狀態(tài)機建模的案例
MBSE建模學(xué)習(xí)之六：狀態(tài)機和狀態(tài)機圖
狀態(tài)機（StateMachine）
狀態(tài)機（StateMachine）用于表示事件驅(qū)動的行為。在狀態(tài)機圖中，用系統(tǒng)的不同狀態(tài)之間事件驅(qū)動的轉(zhuǎn)移機制來說明一系列的行為發(fā)生過程。它一般作為一個模塊（Block）的類目行為（ClassifierBehavior）。類目行為是一個類（如模塊）從開始工作，一直到結(jié)束的整個過程的行為。一個模塊只有一個類目行為。它也可以作為模塊的一個普通的擁有行為（OwnedBehavior），表示模塊的一種功能。
和活動（Activity）一樣，狀態(tài)機同時也是一種模塊（Block）元素。一個復(fù)雜的狀態(tài)機行為可以進行分解。在上層的狀態(tài)機行為中，通過一個“子機狀態(tài)”（SubmachineState）元素表示對下層或其它狀態(tài)機的調(diào)用。
作為行為，狀態(tài)機的發(fā)生一樣需要規(guī)定發(fā)生的語境（Context）。如果狀態(tài)機是某個模塊的類目行為或擁有行為，則這個模塊是狀態(tài)機的語境；否則它自己是它的語境。狀態(tài)機中的狀態(tài)的內(nèi)部行為（entry、do及exit）如果沒有明確的語境，則它們的語境是這個狀態(tài)機的語境。
狀態(tài)機是通過狀態(tài)機中的狀態(tài)（State）以及狀態(tài)是如何轉(zhuǎn)換的來說明系統(tǒng)的行為過程。狀態(tài)機中的狀態(tài)（State）和轉(zhuǎn)移（Transition）不像活動圖中的動作（Action），它們本身并不說明究竟這個行為是如何把一個輸入的信息（或其它物質(zhì)）轉(zhuǎn)為輸出的信息（或其它物質(zhì)）。（動作—Action中，可以通過語句或?qū)Ｓ玫膭幼黝愋蛠碚f明對象的生成、變換或刪除等）但是，在狀態(tài)和轉(zhuǎn)移中可以包含其它行為（如一個活動），它可以用它包含的行為來說明具體是轉(zhuǎn)換的細節(jié)。狀態(tài)機更像是把系統(tǒng)的行為串聯(lián)起來的一種作用，它著重展現(xiàn)的是系統(tǒng)在這個行為之間所處的狀態(tài)，以及狀態(tài)是在什么時機，或通過什么機制來轉(zhuǎn)換的（這個時機被定義為觸發(fā)器，這個機制是觸發(fā)器的事件）。
展開 往復(fù)壓縮機典型狀態(tài)監(jiān)測方案
本文以典型4缸API 618標(biāo)準(zhǔn)的往復(fù)壓縮機組為例，簡單介紹下往復(fù)機的狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用配置方案。
往復(fù)機狀態(tài)監(jiān)測傳感器測點布置示意圖：
擬配置測點清單（二次高壓壓縮機，4缸）：
傳感器及硬件配置介紹：
鍵相信號（Crankcase Reference Position Keyphasor）
往復(fù)機鍵相信號，可采用標(biāo)準(zhǔn)鍵相或多事件鍵相。
多事件鍵相系統(tǒng)與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)鍵相系統(tǒng)不同，它使用電渦流傳感器對曲軸上的多輪齒盤進行監(jiān)測，除了可以提供每轉(zhuǎn)一次的參考點以外，還可以每旋轉(zhuǎn)30度就提供一個精確的參考計時信號（電壓脈沖）。產(chǎn)生的信號可用于監(jiān)測系統(tǒng)作為準(zhǔn)確的曲軸位置參考。多事件鍵相系統(tǒng)，可以幫助氣缸壓力測量獲得更準(zhǔn)確的測量結(jié)果并提供更精確的壓力-流量曲線（P/V曲線）。
多事件鍵相的多齒輪盤可安裝在軸靠近驅(qū)動器的外側(cè)，通常要求在驅(qū)動軸上鉆孔和開孔。也可根據(jù)用戶機械結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計提供在軸上安裝圓箍式（由兩個半圓環(huán)組成）的齒輪盤，更方便安裝。標(biāo)準(zhǔn)鍵相每轉(zhuǎn)一次的參考點通常與1號氣缸的頂頭中心位置對齊。活塞桿位置和氣缸壓力監(jiān)測都需要使用鍵相參考信號。
主軸承溫度（Main Bearing temperatures）
曲軸主軸承溫度高表明設(shè)備有與油膜軸承相關(guān)的故障，如過載，軸承疲勞或潤滑油不足。測量主軸承溫度和其它相關(guān)的過程參數(shù)可以幫助確定發(fā)動機的整體運行狀況。
可以在設(shè)備制造過程中在主軸承蓋上打鉆開孔以安裝溫度探頭，也可以在設(shè)備安裝完成后，移開軸承蓋，再打鉆開孔，安裝溫度探頭。
展開 自動駕駛?cè)?em>機交互 [五]：駕駛員狀態(tài)監(jiān)控
作者 | HYZY
來源 | 焉知
知圈 | 進“HMI社群”請加微信15221054164，備注HMI
一、基本概念
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DMS（Driver Monitor System）屬于自動駕駛?cè)?em>機交互的一部分，其使用攝像頭獲取的圖像及其它車身傳感器輸入的數(shù)據(jù)，通過視覺跟蹤、動作識別等技術(shù)監(jiān)測駕駛員的駕駛行為和生理狀態(tài)，當(dāng)判斷駕駛員不在場或處于非正常駕駛狀態(tài)時（疲勞、分心等），自動駕駛系統(tǒng)向駕駛員發(fā)出報警或執(zhí)行其它安全策略，以確保車輛運行安全。
圖 1 駕駛員狀態(tài)監(jiān)控DMS
從技術(shù)原理上，駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DMS可分為直接監(jiān)控和間接監(jiān)控兩種類型：
直接監(jiān)控：通過傳感器獲取駕駛員頭部運動、面部運動、眼部運動、心電或腦電等直接表征駕駛員狀態(tài)的信號，用以判斷駕駛員的狀態(tài)；
間接監(jiān)控：通過獲取駕駛員的駕駛行為信號及相關(guān)車輛狀態(tài)信號，間接判斷駕駛員狀態(tài)。
直接監(jiān)控方式可獲取更多的駕駛員狀態(tài)信息，且隨著相關(guān)視覺技術(shù)的進步，其判斷結(jié)果可信度也不斷提升，多用于自動駕駛系統(tǒng)的人機交互。間接監(jiān)控方式可獲取的駕駛員狀態(tài)信息有限，通常可用于駕駛員駕駛風(fēng)格判斷及整車駕駛模式匹配。
二、駕駛員狀態(tài)定義
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)DMS可識別的駕駛員狀態(tài)見下圖2。
展開 如何在S7-1500 CPU里讀取交換機的MRP狀態(tài)
2．問題 當(dāng)交換機的MRP 環(huán)網(wǎng)斷開時，如何通過S7-1500CPU 獲取這個故障信息，以 便進行處理。
3.解決方法 S7-1500 提供了PROFINET 數(shù)據(jù)記錄庫，把交換機作為PROFINET IO 設(shè)備， 通過讀取數(shù)據(jù)記錄的方式可以獲取 MRP 狀態(tài)。PROFINET 數(shù)據(jù)記錄庫下載地址 https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109753067。
4 操作方法：
(1)組態(tài)CPU為PROFINET控制器，組態(tài)交換機為IO設(shè)備，如圖 1 所示。
圖 1 網(wǎng)絡(luò)拓補
（2）組態(tài) X310 為管理器，如圖 2 所示。
圖 2 MRP管理器組態(tài)
（3）組態(tài) X208 為客戶端，如圖 3 所示。
圖 3 MRP 客戶端組態(tài)
（4）加載 PROFINET 數(shù)據(jù)記錄庫，如圖 4 所示。
圖 4 加載 PROFINET 數(shù)據(jù)記錄庫
（5）調(diào)用庫函數(shù) LPNDR_ReadMrpState 讀取 MRP 狀態(tài)，如圖 5 所示。
圖 5 調(diào)用 LPNDR_ReadMrpState 庫函數(shù)
其中輸入?yún)?shù)execute 的上升沿啟動讀取任務(wù)，hwId 為交換機接口的硬件標(biāo)識符，如圖 6 所示；輸出參數(shù)mrpRingState 為環(huán)網(wǎng)狀態(tài)，0 為斷開，1 為閉合
圖 6 hwld 參數(shù)設(shè)置
(6)測試結(jié)果
環(huán)網(wǎng)閉合時，mrpRingState 為 1，如圖 7 所示。
圖 7 環(huán)網(wǎng)閉合狀態(tài)
環(huán)網(wǎng)斷開時，mrpRingState 為 0，如圖 8 所示。
圖 8 環(huán)網(wǎng)斷開狀態(tài)
展開 
航空發(fā)動機壓氣機和渦輪輪盤的載荷特點及計算狀態(tài)
二、熱載荷
輪盤要承受因受熱不均引起的熱載荷，對于壓氣機盤，熱載荷一般可以忽略。但隨著發(fā)動機總壓比和飛行速度的提高，壓氣機出口氣流已達到很高的溫度。所以，壓氣機前后幾級盤的熱載荷有時也不可忽略。對于渦輪盤，熱應(yīng)力是僅次于離心力的重要影響因素，計算時應(yīng)考慮以下類型的溫度場：
飛行包線中規(guī)定的各強度計算的穩(wěn)態(tài)溫度場；
典型飛行循環(huán)中的穩(wěn)態(tài)溫度場；
典型飛行循環(huán)中的過渡態(tài)溫度場。
在估算時，若原始數(shù)據(jù)無法充分提供，也沒有實測溫度可參考，這時可以根據(jù)設(shè)計狀態(tài)及最高熱載荷狀態(tài)的氣流參數(shù)進行估算，估算盤上溫度場的經(jīng)驗公式為：
式中，T 為所求半徑處的溫度，T0 為盤中心孔處的溫度，Tb 為盤輪緣處的溫度，R 為盤上任意半徑，下腳標(biāo)0、b 分別對應(yīng)中心孔和輪緣。
m=2，對應(yīng)無強迫冷卻時的鈦合金和鐵素體鋼；
m=4，對應(yīng)有強迫冷卻時的鎳基合金。
1.
展開 五金沖壓件廠在試模時對壓力機的狀態(tài)要求
五金沖壓模具在試模前，對五金沖壓件廠的壓力機的技術(shù)狀態(tài)也是有著較為嚴(yán)格的要求的。下面就來說明下要試模的指定壓力機應(yīng)處于的狀態(tài)。
1.壓力機的剎車、離合器及操作機構(gòu)應(yīng)工作正常；
2.壓力機上的打料螺釘應(yīng)調(diào)整到合適的位置；
3.壓力機上的壓縮空氣墊操作要靈活、可靠；
4.壓力機上的工作形式應(yīng)與沖模結(jié)構(gòu)形式相吻合。例如，開式?jīng)_床適用于左右方向送、出料的沖壓作業(yè)；自動沖床可保證較高的生產(chǎn)率；
5.壓力機滑塊行程大小要滿足沖模的沖壓要求，即壓力機的行程應(yīng)滿足制品高度尺寸要求，并保證沖壓后的制品能順利地從沖模中取出；其行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。
6.壓力機的電動機功率應(yīng)大于沖模沖壓時所計算的功率值；
7.壓力機應(yīng)能保證使用的方便和安全性。
五金沖壓件廠指定試模的壓力機只有滿足了以上幾點要求，才能將經(jīng)檢驗外觀合格的沖模安裝其上，進行下一步的試模，否則對壓力機和模具都會產(chǎn)生不良的影響，也不會試沖出合格的五金沖壓件。
展開 狀態(tài)檢測、故障診斷技術(shù)在離心壓縮機上的應(yīng)用
狀態(tài)檢測、故障診斷技術(shù)在離心壓縮機上的應(yīng)用
原作者：蔡廣斌 溫賓江
出處：
【關(guān)鍵詞】離心式壓縮機,振動,故障診斷
【論文摘要】旋轉(zhuǎn)機械故障診斷技術(shù)在發(fā)電、化工行業(yè)等大型透平，離心機組上的應(yīng)用日益廣泛。介紹了大慶天然氣公司從美國DRSSER-RAND公司引進的D10R9B離心壓縮機應(yīng)用振動檢測，故障診斷技術(shù)，分析、判斷、處理的軸振動超高的問題及收到的良好效果。
在沖壓件加工中，要保證壓力機在什么樣的狀態(tài)？
沖壓件加工廠在沖壓件加工中，要保證壓力機一直處在比較穩(wěn)定的狀態(tài)，才能安全的生產(chǎn)，那么壓力機的狀態(tài)達到什么樣的要求才算是合格呢？下面來看一下；
1、在沖壓件加工中壓力機的剎車、離合器及操作機構(gòu)工作正常；
2、壓力機上的打料螺釘應(yīng)調(diào)整到合適的位置；
3、在沖壓件加工中，壓力機上的壓縮空氣墊操作也要靈活、可靠；
4、壓力機的工作形式應(yīng)與沖模結(jié)構(gòu)形式相吻合，例如，開式?jīng)_床（壓力機）適用于左、右方向送、出料的沖壓作業(yè)；自動沖床可保證較高的生產(chǎn)率；
5、壓力機滑塊行程大小要滿足沖模的沖壓要求，即壓力機的行程應(yīng)滿足制品高度尺寸要求，并保證沖壓后制品能順利地從沖模中取出，其行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求；
6、壓力機的電動機功率應(yīng)大于沖模沖壓時所計算的功率值；
7、沖壓件加工中壓力機應(yīng)能保證使用的方便和安全性；
展開 基于虛擬技術(shù)的柴油機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)
挑戰(zhàn)： 將計算機軟硬件相結(jié)合，開發(fā)柴油機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)能采用多參數(shù)多
方法的故障診斷技術(shù)在線或離線進行柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。
請享用！
干貨｜教你一招搞定單片機開發(fā)常用的狀態(tài)機
之前寫過一篇狀態(tài)機的實用文章，很多朋友說有幾個地方有點難度不易理解，今天給大家換種簡單寫法，使用函數(shù)指針的方法實現(xiàn)狀態(tài)機。
狀態(tài)機簡介
有限狀態(tài)機FSM是有限個狀態(tài)及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動作等行為的數(shù)學(xué)模型，是一種邏輯單元內(nèi)部的高效編程方法，可以根據(jù)不同狀態(tài)或者消息類型進行相應(yīng)的處理邏輯，使得程序邏輯清晰易懂。
耐特EM232模塊在超聲波滾刀切割機時的裁切狀態(tài)
系統(tǒng)功能
超聲波滾刀機是一種應(yīng)用于高速定長切割的設(shè)備, 該設(shè)備使用伺服系統(tǒng)電機進行送料(也可使用變頻電機送料加編碼器反饋的方式),使用滾刀加超聲波的擠壓來將材料切斷.
控制系統(tǒng)特點
1、系統(tǒng)雙伺服控制電機，一軸用來送料，一軸控制滾刀裁切（送料軸也可使用變頻控制加編碼器反饋方式工作）
2、滾刀使用伺服控制，在裁切的時候存在空轉(zhuǎn)時間和裁切時間兩種狀態(tài)，裁切狀態(tài)的時候滾刀的末端同送料的運動線速度一致，，空轉(zhuǎn)的時候自動判斷空轉(zhuǎn)速度進入準(zhǔn)備下一次的裁切。
3、滾刀同物料咬合部分的長度可以根據(jù)實際需要進行設(shè)定,這樣可以做成普通的切斷,也可在結(jié)合刀頭的不同形狀切割出不同的紋路的物料.
4、本系統(tǒng)裁切效率高,裁切精度穩(wěn)定, 相比普通的定長切割的需要停頓的裁切方式可以提高4倍以上的生產(chǎn)效率.
使用耐特的CPU222 DC/DC/DC 控制兩軸伺服，使用實時變速進行調(diào)整，極大提高運行效率。
此文章從福州耐特電子科技有限公司官網(wǎng)轉(zhuǎn)載
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基于fluent重疊網(wǎng)格計算四旋翼無人機懸停及巡航狀態(tài)(含fluent設(shè)置視頻及網(wǎng)格、結(jié)果文件） ￥80
基于fluent重疊網(wǎng)格計算四旋翼無人機懸停及巡航狀態(tài)(含fluent設(shè)置視頻及網(wǎng)格、結(jié)果文件）
Simcenter Amesim熱液壓建模在直升機上的應(yīng)用 空客直升機應(yīng)用實例
▲圖- 9 伺服作動機構(gòu)模型
換熱器建模主要考慮換熱器參數(shù)，NTU方法。
▲圖- 10 換熱器模型
油箱建模主要考慮油箱體積變化，液位高度以及油箱與外界的熱交換。
▲圖- 11 油箱模型
最終建成的直升機熱液壓系統(tǒng)模型如圖- 12所示，該模型有355個狀態(tài)變量，該模型可用于根據(jù)不同的工況評估整個液壓系統(tǒng)的油溫，工況包括正常模式，以及泵壓力調(diào)節(jié)失效，地面泵或應(yīng)急泵緊急啟動等失效工況。判斷是否需要冷卻系統(tǒng)（通常是空氣/液體的交換器）？輔助換熱器設(shè)計或選型，管道和油箱選型等。
▲圖- 12 直升機熱液壓建模整體模型
4 試驗標(biāo)定
為了保證模型的準(zhǔn)確性和可信度，我們通常需要試驗數(shù)據(jù)對部分模型參數(shù)微調(diào)，標(biāo)定模型。試驗測試有如作動器、液壓系統(tǒng)等元件級熱平衡試驗臺，如圖- 13所示。以及整機級的地面試驗和飛行試驗，如圖- 14所示。
展開 Simcenter Amesim熱液壓建模在直升機上的應(yīng)用 空客直升機應(yīng)用案例 附軟件下載
3 基于Amesim的直升機熱液壓建模
空客直升機從早期開發(fā)到認(rèn)證階段熱液壓設(shè)計流程如圖- 5所示。最早期開發(fā)是液壓系統(tǒng)和架構(gòu)初步定義和失效模式定義，通過熱液壓建模，確定下是否需要冷卻系統(tǒng)？第二階段是液壓系統(tǒng)的詳細設(shè)計，并對熱液壓建模升級。接下來是通過地面系統(tǒng)/元件試驗和飛行試驗對熱液壓模型細化和標(biāo)定。基于測試結(jié)果和部分計算，完成液壓系統(tǒng)的認(rèn)證。
▲圖- 5 熱液壓設(shè)計流程
直升機熱液壓設(shè)計突破了DMU幾何樣機，更關(guān)注液壓系統(tǒng)的功能和性能。該熱液壓建模都是在Simcenter Amesim中完成的，主要參考液壓系統(tǒng)的原理圖，先定義熱液壓仿真架構(gòu)，明確各組成部件間的ICD，然后再開展元件建模。主要用到熱液壓庫、熱液壓元件設(shè)計庫、熱學(xué)庫、氣動庫和信號與控制庫。
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3 基于Amesim的直升機熱液壓建模
空客直升機從早期開發(fā)到認(rèn)證階段熱液壓設(shè)計流程如圖- 5所示。最早期開發(fā)是液壓系統(tǒng)和架構(gòu)初步定義和失效模式定義，通過熱液壓建模，確定下是否需要冷卻系統(tǒng)？第二階段是液壓系統(tǒng)的詳細設(shè)計，并對熱液壓建模升級。接下來是通過地面系統(tǒng)/元件試驗和飛行試驗對熱液壓模型細化和標(biāo)定。基于測試結(jié)果和部分計算，完成液壓系統(tǒng)的認(rèn)證。
▲圖- 5 熱液壓設(shè)計流程
直升機熱液壓設(shè)計突破了DMU幾何樣機，更關(guān)注液壓系統(tǒng)的功能和性能。該熱液壓建模都是在Simcenter Amesim中完成的，主要參考液壓系統(tǒng)的原理圖，先定義熱液壓仿真架構(gòu)，明確各組成部件間的ICD，然后再開展元件建模。主要用到熱液壓庫、熱液壓元件設(shè)計庫、熱學(xué)庫、氣動庫和信號與控制庫。
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