好的人机交互界面和高效的编译工具,两者缺一不可。FPGA EDA软件对电路设计的转换包括行为综合、工艺映射、打包、布局和布线,其中布线是流程中最耗时的步骤之一,而目前所能调用编译工具都是单线程运行,速度较慢。FPGA EDA软件应为用户提供简单、和谐、友好的交互平台,而大多编译工具都没有交互界面。针对以上问题,本文围绕EDA工具展开,具体工作内容概括如下:第一,实现了一种基于线网划分的并行化布线工具。该工具通过MPI并行编程技术调度多线程对划分后的线网集合进行并行布线,然后不断迭代布线得到合法的布线结果。工具主要分为两部分:线网划分和并行布线。线网划分又分为两个阶段:第一阶段划分在布线迭代前完成,根据区域内所包含的线网负载划分线网集合,并生成有向任务图,在化解并行布线资源冲突的同时实现线程负载的均衡;第二阶段划分在布线迭代过程中完成,首先对任务节点内部重叠的线网进行分解,然后对分解后的线网按照重叠与否进行编号,构建有向无环任务图,以实现节点内线网的并行化布线,提高整体并行度。并行布线过程中使用MPI实现线程的调度,负责分配任务、同步状态以及传递消息。实验结果表明,和VPR布线相比,所实现的并行布线工具在8线程下达到平均4.0×的加速比,同时布线结果质量基本不变。第二,实现了可适配多款FPGA芯片的EDA软件。本文研究了人机交互界面的设计原则、设计方法和设计过程,然后结合软件实际需求设计了四层架构的人机交互模型。该模型通过在逻辑处理层与功能实现层之间添加了工具接口层,向上层屏蔽复杂的调用逻辑,以提高软件的可扩展性。软件在设计时采用模块化的思想,根据用户功能需求,将系统功能划分为工程管理、流程管理、文本编辑和终端管理四个主要模块,以及其他一些辅助功能模块。本文采用快速原型法设计软件系统的界面原型和功能结构,然后整合各阶段编译工具,使用Qt软件开发框架实现对应的交互界面和功能。经过实践证明,该软件系统具有界面简洁、运行高效等特点,且有较好的可维护性和可扩展性。

地震前兆二氧化碳分析仪的设计与实现

这是一篇关于地震前兆,二氧化碳分析仪,嵌入式Linux系统,人机交互界面的论文, 主要内容为地震主要是由于地壳运动导致板块之间发生碰撞引起,这一过程将对地下流体进行挤压,引起地下流体改变。地震预测是通过监控地下流体中各种因素的变化,客观分析期间的数据变化,准确预测地震。地下流体监测的项目有很多,这些项目的参数影响着地震预测的准确度,主要项目包括地下流体物理动态、化学动态、地热动态、断层土壤气动态、油气井动态,在这些观测项目中,断层土壤气动态中的二氧化碳浓度在地震前会有明显的变化,并且实践证明检测断层气中的二氧化碳浓度对地震的研究和预测有所帮助。早先地震观测人员都是通过二氧化碳快速测定管检测二氧化碳浓度,人工成本相当大,目前,已经有观测地震前兆的二氧化碳分析仪器。但为了更准确、更专业地对地震前兆二氧化碳浓度数据实时检测并反馈到台网,本文设计了一款专门用于地震前兆预测二氧化碳浓度的在线分析仪器,本文主要完成以下工作:(1)分析地震前兆观测二氧化碳气体浓度的实际需求,确定仪器的功能要求和技术指标,设计仪器的具体硬件平台方案和软件功能需求。并完成对所有模块器件的选型。(2)根据确定的功能要求和技术指标,完成了硬件平台的搭建和二氧化碳数据采集部分的结构设计。针对选用的I.MX6ULL嵌入式处理器为核心的硬件平台,完成嵌入式Linux系统的移植和根文件系统构建,并在此基础上完成针对硬件外设的驱动程序设计;在应用层,基于QT开发软件完成了人机交互界面程序的设计与开发,并且在仪器数据通信方面遵照“十五”地震前兆台网通信技术规程,将所采集的数据实时发送到地震台网。(3)对整个仪器进行了系统化的测试。对仪器的主要功能进行了调试,通过建立实验平台,实现对二氧化碳分析仪的精度测试、重复性测试、零点漂移测试,其中二氧化碳浓度数据精度小于等于1%F.S,一周的重复性小于等于1%F.S,零点漂移小于等于0.4%F.S/12h,并且温湿度传感器误差测试正常,所有数据均在仪器允许误差范围之内,符合仪器的技术指标,另外通过低成本的简单实验平台完成对量程损失传感器的重新标定。

基于RW8800控制器的机器人激光切割系统研究

这是一篇关于机器人激光切割,人机交互界面,随动系统,PLC控制,工艺参数的论文, 主要内容为随着激光切割技术的普及,激光切割逐渐应用在各个行业之中,而利用机器人进行激光切割以及开发专用的切割机器人控制系统成为一大热点。目前市场上的机器人三维激光切割系统,大多是从弧焊版的机器人改造而来,机器人控制系统中缺少具体的激光切割工艺参数控制接口,因而无法实现激光切割工艺参数的精确控制。而且多数现有机器人激光切割系统使用分体式的随动系统,导致跟随效果不佳,也在一定程度上影响切割效果。课题在RW8800控制系统的基础上自主设计机器人激光切割系统,用于切割汽车上常用的1.5 mm钣金件,可进一步提高三维激光切割的切割效果与加工精度。主要的研究内容如下:(1)论文在RW8800六轴机器人控制系统的基础上,根据光纤激光器的控制需求,设计PWM控制信号转换电路,该电路具备改变模拟量输入来调节激光功率的功能,最终实现在机器人系统上实时调整激光功率。在构建随动系统时,利用电容变化值与电容极板间距理论关系,设计电容传感检测电路,用于实时采集切割头与工件表面的距离,该电路采集频率高达500 k Hz,达到了实时采集距离信息的要求。(2)为实时调整随动系统中的跟随高度及跟随速度,利用PLC灵活、通用性强的特点,开发相应PLC调高控制程序,通过整定PID算法让随动系统在跟随过程中更加平滑,通过凑步法逐个调整比例增益、积分增益、微分增益数值,最终确定比例增益、积分增益、微分增益的数值。整定后的PID调节稳定而且响应速度较快,并且在跟随距离为0.1mm～2mm时能够实时保证0.1mm跟随精度。由于采集电容变化数据量大,为保证采集到的电容变化值的准确性,设计电容周期测距程序,通过定时中断的方式将采集的数据进行发送,最终使得数据按低地址到高地址的顺序传输给RW8800控制系统。(3)由于RW8800系统界面缺乏对激光工艺参数的控制界面,利用QUI designer软件设计了激光切割专用界面,以便调整和查看激光功率、出光延时等参数,新建切割工艺界面便于在示教器上直接调整切割速度、辅助气体压力等参数,为了实时监测随动系统跟随状态,在上位机上利用MFC框架构建了调高界面,来反映随动系统的跟随高度、跟随速度等。(4)进行切割头高度标定实验,采用电容放大器对1.5mm碳钢板标定的数据生成离散点图,再通过多项式最小二乘法和高斯函数分段拟合了离散点。通过插入、抽取同材质金属片来测量高度跟随误差,进行10次实验测得的变化前后高度,计算得到的跟随误差均在允许范围内。进行激光切割的工艺实验,针对切割功率﹑辅助气体压力、切割速度三个关键影响因子进行切割试验,分析了单一因素对切割质量的影响,并通过正交优化实验结果表明,针对1.5 mm碳钢板,发现采用400 W激光功率,6 bar的辅助气体压力,2 m/min的切割速度,切割质量较好。研发的激光切割系统已投入批量生产,使用效果良好。

面向先进FPGA EDA工具链的集成开发环境研究

这是一篇关于现场可编程门阵列,电子设计自动化,并行化布线,人机交互界面,软件的论文, 主要内容为作为集成电路领域的半定制器件,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays,简称FPGA)因其设计灵活、成本低廉、逻辑资源丰富等诸多优势被广泛应用于各行各业,成为现代社会和经济发展的关键。FPGA EDA(Electronic Design Automation)软件将使用硬件描述语言设计的电路转化为二进制比特流,然后把比特流载入FPGA芯片中,通过比特流配置芯片中的物理资源最终在FPGA上实现电路功能。目前国内FPGA产业的发展处于起步阶段,国产FPGA芯片内部物理资源集成度与国外尚有一定差距,而目前国内没有能够适配国外FPGA芯片开发的EDA软件,使用国外的EDA软件随时面临着被制裁的风险。因此,设计开发适配多款FPGA且拥有自主知识产权的FPGA EDA软件,是目前国内FPGA领域的主要研究方向之一。FPGA EDA软件需要有良好的人机交互界面和高效的编译工具,两者缺一不可。FPGA EDA软件对电路设计的转换包括行为综合、工艺映射、打包、布局和布线,其中布线是流程中最耗时的步骤之一,而目前所能调用编译工具都是单线程运行,速度较慢。FPGA EDA软件应为用户提供简单、和谐、友好的交互平台,而大多编译工具都没有交互界面。针对以上问题,本文围绕EDA工具展开,具体工作内容概括如下:第一,实现了一种基于线网划分的并行化布线工具。该工具通过MPI并行编程技术调度多线程对划分后的线网集合进行并行布线,然后不断迭代布线得到合法的布线结果。工具主要分为两部分:线网划分和并行布线。线网划分又分为两个阶段:第一阶段划分在布线迭代前完成,根据区域内所包含的线网负载划分线网集合,并生成有向任务图,在化解并行布线资源冲突的同时实现线程负载的均衡;第二阶段划分在布线迭代过程中完成,首先对任务节点内部重叠的线网进行分解,然后对分解后的线网按照重叠与否进行编号,构建有向无环任务图,以实现节点内线网的并行化布线,提高整体并行度。并行布线过程中使用MPI实现线程的调度,负责分配任务、同步状态以及传递消息。实验结果表明,和VPR布线相比,所实现的并行布线工具在8线程下达到平均4.0×的加速比,同时布线结果质量基本不变。第二,实现了可适配多款FPGA芯片的EDA软件。本文研究了人机交互界面的设计原则、设计方法和设计过程,然后结合软件实际需求设计了四层架构的人机交互模型。该模型通过在逻辑处理层与功能实现层之间添加了工具接口层,向上层屏蔽复杂的调用逻辑,以提高软件的可扩展性。软件在设计时采用模块化的思想,根据用户功能需求,将系统功能划分为工程管理、流程管理、文本编辑和终端管理四个主要模块,以及其他一些辅助功能模块。本文采用快速原型法设计软件系统的界面原型和功能结构,然后整合各阶段编译工具,使用Qt软件开发框架实现对应的交互界面和功能。经过实践证明,该软件系统具有界面简洁、运行高效等特点,且有较好的可维护性和可扩展性。

电驱动整车动力学仿真软件平台搭建与开发

这是一篇关于动力学仿真,软件二次开发,参数化,人机交互界面,参数匹配,联合仿真的论文, 主要内容为现阶段工业制造是国民经济的重要支撑,仿真软件作为工具于工业制造中起到了辅助设计、完善设计甚至指导设计的重要作用。正所谓“工欲善其事,必先利其器”,目前国内外存在着诸多对仿真软件的二次开发成果,对仿真软件运用和开发的程度对工业制造来说具有重要的意义。本文以实现对动力学仿真过程的参数化为基础,以搭建仿真软件平台为目标做出的创新点和主要工作内容如下:(1)开发了三种车型的以动力性能和制动性能作为输出结果的参数匹配UI界面。首先,介绍了整车架构参数与性能参数之间的匹配计算过程,并附以不同车型下的三种工况的参数计算公式详细说明;然后,基于专业的GUI设计平台Py Qt绘制初步的用户界面;最后,基于Python语言结合计算公式编程实现界面的匹配功能。(2)提出一种对动力学软件Trucksim的参数化方法,开发出相应的人机交互平台界面。首先,阐述了在Trucksim软件中进行仿真分析的具体步骤即定义车型参数变量、试验参数变量和环境参数变量,再到运行分析和试验后处理;然后,整理了Trucksim软件的数据管理模式和COM接口语言,以此为依据确定参数化的方法;最后,基于Python语言编程通过COM接口实现对Trucksim软件中数据的调用,再基于Py Qt进行GUI平台界面设计。(3)开发了Trucksim与Simulink进行联合仿真的平台界面。首先,介绍从Trucksim中调用Simulink进行联合仿真的方法、步骤以及意义,即在Trucksim中建模并加载Simulink中的控制文件来实现对仿真过程的动态调整;然后,基于Python语言编程通过COM接口实现联合仿真的仿真步骤;最后,基于Py Qt进行GUI平台界面设计。(4)集成上述所有开发的用户界面于一体,形成整车动力学仿真软件平台。首先,提出了一种可以管理多类型多功能多数量的仿真软件的平台搭建方法,然后将上述三个界面集成在平台上,最后分别介绍了每个界面的操作方法,完成了对仿真软件平台的搭建。该软件平台极大的降低了专业软件的操作门槛,大幅减少了计算时间,缩短了产品的开发周期,节约了研发成本。

全自动铺布机控制系统的设计与实现

这是一篇关于铺布机,控制系统设计,人机交互界面,远程监控的论文, 主要内容为服装行业是我国重要经济产业之一,随着缝制装备自动化程度的不断提高,其中越来越多的服装生产企业开始采用全自动铺布机来代替人工铺布,不但减少了劳动力成本,也增加了铺布效率。目前国外的铺布设备铺布精度较高,铺布效率较快,自动化程度较高,仍然占据着我国缝前设备控制系统的高端市场,限制了我国的中小型服装生产企业的迅速发展。因此,为了减小与国外缝前设备的同类型产品差距,自主研发出性能良好的全自动铺布机控制系统变得尤为重要,这也对提升国内服装生产企业的经济效益具有重要意义。本文基于铺布机的机械结构和铺布需求,确定了铺布机的整个工艺控制流程,开发了铺布机的控制系统,具体的研究内容如下:一、分析了铺布机的工艺流程和机械结构,根据服装生产行业需求搭建了运动控制系统,制定了控制系统的总体控制方案;二、设计了铺布机的核心控制单元、设计了传感检测系统和电机驱动电路,分析了铺布机主要电气元器件的工作原理,研究了控制系统的通讯方式,进行了关键参数配置和供电线路设计等;三、研发了铺布机各个系统模块的控制软件程序,设计优化了伺服速度曲线来控制整机的运动,提高了面料的铺布精度,并基于VT-Designer开发了铺布机的人机交互界面;四、开发了基于VIDAGRID二次开发平台的一种远程监控系统。该系统可以监控铺布机的工作状态、定位和远程下发数据,同时也设计了良好的人机界面,对铺布机各项数据以报表的形式显示出来;五、进行样机试验测试,结果显示该铺布机面料裁剪平整,布边平齐,可以满足大部分面料的铺布需求。对铺布机现阶段研究进行总结,指出铺布机目前存在的问题及解决措施。

基于RW8800控制器的机器人激光切割系统研究

这是一篇关于机器人激光切割,人机交互界面,随动系统,PLC控制,工艺参数的论文, 主要内容为随着激光切割技术的普及,激光切割逐渐应用在各个行业之中,而利用机器人进行激光切割以及开发专用的切割机器人控制系统成为一大热点。目前市场上的机器人三维激光切割系统,大多是从弧焊版的机器人改造而来,机器人控制系统中缺少具体的激光切割工艺参数控制接口,因而无法实现激光切割工艺参数的精确控制。而且多数现有机器人激光切割系统使用分体式的随动系统,导致跟随效果不佳,也在一定程度上影响切割效果。课题在RW8800控制系统的基础上自主设计机器人激光切割系统,用于切割汽车上常用的1.5 mm钣金件,可进一步提高三维激光切割的切割效果与加工精度。主要的研究内容如下:(1)论文在RW8800六轴机器人控制系统的基础上,根据光纤激光器的控制需求,设计PWM控制信号转换电路,该电路具备改变模拟量输入来调节激光功率的功能,最终实现在机器人系统上实时调整激光功率。在构建随动系统时,利用电容变化值与电容极板间距理论关系,设计电容传感检测电路,用于实时采集切割头与工件表面的距离,该电路采集频率高达500 k Hz,达到了实时采集距离信息的要求。(2)为实时调整随动系统中的跟随高度及跟随速度,利用PLC灵活、通用性强的特点,开发相应PLC调高控制程序,通过整定PID算法让随动系统在跟随过程中更加平滑,通过凑步法逐个调整比例增益、积分增益、微分增益数值,最终确定比例增益、积分增益、微分增益的数值。整定后的PID调节稳定而且响应速度较快,并且在跟随距离为0.1mm～2mm时能够实时保证0.1mm跟随精度。由于采集电容变化数据量大,为保证采集到的电容变化值的准确性,设计电容周期测距程序,通过定时中断的方式将采集的数据进行发送,最终使得数据按低地址到高地址的顺序传输给RW8800控制系统。(3)由于RW8800系统界面缺乏对激光工艺参数的控制界面,利用QUI designer软件设计了激光切割专用界面,以便调整和查看激光功率、出光延时等参数,新建切割工艺界面便于在示教器上直接调整切割速度、辅助气体压力等参数,为了实时监测随动系统跟随状态,在上位机上利用MFC框架构建了调高界面,来反映随动系统的跟随高度、跟随速度等。(4)进行切割头高度标定实验,采用电容放大器对1.5mm碳钢板标定的数据生成离散点图,再通过多项式最小二乘法和高斯函数分段拟合了离散点。通过插入、抽取同材质金属片来测量高度跟随误差,进行10次实验测得的变化前后高度,计算得到的跟随误差均在允许范围内。进行激光切割的工艺实验,针对切割功率﹑辅助气体压力、切割速度三个关键影响因子进行切割试验,分析了单一因素对切割质量的影响,并通过正交优化实验结果表明,针对1.5 mm碳钢板,发现采用400 W激光功率,6 bar的辅助气体压力,2 m/min的切割速度,切割质量较好。研发的激光切割系统已投入批量生产,使用效果良好。

基于RW8800控制器的机器人激光切割系统研究

这是一篇关于机器人激光切割,人机交互界面,随动系统,PLC控制,工艺参数的论文, 主要内容为随着激光切割技术的普及,激光切割逐渐应用在各个行业之中,而利用机器人进行激光切割以及开发专用的切割机器人控制系统成为一大热点。目前市场上的机器人三维激光切割系统,大多是从弧焊版的机器人改造而来,机器人控制系统中缺少具体的激光切割工艺参数控制接口,因而无法实现激光切割工艺参数的精确控制。而且多数现有机器人激光切割系统使用分体式的随动系统,导致跟随效果不佳,也在一定程度上影响切割效果。课题在RW8800控制系统的基础上自主设计机器人激光切割系统,用于切割汽车上常用的1.5 mm钣金件,可进一步提高三维激光切割的切割效果与加工精度。主要的研究内容如下:(1)论文在RW8800六轴机器人控制系统的基础上,根据光纤激光器的控制需求,设计PWM控制信号转换电路,该电路具备改变模拟量输入来调节激光功率的功能,最终实现在机器人系统上实时调整激光功率。在构建随动系统时,利用电容变化值与电容极板间距理论关系,设计电容传感检测电路,用于实时采集切割头与工件表面的距离,该电路采集频率高达500 k Hz,达到了实时采集距离信息的要求。(2)为实时调整随动系统中的跟随高度及跟随速度,利用PLC灵活、通用性强的特点,开发相应PLC调高控制程序,通过整定PID算法让随动系统在跟随过程中更加平滑,通过凑步法逐个调整比例增益、积分增益、微分增益数值,最终确定比例增益、积分增益、微分增益的数值。整定后的PID调节稳定而且响应速度较快,并且在跟随距离为0.1mm～2mm时能够实时保证0.1mm跟随精度。由于采集电容变化数据量大,为保证采集到的电容变化值的准确性,设计电容周期测距程序,通过定时中断的方式将采集的数据进行发送,最终使得数据按低地址到高地址的顺序传输给RW8800控制系统。(3)由于RW8800系统界面缺乏对激光工艺参数的控制界面,利用QUI designer软件设计了激光切割专用界面,以便调整和查看激光功率、出光延时等参数,新建切割工艺界面便于在示教器上直接调整切割速度、辅助气体压力等参数,为了实时监测随动系统跟随状态,在上位机上利用MFC框架构建了调高界面,来反映随动系统的跟随高度、跟随速度等。(4)进行切割头高度标定实验,采用电容放大器对1.5mm碳钢板标定的数据生成离散点图,再通过多项式最小二乘法和高斯函数分段拟合了离散点。通过插入、抽取同材质金属片来测量高度跟随误差,进行10次实验测得的变化前后高度,计算得到的跟随误差均在允许范围内。进行激光切割的工艺实验,针对切割功率﹑辅助气体压力、切割速度三个关键影响因子进行切割试验,分析了单一因素对切割质量的影响,并通过正交优化实验结果表明,针对1.5 mm碳钢板,发现采用400 W激光功率,6 bar的辅助气体压力,2 m/min的切割速度,切割质量较好。研发的激光切割系统已投入批量生产,使用效果良好。

电驱动整车动力学仿真软件平台搭建与开发

这是一篇关于动力学仿真,软件二次开发,参数化,人机交互界面,参数匹配,联合仿真的论文, 主要内容为现阶段工业制造是国民经济的重要支撑,仿真软件作为工具于工业制造中起到了辅助设计、完善设计甚至指导设计的重要作用。正所谓“工欲善其事,必先利其器”,目前国内外存在着诸多对仿真软件的二次开发成果,对仿真软件运用和开发的程度对工业制造来说具有重要的意义。本文以实现对动力学仿真过程的参数化为基础,以搭建仿真软件平台为目标做出的创新点和主要工作内容如下:(1)开发了三种车型的以动力性能和制动性能作为输出结果的参数匹配UI界面。首先,介绍了整车架构参数与性能参数之间的匹配计算过程,并附以不同车型下的三种工况的参数计算公式详细说明;然后,基于专业的GUI设计平台Py Qt绘制初步的用户界面;最后,基于Python语言结合计算公式编程实现界面的匹配功能。(2)提出一种对动力学软件Trucksim的参数化方法,开发出相应的人机交互平台界面。首先,阐述了在Trucksim软件中进行仿真分析的具体步骤即定义车型参数变量、试验参数变量和环境参数变量,再到运行分析和试验后处理;然后,整理了Trucksim软件的数据管理模式和COM接口语言,以此为依据确定参数化的方法;最后,基于Python语言编程通过COM接口实现对Trucksim软件中数据的调用,再基于Py Qt进行GUI平台界面设计。(3)开发了Trucksim与Simulink进行联合仿真的平台界面。首先,介绍从Trucksim中调用Simulink进行联合仿真的方法、步骤以及意义,即在Trucksim中建模并加载Simulink中的控制文件来实现对仿真过程的动态调整;然后,基于Python语言编程通过COM接口实现联合仿真的仿真步骤;最后,基于Py Qt进行GUI平台界面设计。(4)集成上述所有开发的用户界面于一体,形成整车动力学仿真软件平台。首先,提出了一种可以管理多类型多功能多数量的仿真软件的平台搭建方法,然后将上述三个界面集成在平台上,最后分别介绍了每个界面的操作方法,完成了对仿真软件平台的搭建。该软件平台极大的降低了专业软件的操作门槛,大幅减少了计算时间,缩短了产品的开发周期,节约了研发成本。