Die Autoren möchten ihre Dankbarkeit an Herrn Yaojie He für seine Hilfe bei der Durchführung der Experimente, die in diesem Papier berichtet. Diese Arbeit wurde zum Teil durch die National Natural Science Foundation of China (Nr. 61673117) unterstützt.

1. Aufbau der Maschine <ol><li>montieren das Chassis wie abgebildet, Sicherung der mechanische Komponenten mit entsprechenden Verbindungselemente. ( Abbildung 1) 
	Hinweis: Das Fahrwerk, das umfasst die Fußleiste, Motor, Räder, etc., ist die primäre Komponente des Roboters verantwortlich für seine Bewegung. Also bei der Montage die Halterung gerade halten.</li>
	<li>Tin die Leitung und die positiven und negativen Elektroden. Lot zwei Fäden auf die beiden Enden des Motors führt, verbinden die rote Messleitung mit der positiven Elektrode und das schwarze Kabel an die negative Elektrode.</li>
	<li>Die Wellenhülse, die Motoren und die Räder montieren.
	<ol><li>Den Motor um die Wellenhülse anschließen und mit einer Schraube sichern.</li>
		<li>Der Wellenhülse in der Mitte der Radnabe einfügen.</li>
		<li>Installieren Sie die fertige Struktur auf das Chassis.</li>
	</ol></li> <li>Bohren Sie zwei Löcher, 3 mm im Durchmesser, in der Mitte des Chassis, für den Einbau des Motors fahren Modul ermöglichen. Schließen Sie den Motor mit dem Motor fahren Modul.</li>
	<li>Bohrer ein Loch 1 cm vom sowohl die linken und rechten Rand des Chassis für die Installation der Halterung für die Infrarot-Sensoren auf der Unterseite.</li>
	<li>Installieren Sie zwei Schrauben auf der Mitte der beiden Seiten des Chassis. 
	Hinweis: Um normalen Betrieb der Infrarot-Sensoren zu gewährleisten, damit das Verbindungsstück senkrecht auf das Chassis wird.</li>
	<li>Bohren Sie ein Loch, 18 mm im Durchmesser, durch die beiden strukturellen Komponenten für den Einbau von Sensoren. ( Abbildung 2A)</li>
	<li>Installieren der motorische Antrieb an der Unterseite des Chassis. ( Abb. 2 b) Installieren Sie einen Infrarot-Sensor zeigt auf jeder der vier Richtungen, bzw. des Chassis. ( Abbildung 2)</li>
	<li>Installieren des Lenkgetriebes in Symmetrie. Wegen der großen Drehmoment erzeugt durch den Betrieb des Lenkgetriebes, sicherzustellen, dass die Schrauben in einer Art und Weise installiert werden, die ein gemeinsames fest und undurchlässig bietet.</li>
	<li>Vier Infrarot-Sensoren auf der Mitte der Maschine installieren.</li>
	<li>Ort der 14,8 V Stromversorgung in der Mitte der Maschine und Anbringen der Mikrocontroller Unit (MCU) des Batteriepacks.</li>
	<li>Befestigen vier Reihe Sensoren in den oberen Teil der Maschine. Stellen Sie den Winkel zwischen jeder Sensor und dem Boden bis 60°, um Erkennungsgenauigkeit bezogen auf den Arbeitstisch zu gewährleisten.</li>
	<li>Installieren der zweiachsigen Neigungssensor, die verwendet wird, um Fälle zu ermitteln, wenn die Maschine nicht sein Ziel im Arbeitsbereich erreichen.</li>
	<li>Verwenden Sie einen Schraubendreher anfügen den Roboterarm an der Vorderseite der Maschine. ( Abbildung 3)</li>
</ol> 2. Debugging der Lenkung Motor und Treibermodul <ol><li>einen Doppelklick auf die Debug-Software (z. B. Roboter Servo Terminal2010) öffnen. Verbinden Sie Computer mit der Debug-Board mit einem Universal Serial Bus (USB) Kabel konvertieren. ( Abbildung 4)</li>
	<li>Einstellen den Lenkung Motor &#39; s Baudrate auf 9600 Bit/s, die Geschwindigkeit Beschränkung auf 521 rad/min, die eckige Begrenzung auf 300° und Spannung Beschränkung auf 9,6 V in der Benutzeroberfläche.</li>
	<li>Legen Sie den Arbeitsmodus des Lenkgetriebes Roboter, &#34; Lenkung Motor Modus. &#34;</li>
	<li>Gelten asynchronen halb-Duplex Kommunikation als die Verbindung zwischen Steuerung und Lenkung Motoren. Auf diese Weise kann die Steuerung mehr als 255 Lenkung Motoren über eine einzige universelle asynchrone Receiver/Transmitter (UART) Schnittstelle. ( Abbildung 5) 
	Achtung: Möglicherweise gibt es, bei den meisten 6 Lenkung Motoren an einen einzelnen Draht angeschlossen. Zu viele Lenkung Motoren führt zu Überhitzung und großen Spannungsabfall, was ungewöhnliches Verhalten wie zurücksetzen und abnorme Datenkommunikation usw. ( Abbildung 6)</li> <li>gelten asynchrones halb-Duplex Kommunikation als die Verbindung zwischen dem Controller und der Motor für Modul. ( Abbildung 7)</li>
	<li>Legen Sie die ID-Nummer der zwei treibende Module und die vier Lenkung Motoren. ID3 und ID4 sind für zukünftige Aktualisierung leer gelassen. ( Abbildung 8) 
	Hinweis: ID1: nach links fahren-Modul; ID2: fahren nach rechts Modul; ID5: vorne links Lenkung Motor; ID6: vorne rechts Lenkung Motor; ID7: hinten links Lenkung Motor; ID8: hinten rechts Lenkung Motor.</li>
	<li>Cascade Lenkung Motoren eins nach dem anderen und die Kaskade an den Controller anschließen.</li>
	<li>Der Sensoren an ihre jeweiligen Controller-Schnittstellen anschließen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Sensor dessen Stecker eine dreieckige Markierung trägt am Boden (GND). 
	Hinweis: AD1: vordere Infrarot-Lichtschranke auf Unterseite; AD2: rechts Infrarot-Lichtschranke auf Unterseite; AD3: hintere Infrarot-Lichtschranke auf Unterseite; Ad4: linke Infrarot-Sensor auf Unterseite; AD5: vordere Infrarot-Distanzmessung Sensor; AD6: rechts Infrarot-Sensor-Distanzmessung; AD7: hintere Infrarot Sensor messen; AD8: linke Infrarot-Distanzmessung Sensor; AD9: vorne links Absturzsicherung Infrarot-Lichtschranke; AD10: vorne rechts Absturzsicherung Infrarot-Lichtschranke; AD11: hinten rechts Absturzsicherung Infrarot-Lichtschranke; AD12: hinten links Absturzsicherung Infrarot-Lichtschranke.</li>
</ol> 3. Debuggen der Sensoren <ol><li>drehen, die die Regulierung der Knopf am Heck der Infrarot-Sensoren an den Erfassungsbereich des Sensors einstellen. Wenn der Roboter in der Mitte des Arbeitstisches positioniert ist, ist die Logik der Top vier Infrarot-Sensoren 1. Wenn die Maschine an den Rand des Arbeitstisches bewegt, wird der Logikpegel des Infrarot-Sensors auf der entsprechenden Seite 0 sein. ( Abbildung 9A) 
	Hinweis: Der Roboter kann ihre Position in der Arbeitstisch bestimmt, durch die Analyse der logischen Pegel der Infrarot-Sensoren. Zum Beispiel die Logikpegel der linken und vorderen Sensoren 0 der Roboter muss sollten in der linken oberen Region des Arbeitstisches.</li>
	<li>Vergleichen Sie die gemessenen Werte der Distanzsensor auf ihre Ausgangswerte für die Kalibrierung. ( Abbildung 9 b) 
	Hinweis: Der Distanzsensor ist ein analoger Sensor. Da der Abstand variiert, den Sensor &#39; s Signal Stärke Feedback und entsprechende gemessen Werte variieren auch. Die gemessenen Werte werden auf dem Host-Computer über digitale Sensoren weitergeleitet, so dass der Roboter Veränderungen in seiner Umgebung identifizieren kann.</li>
	<li>Debuggen den Neigungswinkel Sensor.
	<ol><li>Den Neigungswinkel Sensor horizontal positionieren und seine Messwerte aufzeichnen.</li>
		<li>Des Sensors auf zwei verschiedenen Richtungen neigen und Aufzeichnen der Messwerte. Wenn die Messwerte im Fehlerbereich sind, kann der Sensor als im regulären Betrieb angesehen werden.</li>
	</ol></li></ol> 4. Regelung zu steuern <ol><li>Konstrukt das Simulationsmodell des Gleichstrommotors, basierend auf der DC Motorspannung Bilanzgleichung, Flussmittel Gestänge Gleichung und Drehmoment Gleichgewicht Gleichung.
	<ol><li>Gründen Spannung Gleichgewicht Gleichung von <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq1.jpg" /> u d direkter Achse Spannung, u Q ist Quadratur Achse Spannung. R d bezeichnen R Q und direkter Achse und Quadrature Axis Beständigkeit bzw.. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq2.jpg" />, <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq3.jpg" />, <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq4.jpg" />, <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq5.jpg" /> , stellen direkte Achse Strom Gleichstrom Achse, Achse Flux und Quadratur Achse Flux.</li>
		<li>Gründen flux Gestänge Gleichung durch < Img einLt = "Gleichung 6" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq6.jpg" / > wo <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq7.jpg" /> und <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq8.jpg" /> bezeichnen den Koeffizienten der direkte bzw. Achse Eigeninduktivität und Quadrature Axis Eigeninduktivität. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq9.jpg" /> und <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq10.jpg" /> sind der Koeffizient der Gegeninduktivität. <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq11.jpg" />, <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq12.jpg" /> elektromagnetische Drehmoment und Belastung Drehmoment darstellen.</li>
		<li>Gründen Drehmoment Gleichgewicht Gleichung berechnet, indem <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq13.jpg" />.</li>
		<li>Build Simulation Modell des Gleichstrommotors. ( Abbildung 10)</li>
	</ol></li> <li>Gelten doppelte geschlossenen Regelkreis des Gleichstrommotors. Nutzen Sie die Ausgabe der Geschwindigkeitsregler als Eingabe für die Stromregler, den Motor zu regulieren &#39; s Drehmoment und Strom. 
	Hinweis: Schematische Darstellung der Struktur der aktuellen Regelung. ( Abbildung 11) 
	Die Übertragungsfunktion des PI-Stromreglers erscheint als <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq14.jpg" />, wo <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq15.jpg" /> ist der proportionale Koeffizient der der Stromregler und <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq16.jpg" /> ist die Blei-Zeitkonstante von der Stromregler. Durch den Maßstab Koeffizienten erhalten werden <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq17.jpg" />, und der integralen Koeffizient <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq18.jpg" />.
	<ol><li>Anwenden doppelt geschlossenen Regelkreis des Gleichstrommotors. ( Abbildung 12)</li>
	</ol></li> <li>Gelten vier-Quadranten-Bewegungssteuerung des Gleichstrommotors. ( Abbildung 13)
	<ol><li>Nutzen eine H-Brücke fahren Schaltung zur vier-Quadranten-Bewegung des Gleichstrommotors zu erreichen durch die Modulation der ein-/ Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekt Transistor (MOSFET). ( Abbildung 14) 
		Hinweis: Wenn Q1 und Q4 eingeschaltet sind und der Motor im vorderen elektrischen Zustand ist und den ersten Quadranten Ausführungsstatus. Wenn Q3 und Q4 eingeschaltet sind, ist der Motor in der Energie Bremsen Staat und den zweiten Quadranten Ausführungsstatus. Wenn Q2 und Q3 eingeschaltet sind, ist der Motor in der umgekehrten elektrische Zustand und dritten Quadranten Bewegung. Wenn Q1 und Q2 eingeschaltet sind, ist der Motor in der umgekehrten Energie Bremsen und der vierte Quadrant Bewegung Zustand.</li>
	</ol></li> <li>Gelten Pulsweitenmodulation (PWM), die Drehzahl des Gleichstrommotors zu regulieren. Die DC Spannung Impulsbreite (Tastverhältnis) angewendet, der motor Anker durch die Kontrolle der ein-/ des elektrischen Schalters, wenn die Spannungsversorgung DC Motorleistung bleibt im Wesentlichen unverändert, so modulieren den Mittelwert und die Drehung Geschwindigkeit Input zu modulieren Anker-Spannung des Motors.</li>
</ol> 5. Schreiben Sie das Programm <ol><li>USB Download Zeile verwenden, um eine binäre (BIN) Datei erzeugt durch KEIL5 in den Controller importieren.</li>
	<li>Wählen Sie das Programm ausgeführt werden soll.</li>
</ol> 6. Anwendungsszenario <ol><li>anwenden Farberkennung, Fracht in einer Fabrik zu kategorisieren. ( Abbildung 15)
	<ol><li>Eine optische Kamera verwenden, um Bilder zu sammeln, und überprüfen die gescannten Farbe anhand der Anzahl der prallte zweidimensionalen Arrays.</li>
		<li>Das Objekt mit der mechanische Arme heben.</li>
		<li>Geben Sie einen Befehl, das Objekt an der dafür vorgesehenen Stelle mit der Kamera und fahren Motor des Roboters zu transportieren.</li>
	</ol></li> <li>Suche schnell auf die dafür vorgesehenen Plätzen zu löschen. ( Abbildung 16)
	<ol><li>Vier optische Sensoren auf dem Roboter verwenden, um die Standorte der umliegenden Hindernisse erkennen.</li>
		<li>Befehl die Lenkung Motor heben die mechanische Schaufel und klare Hindernisse in den ausgewiesenen Bereichen.</li>
		<li>Verwendung der genetische Algorithmus der effektivste Weg der Suche bestimmen</li>
	</ol></li> <li>Selbsterkenntnis zu verwenden, um zu vermeiden, fallen aus der Workbench heraus zu trennen Arbeiter aus dem Arbeitsbereich der Maschine und Sicherheit der Arbeitnehmer zu gewährleisten.
	<ol><li>Signale anhand der Höhenunterschied zwischen die vier oberen optische Sensoren, die erkennen die Workbench und Boden ändern.</li>
		<li>Analysieren die veränderliche Signale zur Bestimmung der Position der Kanten der Workbench.</li>
		<li>Befehl die Maschine um die Ränder der Workbench zu vermeiden.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Charalampous, K., Kostavelis, I., Gasteratos, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robot+navigation+in+large-scale+social+maps:+An+action+recognition+approach.">Robot navigation in large-scale social maps: An action recognition approach.</a> Expert Syst Appl. 66 (1), 261-273 (2016).</li><li>Huang, Y., &amp;Wang, Q. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbance+rejection+of+Central+Pattern+Generator+based+torque-stiffness-controlled+dynamic+walking.">Disturbance rejection of Central Pattern Generator based torque-stiffness-controlled dynamic walking.</a> Neurocomputing. 170 (1), 141-151 (2015).</li><li>Tepljakov, A., Petlenkov, E., Gonzalez, E., Belikov, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Realization+of+Retuning+Fractional-Order+Controllers+for+an+Existing+Closed-Loop+Control+System.">Digital Realization of Retuning Fractional-Order Controllers for an Existing Closed-Loop Control System.</a> J Circuit Syst Comp. 26 (10), 32-38 (2017).</li><li>Siluvaimuthu, C., Chenniyappan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Low-cost+Reconfigurable+Field-programmable+Gate+Array+Based+Three-phase+Shunt+Active+Power+Filter+for+Current+Harmonic+Elimination+and+Power+Factor+Constraints.">A Low-cost Reconfigurable Field-programmable Gate Array Based Three-phase Shunt Active Power Filter for Current Harmonic Elimination and Power Factor Constraints.</a> Electr Pow Compo Sys. 42 (16), 1811-1825 (2014).</li><li>Brogardh, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+and+future+robot+control+development+-+An+industrial+perspective.">Present and future robot control development - An industrial perspective.</a> Annu Rev Control. 31 (1), 69-79 (2007).</li><li>Wang, E., Huang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+DoubleClosed+Loops+Control+of+the+Three-phase+Voltage-sourced+PWM+Rectifier.">A Novel DoubleClosed Loops Control of the Three-phase Voltage-sourced PWM Rectifier.</a> Proceedings of the CSEE. 32 (15), 24-30 (2012).</li><li>Li, D. H., Chen, Z. X., Zhai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+Closed-Loop+Controller+Design+of+Brushless+DC+Torque+Motor+Based+on+RBF+Neural+Network.">Double Closed-Loop Controller Design of Brushless DC Torque Motor Based on RBF Neural Network.</a> , 1351-1356 (2012).</li><li>Tian, H. X., Jiang, P. L., Sun, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-Loop+DCSpeed+Regulation+System+Design+Basd+On+OCC).">Double-Loop DCSpeed Regulation System Design Basd On OCC).</a> , 889-890 (2014).</li><li>Xu, G. Y., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+Closed-Loop+Feedback+Controller+Design+for+Micro+Indoor+Smart+Autonomous+Robot).">Double Closed-Loop Feedback Controller Design for Micro Indoor Smart Autonomous Robot).</a> , 474-479 (2011).</li><li>Chen, Y. N., Xie, B., Mao, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+Tractor+Motor+Drive+Control+Based+on+FPGA.">Electric Tractor Motor Drive Control Based on FPGA.</a> , 271-276 (2016).</li><li>Zhang, J., Zhou, Y. J., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+Four-quadrant+Operation+of+Brushless+DC+Motor+Control+Method.">Study on Four-quadrant Operation of Brushless DC Motor Control Method.</a> Proc. International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation. (ICMRA 2013). , 1363-1368 (2013).</li><li>Joice, C. S., Paranjothi, S. R., Kumar, V. J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Control+Strategy+for+Four+Quadrant+Operation+of+Three+Phase+BLDC+Motor+With+Load+Variations.">Digital Control Strategy for Four Quadrant Operation of Three Phase BLDC Motor With Load Variations.</a> Ieee T Ind Inform. 9 (2), 974-982 (2013).</li><li>Drumheller, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+Decision+Making+Algorithm+for+Managed+Aquifer+Recharge+and+Recovery+Operation+Using+Near+Real-Time+Data:+Benchtop+Scale+Laboratory+Demonstration.">Optimal Decision Making Algorithm for Managed Aquifer Recharge and Recovery Operation Using Near Real-Time Data: Benchtop Scale Laboratory Demonstration.</a> Ground Water Monit R. 37 (1), 27-41 (2017).</li><li>Wang, X. S., GAO, Y., Cheng, Y. H., Ma, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knowledge-guided+genetic+algorithm+for+path+planning+of+robot.">Knowledge-guided genetic algorithm for path planning of robot.</a> Control Decis. 24 (7), 1043-1049 (2009).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

In diesem Papier haben wir entwickelt eine Art intelligente Roboter, der eigenständig aufgebaut werden kann. Wir implementiert die vorgeschlagene intelligente Suchalgorithmus und autonomen Anerkennung durch verschiedene Software-Programme mit Hardware zu integrieren. Im Protokoll wir stellten Ansätze für die Konfiguration der Hardware und Debuggen des intelligenten Roboters, die, der Nutzern helfen kann eine geeignete mechanische Struktur des eigenen Roboter entwerfen. Im tatsächlichen Betrieb ist es jedoch notwendig...

Roboter sind komplexe, intelligente Maschinen, die Kenntnis der verschiedenen Disziplinen, einschließlich Mechanik, Elektronik, Steuerung, Computer, Sensoren und künstliche Intelligenz 1,2kombinieren. Roboter sind in zunehmendem Maße Unterstützung oder sogar Menschen am Arbeitsplatz, vor allem in der industriellen Produktion aufgrund der Vorteile, die Roboter zu besitzen, bei sich wiederholenden oder gefährliche Aufgaben zu ersetzen. Das Design des Protokolls intelligente Roboter in der aktuellen Studie basiert auf einer geschlossenen Regelkreis-Strategie, speziell Bahnplanung basierend auf einem genetischen Algorithmus. Darüber hinaus wurden die Funktionsmodule streng geteilt3,4, die ein solides Fundament für zukünftige Optimierung Arbeit bieten können, so dass die Roboter eine starke Kapazität für Upgrades haben.
Die modulare Umsetzung der Roboter-Plattform basiert vor allem auf die folgenden Methoden: multi-dimensionalen Kombination Regelstrategie in Motorsteuerung Modul5,6und intelligente Exploration anhand eines genetischen Algorithmus in das Optimierungsmodul Algorithmus.
Wir verwenden doppelte geschlossenen Regelkreis der DC-Motor und vier-Quadranten-Motorbetrieb im motor-Control-Modul. Doppelter Kreislauf Drehzahlregelung bedeutet, dass die Ausgabe der Geschwindigkeitsregler als Eingabe für die Stromregler dient, ermöglicht es, die Strom und Drehmoment des Motors zu kontrollieren. Der Vorteil dieses Systems ist, dass das Drehmoment des Motors in Echtzeit gesteuert werden kann, auf Basis der Differenz zwischen der gegebenen Geschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit. Wenn der Unterschied zwischen bestimmten und tatsächliche Geschwindigkeiten relativ groß ist, erhöht sich das Drehmoment des Motors und ändert sich die Geschwindigkeit schneller Fahrt die Motordrehzahl auf den angegebenen Wert so schnell wie möglich, wodurch für eine schnelle Geschwindigkeit Verordnung7, 8 , 9. umgekehrt, wenn die Geschwindigkeit relativ nahe bei dem angegebenen Wert ist, es kann automatisch reduzieren das Drehmoment des Motors zu vermeiden, überhöhte Geschwindigkeit, so dass die Geschwindigkeit auf den angegebenen Wert zu erreichen relativ schnell mit keine Fehler6, 10. seit der entsprechenden Zeit konstante elektrische Stromschleife ist relativ klein, die vier-Quadranten motor11,12 kann schneller reagieren, um die Auswirkungen von Störungen zu unterdrücken, wenn das System ausgesetzt ist Einmischung von außen. Dies ermöglicht es, die Stabilität und Anti-jamming Fähigkeit des Systems zu verbessern.
Wir wählen einen genetischen intelligente Optimierungsalgorithmus mit dem höchsten Wirkungsgrad anhand der Ergebnisse einer Simulation in MATLAB. Ein genetischer Algorithmus ist eine stochastische parallel Such-Algorithmus, basierend auf der Theorie der natürlichen Selektion in der Genetik. Es handelt sich um eine effiziente Methode für die Suche nach der optimalen Gesamtlösung in Ermangelung einer Erstinformation. Es betrachtet die Lösungsmenge des Problems als eine Bevölkerung, wodurch die Qualität der Lösung über kontinuierliche Auswahl, Crossover, Mutation und andere genetische Vorgänge. Im Hinblick auf Bahnplanung durch intelligente Roboter entsteht Schwierigkeit durch unzureichende Ausgangsinformationen, komplizierte Umgebungen und Nichtlinearität. Genetische Algorithmen sind besser in der Lage, das Problem der Bahnplanung weil sie globale Optimierung Fähigkeit, starke Anpassungsfähigkeit und Robustheit bei der Lösung nichtlinearer Probleme besitzen; Es gibt keine besonderen Einschränkungen auf das Problem; der Ablauf der Berechnung ist einfach; und es gibt keine besonderen Anforderungen an die Suche Raum 13,14.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L1-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L2-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L3-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L4-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L5-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L5-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3J</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>I3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>I5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>I7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>CGJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steering gear structure component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>KD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steering gear structure component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>DP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared sensor</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>E18-B0</td>
			<td>Digital sensor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared&#160;Range&#160;Finder</td>
			<td>SHARP</td>
			<td>GP2D12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gray level sensor</td>
			<td>SHARP</td>
			<td>GP2Y0A02YK0F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>proMOTION&#160;CDS</td>
			<td>SHARP</td>
			<td>CDS&#160;5516</td>
			<td>The robot steering gear</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motor drive module</td>
			<td>Risym</td>
			<td>HG7881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>solder wire</td>
			<td>ELECALL</td>
			<td>63A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>terminal</td>
			<td>Bright wire</td>
			<td>5264</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motor</td>
			<td>BX motor</td>
			<td>60JX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>C270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drilling machine</td>
			<td>XIN XIANG</td>
			<td>16MM</td>
			<td>Please be careful</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering station</td>
			<td>YIHUA</td>
			<td>8786D</td>
			<td>Be&#160;careful&#160;to&#160;be&#160;burn</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>screwdriver</td>
			<td>EXPLOIT</td>
			<td>043003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>R`DEER</td>
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the modular design and production of an intelligent robot based on a closed-loop control strategy

Intelligente Roboter sind Teil einer neuen Generation von Robotern, die sind in der Lage, die Umgebung, ihre eigenen Handlungen zu planen und schließlich ihre Ziele zu erreichen. In den letzten Jahren ist Verlass auf Roboter im täglichen Leben und Industrie gestiegen. Das Protokoll in diesem Papier vorgeschlagene beschreibt die Entwicklung und Herstellung von Handling-Roboter mit einem intelligenten Suchalgorithmus und autonomen Identifikation-Funktion.
Zunächst werden die verschiedenen Arbeitsmodule mechanisch montiert, um den Bau der Arbeitsbühne und die Installation von robotic Manipulator abzuschließen. Dann, wir entwerfen einen geschlossenen Regelkreis-System und ein vier-Quadranten-Motorsteuerung Strategie mit Hilfe von debugging-Software, sowie Lenkgetriebe Identität (ID), Baud-Rate und andere Betriebsparameter um sicherzustellen, dass der Roboter die gewünschte Dynamik erreicht Leistung und geringen Energieverbrauch. Als nächstes Debuggen wir des Sensors um Multi-Sensor-Fusion um präzise Informationen über die Umwelt erwerben zu erreichen. Schließlich implementieren wir die entsprechenden Algorithmus, der den Erfolg der Roboter-Funktion für eine bestimmte Anwendung erkennen kann.
Der Vorteil dieses Ansatzes ist seine Zuverlässigkeit und Flexibilität, wie die Benutzer können eine Vielzahl von Hardware-Bau-Programme zu entwickeln und nutzen Sie die umfassenden Debugger um eine intelligente Steuerungsstrategie umzusetzen. Dies erlaubt Benutzern, individuelle Anforderungen basierend auf ihren Anforderungen mit hoher Effizienz und Robustheit.

In dem Diagramm des Steuerprogramms doppelt geschlossene Bewegung Lila repräsentiert einen bestimmten Geschwindigkeitssignal und gelb entspricht dem Wert von den Steuerausgang System. Abbildung 17 zeigt deutlich, dass die doppelte geschlossenen Regelkreis-System deutlich effektiver als ein Open-Loop-System. Die eigentliche Überschreitung des Ausganges der doppelten closed-Loop-Systems ist relativ klein und die Dynamik des Systems ist besser. ( <strong class...

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The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

Wir präsentieren ein Protokoll auf modulare Bauweise und Produktion von intelligente Roboter zur Unterstützung wissenschaftlicher und technischer Arbeitnehmer intelligente Roboter mit spezielle Produktionsaufgaben design basierend auf persönliche Bedürfnisse und individuelle Gestaltung.

Der modulare Aufbau und die Produktion von eine intelligente Roboter, basierend auf einem geschlossenen Regelkreis-Strategie

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...

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Serie: The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in helping the disabled in their daily lives. The overall goal of our method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs, such as OpenViBE, Choregraph, and Central software as well as user developed programs written in C++ and MATLAB, to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots.
This is achieved by first placing EEG electrodes on a human subject to measure the brain responses through an EEG data acquisition system. A user interface is used to elicit SSVEP responses and to display video feedback in the closed-loop control experiments. The second step is to record the EEG signals of first-time subjects, to analyze their SSVEP features offline, and to train the classifier for each subject. Next, the Online Signal Processor and the Robot Controller are configured for the online control of a humanoid robot. As the final step, the subject completes three specific closed-loop control experiments within different environments to evaluate the brain-robot interaction performance.
The advantage of this approach is its reliability and flexibility because it is developed by integrating multiple software programs. The results show that using this approach, the subject is capable of interacting with the humanoid robot via brain signals. This allows the mind-controlled humanoid robot to perform typical tasks that are popular in robotic research and are helpful in assisting the disabled.

The overall goal of this method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots, which is prospective in assisting the sick and elderly as well as performing unsanitary or dangerous jobs.

SSVEP-basierten Versuchsdurchführung für Brain-Roboter-Interaktion mit Humanoide Roboter

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in ...

Forschung

Ingenieurwesen

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting material. However, fullerene derivatives are air-sensitive; therefore, air-stable material is needed as an alternative. In the present study, we propose and describe the properties of Ti-alkoxide as an alternative electron-accepting material to fullerene derivatives to create highly air-stable BHJ solar cells. It is well-known that controlling the morphology in the photoactive layer, which is constructed with fullerene derivatives as the electron acceptor, is important for obtaining a high overall efficiency through the solvent method. The conventional solvent method is useful for high-solubility materials, such as fullerene derivatives. However, for Ti-alkoxides, the conventional solvent method is insufficient, because they only dissolve in specific solvents. Here, we demonstrate a new approach to morphology control that uses the molecular bulkiness of Ti-alkoxides without the conventional solvent method. That is, this method is one approach to obtain highly efficient, air-stable, organic-inorganic bulk-heterojunction solar cells.

Morphology Control for Fully Printable Organic&amp;#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

A method for fully printable, fullerene-free, highly air-stable, bulk-heterojunction solar cells based on Ti alkoxides as the electron acceptor and the electron-donating polymer fabrication is described here. Moreover, a method for controlling the morphology of the photoactive layer through the molecular bulkiness of the Ti-alkoxide units is reported.

Morphologie-Steuerung für Volldruck organisch-anorganische Masse-Heterosolarzellen Basierend auf einem Ti-Alkoxid und halbleitendes Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a fixed bed are important phenomena in catalyst technology. The mechanical strength of the catalyst is measured here by its bending strength or flexural strength. This technique is relatively new from the perspective of applying it to commercial catalysts of typical sizes used in the industry. Catalyst breakage by collision against a surface is measured after a fall of the extrudates through the ambient air in a vertical pipe. Quantifying the impact force is done theoretically by applying Newton's second law. Measurement of catalyst breakage due to stress in a fixed bed is done following the standard procedure of the bulk crush strength test. Novel here is the focus on measuring the reduction in the length to diameter ratio of the extrudates as a function of the stress.

Here we present a protocol to measure the modulus of rupture of an extruded catalyst and the breakage of said catalyst extrudates by collision against a surface or by compression in a fixed bed.

Vorhersage Katalysator Extrudat Bruch basierend auf der e-Modul des Bruches

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

A 100 KW Class Applied-field Magnetoplasmadynamic Thruster

Applied-field magnetoplasmadynamic thrusters (AF-MPD thrusters) are hybrid accelerators in which electromagnetic and gas dynamic processes accelerate plasma to high speed; they have considerable potential for future space applications with the significant advantages of high specific impulse and thrust density. In this paper, we present a series of protocols for designing and manufacturing a 100 kW class of AF-MPD thruster with water-cooling structures, a 130 V maximum discharge voltage, a 800 A maximum discharge current, and a 0.25 T maximum strength of magnetic field. A hollow tantalum tungsten cathode acts as the only propellant inlet to inhibit the radial discharge, and it is positioned axially at the rear of the anode in order to relieve anode starvation. A cylindrical divergent copper anode is employed to decrease anode power deposition, where the length has been reduced to decrease the wall-plasma connecting area. Experiments utilized a vacuum system that can achieve a working vacuum of 0.01 Pa for a total propellant mass flow rate lower than 40 mg/s and a target thrust stand. The thruster tests were carried out to measure the effects of the working parameters such as propellant flow rates, the discharge current, and the strength of applied magnetic field on the performance and to allow appropriate analysis. The thruster could be operated continuously for significant periods of time with little erosion on the hollow cathode surface. The maximum power of the thruster is 100 kW, and the performance of this water-cooled configuration is comparable with that of thrusters reported in the literature.

The goal of this protocol is to introduce the design of a 100 kW class applied-field magnetoplasmadynamic thruster and relevant experimental methods.

Ein 100 KW-Klasse angewendet-Feld Magnetoplasmadynamic Thruster

Applied-field magnetoplasmadynamic thrusters (AF-MPD thrusters) are hybrid accelerators in which electromagnetic and gas dynamic processes accelerate ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the prediction of the components in industrial processes. The ability to record spectra for solid and liquid samples without any pretreatment is advantageous and the method is widely used. However, the disadvantages of analyzing high-dimensional near-infrared spectral data include information redundancy and multicollinearity of the spectral data. Thus, we propose to use partial least squares regression method, which has traditionally been used to reduce the data dimensionality and eliminate the collinearity between the original features. We implement the method for predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether. The proposed approach offers the following advantages over component regression prediction methods: 1) partial least squares regression solves the multicollinearity problem of the independent variables and effectively avoids overfitting, which occurs in a regression analysis due to the high correlation between the independent variables; 2) the use of the near-infrared spectra results in high accuracy because it is a non-destructive and non-polluting method to obtain information at microscopic and molecular scales.

The protocol describes a method of predicting o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether using near-infrared spectroscopy and partial least squares regression. To describe the process more clearly and completely, an example of predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene is used to clarify the steps.

O-Kresol-Konzentration Online-Messung basierend auf Nahinfrarot-Spektroskopie über partielle kleinste quadratische Regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with slopes of up to 84&#176;. The manufacturing method is valid for the fast pneunet bending actuators in general and might, therefore, be interesting for newcomers to the field of actuator manufacturing. The control of the robot is achieved by means of a pneumatic control box that can provide arbitrary pressures and can be built by only using purchased components, a laser cutter, and a soldering iron. For the walking performance of the robot, the pressure-angle calibration plays a crucial role. Therefore, a semi-automated method for the pressure-angle calibration is presented. At high inclines (&#62; 70&#176;), the robot can no longer reliably fix itself to the walking plane. Therefore, the gait pattern is modified to ensure that the feet can be fixed on the walking plane.

This protocol provides a detailed list of steps to be performed for the manufacturing, control and evaluation of the climbing performance of a gecko-inspired soft robot.

Herstellung, Steuerung und Leistungsbewertung eines Gecko-inspirierten Softroboters

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...

Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage devices. To get high-quality products, however, sophisticated operation skills are required depending on the physical properties of the ink materials. In this regard, optimizing the inkjet printing parameters is as important as developing the physical properties of the ink materials. In this study, optimization of the inkjet printing software parameters is presented for fabricating a supercapacitor. Supercapacitors are attractive energy storage systems because of their high power density, long lifespan, and various applications as power sources. Supercapacitors can be used in the Internet of Things (IoT), smartphones, wearable devices, electrical vehicles (EVs), large energy storage systems, etc. The wide range of applications demands a new method that can fabricate devices in various scales. The inkjet printing method can break through the conventional fixed-size&#160;fabrication method.

This paper provides a technique for manufacturing chip-based supercapacitors using an inkjet printer. Methodologies are described in detail to synthesize inks, adjust software parameters, and analyze the electrochemical results of the manufactured supercapacitor.

Aufwändige Steuerung von Tintenstrahldruckern zur Herstellung von chipbasierten Superkondensatoren

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage ...

A Modeling and Simulation Method for Preliminary Design of an Electro-Variable Displacement Pump

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The variable-speed EHA has now taken priority over the variable-displacement EHA, but its driving motor and associated electronics encounter issues when applied in high-power applications: low-dynamics, high thermal dissipation, high price, etc. Therefore, a variable-displacement EHA equipped with an electro-variable displacement pump (EVDP) has been considered. The EVDP itself is a mechatronic system that integrates a piston pump, a ball screw, a gearbox, and a permanent magnet synchronous motor (PMSM). Consequently, the EVDP needs to be investigated to ensure its system-level performance when applied in an EHA. In addition to the previous research on the technical parameters of the EVDP, a dedicated design method is necessary for further reducing the cost of using the EVDP and exploring its performance potential. Here, a simulation based EVDP preliminary design method is selected for designing a 37 kW EVDP. Firstly, a previously proposed multidisciplinary model of the EVDP is extended by improving the parameter generation, including the EVDP life, reliability, control models, etc. Secondly, the proposed model is partially verified using a downsized prototype. Thirdly, the EVDP is simulated at a system level, supported by the proposed model. The EVDP performance is evaluated according to the specified design requirements. The temperature, bandwidth and accuracy, reliability and lifetime, etc., are all predicted for the EVDP. The simulation results demonstrate the EVDP's applicability in variable-displacement EHA. The proposed modeling and simulation method can be used to evaluate diverse EVDP performance and respond to general design requirements. The method can also support the resolution of the preliminary design challenges in terms of limited information and robustness. Therefore, the proposed method is appropriate for the realization of the simulation-based EVDP preliminary design method.

A simulation model specifically supporting the preliminary design of an electro-variable displacement pump (EVDP) is developed and partially verified by experiments. The control performance, life, reliability, etc., can all be evaluated using the proposed model, which covers the main performance requirements under the EVDP preliminary design task.

Ein Modellierungs- und Simulationsverfahren zur Vorkonstruktion einer elektrischen Verdrängerpumpe

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The ...

Data Communication Based on MQTT in a Polymer Extrusion Process

This work aims at building a flexible data communication structure for a polymer processing machine by employing a publisher-subscriber based protocol called Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), which is operated over TCP/IP. Even when using conventional equipment, processing data can be measured and recorded by various devices anywhere through an Internet communication. A message-based protocol allows flexible communication that overcomes the shortcomings of the existing server-client protocol. Multiple devices can subscribe to the processing data published by source devices. The proposed method facilitates data communication between multiple publishers and subscribers. This work has implemented a system that publishes data from the equipment and additional sensors to a message broker. The subscribers can monitor and store the process data relayed by the broker. The system has been deployed and run for a film extrusion line to demonstrate the effectiveness.

This work proposes a flexible method for data communication between a film extrusion system and monitoring devices based on a message protocol called Message Queuing Telemetry Transport (MQTT).

Datenkommunikation auf Basis von MQTT in einem Polymerextrusionsprozess

This work aims at building a flexible data communication structure for a polymer processing machine by employing a publisher-subscriber based protocol ...

Design and Application of a Fault Detection Method Based on Adaptive Filters and Rotational Speed Estimation for an Electro-Hydrostatic Actuator

The electro-hydrostatic actuator (EHA) is a promising actuating apparatus used in flight control systems for more electric aircraft (MEA) due to its high power density and low maintenance. Since the reliability of the system decreases with increasing complexity, fault detection is becoming increasingly important. In this paper, an adaptive filter was designed based on a normalized least mean square (NLMS) algorithm, which could identify the resistance of the motor windings online to detect electrical faults in the EHA. Additionally, based on the analytical relationship between rotational speed and displacement, a rotational speed estimation method was designed. By comparing the actual rotational speed with the estimated one, hydraulic faults could be detected. To verify the efficacy of the aforementioned method, software was applied for the modeling and simulations, which included fault injection and detection. On this basis, an experimental platform was built and then subjected to a series of validation experiments. The results indicate that the fault detection method has the potential to detect electrical and hydraulic faults in an EHA.

In this paper, an adaptive filter based on a normalized least mean square (NLMS) algorithm and a rotational speed estimation method are introduced to detect the electrical and hydraulic faults of the electro-hydrostatic actuator (EHA). The efficacy and feasibility of the aforementioned methods are verified through simulations and experiments.

Entwurf und Anwendung eines Fehlererkennungsverfahrens auf Basis adaptiver Filter und Drehzahlschätzung für einen elektro-hydrostatischen Aktuator

The electro-hydrostatic actuator (EHA) is a promising actuating apparatus used in flight control systems for more electric aircraft (MEA) due to its high ...