摘要：目前社交机器人与目标人体并排行走(人体伴随与避障)时的运动控制策略的研究相对缺乏。为提升陪伴任务中用户的舒适度、机器人的运动柔顺度及其安全避障能力,本文提出了一种基于导纳控制的人体伴随与避障控制策略。首先,基于人机交互空间理论设计了交互力模型以构建人机动态交互关系,避免机器人侵犯目标人的亲密区域以提升目标人的舒适度;其次,将导纳控制模型与交互力模型结合,通过设置合理的导纳参数提升机器人运动控制的柔顺度;最后,引入行为动力学模型模拟人类的避障行为,以保障人体伴随任务的安全性。此外,提出了一组评价指标以验证伴随控制器的性能。根据仿真实验结果,在柔顺度方面,相较于PID法和虚拟弹簧模型(VSM)法,本方法下速度变化量分别降低69.6%和67.1%;在舒适度方面,机器人未给目标人带来不适;在安全性方面,本方法的避障失败率仅为10%,优于人工势场(APF)法和VSM法的40%和50%。实物实验中,机器人的柔顺度和舒适度指标均较好,避障失败率仅为5%,有效实现了安全友好的人体伴随与避障控制。

摘要：为了近距离清晰拍摄某高速运动目标的碰撞过程,研究了一种高帧频摄像系统。由于摄像系统的前端可能遭受碰撞碎片的损坏,研究了一种保护窗组件。针对成像单元的FPGA在极端高温+70℃时温度过高的问题,研究了一种导热装置。采用七组成像单元在顺序脉冲的控制下接续拍摄的方法,实现了5万帧/秒的高帧频成像。保护窗组件采用了三组保护窗玻璃自动移动更换且可自锁的形式,采用蜗轮蜗杆传动机构实现了大传动比驱动和自锁功能,采用霍尔传感器对保护窗的位置进行实时反馈。导热装置中间部分采用了柔性的高热导率石墨板,既有效地将FPGA的热量传导至主壳体上,又解决了装调节环节中刚性导热装置的过定位问题。对装配好的高帧频摄像系统进行了相关的力、热实验。实验结果表明,保护窗组件自锁和移动切换功能正常,高帧频摄像工作正常,实测拍摄帧频为50 050帧/秒,满足近距离清晰拍摄某高速运动目标碰撞过程的要求,具备一定的防护能力和热环境适应能力。

摘要：针对极端天气会对微电网的稳定运行造成一定影响的问题,提出一种基于模糊场景聚类的微电网优化配置策略.利用历史天气数据,采用模糊场景聚类方法处理源侧天气的随机性导致新能源出力波动的问题;并在负荷侧建立鲁棒优化模型,处理一定范围内的负荷波动.利用一年中8760 h的场景,区分模糊场景聚类所特有的隶属特征,得到典型场景和极端场景.考虑极端场景对微电网优化配置的影响,建立以综合成本最小的两阶段鲁棒模型,运用列和约束生成算法进行分解,最后用Cplex求解器迭代求解.仿真分析验证了所提优化配置策略的有效性与可行性.

摘要：人机共融是新一代机器人的重要特征。针对跟随型移动机器人在人机共融环境中的跟随与避障控制问题,提出一种基于拓展社会力模型的柔顺跟随与避障控制策略。基于阻抗控制设计可同时控制人机交互力和位置偏差的跟随控制器,实现了移动机器人的柔顺跟随。考虑“人-机器人-障碍物”三者的交互作用,基于拓展社会力模型和空间关系学设计人机友好的柔顺跟随避障控制策略,有效解决跟随机器人的避障问题,同时保障了人的舒适性,提升了跟随机器人的社会接纳度。仿真结果表明:该策略可以实现人机友好的柔顺跟随避障控制。

摘要：以某三十倍连续变焦镜头为例,研究了改变曲线压力角的方法。以压力角为目标函数,将凸轮曲线转角构造为分段函数对转角重新划分,压力角过大位置分配较大转角,压缩压力角较小处的转角,从而降低曲线整体压力角,并可有效抑制曲线中较大拐点.利用Matlab进行仿真计算,对比多种转角分配取值的优化结果,得到相对优化的凸轮曲线.优化结果使得曲线最大压力角值由原始的76.9°降低为41.9°.经试验验证,利用该方法优化完的变焦镜头成像质量良好,光轴跳动不大于3个像素,光轴稳定性不大于1个像素.

摘要：石灰石粉替代部分水泥熟料能有效降低水泥的碳排放,但大掺量石灰石粉会降低水泥基材料抗氯离子渗透性能。偏高岭土的掺入可显著改善石灰石粉水泥体系的抗氯离子渗透性能,然而改善机理暂不明确。为了揭示偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的改善作用,应用热力学模拟方法预测多组分胶凝体系水化物相组成(体积比),并基于模拟结果设计大掺量石灰石粉的复合胶凝材料组成。采用吸水率、电通量法表征混凝土试件的抗氯离子渗透性能,结合基体孔隙结构、物相组成分析抗氯离子渗透性的改善原因。研究结果表明:热力学模拟能够较好地预测偏高岭土-石灰石粉-水泥复合胶凝体系的水化物相组成。加入偏高岭土后,尽管由于稀释效应使得基体总孔隙率有所增大,但火山灰反应增加了水化硅酸钙凝胶数量,细化了孔径分布;且增加的水化硅酸钙凝胶增强了对碱离子的吸附作用,显著降低孔溶液中离子浓度,从而极大地降低混凝土的电通量,使得水泥石的抗氯离子渗透性能得到显著提升。在石灰石粉掺量为25%的条件下,掺入10%偏高岭土后试件的24 h吸水率和6 h电通量分别下降了约67.2%和90.3%。掺加偏高岭土后,通过细化孔径分布、增强C-S-H凝胶的吸附作用等多个方面改善了石灰石粉水泥基材料抗氯离子渗透性能。

摘要：为了实现小功率电源的高隔离、耐压、减少输出纹波,设计了一种基于LM25183控制芯片,使用双闭环结构控制的小功率反激式开关电源。该方案采用了面积乘积法(Area Product,AP)法进行变压器设计,利用准谐振技术,降低交叉损耗,实现了低电流关闭、低电压导通。对开关管采用RCD箝位保护电路,实现4~42 V的宽输入电压范围,直流15 V的稳定输出。由于只有一个组件穿过隔离层,因此可以有效地实现高隔离。最后通过实物的测试波形分析,该方案效率可达85%。实物测试结果证明了该方案设计的可行性和正确性。

摘要：为解决隔离变压器驱动存在副边SiC/GaN MOSFET导通期间电压不稳定和负压关断尖峰的问题,提出了一种磁隔离的SiC/GaN MOSFET脉冲式驱动集成电路。该集成电路为脉冲式驱动。当隔离变压器的原边绕组接收到一个正电压脉冲,经过SiC/GaN MOSFET的结电容保持,从而产生一个平台,维持SiC/GaN MOSFET的开通;当隔离变压器的原边绕组接收到一个负电压脉冲,结电容进行放电,使得SiC/GaN MOSFET关断。该方案可以解决现有的副边SiC/GaN MOSFET导通保持电压不稳定和负压关断尖峰的问题,实现隔离变压器副边SiC/GaN MOSFET导通保持电压稳定和钳位关断负压保持稳定。实验和仿真结果表明该新型集成电路的正确性和可靠性。

摘要：随着空间安全与应用探索的不断深入,近空间飞行器目标探测效能成为研究的核心问题。光学成像探测能够直观反映目标的形态、光谱与运动特性等多维度信息,因此成为空间探测感知的重要手段。在近空间大气密度、气压、对流等条件作用下,导致高速飞行器光学探测设备成像质量与探测性能衰减。采用以成像系统、大气传输系统和目标背景系统为要素的目标探测分析模型,根据气动光学效应理论,建立高速流场气动光学效应评价方程,对深空、近地等典型应用场景进行成像探测分析。设计了高速流场环境下目标探测地面验证试验,仿真测试结果表明,针对空间高速飞行目标,采用900~1700nm谱段短波红外探测器配合厚度10mm以上石英窗口,对尾焰目标辐射具有良好观测效果;通过降低探测设备曝光时间、优化曝光控制策略及选用光学带通滤光片等方式,能够有效抑制背景杂光与气动光学效应影响。

摘要：介绍了计算机辅助设计(CAD)思想在计算机联锁系统自动测试软件中的应用,提供了一种对铁路车站信号平面布置图进行有效分解、图形单元对象快捷录入,用面向对象的方法构造车站拓扑数据的方案。详细地论述了基于邻接表图形数据结构的进路搜索算法,并给出了完整的描述。