摘要:针对空间机器人的特点设计了多种遥操作控制模式,提出了空间机器人遥操作分层控制结构LATSR(Layered Architecture for Teleoperation of Space Robot),并研制了一套遥操作系统,包括任务规划子系统、主从控制子系统、预测仿真子系统、信息处理子系统和地面验证子系统.最后利用该系统开展了多项遥操作实验,对整个系统及各子系统的功能和性能进行了检验.该系统具有灵活的操作接口,既为一般用户提供了简便的用户界面,也为机器人专家提供了底层控制能力.

摘要:为了对水下两相冲压喷射发动机的性能进行理论研究,分别对扩张段、混合腔及喷管进行分析并建立了物理模型.基于双流体模型,采用变步长的Runge-Kutta法进行了喷管内泡状流计算.综合各部分计算结果求得发动机推力与推进效率.重点研究了混合腔与入口面积比(Am/Ai)、发动机入口面积(Ai)、通气量、航行速度及初始气泡半径对发动机推力及效率的影响.计算结果表明:发动机推力和效率均随着面积比Am/Ai的增大而增大;当Am/Ai保持不变时,推力和效率随入口面积Ai的增大而增大;推力随着通气量、航行速度的增大而增大,效率却随其增大而减小;气泡初始半径增大时,发动机推力及效率同时减小.这将为两相冲压喷射发动机设计提供一定依据.

摘要:为寻找高载旋转弯曲疲劳破坏前的特征信号,基于磁机械效应及磁场叠加原理进行理论研究,在此基础上,对带环形缺陷的45号钢试件进行高载旋转弯曲疲劳试验,研究疲劳过程中试件表面的磁信号的法向分量的分布变化.理论分析表明,疲劳裂纹附近的磁信号分布随裂纹扩展而变化.实验结果显示在进入裂纹快速扩展前后,缺口两边的磁信号大小顺序发生变化;名义应力及应力集中系数、环境磁场和提离值影响检测效果,但有对应的解决方法.磁记忆技术用于高载旋转弯曲疲劳损伤检测是可行的.

摘要:以真近点角为自变量,介绍了形式简单的卫星相对运动动力学模型,给出了和真近点角相匹配的性能指标.利用伪谱法将最优控制问题转化为参数优化问题,以状态转移矩阵为基础给出了仅以初末状态为约束的最优控制律,然后针对线性化模型,给出了以状态方程为约束的最优控制律.设计的控制律均为解析形式,不需要利用NPL算法进行计算.仿真结果表明设计的控制律是有效的.

摘要:为了实现具有时变水动力系数、未建模动态和时滞等不确定性的欠驱动自主水下航行器的鲁棒控制,以变结构控制的切换函数及其变化率为模糊控制器的输入,以变结构控制律的变化率为模糊控制器的输出设计了一个模糊变结构控制器;为了得到更好的性能,引入了压缩扩张隶属度函数,设计一定的模糊规则自适应地调整模糊控制器中的比例因子和量化因子;将该控制器和模糊变结构控制器,准滑模控制器进行了仿真对比,证明本文设计的控制器有更好的性能;最后基于该控制器对具有水动力系数不确定性,未建模动态和控制输入时滞的AUV运动模型进行了数值仿真,结果表明该控制器有很强的鲁棒性,而且控制成本很小,只在某些情况有极弱的抖振.

摘要:随着科学技术的发展,人们对计算机计算速度的要求也随之提高,利用多个计算体的并行计算、分布计算等应运而生,同时探索如何提高单个计算体的计算速度以及新的计算体制与方法也逐渐展开,量子计算和量子计算机被寄予了极大的期望.

摘要:为研究高频环境下的二次效应,建立了SAW传感器叉指谐振器(IDT)的二维周期有限元模型.以YX128°-LiNbO3高频SAW传感器为分析对象,定量分析了不同电极设计参数下的电极二次效应;通过谐响应分析,得到了传感器IDT电学导纳与传感器中心频率的关系,提取了IDT的谐振频率和逆谐振频率.结果表明,随着敷金比MR或电极高度EH的增大,表面波的模态频率降低,相应的表面波的速度也会降低.相同电极高度下,随着敷金比的增大,频率截止带逐渐变宽,对应的电极反射率逐渐变大.仿真提取的谐振频率为973MHz,逆谐振频率为1002MHz.

摘要:为了提高惯导系统长时间运行时的精度,采用旋转自动补偿技术来抑制系统误差的发散.分析旋转自动补偿的基本原理,得出旋转式捷联惯导系统下的误差传播方程,对光学陀螺的刻度因子误差、安装误差、常值漂移和随机漂移误差在旋转方式下的误差传播情况进行了分析研究.比较分析了单轴旋转和双轴旋转方式下对系统误差的不同影响.仿真结果表明:旋转自动补偿技术,能明显改善纯惯导系统误差随时间发散的特点,有效抑制误差的增长.研究结果可以作为旋转式光学陀螺捷联惯性导航系统进一步优化和工程设计的理论参考.

摘要:随着科学技术的发展,激光得到了越来越广泛的应用,并推动了诸如科学研究、工业加工、精密测量、医学等众多领域的发展.寻找新的激光介质以实现新波长的激光输出和如何提高现有激光器的性能,是激光发展一直面临

摘要:为了研究弱耦合星载天线结构的振动控制,建立了该结构的有限元计算模型;并对结构失谐前后的动力学特性进行了分析;针对失谐前后的结构,分别采用神经网络预测(NNP)控制方法进行了振动控制,并与二次线性最优控制(LQR)方法的振动抑制效果进行了对比.仿真结果表明,弱耦合星载天线结构参数的微小失谐会导致结构振动产生明显的模态局部化;采用NNP控制方法进行结构振动控制的效果明显优于LQR控制方法,且在由失谐导致模型失配时,NNP控制方法对结构振动亦有较好的抑制;在进行此种结构的振动主动控制时必须考虑到结构失谐的影响.

摘要:研究了时变时滞满足h1≤d(t)≤h2的It?型随机Markov切换系统的区间时滞相关指数稳定性.通过构造不同的Lyapunov-Krasovskii函数,并通过引入一些改进的积分等式方法,以线性矩阵不等式的形式提出了具有较小保守性的区间时滞依赖指数稳定性条件.最后通过数值算例说明本文结论的有效性及具有较低的保守性.

摘要:为了增强分力合成主动振动抑制方法抵抗外界干扰的能力,将分力合成方法与闭环反馈控制相结合同时进行设计.用非约束模态级数方法建立解耦的姿态动力学方程和挠性附件振动方程,通过选取合适的反馈量,在设计闭环反馈参数时将挠性附件的振动和分力合成方法同时加入到约束条件中,得到最佳性能解.通过对单挠性杆模型的仿真,在满足系统各项性能指标的条件下,调整时间较分步设计方法明显减少,证明本文方法的有效性.

摘要:为了利用通用有限元软件来对复杂的均匀化方程进行便捷求解,从而对具有周期性构造复合材料有效性能进行预测.根据文献[1]提出的热应力方法和边界力方法将均匀化方程转化为通用有限元可以进行计算的形式,通过ABAQUS用户子程序和脚本语言的编写,便捷的实现了均匀化方程的求解,得到了均匀化系数.通过均匀化方程的ABAQUS的便捷求解(包括热应力方法和边界力方法),计算了单向复合材料有效性能,并与细观力学方法进行比较,结果表明两种方法具有一致性和有效性.

摘要:利用以星型交流电弧加热器为核心的地面模拟系统对三维5D编织炭/炭复合材料的烧蚀行为进行了考核,通过对材料烧蚀表面温度、形貌的在线实时监测及烧蚀后微观结构的观察,研究了该类材料的烧蚀行为.研究发现:三维5D编织炭/炭复合材料的烧蚀是热化学烧蚀和机械剥蚀的综合作用,构件边缘区域以机械剥蚀为主,中心区域表现为热化学烧蚀和机械剥蚀相互耦合,没有明确的分界;基体炭与炭纤维的抗烧蚀性能相差较大,炭纤维的抗热化学烧蚀性能、抗机械剥蚀性能明显高于基体炭,烧蚀后试件烧蚀表面仅剩下凸起的纤维束骨架结构;三维5D编织炭/炭复合材料的烧蚀性能表现出较强的各向异性,在轴向体现为单根纤维失去周围基体支持而发生剥离,抗烧蚀性能相比较好;在径向体现为烧蚀表面脱层,抗烧蚀性能相比较差.

摘要:分析SAPMAC法生长大尺寸蓝宝石晶体的工艺技术,并对制备的晶体质量进行了检测与分析.研究结果表明:采用SAPMAC法生长的蓝宝石晶体结构完整,FHWM值很小,只有11arcsec;缺陷密度在102/cm2水平,纯度高于99.995%,常温下晶体在3～5μm波段红外透过率高于85%;用超声振动加工技术对大尺寸蓝宝石单晶进行加工,设计了专用金刚石磨削复合刀具,提高了加工效率.

摘要:将基于RANS方程的计算流体力学方法与有限元方法相结合,沿着螺旋桨水动力性能计算、复合材料螺旋桨建模及结构铺层设计、CFD/FEM载荷传递、复合材料螺旋桨结构力学性能计算,水动力性能收敛判定的设计分析流程,完成了某种螺旋桨桨叶的初步的设计过程.提出一种预变形策略以改进复合材料螺旋桨的综合性能.计算结果表明,该复合材料螺旋桨能够满足预定设计指标的要求,在达到传统金属螺旋桨水动力性能要求的同时,减重30%,运行效率增加.研究结果充分说明了所采用设计方法的可行性.

摘要:针对力觉主手力控制中接触刚度时变的特殊要求,提出了一种含有速度闭环的自适应力/位混合控制算法.通过构造系统特定的标量函数,证明可以通过选择合适的自适应参数更新律,使得在该控制律和更新律的共同作用下追踪力误差是有界的,力误差的导数是平方可积的.利用Barbalat引理证明了该控制算法具有全局渐近稳定性.给出了主手力控制系统的体系结构,并对不同频率正弦力信号进行了跟踪实验.实验结果表明:对于同样频率的力信号,所提出的方法跟踪误差小于常规阻抗控制方法,整个控制系统稳定并具有良好的控制特性.实验分析了控制律中各关键参数对控制品质的影响.

摘要:为了准确地分析梁杆结构的稳定性问题并降低系统刚度阵的阶数,提出了基于传递矩阵法和精确有限元的模型缩减法.将具有弹性支撑的非共线链式分支子结构当作一个超单元,结合梁单元精确刚度阵,使用传递矩阵法联系两端载荷和位移关系,得到该超单元在整体坐标系下的刚度阵,且该刚度阵为与普通梁单元同阶的对称方阵,可直接组装到系统刚度阵中.求解该缩减后系统刚度阵的行列式可得到结构的欧拉临界力.由于子结构的内部自由度不出现在系统刚度阵中,在保证计算精度的同时极大降低了系统刚度阵的阶数.典型算例的稳定性分析验证了方法的正确性和有效性.

摘要:为了研究不同算法处理网络计划问题的效果与网络计划问题的特征之间的关系,在综合考虑网络图的拓扑结构、资源可替换性、截止日期等因素的基础上,提出了柔性资源约束下网络计划问题的复杂度特征指标,以及网络计划优劣的评价指标.利用多元回归分析技术研究了不同算法处理网络计划问题的效果与网络计划特征之间的关系.实验结果表明,提出的特征指标能很好地度量网络计划问题的复杂性,得到的回归方程也能比较准确的估计出算法的结果,为根据网络计划问题的特征选择合适的算法提供可靠依据.

摘要:为研究液氦中的量子效应,采用路径积分蒙特卡罗(PIMC)的方法对液氦体系进行模拟.在pimc++的平台上计算了体系中发生交换的原子数、对关联函数、结构因子以及超流分数等物理量.模拟的结果表明:对关联函数以及结构因子的值与实验数据符合得很好,PIMC可以对液氦中原子的微观排布进行精确的模拟.在4K的范围内,随着温度的降低,发生交换的粒子数目越来越多,体系的量子效应越来越明显.温度在临界温度2.17K左右的时候,体系出现超流,超流分数随着温度的降低而升高.路径积分蒙特卡罗可以精确地模拟液氦的结构,并且反映出全同粒子交换和超流相变等量子效应.

摘要:针对粒子滤波计算复杂度高的问题,为降低滤波中所需的样本数目,提出了一种基于减法聚类的粒子滤波算法,算法将样本及对应权重进行映射构成聚类向量,在设定的聚类半径下,采用改进的减法聚类算法对向量进行分类,得到若干在空间中分离的子类中心,然后用子类中心代替整个向量集,并利用产生的新向量集重构样本集和权重.仿真实验表明该算法在保持了粒子滤波估计精度的同时,有效降低了样本数目,提高了计算效率.

摘要:为了解决将二元法资源能力预留策略直接应用到数据网格的存储资源能力上所引起的接纳率较低、资源能力碎片过多、存储空间浪费严重等问题,通过分析数据网格应用中存储空间预留的特点,提出了四元法资源能力预留策略.传统的时间槽算法无法适用于四元法资源能力预留,进而提出了使用基本阶梯法和阈值阶梯法能很好的解决此问题.实验表明本文的资源能力预留方法具有更高的资源使用率和接纳率,而阈值阶梯法能够适应传输速度动态变化的网络特性.

摘要:对压力旋流式脱硫雾化喷嘴雾化特性进行了数值模拟研究,分析了各因素对雾化液滴粒径的影响,得到了喷嘴下游流场内液滴粒径和速度空间分布.计算结果表明:雾化液滴粒径与雾化压力和喷嘴直径成正比,与雾化介质黏度和表面张力成反比;液滴速度沿轴向方向急剧衰减,在距喷嘴200mm处几乎不发生变化,而在径向方向上呈中心低,边缘高的分布;在破碎和聚合的作用下,液滴粒径沿轴向方向呈先减小、后增加的趋势,大颗粒主要集中在雾炬外围.试验结果与计算值基本吻合.

摘要:为了深入研究汽轮发电机冷却风扇内的流动规律,并对其设计提出合理优化方案,对某汽轮发电机轴流式通风冷却风扇的原始模型在流量为25m3/s的工况下进行了CFD流场数值模拟,通过改变叶片安放角和叶片扭转角,得到冷却风扇计算效率和叶片安放角及叶片扭转角之间的关系.计算结果表明:在一定范围内,风扇效率和叶片安放角及叶片扭转角之间都呈近抛物线变化关系,在特定叶片安放角和叶片扭转角附近风扇效率最高.经叶片修型后的轴流风扇效率较原模型提高了15.8%.

摘要:采用高阶Rossler混沌振子及比例微分控制方法相结合,将含有待检信号的Rossler混沌振子从混沌态控制到周期态,然后利用谱分析的方法检测待检信号的频率.该方法突破了以往Duffing方程检测信号频率需要使用较多振子的局限,利用比例微分控制理论将Rossler系统控制到稳定的周期态,从而提取待检信号的频率,较大提高了检测精度和检测稳定性.通过数值仿真,验证了该方法的有效性.

摘要:为解决机器人逆解过程中存在解被丢失、大量矩阵逆乘、多组解的问题,提出了一种新的推导MO-TOMAN机器人逆运动学的方法.在解的推导过程中,采用双变量正切函数避免了解被丢失的可能性,回避了大量的逆矩阵相乘,简化了求解过程,大大减少了计算量,针对有多阻逆解的情况,采用"最短行程"准则,选取一组最接近于当前操作臂的解.研究成果已在深圳市元创兴科技有限公司自主研发的六自由度工业机器人中得到成功应用.实际应用结果表明本文研究的方法是正确的.

摘要:介绍一种由3自由度并联机构和2自由度串联机构组成的5轴混联铣床.采用矢量分析的方法,引入单位矩阵和四元素向量对运动学分析中的高阶转换矩阵进行降阶处理,实现机构输入参数与机构独立运动参数之间的矩阵转化,解决了机构运动参数耦合的问题;详细推导出铣床的并联部分驱动输入速度、加速度与机构动平台输出速度、加速度之间的数学关系,借助于运动学仿真分析软件验证了算法的正确性.该算法对于具有运动参数耦合的并联机构或混联机构的运动学分析、动力学分析以及机构的运动控制具有一定的参考价值.

摘要:为了实现单目视频中人体头部和肩部位置的自动跟踪,并估算出人体头肩部的三维姿态.提出了一种新的基于头-肩三维模型的栅格粒子滤波方法,使用Chamfer距离进行边缘相似性度量.算法使用一个预先生成的离散化的栅格状态空间,在每一个时间步将该状态空间的一个较小的子空间作为粒子的搜索空间,有效地限制了所用粒子数量,提高了粒子滤波过程的执行效率.由于三维信息的缺失,单目视频中人体三维姿态估计一直是一个难点问题.而实验结果表明,本方法能够有效并准确地估计出人体头肩部的三维姿态,为人体姿态分析和行为理解的研究提供了一个新的基础.

摘要:为了提高建筑企业竞争实力,采用多层次模糊综合评判法构建模糊综合评价模型,研究了建筑企业价值链管理总体模型并对其进行优化,分解价值链核心能力各构成要素,形成评价指标体系来评价建筑企业价值链的核心增值能力.研究结果表明,该评价可以测算出企业核心增值能力的强度和各构成要素对核心能力的影响程度.

摘要:研究了质子交换膜燃料电池三维、两相瞬态数学模型,分析了电压负载变化方式、流道与肋条宽度比对直通和交叉流场燃料电池瞬态特性的影响.结果表明,多孔电极氧气浓度偏离其稳态分布是导致电流上冲和下冲的原因;而响应时间由膜中水的含量达到稳态分布所需时间决定.交叉流场相对直通流场在多孔电极具有更高的局部氧气浓度,导致电流上冲峰值与下冲谷值均高于直通流场.随流道与肋条宽度比增加,两种流场响应时间均增长,直通流场电流上冲现象增强,下冲现象减弱,而交叉流场,电流上冲与下冲现象均增强.

摘要:为了消除扩频系统中的窄带干扰信号,提出了一种新的基于自适应卡尔曼滤波(AKF)学习算法的递归神经网络预测器(RNNP),其中自适应卡尔曼滤波被用于反馈修改递归神经网络的权值系数,从而准确地估计干扰信号,具有收敛速度快、预测精度高和数值鲁棒性较好的优点.仿真实验表明:基于AKF学习算法的RNNP相对于自适应线性最小均方差(LMS)干扰预测器、自适应近似条件均值(ACM)干扰预测器和基于实时递推学习(RTRL)算法的RNNP,在预测误差的均方误差、收敛速度、干噪比改善量和信噪比损失量方面上有不同程度改进.

摘要:在现代旋量理论使用矩阵指数以及指数积表示刚体运动的基础上,将机器人关节轴线的位姿误差等效为假想广义运动副旋量运动的结果,从而建立机器人含误差旋量的运动学指数积模型.将工具坐标系的位置和姿态误差分别等效为移动副和转动副旋量运动,给出了其大小及方向的计算公式.在Matlab环境下编制了旋量计算软件包,以SCARA机器人为例,应用该软件包进行了误差仿真分析,并使用Adams软件进行了仿真验证.结果表明,该误差建模方法正确、有效.

摘要:为了更准确理解双足被动机器人运动的本质特征,加强模型研究对实际样机设计的指导作用,采用数值仿真和Adams验证的方法研究简单两杆直腿圆弧足被动模型.分析了该被动模型的特点并通过拉格朗日法建立了与其对应的动力学模型;根据机器人稳定行走周期步态在相平面内表现为极限环特点,通过Matlab工具给出了理想模型稳态行走仿真的详细过程,分析并得出机器人能够周期稳态行走的初值条件,运动特点和运动过程中动能、势能的分布、变化过程以及相互转化关系,同时利用Matlab的仿真结果实现Ad-ams对现实样机模型稳态行走的仿真分析,为下一步对机器人稳定性分析提供了基础,为后续研究被动机器人样机提供设计依据.

摘要:为研究舰船水下腐蚀相关静态电场、磁场的分布特征,提出了以舰船水下标量电位为线索,对舰船进行混合建模,即将舰船等效为水平电流线和离散三分量电偶极子的组合,通过测量舰船下方某平面上的标量电位分布,对混合模型中的未知结构参量进行拟合,以建好的混合模型为基础对舰船水下腐蚀相关静态电、磁场进行研究.在实验室中模拟海洋环境,利用1∶100船模对建模方法进行了验证,并以建好的混合模型为基础,计算了船模水下腐蚀相关静态电、磁场的分布特征.实验结果表明混合模型结构简洁、实测数据量小、建模计算量小、模型稳定,比较适合用于舰船腐蚀相关静态电、磁场分布特点的研究.

摘要:针对经典粗糙集理论在解决定性属性、定量属性以及准则属性同时出现的定序分类问题时能力较弱的这种情况,对经典粗糙集理论进行扩展,并给出了一个基于扩展粗糙集的决策分析方法.该方法使用"不可区分-相似-优势"关系来代替经典粗糙集理论中的不可区分关系来获取知识的粗糙近似.实例验证表明该方法不但能够解决上述问题而且还能处理决策表中可能存在的不一致现象,具有较好的有效性与优越性.