摘要：为了减少碳排放,保护生态环境,人们对海洋资源的开发和研究愈发深入,可再生能源收集技术是该领域研究的重点。其中,摩擦纳米发电机是利用接触电气化现象的最有前途的机械能收集器之一,其具有可利用的机械能资源丰富、材料可得性和可选性广、器件结构相对简单、加工成本低等诸多优势。最近10年,世界各地研究人员在这一领域的研究取得了巨大进展。本文综述了近年来应用于摩擦纳米发电机(TENG)上的各种新型摩擦电材料,介绍了摩擦电材料的选取规则,并总结了对摩擦电材料进行物理表面修饰、化学表面修饰和其他相关改性方式,最后归纳了用于收集蓝色能源的摩擦纳米发电机装置的仿生结构的设计研究进展,并对未来的应用和发展方向进行了展望。

摘要：为了消除外界干扰和转向系统运动学模型的不确定性的影响,建立了自动垂直泊车系统的车辆运动学模型,设计了线性扩张状态观测器,该观测器可将系统外界干扰和模型不确定性看作总的扰动量进行观测和补偿,而不需要建立被拉对象的精确数学模型。在此基础上,将扩张状态观测器的值作为滑模控制器的补偿量,用于削弱干扰和不确定对控制器的影响,提高路径跟踪的精度。设定适当的扰动,通过Matlab/Simulink软件仿真,与没有观测器的传统滑模控制相比,验证了该系统跟踪效果的有效性。实车试验结果表明,该路径跟踪控制器能够精确控制车辆完成垂直泊车任务,提出的方法在变速及不确定扰动的泊车情况下具有较好的跟踪控制效果。

摘要：为实现纤维增强水泥基复合材料(ECC)受荷开裂过程中裂缝的全过程控制,提高其压缩变形性能,在传统ECC中掺加钢纤维,制备PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料(HyFRCCs)。以PVA纤维掺量、钢纤维掺量及钢纤维长径比为变量,设计制作22组不同配合比HyFRCCs试件。通过轴心受压试验研究HyFRCCs单轴受压力学特性,分析纤维掺量、种类及几何特征对HyFRCCs抗压性能的影响。结果表明:PVA纤维掺量、钢纤维掺量及钢纤维长径比对HyFRCCs轴心抗压强度影响较小,纤维混杂能够显著提高材料峰值应变和峰值后延性,HyFRCCs的裂缝控制能力和压缩变形能力得到显著改善。

摘要：针对具有随机噪声输入干扰、泊松随机波动干扰和控制输入饱和的近空间飞行器(near space vehicle, NSV)纵向轨迹控制模型,提出一种自适应鲁棒轨迹跟踪随机控制方案,实现对高度和速度参考信号的有效跟踪。对于外环轨迹控制,分别针对高度子系统和速度子系统,设计鲁棒随机控制器,通过数值计算方法对等效控制输入转化,得到内环姿态控制所需的姿态角参考信号。针对内环姿态控制问题,基于反步控制(backstepping control, BC)方法、动态面控制(dynamic surface control, DSC)技术和随机鲁棒控制方法,设计一种基于辅助系统的自适应鲁棒随机控制方案,实现随机干扰下的NSV姿态精确跟踪,衰减多重随机噪声干扰和参数不确定的影响,获得满意的鲁棒H∞控制性能。数值仿真进一步验证了所提方案的有效性。

摘要：随着劳动力紧缺及人力成本的不断升高,需要使用机器人的领域越来越多,数量也越来越大。就许多应用场景而言,任务复杂多变、应用环境和条件限制也各有不同,单臂协作机器人已不能满足要求,多臂协作机器人系统便应运而生,且已成为未来发展的重要领域。因为发展的时间较短,还需要研发人员做大量的工作。对多臂协作机器人的技术与应用现状进行了较为系统的梳理归纳,从影响较大的几个方面,即多臂协作机器人的应用、机构与轻量化设计、动力学与控制、协同技术、人工智能技术进行了综述。在此基础上,根据人工智能、控制等领域的新发展,提出了多臂协作机器人今后应该加强研究和发展的6个方向,如应用场景向深度人机协同方向发展、结构及零部件更注重高速、高精度和高功重比、在动力学方面将更加重视平顺性设计、协调式协作机器人系统需朝着分层多元化发展、控制将更加趋于自适应柔顺控制和自主决策、交互趋于多信息融合的多维安全保护与自然交互。

摘要：针对前车目标丢失时车辆弯道自适应巡航的经济性和安全性问题,提出了一种多重约束下弯道自适应巡航策略。首先,建立了发动机燃油消耗模型和车辆纵向动力学模型,考虑弯道曲率的约束,基于动态规划算法对弯道最优巡航车速进行了规划;以经济性和安全性为目标,采用PID算法和MPC算法分别设计了自适应巡航纵向控制器和横向控制器;最后,搭建CarSim和Simulink联合仿真平台,进行了仿真分析;并基于ROS小车进行实验验证,结果表明本文提出的控制方法具有良好的经济性和鲁棒性。

摘要：针对大多数换道决策研究中存在的相邻车道的交通状态分析不足致使换道安全性难以保证的问题,提出一种基于相邻车道安全态势划分的换道决策方法。根据车-车相对位置关系,建立关联车辆分类准则,确定当前车道、相邻车道和相邻第二车道上需要监测横、纵向运动状态的车辆。设计深度神经网络和基于左、右换道差异的横向偏离判断标准对关联车辆的车道保持、车道偏离和换道的横向运动行为进行预测。考虑关联车辆不同横向运动行为对自车相邻车道安全态势的影响,结合车-车相对纵向运动状态,设计自车相邻车道的安全态势划分方法,确定自车相邻车道的安全等级。在此基础上,设计换道决策准则,实现车辆换道的精准决策。仿真结果表明,所提出的换道决策方法能够准确的预测关联车辆的横向运动行为,可以在不同行驶环境下实现更加精准的换道决策,提高了车辆换道的安全性,并通过实车试验,进一步验证了所提出的换道决策方法的有效性。

摘要：针对多无人系统的编队包含控制问题,本文提出一种自适应鲁棒控制方法。针对系统中的领航者层和跟随者层分别设计对应的编队、包含以及避撞行为约束,并由Udwadia-Kalaba方程求得满足约束所需的理想驱动力。通过渐亏型自适应律估计系统的不确定参数,从而补偿不确定性影响。然后,采用李雅普诺夫函数方法验证了所设计控制的稳定性。最后,数值仿真结果显示:含时变不确定性的受控系统在完成编队包含行为的同时无任何碰撞发生。

摘要：研究设计了一套电网调度故障追忆系统,主要包含系统管理、告警管理、智能值班、平台监视、运行监视、统计分析、故障追忆分析预判等功能。系统以SSM(spring+springmvc+mybatis)作为开发架构,采用分层结构即应用层、表示层和数据层进行设计,其中应用层和表示层根据SSM架构进行模块化设计,降低了系统耦合度,简化了开发流程。数据层采用Redis缓存技术和国产达梦DM7.0数据库进行实时数据与非实时数据的持久化,使系统具有高效缓存数据的能力,系统发布则采用开源的、高性能的轻量级nginx服务器。该系统能够为电网故障的判别和定位提供便捷高效的实用化服务。

摘要：两轮平衡车具有便携、低碳等优点,近几年深受人们喜爱。研究两轮平衡车的自平衡控制问题,以STM32单片机为主控制器来搭建两轮平衡小车系统。采用集陀螺仪和加速度计为一体的MPU6050姿态传感器,用于获取小车的姿态信息。采用PID控制算法,实现了对小车的自平衡控制。采用卡尔曼滤波算法,用以对包含在数据信息里的系统扰动和数据采集误差进行最优估计。最后,对小车的运行稳定性进行了测试。设置了4种坡度的运行路面,即0°、15°、30°和45°,依次测试了小车运行的平稳性。测试结果表明,当坡度不超过15°时,小车能够实现静止平衡、运动平衡以及稳定刹车等功能。当坡度达到30°时,小车仍能够平稳爬过斜坡,但在斜坡上保持静止平衡则较为困难。相关研究结果为进一步提升两轮平衡车的自平衡性能奠定了一定基础。