CC BY
55
Секция «Информационно-управляющие системы»
Алгоритмы сравнения нечетких сигналов
^^^^ «Б» Высокий трафик Средний трафик Низкий трафик
<<Л>>""~-\
Высокий Одинаковая интен- «Л» продолжи- «Л» значительно
трафик сивность тельнее продолжительнее
Средний «Б» продолжитель- одинаковая интен- «Л» продолжи-
трафик нее сивность тельнее
Низкий «Б» значительно «Б» продолжитель- Одинаковая интен-
трафик продолжительнее нее сивность
Нечеткие сигналы управления преобразуются в четкие выходные величины продолжительность запрещающего и разрешающего сигналов светофора по разным направлениям.
Число транспортных потоков и число дискретных уровней плотности может быть увеличено при необходимости. Применение нечетко-логического контроллера (достаточно робастной системы) позволит производить переключение режимов работы всей системы автоматического регулирования плавно, без резких скачков и только в том случае, когда в этом действительно возникает необходимость.
Реализация предложенного принципа заключается в разработке программы для устройства «МониторЕ», которая будет после обработки потока информации от детекторов трафика («Монитор-С») самостоятельно принимать решения по изменению режимов работы исполняющего устройства (светофора). Система, реализующая описанный выше алгоритм, оперативно отреагирует на изменение дорожной ситуации и автоматически перераспределит пропускные способ-
ности направлений. При рассасывании затора, такая система сама вернется в обыкновенный режим функционирования. Таким образом, необходимость в человеке-регулировщике в данной ситуации отпадает, что существенно понизит стоимость всей ИТС в целом.
Библиографические ссылки
1. Дилигенский Н. В., Дымова Л. Г., Севастьянов Н. В. Нечеткое моделирование и многокритериальная оптимизация производственных систем в условиях неопределенности: технология, экономика, экология. М. : Наука, 2006.
2. Лыткина Л. И., Саяпин А. В. Интеллектуальные системы : учеб. пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Информационные системы и технологии»; СибГАУ. Красноярск, 2005.
© Набеева Э. Р., Кагиров Р. Р., 2011
УДК 004.418
П. А. Наказненко Научный руководитель - Ю. Н. Серегин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКОЙ С ПОМОЩЬЮ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
Сформулирована цель изучения доступных программно-аппаратных средств и технологий управления электронно-лучевой сваркой с использованием видеонаблюдения. Произведен анализ готовых решений. Предложено альтернативное программно-аппаратное решение.
Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) широко используется в отраслях машиностроения, связанных с производством авиационной и аэрокосмической техники. ЭЛС относится к методам сварки высококонцентрированными источниками энергии, и обладает широкими технологическими возможностями [1].
Одним из перспективных направлений в области автоматизации ЭЛС является изучение возможности управления ЭЛС на основе видеоданных.
Актуальность данного способа управления обусловлена необходимостью максимальной автоматизации труда оператора, управляющего процессом ЭЛС, с целью повышения производительности процесса производства, минимизации возможных ошибок сварки, исключения человеческого фактора, а
так же повышение общего качества сварки конечного изделия [2]. Необходимость в использовании видеонаблюдения обусловлена отсутствием возможности вмешательства в процессе сварки и полноценного наблюдения за процессом. Сам процесс управления ЭЛС на основе видеоданных осложнен сильным излучением разного рода в месте сварки, в том числе световым.
В настоящее время распространены программно-аппаратные решения ручного управления ЭЛС на основе видеоданных.
В камере электронно-лучевой сварки или возле окна наблюдения устанавливается цифровая видеокамера. Таким образом, во время процесса сварки оператор имеет возможность следить за положением
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Информационные технологии
изделия, шва и электронного луча, что позволяет производить корректировку.
Очевидна необходимость автоматизации труда оператора по слежению за взаимным расположением электронного луча и стыка сварки, поскольку процесс сварки сопровождается сильным свечением, что затрудняет наблюдение за процессом, порой приводит к ошибкам сварки и, следовательно, вынуждает подтверждать визуальные наблюдения показанием различных вспомогательных датчиков, например датчиков вторичных электронов.
Формирование корректирующего сигнала происходит посредством получения и обработки видеоданных с места сварки. Обработка видеоданных производится, как правило, с помощью специальных аппаратных решений.
По мере того, как корректирующий сигнал сформирован, производится соответствующая корректировка положения электронно-лучевой пушки.
Основные требования к системе управления ЭЛС на основе видеоданных:
- высокая производительность обработки растров, полученных с помощью видеонаблюдения, в режиме реального времени;
- возможность калибровки корректирующего сигнала;
- адекватная точность при сварке;
- совместимость с производственными стандартами и рентабельность.
В настоящее время на рынке решений систем управления электронно-лучевой сваркой присутствует всего одна готовая реализация - электроннолучевая аппаратура ЭЛТА-60, производство фирмы ТекаПе. В состав аппаратуры серии ЭЛТА-60 входит компьютеризированное видеоконтрольное устройство, работа которого основана на детектировании тока вторичных электронов в режиме малых токов электронного пучка. Устройство позволяет осуществлять точное наведение электронного пучка на нужную точку поверхности обрабатываемой детали, а также просмотр поверхности свариваемой детали до и после процесса сварки.
Недостатком данного решения является необходимость остановки сварочного процесса для сканирования поверхности с помощью электронного луча в режиме малого тока. Таким образом, процесс сварки занимает довольно много времени, что ставит под сомнение целесообразность затрат на использование данной технологии.
Автором была предложена альтернативная модель автоматизированной системы управления ЭЛС на основе видеоданных, включающую в себя: управ-
ляющую программу, управляющее устройство и систему активного слежения за стыком в процессе ЭЛС.
На персональный компьютер поступают данные с цифровой видеокамеры, направленной на место сварки (возможно с использованием системы зеркал). Программа слежения за стыком обрабатывает и отсылает корректирующий сигнал программе управления ЭЛС, которая в свою очередь смещает электронно-лучевую пушку в соответствии с поступившими корректировками.
К настоящему времени реализована программа слежения за стыком. Программа реализована с использованием технологии Adobe Flash, написана на языке ActionScript 3.
Благодаря выбранной технологии полученное решение является кросс-платформенным и имеет максимальную совместимость с цифровыми видеокамерами, подключенными к целевой рабочей станции. Технология Adobe Flash позволяет использовать возможности аппаратного ускорения. Программа производит все операции над растрами с использованием центрального процессора графического адаптера (GPU). Такой подход обеспечивает адекватную производительность - обработка от 30 кадров в секунду даже на самых бюджетных конфигурациях рабочих станций.
В данной статье была подробно сформулирована цель изучения доступных программно-аппаратных средств и технологий управления электронно-лучевой сваркой с использованием видеонаблюдения, произведен анализ готовых решений, а также предложено альтернативное программно-аппаратное решение. Несмотря на то что, предложенное решение находится в стадии разработки, состоятельность его доказана пробными испытаниями с использованием видеозаписей реального процесса сварки. Это позволяет утверждать, что предложенное решение является перспективной разработкой и может быть использовано в производстве для автоматизации ЭЛС на основе видеоданных.
Библиографические ссылки
1. Гладков Э. А. Управление процессами и оборудованием при сварке / Э. А. Гладков. М. : Академия, 2006.
2. А. С. 1107409 СССР МКИ В23К 15/00. Устройство для совмещения электронного луча со стыком при сварке / В. Я. Браверман, В. Д. Лаптенок, В. А. Сорокин и др. Заявлено 16.07.80.
© Наказненко П. А., Серегин Ю. Н., 2011
