双轮差动机器人曲线算法设计与实现

针对非完整约束系统的双轮差动机器人转向不灵活、绕过障碍时行进速度不连续这一问题,分析了双轮差动移动机器人运动学模型,提出了路径规划圆弧化的方法;在此基础上设计的圆弧控制算法,使机器人能够连贯绕过障碍,匀速达到目的地;算法使机器人的平均速度由O.9 m/s提高到1.6 m/s,满足了对机器人快速机动的要求,缩短了行进时间,仿真结果证明了上述控制算法的可行性,并且该运动控制算法已应用于Robocon比赛。     

基于解析法的电磁发射弹丸内膛磁场分布特性分析

电磁轨道发射装置膛内的磁场分布特性对制导弹丸的器件布局设计非常重要。对电磁轨道发射装置膛内的强磁场环境进行了分析,基于毕奥-萨伐尔定律推导了考虑弹丸运动位移和电流趋肤深度下膛内磁场的计算公式。通过时谐分析方法并采用数据拟合的方式得到了电感梯度与电流频率和弹丸运动位移的函数关系,用以分析弹丸的内弹道运动特性。采用时频分析方法得到了电流趋肤深度随时间的变化关系,从而建立了弹丸中轴线磁场分布特性求解的三维解析计算模型。以实验室的电磁发射装置为例,采用试验电流数据作为输入,对内膛弹丸处磁场分布特性进行解析计算。结果表明：弹丸中轴线的磁感应频率在450 Hz以下,磁感应强度峰值达到0.4 T,并沿弹丸长度方向迅速衰减,100 mm处的磁场基本降为0. 利用磁探针的测试数据验证了理论计算模型的正确性。     

CMT电弧增材制造Inconel 718高温合金成形工艺研究

Inconel 718高温合金具有组织稳定、抗热腐蚀、高温下强度高的特点,可以应用于高温、复杂应力等苛刻环境。文中以CMT电弧增材制造技术为研究对象,以Inconel 718高温合金为成形材料,探索工艺参数影响成形形貌的内在机理,采取电流电压信号采集、高速CCD拍摄熔滴过渡行为的方法,通过控制变量法研究不同工艺参数下的熔滴过渡行为,在此基础上分析工艺参数对单层焊道成形的影响。研究发现：较大的送丝速度成形质量更好,且利于搭接,同时伴随着大量的飞溅;当焊丝伸出长为10 mm时,可获得最小的单道熔宽;对单层单道熔覆层成形影响的大小顺序为送丝速度大于焊丝伸出长。     

ER120S-G高强钢电弧增材制造的工艺优化

针对ER120S-G高强钢电弧增材制造搭接间距的工艺优化问题,采用脉冲熔化极气体保护焊(GMAW-P)工艺,对5组单层焊道进行Canny边缘提取和高斯平滑滤波,并选用不同函数对单道形貌进行拟合。比较了常规搭接模型和优化的斜顶搭接模型,并计算出它们的最优搭接间距。研究结果表明,对于高强钢GMAW-P工艺,采用正弦函数拟合焊道边缘的效果最佳,并且采用优化的斜顶搭接模型得到的最优搭接间距为0.66倍的单道宽度。基于上述优化结果试验成形了多层多道块体样件,成形表面质量良好无缺陷,块体组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体以及M-A组元等,抗拉强度呈现一定的各向异性。     

基于人脸角度估计的多观察视频合并

对特定人物进行观察记录时,由于被观察对象处于运动状态,需要通过布置多个观察源来充分采集其行为信息,这导致大量冗余信息的存储,同时不利于后续对视频的检索和对被测对象行为的分析.为此,提出了一种基于人脸角度估计的多观察视频合并方法,通过对多个观察视频的拆分、人脸检测、人脸角度估计和重组,获得单一的包含被观察对象正面行为的观察视频,然后进行存储.通过实验验证了算法的可行性,同时讨论了多观察源采集视频不同步带来的影响.     

电磁发射弹丸膛内磁场分布特性的三维数值分析

针对电磁轨道发射装置内膛的强磁场环境进行了分析,通过电磁扩散方程耦合运动场和电磁场,考虑速度趋肤效应对磁场分布特性的影响,得到导轨和电枢的电流分布计算模型,并基于毕奥-沙伐定律推导了弹丸内膛磁感应强度的计算公式,从而建立了弹丸内膛磁感应强度的三维数值计算模型。以平面导轨电磁发射装置为例,对其弹丸中轴线磁场分布特性进行三维数值仿真,并对弹丸静止和运动2种情况下的数值仿真结果进行了对比分析。结果表明:弹丸运动情况下的弹丸中轴线上的磁感应强度相比弹丸静止情况下的要小,峰值达到3 T,并沿弹丸长度方向迅速衰减,700 mm处的磁场基本降为0,为制导弹丸上的器件布局提供了有益参考。     

电磁发射中导轨温度时空分布规律的实验研究

合理地设计导轨冷却系统需要了解电磁发射过程中导轨温度的时空分布,为此,设计并搭建了基于光纤光栅的导轨温度测量系统,测量了导轨多处的温升数据。依据延时测温数据,推测了导轨温度分布及演化规律。结果表明:导轨体电阻的焦耳热是热量比重中最大的部分;整个导轨上热量分布不均,电枢起始位置附近的热量最高;热量率先在导轨横向截面达到平衡,再逐步向两端传导耗散。结论为验证、修正导轨温度场仿真模型及设计导轨冷却系统提供了依据。     

连续电磁发射过程中轨道受力分析

获取电磁轨道发射器轨道受力特性是分析轨道材料失效机理及极限安全连续发射边界的前提。通过建立电磁-温度-应力多物理场耦合计算模型,得到了动态发射过程中包括电磁力、温度应力和预紧力的多成分轨道应力载荷时空分布特性。分析结果表明：轨道受到的电磁力载荷在脉冲电流平顶沿电枢经过位置基本上均为峰值;轨道热量主要集中于电枢运动起始段,且热量密度在脉冲电流上升段结束时刻附近电枢经过位置达到最大值;轨道在脉冲电流上升段结束时刻附近电枢经过位置受力最为严酷;喷淋冷却可有效降低轨道中的温度应力;最优的预紧力大小以恰好满足动态发射时轨道与绝缘支撑体不分离使身管保持整体式稳定结构为判据。     

电力系统负荷非侵入式监测方法研究

为了实现对电力系统负荷的高效监测,提出了针对其暂态与稳态工作状况的非侵入式监测方法.对于准确获得任意稳态时刻的负荷工作状态的问题,提出了基于自筛选的优化遗传算法(AOGA)的稳态监测模型,将电力参数模型转换为有功分量模型及无功分量模型,以此建立双目标函数,解决了由于高谐波电流影响小、求解参数少引起监测误差的问题.优化遗传算法构造了自筛选程序,将适应度相同的结果先做筛选,再利用欧氏距离对功率进行判别,解决了传统遗传算法(GA)进行负荷监测时由于适应度相同引起误判的缺陷.当负荷进行投切时,为了准确获得投切类型,该文建立了基于功率-时间(P-T)的暂态监测Matlab-Simulink模型,首先利用离散傅里叶分解的方法提取暂态发生前后功率的变化量,通过对比功率匹配度对动作负荷进行识别;在功率监测的基础上,以负荷的谐波含有率为负荷特征进行谐波特征判别,进一步提高了暂态负荷监测的精度.