摘要：[目的]针对无人艇(ASV)集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统(ECDIS)的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮盘选择法的区域划分方法,解决基于初始位置的区域划分方法区域划分不规则的问题,实现在栅格地图中对无人艇集群覆盖子区域的合理划分。最后,构建一种基于模板法的区域覆盖路径规划方法,解决生成树覆盖方法路径转弯数量较多的问题。[结果]搭建基于ECDIS的无人艇集群人机交互仿真平台,验证所提基于轮盘法和模板法的区域覆盖路径规划方法对优化规划路径转弯数量的有效性。[结论]采用所提基ECDIS的无人艇集群区域覆盖路径规划方法,实现多无人艇对海上目标任务区域的覆盖路径规划。

摘要：加热炉温度控制是一个复杂的控制问题,传统的PID算法难以满足其控制性能要求。文章提出了一种基于双交叉限幅模糊PID的控制策略,该策略通过在线调节PID参数,实现了对燃料和空气流量的双交叉限幅控制,以适应加热炉温度控制系统的非线性、时变和滞后特性。采用Simulink搭建了加热炉温度控制系统的仿真模型,并在加入炉温干扰和改变设定温度的条件下,对比了双交叉限幅传统PID控制器和模糊PID控制器的控制效果。仿真结果表明:该控制策略能够有效地提高加热炉温度控制系统的响应速度和稳定性,而且空燃比能在设定值附近的合理范围内波动,提高了加热炉的燃烧效率,降低了燃料消耗和污染排放。

摘要：对多学科协同设计中协商的特点进行了分析,提出了一种在保证各学科目标满意度水平的前提下,使总体目标的综合满意度最大化的协商策略,引用博弈论的分析方法对协商特点和协商策略等进行形式化描述,并生成了多学科协同设计的协商模型。在此基础上,开发了协商管理模块用来支持多学科间的协商过程,通过综合考虑、权衡各方的意见,给出推荐方案,辅助多学科设计者快速达成一致的产品设计方案,并通过设计实例进行了分析说明和验证。

摘要：为了向产品生命周期设计提供寿命信息,在基于特征的产品全生命周期设计集成信息模型的基础上,提出利用灰色GM(1,1)模型对少量已有同类产品的寿命数据进行预测,扩充样本量,由灰色关联度分析得出其最符合的分布类型,由此预测与产品生命周期设计相关的寿命指标值。同时,在VC++6.0环境下,开发了产品寿命预测模块,并给出了应用实例。

摘要：基于自主研制的嵌入式六轴数控工具磨削系统,提出了磨削铣刀球刃的六轴联动数控模型。通过分析磨削点的六坐标之间的位置关系,设计出球刃前刀面磨削的椭圆形轨迹。回转磨削砂轮使其有效磨削截面投影成椭圆形廓,控制六轴联动包络出工件上的椭圆轨迹。提出并证明了椭圆在不同方向上投影时相对应的象限内离心角关系定理,并据之进一步推导出砂轮与球刃工件之间的六轴运动坐标之间的相对位置关系的控制模型。实际磨削测试表明,该模型能有效地实现球刃铣刀的精密磨削加工控制。

摘要：微能量采集器中电容式采集器易与IC工艺集成,目前已知的传统电容式微能量采集器都需要外加电压,这在很大程度上限制电容式微能量采集器的实际使用。针对该问题,基于微机电系统工艺,提出功函数原理电容式微能量采集器,给出采用两种不同金属作为电容极板电极的采集器原理模型设计,并建立相应系统数学模型,计算大致悬臂梁长度的设置与范围,使用有限元模拟软件ANSYS进行进一步分析与优化设计。在此理论基础上设计出的新型振动能量采集器,可克服传统电容式微能量采集器需要外界提供电源这一缺点。

摘要：为了提高经编针织物的质量和增加可生产的花型品种,对德国卡尔迈耶双针床经编机原已老化的单速电子送经系统进行升级改造,开发了多速电子送经系统.在研究多速电子送经原理的基础上,给出系统架构、硬件电路和基于模糊免疫-单神经元PID(FI-SNAPID)算法的软件实现方法.系统上位机采用嵌入式工控机/触摸屏,搭载MCGS组态软件,方便、直观地实现了产品设计、工艺参数的设置以及生产管理等功能.为了节约改造资金,提高性价比,在升级改造过程中保留了原系统6个经轴直流电机,重新为其开发伺服驱动器作为下位机.下位机主要基于高性能8位微处理器、智能功率模块(IPM)和FI-SNAPID算法设计实现.经实际测试运行表明,系统性能稳定,送经精度高,人机界面友好.

摘要：针对中厚板变坡口机器人焊接焊缝填充的问题,利用激光传感器扫描坡口拟合出坡口截面积变化规律.设计焊接数据库,存储不同焊接参数下对应的焊缝截面积,使用最小二乘法推理出焊缝截面积与焊接速度的函数关系.根据坡口截面积变化规律,自适应控制焊接速度的变化,从而使得工件坡口刚好填满,解决了变坡口焊接参数调整的难题.可用数据库语言对知识库进行规范管理,不断完善焊接数据库.以厚度为12 mm的变坡口中厚板为例进行试验.结果表明,该系统焊接效果良好,坡口金属填充量误差较小.

摘要：采用LS-DYNA程序建立了单层球面钢网壳的内爆炸数值模拟计算模型.应用所建模型,对单层球面钢网壳在内爆炸作用下的动力响应进行了数值模拟计算,分析讨论了炸药TNT量、矢跨比和爆炸点位置等参数变化对结构动力响应的影响.结果表明,在内爆炸作用下,单层球壳结构的最大位移和最大应力响应随TNT量的增加而增大,最大应力响应的增幅小于最大位移;最大位移和最大应力响应随矢跨比的增大呈非线性减小,矢跨比大、跨度小的结构防(抗)爆炸波的能力较强.数值结果还揭示,邻近结构支座1/4跨度范围内的偏心爆炸对结构最为不利,进行防爆和抗爆设计时,应按偏心爆炸效应选取设计控制参数.

摘要：针对强背景噪声下机械故障微弱暂态特征表示和有效提取的难题,提出了通用的稀疏优化特征提取算法。算法针对含噪声冲击性特征提取问题设计了稀疏优化表征函数,该函数融合了冲击特征的保真度与惩罚函数因子,考虑了正则化参数以适应不同工程背景下各分析因子的实际影响,实现处理结果稀疏性极大化。同时,引入受控极小化方法对设计的表征函数进行转化,分解成一系列凸优化分析问题。提出了针对离散信号的有限差分式数值迭代算法,验证了其快速收敛性和数值稳定性,提出的算法对机械故障诊断的数字采样信号具有普遍适用性。将所提出的算法应用于实验室环境下的轴承故障特征识别中,无论是低噪声还是低信噪比白噪声环境下,振动信号中的冲击特征都得到了显著增强,在Hilbert包络谱中的故障特征频率及其高次谐波比能量中占优。所提出的算法还应用于电力机车走行部轮对的故障诊断中,在高强度的工程有色噪声环境下精确提取了其中的冲击衰减成分,在时域和频域诊断结果中都得到了准确的验证,指导了诊断实践。