摘要:针对姿态角信息拓扑为无向图且角速度信息拓扑为有向图的情况,提出了一种基于相对姿态角和相对角速度信息的包容算法,利用代数图论理论,分析了姿态包容控制对角速度信息拓扑的约束条件．并针对无法获取相对角速度信息的情况,提出一种含角速度阻尼的控制策略,利用李雅普诺夫方法证明了该算法能够实现包容控制．系统仿真验证了所得结论的正确性．

摘要:为减小双工件台光刻机的换台时间,提出了一种改进5阶S轨迹和时间-冲击最小控制算法．分析了双驱双桥换台策略,曝光位和预对准位的两个工件台依次执行5个点对点运动完成换台过程．在常规数值积分S轨迹设计方法中,增加了减小冲击的优化项,设计了改进5阶S轨迹使加速度曲线更加平滑．以换台过程的时间-冲击最小为优化指标,为工件台系统设计了最优控制算法从而大幅度减小换台时间,并且克服了单纯以时间最优Bang-Bang控制中加速度突变的缺点．仿真和实验结果表明,利用轨迹规划和最优控制方法可以实现快速换台运动,改进5阶S轨迹加速度曲线最平滑,时间-冲击最优控制比5阶S轨迹具有更短的换台时间．

摘要:为了消除离散广义分段仿射系统的非正则性和非因果性对控制系统性能的不利影响,研究了一类具有参数不确定离散广义分段仿射系统的鲁棒静态输出反馈控制问题．基于分段Lyapunov函数、投影定理和几个基本引理,提出了两种方法来设计使具有参数不确定广义分段仿射系统鲁棒容许的静态输出反馈控制器．利用这两种方法得到的控制器不仅可以保证系统的稳定性,而且可以保证系统的正则性和因果性．通过求解一组包含参变量的LMIs,可以得到保证广义分段放射系统容许的反馈控制器增益．仿真结果证明了所提设计方法的有效性．

摘要:为了考察小空化数水下射弹自然减速运动过程中的阻力系数,建立了水下射弹二维轴对称数值模型．采用动网格技术,研究了不同初始空化数、不同长细比的水下射弹小空化数自然减速运动过程中的模型阻力系数随时间的变化规律．数值计算结果表明,同一超空泡减速运动过程中,空泡的长度发展滞后于厚度发展．同一模型长细比下,模型阻力系数随时间呈准线性上升．模型减速过程中,空化数随时间不断上升,当空化数较低时,阻力系数曲线斜率较小,阻力系数几乎不随时间变化,当空化数较高时,阻力系数曲线斜率大,随时间上升较快．另外,当初始空化数较低时,随初始空化数的降低,模型阻力系数变化较小,此时继续降低初始空化数,其减阻效果不再明显提升．

摘要:为了解决雷达自适应处理中由于杂波的非均匀所带来的性能恶化问题,提出了一种基于极化特征知识的非均匀复合高斯杂波训练数据选择方法．该方法对训练数据单元进行极化散射矩阵的最大似然估计,然后计算每个估计值与先验极化知识的误差,以此作为区分野值的特征,从非均匀杂波中去除野值得到均匀的训练数据．仿真结果表明,该方法在野值杂波比较低时仍能够有效地去除野值,改善了杂波协方差矩阵的估计性能．

摘要:为了实现机器人自主完成击打乒乓球的操作,构建了由双目视觉摄像头、嵌入式中控、六自由度机械臂、视觉处理计算机和监控计算机等组成的乒乓球机器人系统．灵巧臂采用关节模块化设计方法,共有6个自由度,集成有关节位置、电机位置、关节力矩、驱动电流及温度等多种传感器．采用模块化、多层次的手臂电气结构,基于FPGA(field programmable gate arrays)实现关节的通讯、电机驱动、传感器信息采集与处理等功能．中控处理器实现击打策略、机械臂正逆运动学、轨迹规划等,采用Intel Core II双核嵌入式CPU作为控制核心,以FPGA作为通信逻辑控制芯片．采用系统辨识方法预测乒乓球的轨迹,通过采集多个点,有效地减少偶然误差,提高预测精度．以预测的轨迹方程、乒乓球机器人的工作空间为基础,确定击球点的位置、姿态及速度;在机械臂的任务规划中,采用多个点、多个运动过程约束手臂末端的运动路径,提高击球成功率．击球实验证明了机器人系统及控制策略的有效性．

摘要:针对基于传统雅克比矩阵建立Gough-Stewart平台(GSP) 的可操作度没有明确的物理意义,且随表示单位不同而发生变化的问题,基于量纲一的雅克比矩阵建立了不随表示单位变化的新可操作度指标．将多态进化算法AEGA应用于GSP单目标函数的优化设计中,得到多组备选方案,最终为设计者提供多组优化参数．为了解决多目标同时优化的问题,把多目标进化算法NSGA-II应用于GSP的优化设计中,得到多组优化解,即Pareto优化解集．以用作运动模拟器的GSP为例进行优化设计分析,验证了方法的可行性,该方法比传统单目标函数优化设计更符合工程实际．

摘要:在考虑脉动无级变速器（P-CVT）传动机构弹性和机构之间动力弹性耦合的基础上,提出多相传动机构并联工作的新观点,给出了传动机构工作状态的判断方法．基于精确KED方法,建立并列多相传动机构的运动弹性动力学模型．以典型P-CVT作为算例,对输出速度、脉动率和工作状态等动态特性进行分析．结果表明:过渡时间和脉动率随着输出轴的转动惯量增加而分别增加和减少;出现单相工作、多相工作或零相工作等多种工作状态,并联工作机构数目及历时随传动比增加而分别增加．与传统模型相比,提出的数学模型较精确地反映了P-CVT真实运动规律．

摘要:在对单个磨粒进行动力学分析的基础上,定义了评价超声冲击作用大小的量纲一的参数K．采用光滑质点流体动力学(SPH)有限元分析方法,研究了旋转超声加工过程中磨粒的超声冲击作用对材料内部裂纹形成及扩展的影响．仿真结果表明:随着K值的增大,斜向裂纹的倾角减小,扩展深度逐渐降低,磨粒的超声冲击作用是裂纹形成及扩展的主要原因；在切削过程中,随着切削深度的增加,切削力逐渐增大;但是当裂纹产生以后垂向冲击力急剧减小,而横向冲击力变化不大；加工中碎屑的崩碎使磨粒对工件材料具有局部微冲击作用,导致两个方向的切削力都在相对较大范围内波动．

摘要:为准确了解储油罐底的腐蚀状态,掌握储油罐在长期服役过程中罐底最大腐蚀深度的统计规律,更科学有效地评估储油罐的剩余使用寿命,采用广义极值分布(GEV)作为统计模型,对罐底腐蚀深度的最大值进行极值统计,构造相应的统计模型,并采用L-矩法计算模型的参数值,分析罐底腐蚀深度的统计规律.采用该方法对胜利油田某联合站内的3个储油罐底腐蚀深度进行统计分析, 结果表明:罐底腐蚀最大深度符合极值Ⅲ型分布(Weibull分布),而不是极值Ⅰ型分布(Gumbel分布),并均通过柯尔莫哥洛夫检验.极值Ⅲ型分布较极值Ⅰ型分布能更好地拟合罐底腐蚀最大深度的统计规律.

摘要:为了给天然金刚石刀具的使用寿命延长提供一种全新的技术方法,提出了基于纳米氧化铜的真空热化学腐蚀新工艺,用于后处理机械刃磨工艺加工的天然金刚石晶体．实验结果表明,当真空环境温度为100 ℃时,天然金刚石晶体表面受损碳原子和纳米氧化铜发生氧化、还原反应．随着腐蚀时间的增加,天然金刚石晶体的表面粗糙度缓慢降低,呈现微弱的平坦化趋势．当真空环境温度为200 ℃时,2 h的热处理时间为最佳．此过程中天然金刚石晶体表面受损碳原子和纳米氧化铜发生氧化、还原反应,同时伴随受损碳原子的退火修复作用,因此30 nm压痕深度下的表面微硬度和弹性模量值达到最大．随着腐蚀时间增加,表面微硬度和弹性模量反而下降．

摘要:为掌握薄膜充气结构褶皱发生及拓展演化规律,通过数值模拟和实验相结合的方法研究了薄膜充气拱的皱曲问题．据此分析了充气压力、材料厚度、结构尺寸和载荷工况4个参数对薄膜充气拱褶皱特性的影响．在此预报了薄膜充气拱在不同载荷工况下的初始起皱力、初始起皱位置、褶皱扩展演化规律及承载力并开展了薄膜充气拱的皱曲实验,验证了文中的有限元模拟结果．研究结果表明:结构尺寸对薄膜充气拱的褶皱特性影响最大,充气压力次之,材料厚度影响最小;在5种载荷工况中,Fx拉最安全,Fz面外最危险,其他3种载荷介于二者之间．

摘要:为了提高基于高层体系结构(HLA)分布式仿真系统的实时性,使其能够运用到半实物仿真系统中,提出采用HLA桥接技术的HLA实时性改进策略．在利用HLA桥实现多联邦互联的基础上,HLA仿真系统中的各个联邦以并行计算的形式运行． 给出了HLA桥的具体结构和HLA桥接仿真系统的设计实现方法,基于现有的桥接系统,实现了属性的公布-定购功能、属性的更新反射功能和等步长时间推进功能．通过仿真实验验证了基于HLA桥的仿真系统较原有非桥接系统在提高系统实时性方面的有效性．通过HLA桥实现的半分布式RTI可以提高RTI系统的实时性．

摘要:为了提高TiO₂的光催化性能,采用水热法一步制备了TiO₂/石墨烯(TiO₂/RGO)复合物．采用XRD、FT-IR、RS、UV-Vis DRS、TEM等测试方法对其进行了表征,并研究了不同质量比的复合物在可见光下对甲基橙(MO)的光催化降解．结果表明:在TiO₂/RGO复合物中,TiO₂以10 nm左右的颗粒均匀地分散在石墨烯层上;与在同等条件下制备的TiO₂相比,TiO₂/RGO复合物在可见光区吸收明显增强,吸收边缘红移了20 nm;质量比为1∶0.005的TiO₂/RGO复合物,2 h内的降解率达到74.79％．可见将石墨烯与TiO₂复合,能够有效地提高TiO₂的可见光催化性能．

摘要:为了解决传统阳极氧化技术在铝合金表面制备黑色膜层存在耐光老化性能较差、容易脱落、紫外线照射下容易变色或脱色等问题,采用微弧氧化方法在LD10铝合金表面原位生长黑色陶瓷膜．通过SEM、XRD、EDS和紫外可见分光光度计等手段,分析了FeSO₄浓度对陶瓷膜表面形貌、相组成、元素组成和太阳吸收率的影响规律．结果表明:陶瓷膜由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃相组成,随着FeSO₄浓度的增加,陶瓷膜的太阳吸收率呈现先增大后减小的趋势．当溶液中FeSO₄质量浓度为5 g/L时,陶瓷膜层的太阳吸收率达到最大值0.91．

摘要:为了解决基于特征的CAD模型重建中三角网格模型分割难以体现意义的问题,构建基本造型特征和加工特征组成的知识库来进行有意义的分割．首先以二次曲面的拟合误差和曲率作为分割准则,逐次地分割出对应曲面类型的子网格,从曲面这一基本造型元素的角度初步体现分割的意义．然后分别构建知识库中特征和初步分割的曲面集合的以面为节点的属性邻接图．最后以知识库中的特征的属性邻接图作为输入,匹配出模型中含有的对应特征类型的子网格,从工程语义的角度进一步体现分割的意义．实验结果表明该算法获得了有意义的分割结果,并且具有较高的时间效率．

摘要:针对机电联合制动动态过程中如何提高总制动力的平稳性和响应速度的问题,在满足驾驶员总制动力需求和高效回收制动能量要求的前提下,提出了基于前馈-反馈混合结构的制动力闭环控制策略．该策略协调控制电机和机械制动力的静态分配和动态控制,利用电机制动的快速响应特性弥补机械制动力响应速度的不足．前馈部分生成机电联合制动力的静态期望值,反馈部分通过闭环控制算法调节总制动力与机械制动力的动态特性,提高联合制动力的平稳性和响应速度．对机电联合制动系统进行了建模与仿真,验证了闭环控制策略的期望控制特性,前馈-反馈混合结构较好地解决了机电联合制动多控制目标、多闭环的复杂控制问题．

摘要:为识别虚假QoS信息并识别Web服务间的共谋欺骗行为,提出了一种基于D-S证据理论的QoS可信度评估方法．该方法从公共信任(即基于服务间的历史交互记录)和私有信任(即基于服务自身交互经验)两方面评估QoS可信度,量化QoS信息,并以此判定QoS真实性,揭露和辟除Web服务间的共谋欺骗行为．仿真实验表明:该方法随着Web服务交互次数的增加,可信服务请求成功率也逐步上升,且要高于基于用户反馈的方法(即无法识别虚假、恶意服务的传统方法)．实验结果初步验证了该方法的可行性和有效性．

摘要:提出了一种具有高能量集中度的新型数字调制技术——1/3连续相位调频键控(1/3 Continuous Phase Chirp Keying,1/3-CPCK)．1/3-CPCK采用分段式线性调频信号作为已调信号波形样本,且已调信号相位连续、频率平滑过渡,具有较高的能量集中度,可在相对较窄的带宽内实现高速数字通信．建立1/3 CPCK调制的数学模型,分析其已调信号波形样本的相似度,及高斯白噪声条件下基于1/3-CPCK调制和相干解调的数字通信系统的误码率性能．理论推导和仿真实验证明:1/3 CPCK已调信号时域波形平滑、能量高度集中;在绝对带限情况下,当频带利用率为1 bps/Hz,信噪比为13.5 dB时,选择合适的调制系数,可使系统误码率达10-4．

摘要:为了改善不正常航班恢复的实用性和有效性,研究了协同决策机制下航空公司时隙二次指派的问题,提出了航班波运行模式下自主取消航班的非平衡时隙指派模型．通过定理证明分析出模型的特性,由此设计出两阶段交替使用的求解过程:第1阶段进行模型平衡化并运用压缩式算法得出平衡优化解;第2阶段运用深度优先算法通过启发式航班取消获得非平衡模型优化解．分析结果表明,本方法不仅减少了旅客延误时间并可节约时隙资源,同时也提高了方案执行效率,可以满足不正常航班恢复中快速决策和经济有效的要求．

摘要:为解决内容驱动的彩色图像分割问题,结合形态学跳连通算子和谱图聚类技术建立基于粒的分割方法．在粒计算的框架下,采用彩色图像的连通性算子构造图像分割问题的基本粒．在估计基本粒尺度的基础上,利用曲面正交多项式拟合技术进行基本粒规则化．通过谱图聚类算法融合各个基本粒,实现粒视角下彩色图像的分割．模拟实验验证了本文所提方法的有效性,面向粒的分割技术在消除边界块效应和降低计算复杂度方面优于基于规则分块和面向像素的分割方法．

摘要:为满足全球卫星导航系统(GNSS)接收机中高精度跟踪环路对捕获模块伪码相位搜索精度的需求,提出一种基于数据折叠的正交快速捕获算法．该算法对接收机输入离散采样信号进行压缩处理,将单个伪码周期内的长序列转变为两组较短的序列,并对每组序列与对应处理后的本地伪码序列进行基于FFT的快速相关运算,最终通过两组相关结果确定伪码偏移量．算法降低了快速捕获中所需的FFT点数,在保留伪码相位搜索精度的同时降低了捕获器的实现代价．分析及仿真结果表明,该算法能够在较小的检测概率下降的条件下,极大降低捕获模块的算法复杂度．

摘要:针对Zigbee网络原有分层方法的不足,提出了Zigbee网络环状分层方法．采用改进的洪泛路由方法加以实现,通过在洪泛路由方法中加入层数更新机制与帧转发控制机制,避免了资源浪费与数据内爆问题,优化了环状层次结构的建立过程．仿真结果表明:环状分层方法效果优于Zigbee的簇树状网络的分层方式,且在均匀网络和非均匀网络两种情况下,改进的洪泛路由方法均可建立环状层次结构．最后在CC2430硬件平台上验证了环状分层方法的可行性．