摘要:

摘要:为了使工业机器人的位姿改变更加快速、灵巧,对一种五自由度混联机器人进行了结构分析．建立D-H坐标系求得末端执行器的位姿矩阵,提出一种基于PAUL逆变换法的串联机器人逆运动学封闭解的求解分析方法,求得该机器人的运动学逆解．计算机仿真结果验证了该算法的快速性和有效性．运用包络理论确定局部关节联动所形成的工作空间包络面,论证了该机器人作业姿态的灵巧性．利用几何叠加方法规划出机器人灵巧工作空间,为结构设计和运动控制提供了依据．

摘要:为了解决传统分布式搜索引擎存在的搜索性能问题,从索引结构、查询算法方面改进了传统模型．提出了一种非集中的高并行化搜索模型,该模型按照文档主题对索引分类,对较长的倒排记录表采用位图结构,利用多线程技术对索引节点实现并行搜索算法(multi max score heap,MMSH)．实验结果表明:改进模型中的索引分类方法与倒排表结构的位图策略,能够增强Merge层查询的针对性,降低Merge层节点的CPU和内存开销;在倒排表不能完全存入内存情况下,MMSH算法能够实现高度并行化查询,其查询效率高于经典的term-at-a-time算法,缩短了平均查找时间,提高了系统吞吐量．索引分类、位图结构以及并行查询算法能够避免查询的盲目性,改善了分布式搜索引擎的性能．

摘要:为了深入探讨叶梢泄露涡的流动机理,研究了导管螺旋桨中桨叶螺距比与盘面比对叶梢泄露涡的影响,以及不同桨叶中叶梢泄露涡、叶梢负荷与叶梢泄露流三者之间的关联. 采用数值方法对不同桨叶的导管螺旋桨流场进行了模拟分析. 结果表明: 当螺距比增大,叶梢泄露涡逐渐远离桨叶吸力面,涡核空化数降低；当盘面比增大,叶梢泄露涡的轨迹基本不变化,涡核空化数提高; 叶梢泄露流通过与叶梢泄露涡之间的流动剪切作用影响叶梢泄露涡的发展；叶梢泄露流流速受到叶梢负荷的影响,负荷越高的位置,叶梢泄露流的速度也越高．

摘要:为了提高硅片抛光效率,改善抛光表面质量,采用电化学交流阻抗谱法实验研究了极化电势对硅片表面钝化作用的影响规律,结合摩擦电化学实验探讨了极化电势对硅片表面摩擦系数及材料去除特性的影响．结果表明,在碱性CeO₂抛光液中,对硅片施加1 V阳极极化电势能够促进其表面形成抑制腐蚀的钝化层,极化电势过高会破坏表面钝化层,过低则抑制钝化层形成．良好的硅片表面钝化层能够有效增大其摩擦系数,提高摩擦电化学实验过程中的材料去除率．

摘要:为了提高图像处理中线段的检测精度和速度,提出一种称为“合击-分进(UND)”的精确且快速的线段检测方法．该方法包括频域的频谱合并和Radon空间的正弦图分解两个阶段．在合击阶段,原始图像经过二维并行多层傅里叶变换、直角坐标至极坐标映射、一维傅里叶逆变换等处理后得到它的正弦图;在分进阶段,检测Radon空间正弦图的各个峰值及其邻域内的蝶翼边缘,每一邻域对应图像空间中的一个窗口,并针对每个窗口正弦图的蝶型曲线进行边缘分析,从而得到线段的端点．实验结果表明:UND方法在分割精度上优于SHT、RHT和LSD等经典线段分割方法,检测速度上优于SHT和LSD方法．UND算法不但能提高准确度,还能降低计算成本,增强对噪音干扰的鲁棒性．

摘要:微米尺度的沟槽是临近空间飞艇大面积减阻的一种可行的减阻形式．以临近空间飞艇减阻为研究背景,通过采用k-ω SST湍流模式,对微米尺度的三角形沟槽进行了流场分析,得到了三角形沟槽壁面流的速度场和压力场． 通过计算不同尺寸三角形微沟槽的减阻率和沟槽内的流线形状,分析了微米尺度沟槽的减阻机理和不同沟槽尺寸对减阻能力的影响．研究表明,沟槽内的流线形状对沟槽的减阻能力有重要影响,尺寸合适的沟槽可以减小流体和壁面之间的切应力,减小流动阻力,对临近空间飞艇的蒙皮设计和减阻研究提供了一定参考．

摘要:管材数控弯曲后的回弹严重影响试件成形精度,容易导致弯曲管内高压成形过程起皱缺陷．为了补偿回弹,避免内高压成形过程的缺陷,首先建立管材塑性弯曲理论模型以及材料的弹塑性线性强化模型,通过理论解析得到弯曲回弹量表达式;其次对实验过程中不同弯曲角度下的回弹量进行线性回归分析. 拟合结果表明: 理论上对于回弹角的预测是合理的; 同时将理论预测得到的回弹量补偿到管材数控弯曲过程,消除弯曲管内高压成形过程起皱缺陷,得到尺寸精度合格的试件．

摘要:针对一些非线性系统状态变量中存在四元数约束的情况,提出了一种四元数约束下的容积卡尔曼滤波(quaternion constrained cubature kalman filter,QCCKF)算法．基于最小约束代价函数,采用三阶球面-相径容积规则近似计算系统状态的后验均值和协方差,给出了QCCKF滤波递推公式．设计的QCCKF算法可以有效地对状态进行估计,扩展了CKF的应用范围．最后对飞行器姿态估计系统进行仿真,仿真结果表明,该算法估计精度优于常规CKF和无迹四元数估计法(unscented quaternion estimator, USQUE),并满足四元数约束条件,较好地解决了非线性系统存在四元数约束的问题,验证了算法的有效性．

摘要:针对传统反馈校正滤波结构中,由于不可观测状态的反馈导致系统滤波精度下降,以及由于全球定位系统／捷联惯性导航系统(GPS／SINS,global positioning system／strapdown inertial navigation system)超紧组合导航系统量测方程的非线性导致滤波难度的增加等问题,本文重新推导了线性的量测方程,并将基于状态可观测性的混合校正滤波算法应用于该模型．通过对比三种主流可观测性分析方法,选用误差协方差阵的特征值和特征向量可观测性分析方法分析系统状态的可观测性．最后根据可观测性分析的结果制定自适应的反馈因子,从而对SINS和GPS接收机误差进行校正．仿真结果显示,该方法可以有效提高不完全可观测系统的估计精度．

摘要:针对水面目标与海天背景对比度变化大、景深差异明显的特点,提出一种改进的自适应Mean-Shift图像分割算法．首先通过估计参考点领域灰度值分布,自适应地得到空间域带宽,然后结合叶斯准则,自适应计算空间窗内灰度域带宽,实现目标与背景的自适应分割．分别抽取水面艇视频图像中,目标远、近距离以及清晰对比度不同的视频帧进行仿真测试,与传统分割算法对比研究,结果表明该算法可以有效实现水面目标图像分割．

摘要:针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构．航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述．在设计反步控制器时,引入指令滤波器和修正跟踪误差信号以施加系统状态和执行器的饱和限制,同时较容易地获得虚拟控制导数．为提高反步控制器的鲁棒性和性能,利用基于不变流形的非线性观测器对时变的系统“总干扰”进行在线估计补偿．由于不变流形方法使得估计误差具有指定的一致稳定动态,因而该分块自适应控制器比传统的自适应反步控制器更容易调节,且性能不受未知的估计律动态的影响．李亚普诺夫直接方法证明了估计误差有界性和闭环系统输入状态稳定．数值仿真表明,与传统方法相比,所提出的控制器结构具有更高的姿态跟踪性能和干扰估计精度．

摘要:为提高椭圆锥齿轮增材制造的加工精度,减少其加工误差,对增材制造加工的椭圆锥齿轮进行误差测量,并分析误差产生的原因．运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了椭圆锥齿轮空间啮合坐标系、增材加工坐标系、分层模型、椭圆锥齿轮的理论误差模型和误差检测模型;对椭圆锥齿轮进行前处理分析,并对增材制造过程进行研究,获得该齿轮增材制造的加工方法;采用超景深三维显微系统和三坐标测量机对该齿轮进行检测,分析其表面误差精度与齿距误差．结果表明:利用增材制造法加工的椭圆锥齿轮误差偏大;优化STL模型,减小金属粉末直径,减少激光半径和热效应对加工层的影响,均有助于提高增材制造加工精度．

摘要:针对声矢量阵高分辨方位估计算法运算量大的问题,基于声压振速联合信息处理,提出了一种快速的声矢量阵高分辨方位估计算法．该算法选择参考阵元的电子旋转矢量作为期望信号,运用多级维纳滤波器(MSWF)对信号子空间进行快速估计,不需要计算声矢量阵的互协方差矩阵,不用进行特征值分解,从而大大缩减了计算量．另外,该算法基于矢量传感器声压与振速的相干性原理,充分利用了声压振速组合抗干扰能力,有效抑制了各向同性噪声．理论分析和计算机仿真表明,该算法在拥有良好DOA估计性能的同时,大大减小计算量．

摘要:为计算出水过程中空泡溃灭载荷对航行体出水过程的影响,从空泡溃灭的物理现象入手,将空泡溃灭过程分为空泡运动阶段和空泡溃灭冲击阶段,在两个阶段分别用势流理论方法与双渐进方法进行计算,形成一套完整的空泡溃灭载荷计算方法. 在与相关试验值对比吻合较好,验证方法有效性的基础上,获得了空泡溃灭载荷及形态在整个出水过程中的变化规律. 最后研究了航行体弹性振动对航行体出水空泡溃灭载荷的影响,航行体弹性振动对溃灭冲击载荷的峰值及脉宽影响较小.

摘要:在Mean-shift算法框架下提出一种基于多特征在线模板更新策略的鲁棒目标跟踪算法．首先,针对目标与背景色彩相似引发的跟踪漂移现象,提取照度不变性色彩特征与旋转不变性LBP纹理特征提取算法,并通过引入BWH算法实现多特征融合;其次,在传统的Mean-shift算法收敛条件上增加了直方图相似度校验,以避免陷入局部最优解．此外,还提出了基于直方图差异空间分布图的遮挡现象检测算法,从而提升了模板在线更新算法的准确性．实验结果表明,本文方法对于复杂动态场景、遮挡现象以及目标自身形变具有较强的鲁棒性和较高的准确性．

摘要:为了研究三维各向异性功能梯度材料的线弹性问题,发展一种弹性结构的有限体积方法,该方法采用四面体网格,对不规则形状问题的适用性强．空间上采用交错非结构有限体积法进行离散,位移、速度、加速度定义在节点上,应力、材料属性定义在单元中心上且在单元内均匀分布,时间上采用欧拉格式进行离散．数值结果表明, 本方法计算结果与其他数值方法结果吻合良好,计算速度快且内存消耗少,可以有效模拟三维各向异性功能梯度材料的弹性问题．

摘要:为了改善一类系统的H∞控制性能,采用对策论与动态规划相结合的方法,研究具有依赖于状态的乘性噪声连续随机系统H∞预演控制问题,提出了解耦耦合的微分及偏微分方程组的思路,并利用特征线法求解,给出了该问题可解的条件和显式预演控制器,为解决随机时滞系统的控制问题提供新的思路．

摘要:小世界网络的确定性模型研究是复杂网络建模领域的重要分支,通过分析Cayley图的极小性与小世界特性的关联,提出一种基于极小Cayley图构造小世界网络的确定性模型．模型通过选择满足条件的极小Cayley图,恰当地扩展其生成集,构造出一类对称性强且结构规则的小世界网络．结果表明, 和现有模型不同,该模型可根据需求构造常数度或非常数度网络,且生成网络不仅具有较高的聚集系数和低的网络直径,而且是节点对称的,在通信网络、结构化P2P覆盖网络等实际领域的拓扑结构设计中具有重要应用．

摘要:为了更好地提高干涉高光谱图像的压缩性能,针对干涉成像光谱仪的成像原理,提出了一种自适应方向预测提升小波变换的方法,在帧序列方向的提升小波变换中,以自适应方向获得最佳预测值,并且改变传统三维提升小波的变换顺序,消除大部分干涉条纹冗余,大量实验证明本文方法得到的高频子带小波系数相对于传统方法在指定码率的情况下重构图像可以获得更高的信噪比,恢复的光谱曲线具有更小的均方误差．

摘要:为了提高微细电火花加工(micro-EDM)效率,设计了一种脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源．采用等能量加工的方法,对不同的脉冲匹配参数进行加工效率对比实验,设计了脉冲参数主动匹配式脉冲电源的结构、功能和控制策略,并进行了加工实验验证．结果表明: 选定合适的脉宽和脉间参数,使极间电容单次充电和单次放电,可获得最高的加工效率;该电源脉冲参数可根据极间电压和极间电容的大小自动调整;进行微小孔加工,加工连续性较好,加工效率和加工质量较高．利用该电源可进行微细加工,加工效率较传统电源有显著的提升,并能保证较高的加工质量．

摘要:为了改善传统森林调查过程中,森林温度、湿度、光照强度等生境因子获取手段单一、动态变化不及时等缺陷,运用嵌入式技术和无线传感器网络技术,完成了森林生境因子自动采集系统．采用LPC2148为主控制芯片,以MYSQL作为系统数据库,AecGIS Server为GIS平台,通过BH1750FVI光照传感器和SHT11温湿度传感器共同研制采集装置,将实时获取的森林生境因子数据经nRF905无线通信模块发回上位机入库,并由WebGIS实时显示生境因子的动态变化．实验结果表明,在传感器节点之间应用的通信协议中引入数据包编号机制和时间同步机制可以缓解网络阻塞,降低网络丢包率．当无线通信模块的发射频率设置为433 MHz,传输速率和发射功率分别设置为9 600 bps和10 dBm时,传感器节点间通信半径设置在小于50 m范围之内可以有效地控制误帧率．