摘要：无人机路径规划通常采用航点设置和过点曲线拟合的方法实现,期望航向角分段给定,不随航线的改变自动修改期望航向,不具有期望航向和期望位置自动快速生成能力。提出一种适用于复杂飞行任务路径规划的矢量场算法,并开发仿真验证系统验证其有效性。引入矢量场概念设计航向角制导律,使处于任意位置的飞行器能按期望航向角平滑飞抵期望目标路径,沿期望目标路径完成飞行任务;以隐函数方程建立期望路径矢量场,几何分析矢量场路径规划的原理,基于李雅普诺夫稳定性理论证明规划路径误差的有界性,距离误差和航向角误差在航向制导律作用下均能稳定收敛于0;以倾转四旋翼无人机定高飞行任务路径规划为例,应用矢量场方法采用分段过渡策略规划平滑飞行的期望路径,并进行仿真验证。结果表明:矢量场路径规划算法可行,是一种有效的快速飞行路径规划方法。

摘要：为使人和机器人在身体交流中保持运动协调同步,提出了基于矢量场逐次迭代的人-机身体交流智能控制方法。对智能控制方法中具有任意目标轨迹的三维空间矢量场逐次迭代系统进行算法设计,使其输出的关节期望位移信号能与输入的扭矩信号保持同步,且同步强度要达到能实现参数可调的目的;分析了具备不同矢量场的两个逐次迭代系统的相互作用情况;以人和机器人身体交流的典型例子——下肢外骨骼助力机器人为对象,对该智能控制方法进行了应用仿真,并分析了关节扭矩成分对同步运动的影响。仿真结果表明该控制方法有效。

摘要：针对科学计算产生的矢量场数据可视化需求,利用OpenGL图形库和MFC技术实现了基于几何图形的矢量场可视化技术.在对规则网格和非规则网格单元数据的预处理之后,以彩色箭标及流线的形式表现矢量场的结构和特征等信息.此外,通过对显示图形的变换和渲染等交互操作,获得矢量场不同角度的细节信息.采用C++开发了一套矢量场可视化应用程序.通过与Tecplot软件进行对比分析,表明本系统具有良好的矢量场可视化效果.

摘要：侧面波作为近距离声场的重要成分，因其现有近似公式误差过大而给近距离声场分析和预报引入较大误差．针对Pekeris波导，在推得矢量场积分公式基础上，经严格的围道积分分析，推得侧面波矢量场积分公式，并对其设计了快速数值积分算法．该算法将侧面波原来的计算精度提高了1～2个数量级．数值分析表明，侧面波声压场与矢量场具有相近的衰减规律：相对于海深的近距离内，衰减率接近球面波；中等距离衰减率近3倍于球面波；远距离衰减率2倍于球面波．在几倍于海深的距离内，侧面波占总声场的主要成分．海试结果与声场理论预报接近，初步验证了该算法的正确性．

摘要：提出了三维无旋矢量场的一种新的可视化方法,即构造空间曲面,使得矢量场在曲面上任意一点处垂直于该曲面。首先找到曲面所满足的偏微分方程组,通过采用类似于经典四阶龙格―库塔方法的数值解法对其求解,得到曲面上的离散点,然后进行三角剖分,从而得到逼近于曲面的空间三角网格。论文的偏微分方程组的求解借鉴了常微分方程求解算法的设计思想,构造出的曲面与传统的点图标和线图标相比,在更大程度上揭示了矢量场本身的连续性。

摘要：为了更直观和准确地显示熔模精密铸造过程中蜡模或铸件在充型过程中各时刻三维流场的数值模拟结果 ,本文设计了两种矢量箭头图标显示方法。采用这两种显示方法来显示蜡模或铸件在充型过程中的流场 ,可以直观地观察流场中物理量的分布情况。这两种显示方法已在BUAA

摘要：在物理学相关专业的教材《数学物理方法》中,正交曲线坐标系下的矢量场散度和旋度的相关应用非常广泛,但是,教材中并未结合定义给出一般性的证明.以矢量场的散度和旋度的定义和物理图像为基础,结合基本的微积分方法,给出了正交曲线坐标系下的矢量场散度和旋度公式的证明和一些典型应用,为学生理解并应用提供参考.

摘要：文中以经典力学为参考系,以力的内外效应为切入点,将矢量场和物理等效作为基本研究路径,提出“稳定性”为沥青路面终极目标的研究宗旨。首先,研究了影响沥青路面稳定性的四大效应,即粒料的尺寸效应、粒料的形貌效应、沥青的介质效应、界面效应;其次,分析了荷载重力场下粒料间的力学行为与响应模式,探究了压实与轮荷作用对沥青路面的重力场做功机制;然后,提出了沥青路面系统的荷载重力场通量与场势能、物理学自由度与稳定度等概念及模型;最后,在基本廓清了粒料、沥青介质及界面微结构对沥青路面稳定性的物理作用与影响机理的基础上,最终初步构建由三大模型支撑的沥青路面力学的“场作用模型”理论体系。这无疑,将会对沥青路面理论带来全新认知。

摘要：针对Web制图中主流的Canvas和WebGL 2个图形接口的特点,设计了相应的矢量场动态粒子可视化算法、动态符号控制和实验方案,实验论证了矢量场动态可视化技术在个人电脑及移动设备上应用的可行性,其中GPU方案执行效率高(500K粒子下的交互可视化效率)但需浏览器支持Web GL,CPU级的方案通用性更高但不适合大规模模拟。

摘要：在多机编队穿越狭窄通道的任务场景下,无人机会受到地面效应和机间风扰等外部干扰因素的影响,使得无人机存在失控、坠毁等安全隐患。针对此问题,本文同时考虑上层编队规划以及底层控制的安全与鲁棒需求,提出一种基于矢量场和不确定性干扰估计器(UDE)的安全鲁棒控制算法,确保无人机编队安全穿越狭窄通道。首先,定义基于虚拟结构的无人机编队构型,通过构建矢量场使得编队产生收缩的效果以适应狭窄通道尺寸,避免与通道产生碰撞。其次,考虑狭窄空间约束及机间距离缩小造成的地面效应与机间风扰等不确定干扰的影响,设计基于UDE的底层控制器,实现对不确定干扰的估计和补偿,提高无人机编队飞行的稳定性和鲁棒性。最后,在仿真平台上验证所提出的场景和算法,对无人机编队在不同宽度狭窄通道下的性能进行评估。