基于模糊控制决策的铸轧机结晶器液位控制系统设计

考虑熔池钢水液位的诸多影响因素,结合实验室铸轧机实际工作情况,建立了包含液压执行机构在内的控制模型.通过对铸轧机结晶器液位控制系统的分析,结晶器钢水液位控制系统是一个时变的、非线性的、多干扰的复杂系统,应用过程控制原理和模糊控制技术,对该系统进行自动控制.在控制策略上采取了模糊控制与传统控制相结合的方式,设计了Fuzzy-PID控制,给出了模糊控制规则.通过仿真,表明该系统具有稳定性好、控制精度高等特点.     

融合机器视觉的液位控制实验系统设计

将机器视觉技术与传统的过程控制系统深度融合,在水槽液位控制系统基础上增加摄像头、数据采集卡、上位机,结合NI视觉开发模块建立视觉液位测量及控制实验系统。介绍了实验系统的构成,视觉开发模块NI Vision Assistant的功能,以及视觉液位测量过程中图像采集、摄像头标定、图像处理、液位高度提取的方法;设计基于Lab VIEW的PID控制算法,并对实验结果和数据进行分析。视觉液位检测具有较高的精度,扩充了教学内容,推进了新技术在实验教学中的应用。     

热态重轨表面缺陷机器视觉检测的关键技术

针对目前热态重轨表面缺陷检测速度慢、精度低的问题,提出一种基于机器视觉的热态重轨表面缺陷检测系统。利用多线阵CCD摄像机采集图像,根据重轨几何特征及其缺陷高频区域特性,对重轨进行了六视角拍摄,然后在图像工作站中进行各种图像处理。系统采用改进的Hough变换提取特征缺陷,针对SVM算法训练速度慢的特点,利用模糊Kohonen神经网络对重轨表面缺陷进行分类。采用上述机器视觉检测关键技术对热态重轨表面进行缺陷识别,提高了检测速度,且正确率在85%以上。     

计算机视觉的液压气动控制液位的识别

针对传统的超声液位检测技术进行液压气动控制液位识别受到多层介质传播损失因素的影响,导致识别的精度不高的问题,提出一种基于计算机视觉的液压气动控制液位识别技术,对采集的液压气动控制液位标记视觉图像进行模板特征匹配,进行液位视觉图像的信息增强和边缘轮廓检测处理,结合气动控制液位成像区域特征分割方法实现液位标记线分割,实现液位视觉识别。仿真结果表明,采用该方法进行液压气动控制液位识别的精准度较高,抗介质传播损伤的干扰性较好。     

机器视觉玻壳缺陷检测方法的研究

研究了利用机器视觉检测技术识别玻壳缺陷的方法.针对玻壳图像中缺陷的特征,采用Kirsch梯度算子法对图像进行处理,取得了理想的效果,可识别出玻壳缺陷.     

脉冲钨极气体保护焊熔池振荡频率激光视觉测量

为检测连续焊接条件下熔池振荡频率,提出了一种激光视觉测量的熔池振荡检测方法,介绍了激光视觉测量的原理、搭建了试验平台.采集反映熔池表面振荡变化的图像,并进行了裁剪、中值滤波、顶帽变换、二值化处理;编写程序获取熔池振荡的时域信号,进一步通过快速傅里叶变换算法提取了熔池振荡频率.结果表明:该方法能够实现连续焊接条件下熔池振荡频率的检测;顶帽变换图像算法能将整幅图像背景亮度均匀化,为提取完整的激光条纹及熔池振荡频率奠定了基础.     

高温连铸坯表面缺陷的机器视觉无损检测

针对高温连铸坯表面缺陷无法在线检测问题,采用机器视觉技术和相应的试验装置,建立了高温背景下CCD快门控制时间成像模型,同时设计分类器算法对缺陷种类进行归类.系统所选CCD成像装备采用水冷风冷双层冷却方式,在高温状态下能长时间连续工作.系统可检测最大铸坯宽度为3 000 mm,能有效抑制铸坯表面振痕产生的图像噪声影响,实现热态铸坯表面缺陷在线检测与分类.     

基于光流分析法检测钢水液位

在覆盖剂黏着于测温管表面的连铸中包中,基于视觉方法测量钢水液位系统无法通过温度场分析测量钢水液位.为此,本文使用光流分析算法跟踪测温管拔出钢水后表面黏着并向下流动的覆盖剂,检测出覆盖剂在测温管不同位置黏着特性的差异,并从微观角度分析覆盖剂在测温管表面的黏着特性与钢水液位的联系,最终计算出钢水液位.经验证,该方法所测得钢水液位误差在3mm以内.大量现场试验表明,该方法能较好地解决覆盖剂遮挡测温管表面温度信息的问题,使基于视觉方法的钢水液位测量系统在测温管黏着覆盖剂的异常情况下能准确可靠地测量出钢水液位.     

不同标定窗口条件下的连续焊接熔池振荡频率检测与分析

提出了一种利用激光视觉原理测量熔池振荡频率的方法.采用高速摄像机采集反映熔池表面振荡变化的图像,并设计图像处理方法以实现振荡频率的提取.为了研究标定窗口大小对熔池振荡频率的影响,提取了不同像素值下的熔池振荡频率,并分析了其对熔池表面振荡及内部金属流动的影响.结果表明:激光视觉测量方法能够精确检测熔池表面各个方向金属的振荡、流动情况;选取部分窗口标定,将会造成熔池振荡信息丢失而无法得到准确的熔池各个方向金属的振荡频率,因此,需将整个激光条纹所在图像区域全部标定.     

基于图像识别的液位在线读取

为实现液位实验结果在远程实验中的在线读取,提出应用图像处理的方法进行液位识别.经过背景差分、二值化和中值滤波的图像处理过程,建立了液位读取计算模型,把图像待识别部分和特征匹配模板都用一维向量表示是一种较好的建立计算模型的方法.同时研究液位误差的影响因素,摄像头光轴与玻璃管的垂直度和玻璃管与水平面的垂直度是引起误差的关键:确定了误差分析模型并用于校正识别结果.实验结果表明,液位图像识别的精度较高,可满足实际应用要求,是一种具有很好发展前景的液位读取方法.     

冷轧带钢表面缺陷视觉检测系统

基于多级分类和模块化设计思想设计一套基于机器视觉的冷轧带钢表面缺陷检测系统. 该系统硬件采用自行研制的高速线阵CCD图像采集器及配套的高速光纤图像采集卡、 高速FPGA图像处理卡和多核处理器; 软件采用RTAI Linux实时操作系统及并行处理策略, 确保了系统的实时性. 图像分割并行处理实验表明, 四核处理器的处理速度是单核处理器的3.2倍, 显著提高了系统的处理性能.     

带钢表面重皮缺陷在线图像识别算法研究

分析了运动带钢表面重皮缺陷的特征，对缺陷图像的奇偶场叠加和ＣＣＤ积分延迟造成的运动模糊进行了预处理．提出了一种基于机器视觉心理的高速在线重皮缺陷图像识别算法，最后给出了检测结果和结论     

3D stress simulation and parameter design during twin-roll casting of 304 stainless steel based on the Anand model

This study first investigated cracks on the surface of an actual steel strip. Formulating the Anand model in ANSYS software, we then simulated the stress field in the molten pool of type 304 stainless steel during the twin-roll casting process. Parameters affecting the stress distribution in the molten pool were analyzed in detail and optimized. After twin-roll casting, a large number of transgranular and intergranular cracks resided on the surface of the thin steel strip, and followed a tortuous path. In the molten pool, stress was enhanced at the exit and at the roller contact positions. The stress at the exit decreased with increasing casting speed and pouring temperature. To ensure high quality of the fabricated strips, the casting speed and pouring temperature should be controlled above 0.7 m/s and 1520°C, respectively.     

双辊铸轧薄带过程中铸速对熔池内温度场的影响

采用三维流热耦合有限元分析对双辊铸轧不锈钢过程进行模拟,利用反向方法处理铸辊与熔池之间的换热边界条件,研究发现,随着铸轧速度的提高,铸带与铸辊之间的热传导系数增大,凝固终了点位置向铸机出口移动,铸带的表面和中心温度都有所升高,熔池表面温度略有增加.在水口尺寸一定的情况下,铸轧速度过小,铸带横向温差较大.铸轧速度是调节熔池液面高度和轧制力的有效手段.     

双辊薄带铸轧熔池温度场的在线计算模型

合理简化双辊薄带铸轧的熔池换热边界条件,采用热平衡法推导出熔池温度场的计算模型.该模型考虑了浇铸温度、铸轧速度、辊缝、铸辊温度等工艺参数对熔池温度场的影响,其计算速度和计算精度能够满足实时在线控制要求.根据模型计算结果分析了影响熔池温度场的主要因素,得到了铸轧在线控制的深层规律,并在多次的铸轧实验中验证了模型的正确性.     

基于中包钢水连续测温的拉速优化控制系统

为了提高铸机的产量和质量,针对塞棒控制结晶器液位的小方坯铸机拉速手动控制现状,利用建立的拉速优化控制模型获得拉速与过热度的最佳优化关系,设计出连铸机拉速随过热度变化的前馈控制系统.以传热模型为基础,最大拉速和出结晶器坯壳厚度为限制条件,建立拉速优化模型,并与实际生产相结合,设计出拉速随过热度的阶梯控制系统.并且重点分析了控制模式切换时的可靠性问题.现场应用表明:开发的该控制系统运行稳定可靠,能够满足现场生产需要.     

异径双辊薄带铸轧熔池中钢液流动特性

采用有限差分和二维稳态层流模型,应用边界适体坐标(ＢＦＣ)技术对异径双辊薄带铸轧熔池中钢液的流动进行了数值仿真·分析了铸辊转速、液面宽度、浇注区宽度、浇注位置等操作和设计参数对流场的影响·计算结果表明钢液注入熔池后,在双辊相向转动的作用下,会引起强制对流并产生２个逆时针方向的回流区·通过对不同工况的分析指出浇钢时采取低压头、偏流浇注并维持一定的液面高度等操作有利于铸轧过程的稳定进行·     

基于图像处理的断路器机械特性参数测试方法研究

针对传统的断路器机械特性参数测试装置存在的安装复杂、测量方向单一、测量结果精度低的缺点,提出了一种基于计算机视觉的非接触式测量方法,在断路器运动部件上粘贴特定图形,利用高速相机捕捉断路器开断过程中图形运动情况,由图像分析和识别技术获取图形在各帧图像中的位置,再结合相机内外参数,可以快速、精确地计算出分合闸时间、操动连杆行程、运动速度等参数,从根本上革新传统断路器机械特性测试方法。     

基于机器视觉的硬盘磁体检测系统设计

针对目前硬盘磁体人工检测速度慢、精度低等问题,采用了基于机器视觉的检测技术,设计了一套硬盘磁体检测系统。根据测试要求对工业相机、镜头、光源、图像采集卡等硬件进行了选型,对视觉图像处理、人机界面等软件进行了设计。最后通过实验验证,表明该系统可以满足实际检测应用要求。     

铁水扒渣检测系统的研究与实现

铁水扒渣检测系统是一套基于机器视觉的扒渣评级系统,其主要作用是采用高分辨率摄像器观察铁水罐中实时情况,通过工控机采集成像,分析图像中铁渣的厚度和范围,并对照评级工艺条件评判出扒渣的等级。本系统提高在线扒渣等级评判的自动化水平,降低工人经验判别不稳定因素的影响,实现工人的劳动保护。