焦炉机车自动定位系统的研究与设计(牛亚男)

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1、指导教师：王明顺副教授答辩学生：牛亚男焦炉机车自动定位系统的研究与设计课题背景焦炉机车现场示意图研究背景存在问题焦化厂生产环境恶劣工艺上要求的精确定位焦炉机车自动定位——难题车辆的频繁移动研究现状70年代旋转编码器齿条+旋转编码器80年代条形码技术红外定位编码电缆90年代射线激光对正主要内容总体方案炉号识别子系统研究设计精确对正子系统研究设计通信网络的构建总结与展望主要内容总体方案炉号识别子系统研究设计精确对正子系统研究设计通信网络的构建总结与展望总体方案焦炉机车定位系统现场分布图总体方案核心思想——定位系统

2、采用炉号识别与精确对正分离炉号识别精确对正最短的时间内自动停车对正（定位）在指定炉号的炉室位置。准确获得三车分别所处有效炉室区域的炉号RFID(旋转编码器+摄像头）总体方案方案实现总体方案空间范围时间范围精度可靠性可信度生存能力多传感器定位优势主要内容总体方案炉号识别子系统研究设计精确对正子系统研究设计通信网络的构建总结与展望炉号识别子系统研究设计炉号识别子系统工作原理图读写器天线电子标签炉号识别子系统研究设计读写器的电路原理图炉号识别子系统研究设计天线的设计回路电感磁场常数回路半径绕线直径谐振频率影响天线尺寸

3、的因素炉号识别子系统研究设计读卡子程序流程图炉号识别子系统研究设计炉号识别子系统流程图炉号识别子系统研究设计维护方便成本低可靠性高本课题研究设计的炉号识别子系统的特点特点炉号识别子系统研究设计补充说明补充有效性脱轨方向性主要内容总体方案炉号识别子系统研究设计精确对正子系统研究设计通信网络的构建总结与展望精确对正子系统研究设计位置检测机构工作原理图精确对正子系统研究设计位置检测存在的问题焦炉机车是大型机械，且是露天工作，在雨雪天气的影响下，焦炉机车运行时不可避免的会产生滑移常年高温高热的环境下焦炉机车轨道容易出现

4、变形累计误差精确对正子系统研究设计图像定位机构工作原理图精确对正子系统研究设计图像采集流程图精确对正子系统研究设计二值化流程图精确对正子系统研究设计去噪的流程图精确对正子系统研究设计去噪前后结果对比精确对正子系统研究设计随机扰动机车运行时不可避免的会产生滑移焦炉机车轨道变形导致车体震动和横向窜动摄像头位置信息偏移卡尔曼滤波状态方程量测方程系统噪声和量测噪声满足状态估计滤波增益一步预测均方差估计均方误差卡尔曼滤波的递推过程卡尔曼滤波前的位置信息标准距离（mm）滤波前的数据（mm）14714913214614515

5、014615112915815314813911914113913412114614713814714313512610212813013111512913412613313113210811111212110695112113109108861109291928988939192917010210672717287696873716969707050515249483625695251485032312928313229104542333021212213221918211932202113101192253

6、01298101198168129789158卡尔曼滤波后的位置信息标准距离（mm）滤波后的数据（mm）14714814714714714614614714814714614713913914013913813814013913813913913912612612612612712712712612612712712610810710810810610810910810910810810892919291939391929192929272717272727273717272727250515250505050

7、5050505050323132323132323232323232212122212221212121212021131313121212131212131312989999978998主要内容总体方案炉号识别子系统研究设计精确对正子系统研究设计通信网络的构建总结与展望通信网络的构建构建方式专用电缆电力载波GPRS无线模块有线无线通信网络的构建网络构建示意图通信网络的构建通信频段的选择通信网络的构建通信系统流程图实物模型演示播放演示总结射频识别技术实现了炉号准确识别旋转编码器、摄像头实现了炉号精确对正构建了高

8、抗干扰性、传输可靠的无线通信网络展望采用DSP/ARM解决方案来提高系统运算能力和速度采用RTOS来提高系统的实时性和可扩展性引入网络，实现信息的共享和远程监控谢谢