摘要：研究了轮式移动机器人的领导跟随一致性问题,提出了预定时间一致性控制算法。首先,在有向图下,为每个跟随者提出一个分布式观测器,使其在预定时间内估计领导者状态。其次,基于观测器和构造的双幂次趋近律、非线性流形,设计了一种新的控制器,使得估计的领导者状态在预定时间内被跟踪。再次,引用了一个切换协议和一个线性流形,以确保在不引起奇异性问题的情况下,控制器在任何初始条件下均能实现预定时间的领导跟随一致性。然后,通过代数图论和李雅普诺夫理论证明系统的预定时间稳定性。最后,通过仿真对比实验验证了所提算法的有效性和优越性。相较于有限时间控制器,所提控制器收敛时间不依赖于初始状态,且收敛效果更好;相较于固定时间控制器,本文控制器收敛时间设定简单,可直接通过单一参数预先设定系统收敛时间。

摘要：针对V2X场景测试存在费用高、危险系数大和场景难搭建等问题,提出了一种基于移动机器人的V2X室内仿真平台。该仿真平台由室内移动机器人、V2X设备和显示终端组成,移动机器人实时获取自身的坐标、速度、偏航角等数据,通过滤波和校准处理后转换为GNSS数据,并通过网络通信将GNSS数据发送给V2X设备。为了验证该仿真平台的有效性,设计了V2X前向碰撞场景,并进行了实验测试。测试结果表明,该仿真平台能有效地进行V2X场景的测试。

摘要：为解决传统刚性夹持器适应性差和软体夹持器夹持范围较小的问题,提出了一种刚柔结合柔性夹持器的设计方案,其中刚性的曲柄滑块机构采用铝合金材料制作,柔性的气动软体驱动器则由乳胶气囊以及纤维布两部分组成。通过滑块平移带动夹爪转动,实现夹爪张开和闭合,再通过调整供气气压控制夹持范围。基于ADAMS软件对刚性机构进行运动学分析,再仿真并结合实验,研究气动软体驱动器的动态特性,确定其最佳尺寸。最后,对样机进行实验测试,实验结果表明,设计的夹持器自适应性好、夹持范围较大。

摘要：针对矩形通风管道的清洁需求,设计一种矩形通风管道清洁机器人,其主要由驱动机构、变距机构与清灰机构三部分组成。根据机器人在竖直管道中的工作条件,构建静力学平衡方程,确定管壁施加在机器人轮子上的最小压力;对变距机构进行力学分析,建立变距机构相关数学模型,确定电机扭矩与轮子所受压力之间的关系;通过ADAMS对变距机构进行参数化建模,将各连杆杆长作为设计变量,考虑几何约束条件,将滑块与地面间移动副所受合力最小为目标函数,使用ADAMS内置算法OPTDES-GRG对变距机构进行优化分析。结果表明:优化后的连杆长度使机器人可用于高度在220~293 mm之间的管道,驱动力矩较优化前减少了45.2%。

摘要：针对J11型转向节预锻下模热锻过程中存在应力集中、温度升幅过大的热机械疲劳问题,基于局部应力应变法,运用Deform-3D有限元软件模拟其过程中下模最大等效应力和下模最高温度随上模行程的变化规律,设计正交试验并考察了应变速率、摩擦因数、传热系数3种因素对下模最大等效应力和下模最高温度的显著性影响次序,并利用综合平衡法完成多目标优化。结果表明:3种因素的影响从大到小为传热系数、摩擦因数、应变速率;当应变速率为0.2 s^(-1),摩擦因数为0.3,传热系数为7 N/(s·mm·℃)时可有效缓解下模热机械疲劳,提高模具使用寿命。

摘要：大气压等离子体射流阵列下游工作区的不均一性问题是一个亟待解决的难题。本文以四根出口直径为10μm的玻璃微针作为发生器主体,设计了一种线型He/O_(2)微射流阵列;重点研究施加电压对等离子体电学、光学以及聚合物薄膜改性效果的影响,并分析了不均一性产生的可能原因。实验表明:该射流阵列具有气体温度低、活性强等优点,薄膜处理后表面改性效果明显;等离子体发光强度、气体温度、O含量以及改性后薄膜表面O/C比例均随施加电压增加而增加;但发现过低或过大电压均会影响各射流之间的均一性,该现象可能与各射流间的空间电场分布以及库伦作用力有关,通过合理调节施加电压可使得各射流处理效果获得较好的均一性。

摘要：针对某型号柴油发动机连杆-轴瓦摩擦副因接触变形量过大导致的轴瓦碰撞损伤问题,在建立连杆-轴瓦摩擦副有限元模型的基础上,利用ABAQUS软件对该摩擦副在最大爆发压力状态下的接触变形量进行模拟分析,再利用单因素法与SPSS软件设计正交试验,考察螺栓预紧力、过盈量和摩擦因数对轴瓦最大接触变形量的影响显著程度。正交试验结果表明:过盈量对轴瓦变形的影响最为显著、螺栓预紧力次之、摩擦因数影响最小;当过盈量为0.22 mm、摩擦因数为0.4、螺栓预紧力为640 kN时,能够有效减小轴瓦的最大接触变形量,并最大程度降低轴瓦发生碰撞的概率。

摘要：为降低钻削过程中BTA单管钻头温升和磨损深度,建立钻头温度场导热离散化模型与Usui磨损模型,运用Deform-3D有限元软件模拟BTA单管钻温度及磨损深度变化规律,以进给量、钻头转速、环境温度为考察因素,以钻头温度和钻头磨损深度为考察指标,采用SPSS23.0软件设计三因素四水平L 16(43)正交试验法,并进行方差分析。结果表明:三种因素对加工过程中钻头温度及磨损深度的显著性次序依次为钻头转速、进给量、环境温度。

摘要：针对当前信息处理教学平台存在相互独立、兼容性和开放性差等问题,设计了一种基于嵌入式Linux信息处理的开放性教学平台。该教学平台以imx6为核心处理器,设计有多个信息处理硬件接口,可同时接入多路图像、语音和其它信号。其借鉴Linux系统架构思想,应用层软件采用分层架构,便于功能裁剪和扩展,且平台代码完全开源,便于师生编写和添加信息处理代码。此外,该平台设计了基于视频信息的传输、解码和播放的教学案例,将其应用于电子信息工程专业课程设计教学过程中,教学效果表明其具有较好的开放性和兼容性。