变载荷下六旋翼无人机高度控制

六旋翼无人机应用于植保领域时通常需要定高飞行,单一机载微传感器无法长时间准确的跟踪六旋翼无人机的高度,且当负载发生变化时无人机的高度控制会出现不稳定现象.针对上述问题,本文采用了一种基于气压计和加速度计卡尔曼滤波融合的高度测量系统,并设计了一个双闭环PID控制加前馈控制的高度控制器,最终获得了无人机飞行高度的精确估计与稳定控制.实验结果表明,经过卡尔曼滤波可以得到准确、平稳的高度值和速度值.提出的高度控制器在变载荷情况下也能很好的控制无人机的高度.     

变时滞神经网络的全局指数稳定性

利用M矩阵理论,同构理论以及不等式技巧,研究了一类变时滞神经网络平衡点的存在性和惟一性问题。同时利用M矩阵理论,反证法以及不等式技巧,得到了变时滞神经网络系统惟一的平衡点的全局指数稳定性的充分条件。通过判断由神经网络的权系数、自反馈函数以及激励函数构造的矩阵是否为M矩阵,即可以检验该变时滞神经网络系统的全局指数稳定性。该判据易于用Matlab进行检验,最后给出一个仿真示例进一步证明了判据的有效性。     

基于两阶段优化的并发流任务计算卸载策略

计算卸载作为移动边缘计算中最关键的技术之一而备受研究人员的关注,然而现有研究较少同时考虑拓扑结构、优化目标多样性及计算资源竞争的特性。针对移动边缘计算场景下的并发型数据流任务计算卸载及资源竞争问题,设计一种基于并发型数据流任务的多目标计算卸载混合整数模型,并给出一种基于多目标优化和多属性决策的两阶段优化框架对该模型进行求解。在多目标优化阶段,提出改进动态多种群并行NSGA-II（DMP-NSGA-II）算法,包括多种群多交叉策略、动态调整种群规模与二次局部搜索的改进策略,以解决局部收敛和全局搜索难以平衡的问题,同时设计一种基于混合式求解框架的DMP-NSGA-II算法求解多目标混合整数模型。在多属性决策阶段,提出一种基于模糊C均值聚类和灰关联投影法的后验选解方法,以选出在不同偏好下具有代表性的最优卸载决策。在测试函数和模型实例上的实验结果表明,设计的两阶段优化框架能够有效地求解所提出的模型,在ZDT系列测试函数上DMP-NSGA-II算法的HV和SP指标表现全面优于NSGA-II、MOEA/D和MOEA/D-DE算法,在模型实例上DMP-NSGA-II算法的Meantime和Meanenergy指标相较于基于混合式求解框架的NSGA-II算法,分别提升了30.1%和8.9%。     

无线传感器环境下粒子群优化的多机器人协同定位研究

协同定位是多机器人自主行为的一项重要技术,重点描述了无线传感器网络环境下结合粒子群优化提出多机器人协同定位算法。该算法引入重采样,解决了粒子耗尽问题,扩大了解空间的范围,保证了种群的多样性,并且引入了惯性权重解决了粒子退化的问题。仿真结果表明,利用无线传感器网络进行辅助导航,采用粒子群优化算法,综合无线传感器网络进行辅助导航,融合各个机器人观测信息,可以降低求解问题的空间维数,在高斯噪声下能有效提高移动机器人定位精度。     

基于栅格地图的移动机器人路径跟踪控制器设计与实现

对轮式移动机器人的路径跟踪问题进行讨论.针对栅格地图模型下由离散路径点组成的路径,采用点镇定原理和Lyapunov直接法来设计路径跟踪控制器.并通过仿真实验验证所设计的控制器的有效性.在充分考虑到算法移植的操作性需要,和程序执行的实时性需要的情况下,将路径跟踪控制器移植到移动机器人上位机作为高级决策器.通过移动机器人在实验室环境下进行的路径跟踪实验,证明了路径跟踪控制器运行稳定,机器人能够准确而且平滑地跟踪规划路径.     

基于改进ORB算法的视觉里程计定位方法

针对环境亮度变化导致V-SLAM视觉里程计定位精度不准确的问题,提出一种基于改进ORB算法的视觉里程计定位方法.使用自适应阈值ORB算法提取特征点,提高特征提取的稳定性,通过FLANN进行粗匹配并采用PROSAC算法进行误匹配剔除,同时利用ICP方法进行图像配准求解位姿,使用光束法平差对轨迹图进行优化,采用TUM标准数...     

基于ELSD的指针式仪表自动识别算法研究

为实现指针式仪表自动识别,本文提出一种基于直线椭圆检测器(ELSD)的指针仪表自动识别策略。整个策略包括刻度线粗识别、仪表圆弧边界拟合、刻度线重识别和排序、仪表指针识别以及仪表示数计算等5个模块。首先,使用本文设计的自动迭代算法将检测到的线段匹配成对,并结合K-means聚类算法得到粗识别的刻度线;接着,根据粗识别出的刻度线与检测出的仪表圆弧位置关系确定仪表圆弧边界;然后,根据仪表刻度线与圆弧边界相交重新确定刻度线并进行插值补全、排序,构建出整个仪表刻度线坐标系;最后,根据仪表指针自身结构特征得到指针在坐标系中的位置并计算出仪表示数。通过实验结果可知,本文提出的算法可减少对模板图像和人工标定的依赖,在保证准确率的情况下能简化并加快整个仪表自动识别过程。     

基于扩展卡尔曼滤波器的移动机器人SLAM研究

文中阐述一种移动机器人SLAM问题的解决方法,首先利用激光测距仪得到环境中障碍物的监测图表,然后增量的构建全局地图。利用扩展卡尔曼滤波器（EKF）创建移动机器人定位计算的有界估量;最后通过仿真和物理实验验证了该方法的正确性。可为解决机器人在未知环境下的地图创建与定位问题提供理论依据,具有实际意义。     

基于CPLD的激光标刻运动控制卡PC／104接口设计

针对传统激光标刻机体积大,运行不稳定等缺点,提出使用嵌入式工控机加运动板卡的设计思路,设计基于CPLD的PC／104总线接口。采用握手通信思想,构造数据读／写权限寄存器,同时结合有艰状态机实现上、下住机数据并行传输。实验仿真证明,传输效果能达到快速稳定,并且实际标刻应用验证了该接口设计的可行性与有效性。     

煤粉制备系统中一种模糊PID控制器的设计与实现

针对某矿业公司多输入、多输出的煤粉制备系统难以进行精确的数学建模、动态描述等特点,设计了一种基于模糊控制和PID技术的模糊PID控制器。首先通过解析典型响应曲线各个阶段为取得良好的控制性能,PID参数与控制过程中系统误差、误差变化率之间的关系,建立模糊控制规则,并为各模糊子集选用三角形隶属度函数,完成该控制器的设计。再通过拟设计的控制器与常规PID控制器对磨煤机入口负压进行对比实验研究,验证了该控制器较好的动、静态性能。