EAST等离子体控制仿真模拟可视化运行系统开发
这是一篇关于Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST),等离子体控制,可视化仿真,系统设计,模块集成的论文, 主要内容为EAST托卡马克实验研究的基本问题之一是如何实现稳定可靠的等离子体控制。在对托卡马克装置和等离子体行为深入理解的基础上,根据EAST装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型,开展等离子体控制仿真模拟来加快和促进等离子体控制系统和控制算法的研究和开发具有十分重大的现实意义。SPACE(Simulation suites for PlAsma Control on EAST)是一个基于 Python 开发的等离子体控制仿真模拟功能函数库,它是TokSys仿真模拟工具箱的开源实现。其主要功能是在托卡马克装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型基础上,利用计算机数值仿真技术,对托卡马克等离子体控制进行分析、设计、预测和仿真实验。SPACE函数库主要采用命令行的方式对函数进行调用,操作不具有直观性,学习成本高且效率较低。在设计和执行复杂的仿真实验时,研究人员更需要一种可视化的接口,可以直观理解模拟过程并对实验结果进行可视化展示。为此需要开发一个可视化运行系统弥补SPACE功能函数库在可视化运行上的不足。本文基于SPACE函数库的可视化需求,结合SPACE函数库的各功能模块,应用Python编程语言和PySide2图形框架,设计实现了 SPACE可视化运行系统,包含统一管理和调度各模块的集成框架、装置建模及装置对象计算模块、等离子体响应及控制器设计模块、等离子体平衡模块、等离子体击穿启动模块和诊断波形数据可视化模块。针对SPACE函数库中尚未完成的功能函数模块,在可视化运行系统框架下设计并实现了模块定制化功能,研究人员可自行设计定制模块,满足SPACE新增功能函数模块的可视化运行需求。为了确定可视化系统的有效性,对系统进行了界面测试、功能测试、内存性能测试、响应速度测试和可靠性测试。测试结果表明,可视化运行系统的图形用户界面布局合理且可操作性强、各项功能测试结果与SPACE功能函数库各功能模块在独立运行时一致,满足功能性需求;另外,可视化运行系统内存占用合理、响应灵敏,长时间及高负载运行表现稳定,满足非功能性需求。该可视化运行系统能够为EAST托卡马克等离子体控制仿真模拟提供图形化操作运行平台,将在EAST托卡马克等离子体控制仿真模拟中发挥重要作用。
感知数据驱动的重型机床加工过程碰撞检测研究
这是一篇关于重型机床,数据驱动,碰撞检测,目标识别与定位,可视化仿真的论文, 主要内容为作为智能制造的重要装备和工业母机,重型机床被广泛利用于加工制造装配等领域,其安全性始终是生产加工的基础要求。碰撞检测是保障加工安全性的重要功能,对加工安全性和效率性有重要影响。传统碰撞检测功能缺乏对实际装夹方式等复杂多变的实际加工环境的考虑,可能会导致无法预知的碰撞,降低加工安全性,因此考虑实际加工环境进行碰撞检测是十分必要的。通过实际感知数据驱动重型机床虚拟模型进行碰撞检测,映射现实加工环境并演化,从而指导物理空间加工,为解决上述问题提供了行之有效的思路。本文利用实际感知数据驱动重型机床碰撞检测,以实现对重型机床加工过程潜在碰撞干涉现象的预测,主要研究内容如下:(1)重型机床三维建模及感知关键技术研究。构建感知数据驱动的重型机床碰撞检测基本框架,并构建重型机床三维运动模型,同时研究三维模型轻量化以优化可视化效果。研究基于目标检测和边缘检测的重型机床夹具识别与定位方法,通过目标检测识别夹具种类并通过边缘检测得到工件和夹具的相对位置,在虚拟空间映射实际装夹方式,以满足重型机床在实际环境驱动下进行演化的要求。(2)感知数据驱动的分级碰撞检测方法研究。针对重型机床碰撞检测对准确性和效率性的要求,构建基于层次包围盒算法的加工要素模型预处理方法,研究分级碰撞检测方法对上述模型进行碰撞检测,以满足准确性和效率的要求。针对传统碰撞检测功能缺乏考虑实际装夹方式而可能忽视无法预知的碰撞的问题,提出基于实际装夹方式的碰撞检测方法,重型机床虚拟模型将在映射的实际装夹方式的驱动下进行碰撞检测,最后通过实例验证。(3)感知数据驱动的重型机床碰撞检测原型系统设计与实现。针对系统需求,设计面向重型机床碰撞检测的原型系统,利用B/S架构,基于SSH集成开发框架,结合Web GL可视化技术,开发用户登录与权限管理模块、重型机床监测管理模块、重型机床夹具库管理模块、重型机床仿真模块,并实现碰撞检测功能。最后对系统进行模块功能测试,验证所提出方法的有效性。
EAST等离子体控制仿真模拟可视化运行系统开发
这是一篇关于Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST),等离子体控制,可视化仿真,系统设计,模块集成的论文, 主要内容为EAST托卡马克实验研究的基本问题之一是如何实现稳定可靠的等离子体控制。在对托卡马克装置和等离子体行为深入理解的基础上,根据EAST装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型,开展等离子体控制仿真模拟来加快和促进等离子体控制系统和控制算法的研究和开发具有十分重大的现实意义。SPACE(Simulation suites for PlAsma Control on EAST)是一个基于 Python 开发的等离子体控制仿真模拟功能函数库,它是TokSys仿真模拟工具箱的开源实现。其主要功能是在托卡马克装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型基础上,利用计算机数值仿真技术,对托卡马克等离子体控制进行分析、设计、预测和仿真实验。SPACE函数库主要采用命令行的方式对函数进行调用,操作不具有直观性,学习成本高且效率较低。在设计和执行复杂的仿真实验时,研究人员更需要一种可视化的接口,可以直观理解模拟过程并对实验结果进行可视化展示。为此需要开发一个可视化运行系统弥补SPACE功能函数库在可视化运行上的不足。本文基于SPACE函数库的可视化需求,结合SPACE函数库的各功能模块,应用Python编程语言和PySide2图形框架,设计实现了 SPACE可视化运行系统,包含统一管理和调度各模块的集成框架、装置建模及装置对象计算模块、等离子体响应及控制器设计模块、等离子体平衡模块、等离子体击穿启动模块和诊断波形数据可视化模块。针对SPACE函数库中尚未完成的功能函数模块,在可视化运行系统框架下设计并实现了模块定制化功能,研究人员可自行设计定制模块,满足SPACE新增功能函数模块的可视化运行需求。为了确定可视化系统的有效性,对系统进行了界面测试、功能测试、内存性能测试、响应速度测试和可靠性测试。测试结果表明,可视化运行系统的图形用户界面布局合理且可操作性强、各项功能测试结果与SPACE功能函数库各功能模块在独立运行时一致,满足功能性需求;另外,可视化运行系统内存占用合理、响应灵敏,长时间及高负载运行表现稳定,满足非功能性需求。该可视化运行系统能够为EAST托卡马克等离子体控制仿真模拟提供图形化操作运行平台,将在EAST托卡马克等离子体控制仿真模拟中发挥重要作用。
EAST等离子体控制仿真模拟可视化运行系统开发
这是一篇关于Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST),等离子体控制,可视化仿真,系统设计,模块集成的论文, 主要内容为EAST托卡马克实验研究的基本问题之一是如何实现稳定可靠的等离子体控制。在对托卡马克装置和等离子体行为深入理解的基础上,根据EAST装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型,开展等离子体控制仿真模拟来加快和促进等离子体控制系统和控制算法的研究和开发具有十分重大的现实意义。SPACE(Simulation suites for PlAsma Control on EAST)是一个基于 Python 开发的等离子体控制仿真模拟功能函数库,它是TokSys仿真模拟工具箱的开源实现。其主要功能是在托卡马克装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型基础上,利用计算机数值仿真技术,对托卡马克等离子体控制进行分析、设计、预测和仿真实验。SPACE函数库主要采用命令行的方式对函数进行调用,操作不具有直观性,学习成本高且效率较低。在设计和执行复杂的仿真实验时,研究人员更需要一种可视化的接口,可以直观理解模拟过程并对实验结果进行可视化展示。为此需要开发一个可视化运行系统弥补SPACE功能函数库在可视化运行上的不足。本文基于SPACE函数库的可视化需求,结合SPACE函数库的各功能模块,应用Python编程语言和PySide2图形框架,设计实现了 SPACE可视化运行系统,包含统一管理和调度各模块的集成框架、装置建模及装置对象计算模块、等离子体响应及控制器设计模块、等离子体平衡模块、等离子体击穿启动模块和诊断波形数据可视化模块。针对SPACE函数库中尚未完成的功能函数模块,在可视化运行系统框架下设计并实现了模块定制化功能,研究人员可自行设计定制模块,满足SPACE新增功能函数模块的可视化运行需求。为了确定可视化系统的有效性,对系统进行了界面测试、功能测试、内存性能测试、响应速度测试和可靠性测试。测试结果表明,可视化运行系统的图形用户界面布局合理且可操作性强、各项功能测试结果与SPACE功能函数库各功能模块在独立运行时一致,满足功能性需求;另外,可视化运行系统内存占用合理、响应灵敏,长时间及高负载运行表现稳定,满足非功能性需求。该可视化运行系统能够为EAST托卡马克等离子体控制仿真模拟提供图形化操作运行平台,将在EAST托卡马克等离子体控制仿真模拟中发挥重要作用。
感知数据驱动的重型机床加工过程碰撞检测研究
这是一篇关于重型机床,数据驱动,碰撞检测,目标识别与定位,可视化仿真的论文, 主要内容为作为智能制造的重要装备和工业母机,重型机床被广泛利用于加工制造装配等领域,其安全性始终是生产加工的基础要求。碰撞检测是保障加工安全性的重要功能,对加工安全性和效率性有重要影响。传统碰撞检测功能缺乏对实际装夹方式等复杂多变的实际加工环境的考虑,可能会导致无法预知的碰撞,降低加工安全性,因此考虑实际加工环境进行碰撞检测是十分必要的。通过实际感知数据驱动重型机床虚拟模型进行碰撞检测,映射现实加工环境并演化,从而指导物理空间加工,为解决上述问题提供了行之有效的思路。本文利用实际感知数据驱动重型机床碰撞检测,以实现对重型机床加工过程潜在碰撞干涉现象的预测,主要研究内容如下:(1)重型机床三维建模及感知关键技术研究。构建感知数据驱动的重型机床碰撞检测基本框架,并构建重型机床三维运动模型,同时研究三维模型轻量化以优化可视化效果。研究基于目标检测和边缘检测的重型机床夹具识别与定位方法,通过目标检测识别夹具种类并通过边缘检测得到工件和夹具的相对位置,在虚拟空间映射实际装夹方式,以满足重型机床在实际环境驱动下进行演化的要求。(2)感知数据驱动的分级碰撞检测方法研究。针对重型机床碰撞检测对准确性和效率性的要求,构建基于层次包围盒算法的加工要素模型预处理方法,研究分级碰撞检测方法对上述模型进行碰撞检测,以满足准确性和效率的要求。针对传统碰撞检测功能缺乏考虑实际装夹方式而可能忽视无法预知的碰撞的问题,提出基于实际装夹方式的碰撞检测方法,重型机床虚拟模型将在映射的实际装夹方式的驱动下进行碰撞检测,最后通过实例验证。(3)感知数据驱动的重型机床碰撞检测原型系统设计与实现。针对系统需求,设计面向重型机床碰撞检测的原型系统,利用B/S架构,基于SSH集成开发框架,结合Web GL可视化技术,开发用户登录与权限管理模块、重型机床监测管理模块、重型机床夹具库管理模块、重型机床仿真模块,并实现碰撞检测功能。最后对系统进行模块功能测试,验证所提出方法的有效性。
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