摘要：视觉伺服是机器人视觉领域的研究热点之一,具有十分广泛的应用前景.本文针对单目视觉系统,从视觉伺服的运动映射关系、误差表征、控制律设计、关键影响因素等多个层面,对视觉伺服的研究现状进行了论述,并分析了不同视觉伺服方法的特点,给出了视觉伺服在不同领域的典型应用.最后,指出了视觉伺服未来的主要发展方向.

摘要：酶功能设计是指野生型酶如何通过基因突变得到具有特定功能的酶的过程,定点突变是改变酶功能的一种重要途径.从数学的观点看,基于定点突变的酶功能设计是一个NP难的组合优化问题.针对该问题,提出一种最优突变组合的预测模型.首先产生酶基因上每个活性位点的饱和突变模拟数据;然后根据位点间的独立性假设得到多个位点组合突变的作用效果;最后利用模拟退火和遗传算法求解最优的突变组合.仿真实验结果表明,遗传算法在求解该问题时具有更优越的性能.文中模型可为生物实验提供一定指导.

摘要：为实现精准变量喷药技术,该文设计了旁路节流式变量喷药控制系统用于变量喷药和幅宽调节控制,运用流体网络理论建立系统的数学模型,将模糊PID控制与基于喷药流体网络模型的Smith预估控制结合起来喷药量的调节,并对国产3W-250型喷杆喷雾机进行改造并构建喷药试验平台。试验结果表明,基于喷药流体网络模型的Smith-模糊PID控制算法的动态响应更快,降低了变量喷药系统滞后性和非线性的不利影响,超调量小于13.1%,稳态误差小于3.52%,且具有较好的适应能力和鲁棒性,为精准变量喷药控制提供一种实现方法。

摘要：目的大数据环境下的多视角聚类是一个非常有价值且极具挑战性的问题。现有的适合大规模多视角数据聚类的方法虽然在一定程度上能够克服由于目标函数非凸性导致的局部最小值,但是缺乏对异常点鲁棒性的考虑,且在样本选择过程中忽略了视角多样性。针对以上问题,提出一种基于自步学习的鲁棒多样性多视角聚类模型(RD-MSPL)。方法 1)通过在目标函数中引入结构稀疏范数L2,1来建模异常点;2)通过在自步正则项中对样本权值矩阵施加反结构稀疏约束来增加在多个视角下所选择样本的多样性。结果在Extended Yale B、Notting-Hill、COIL-20和Scene15公开数据集上的实验结果表明:1)在4个数据集上,所提出的RD-MSPL均优于现有的2个最相关多视角聚类方法。与鲁棒多视角聚类方法(RMKMC)相比,聚类准确率分别提升4. 9%,4. 8%,3. 3%和1. 3%;与MSPL相比,准确率分别提升7. 9%,4. 2%,7. 1%和6. 5%。2)通过自对比实验,证实了所提模型考虑鲁棒性和样本多样性的有效性;3)与单视角以及多个视角简单拼接的实验对比表明,RD-MSPL能够更有效地探索视角之间关联关系。结论本文提出一种基于自步学习的鲁棒多样性多视角聚类模型,并针对该模型设计了一种高效求解算法。所提方法能够有效克服异常点对聚类性能的影响,在聚类过程中逐步加入不同视角下的多样性样本,在避免局部最小值的同时,能更好地获取不同视角的互补信息。实验结果表明,本文方法优于现有的相关方法。

摘要：针对模块化可重构机器人对关节扭矩测量的需求,研制了一种内嵌于谐波减速器的扭矩传感器。基于二阶纹波模型,对谐波减速器的柔轮进行了应力应变分析。提出了一种基于矢量抵消原理的扭矩传感器设计方法,设计了一种基于三矢量抵消的扭矩传感器,使一、二阶纹波及更多阶纹波甚至所有其他高阶纹波都通过矢量叠加而抵消,且通过使用冗余应变片提高测量精度。分析了系统的输出与扭矩的关系,并进行了传感器误差分析。研制了扭矩传感器物理样机和测试平台,并进行了加载测试,结果表明,研制的扭矩传感器具有较高的灵敏度和精度,精度与波发生器的转动有相关性。

摘要：脉冲神经网络(SNN)采用脉冲序列表征和传递信息,与传统人工神经网络相比更具有生物可解释性,但典型SNN的特征提取能力受到其结构限制,对于图像数据等多分类任务的识别准确率不高,不能与卷积神经网络相媲美。为此提出一种新型的自适应编码脉冲神经网络(SCSNN),将CNN的特征提取能力与SNN的生物可解释性结合起来,采用生物神经元动态脉冲触发特性构建网络结构,并设计了一种新的替代梯度反向传播方法直接训练网络参数。所提出的SCSNN分别在MNIST和Fashion-MNIST数据集进行验证,取得较好的识别结果,在MNIST数据集上准确率达到了99.62%,在Fashion-MNIST数据集上准确率达到了93.52%,验证了其有效性。

摘要：本文主要研究水下直升机(autonomous underwater helicopters,AUH)的首向无模型控制问题。AUH圆碟形的外形使其具有灵活的首向机动性,但也使AUH的首向易受外部扰动和模型失配的影响而出现振荡和超调。针对AUH的首向稳定控制问题,提出一种无模型参数自适应滑模控制方法。首先,利用系统输入/输出测量数据建立动态线性化数据模型,基于离散无抖振滑模控制算法设计无模型自适应滑模控制器。其次,分析了AUH的主要动力学参数发生大范围变化时,使用无模型自适应滑模控制器获得的控制输出存在超调和振荡的原因,提出一种控制器参数自适应调节律,解决了控制输出的超调和振荡问题。在被控对象参数大范围变化的情况下,所提出方法获得了具有一致性的首向控制效果。该方法仅需要首向控制输入/输出测量数据,实现了AUH的首向无模型控制。通过仿真和湖上试验,验证了方法的可行性和有效性。

摘要：战斗部的传统装药工艺是由人工完成的,危险性高、效率低下且质量得不到保证,为此提出了一种针对战斗部装药的自动化装置。对战斗部装药装置进行了结构设计,针对战斗部自动装药装置的抖动问题,基于刚柔耦合建立了系统移动过程中的动力学模型。根据刚柔耦合模型对加速度算法进行仿真对比,发现使用S曲线算法时系统抖动最弱。将S曲线算法优化为5段形式并采用插值拟合在控制器上实现,在实物调试中使用发现抖动明显减弱。对比结果表明,相较传统的梯形算法,优化过的算法具有更好的控制性能。对S曲线算法的优化及应用,减弱了装置抖动,此方法对其他设备的研制也具有一定借鉴意义。

摘要：针对现有安全仪表多采用1oo1D的体系结构,安全性和可靠性较低的问题,设计了一种基于1oo2D体系结构的高可用、高安全的安全仪表.研究了带比较的双通道结构,提出双通道交互诊断方法,给出硬件设计和原理框图;给出了安全仪表嵌入式安全软件体系结构的设计方案,提出一种基于数据异构的多版本编程(NVP)方法并且应用于SafeAgent中;最后通过使用马尔可夫模型(Markov model)和故障树对安全仪表的安全性进行分析.讨论了本安全仪表的MTTF(mean time to failure)和PFD(probability of failure on demand)以及PFDavg(average PFD)等技术指标.仿真验结果表明其安全完整性等级(SIL)最高可达SIL3等级.

摘要：为实现空间环境下机器人关节的谐波传动输出力矩测量,研究测量柔轮形变获取力矩的谐波测力技术。使用LS-DYNA有限元分析软件对谐波传动进行瞬态动力学分析,得到谐波柔轮的动应变特性,以此为依据对谐波测力技术的应变片设计方案进行分析和优化设计。经优化设计的谐波力矩传感器在未滤波的情况下均方根误差为1.6%,稳态测量误差为2%,采用低通滤波后稳态测量误差降至0.5%,满足空间机器人关节力矩测量的需求。