胸鳍推进机器鱼俯仰稳定性分析

胸鳍推进机器鱼的胸鳍在通过扑动产生推力的同时,也会产生纵向扰动,引起机身的俯仰运动,对应用产生一系列的影响.本文在传统潜艇稳定性概念的基础上建立了胸鳍推进机器鱼的俯仰稳定性模型,证明了机器鱼的俯仰运动系统是一个二阶线性系统;分析了由胸鳍扑动引入的扰动,证明其中包含常量分量、扑动频率的一倍频分量和二倍频分量.最后进行了样机的游动实验,实验结果间接证明了俯仰运动模型和胸鳍扑动扰动模型的正确性.     

仿生机器鱼平台研究

本项目综合运用机械设计、电子电路、控制理论、波动推进理论、微处理器技术、传感器技术以及无线通信技术等多学科知识,基于ATMEL公司AVR系列单片机（ATmega128）,采用模块化设计,研制出一款密封性良好的具有尾部推进模块、升潜控制模块、自主避障模块、无线遥控模块、超声波测距模块、图像识别模块的波动推进式两关节仿生机器鱼水下作业平台,并对其直线推进、转弯、升潜、自主避障、无线控制功能进行了水下试验。论文从机械结构、外围电路、控制电路、核心功能实现四个主要方面进行论述。     

推进装置面向对象实时仿真研究

为设计、论证和优化舰船推进装置,采用面向对象技术和实时仿真软件对其进行仿真计算,动态、实时地模拟舰船推进装置的工作过程。利用该仿真系统,对某型舰船推进装置进行实时仿真,计算出该推进装置的动态性能参数,与实际符合较好。因此对舰船推进装置进行仿真计算,可以为设计、论证和优化提供重要的依据。     

机器鱼在线功率检测系统设计与实现

水下仿生机器鱼由于其高效而灵活的水下运动而受到广泛关注.至今,人们对于水下机器人的研究主要集中在运动仿生以及动力学机理解释等方面,对于机器鱼的运动中的实时功率消耗研究还几乎空白.其中一个主要原因是水下机器人的功率消耗不能直接实时获得,因而提出了一个实时在线高速功率测量系统,通过该系统能够实现5000S/s的采样速率,获得精确的机器鱼在水中运动下的实时功率,从而为后期提高机器鱼游动效率的研究做基础铺垫.一系列实验证明了其对水下机器人的实时效率检测的有效性.此外,实现对机器鱼的功耗评估能够更好地为设计节能型水下航行器提供有力的指南.     

一种新型的胸鳍摆动模式推进机器鱼设计与实现

首先研究了牛鼻鲼的形态学特点,对牛鼻鲼的运动学特性进行了观测,并进行了运动学建模;然后基于“结构相似”的原理,研制出一种新型的胸鳍摆动模式推进机器鱼——“牛鼻鲼—I”．该机器鱼被设计成扁平形,由主体和胸鳍两部分组成,无尾鞭,主体为刚性,三角形胸鳍为弹性．整个机器鱼总质量为1kg,弦长300mm,最大展宽为500mm．机器鱼通过8个左右对称的伺服电机按照一定的相位差驱动刚性鳍条,在胸鳍上实现了0.4个波长的正弦推进波．在水箱实验中,当左右胸鳍同向运动时,机器鱼达到了0.13m/s的前进速度和0.15m/s的后退速度;当左右胸鳍反向运动时,机器鱼在约8s内完成了原地360转弯,表现出优良的机动性．     

某船推进装置的建模及动态仿真

该文介绍使用全回转舵浆的船舶推进装置的建模和仿真，首先介绍该船舶推进装置数学模型的建立，笔者依据所建立的数学模型，利用动态仿真软件-MATLAB/SIMULINK，建立了相应的图形仿真模型，此模型接受MATLAB语言编写的控制指令程序。最后对该船进行了动态过程的仿真和分析，包括加速、减速以及从全正车到全倒车等运行工况，并得到了合理的结果。     

机器鱼的无半径转弯

在研究机器鱼机动性的情况下,建立了无半径转弯的运动学模型,该模型实现了机器鱼在改变方向时不影响位置的变化,最后通过水动力学分析和仿真实验验证这一理论是合理的.     

水下仿生机器鱼的研究进展I——鱼类推进机理

仿生机器鱼技术是近年来水下机器人领域研究的热点之一，它为研制高效、高机动性 和低噪声的水下运载器提供了新的思路．本文以鱼的脊椎曲线为研究对象，提出了一种新的 鱼类推进机理——波动推进，分析了波动推进过程中的运动阻力．通过鱼类游动观测实验和 仿生机器鳗鱼的研制，验证了该理论的有效性．     

水下仿生机器鱼的研究进展I——鱼类推进机理

仿生机器鱼技术是近年来水下机器人领域研究的热点之一 ,它为研制高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路 .本文以鱼的脊椎曲线为研究对象 ,提出了一种新的鱼类推进机理——波动推进 ,分析了波动推进过程中的运动阻力 .通过鱼类游动观测实验和仿生机器鳗鱼的研制 ,验证了该理论的有效性     

水下仿生机器鱼的研究进展II—小型实验机器鱼的研制

本文介绍了自行研制的一条小型实验机器鱼．该机器鱼作为研究仿生机器鱼的流体力 学性能的实验平台，具有刚性头部、5关节的柔性身体和月牙形尾鳍，采用无线遥控．机器 鱼体长890mm，水中最大速度为20cm/s，最大转弯角速度为120°/s,最小转弯半径为40cm． 综合性能测试实验和C形运动控制实验表明，该机器鱼具有较好的游动性能和较高的机动性 能．     

带有均压槽的气体静压推力轴承设计

针对空间机器人地面微重力模拟实验中存在侧向干扰力/力矩,工作台面不平整等特殊情况,设计了具有周向和径向均压槽的高承载力、高刚度圆盘气体静压推力轴承,并采用变形雷诺方程对轴承的承载特性进行了建模和数值分析.为了验证理论计算结果的正确性,使用Fluent对轴承的承载力特性进行仿真分析,并且分析了高压气体产生的冲击力对承载性能的影响.最后,在标准测试平台上对该轴承的承载力特性进行了实验,并与不带有均压槽的轴承进行对比分析,证明了结构设计和理论分析的正确性.     

速度和推力控制律设计

主要介绍了自动油门的工作模式和控制律算法设计。自动油门两种工作模式为:指示空速/马赫数保持和推力控制。其工作模式由自动飞行控制系统的纵向接通模态直接决定。在推力控制模态算法中,发动机目标压力比和现时压力比的差值为主控信号;在速度保持模态算法中,速度差是主控信号。经过调参转换为油门杆指令速率,驱动油门执行机构,伺服电机跟踪转速指令并转换为油门偏转角度,输出给发动机产生相应的推力。以某型飞机为控制对象,进行了数学仿真,仿真结果表明该控制律是可行的并具有良好的应用前景。     

具有嵌入式视觉的仿生机器鱼头部的平稳性控制

具有嵌入式视觉的仿生机器鱼的摄像头往往安装在头部,为了获取稳定的图像数据,研究了游动过程中头部的平稳性控制问题.首先,基于牛顿-欧拉方法对仿生机器鱼的水动力学进行建模.然后,基于动力学模型,比较了两种鱼体波模型下的机器鱼头部摆动情况.进一步地采用遗传算法对输入到运动关节的参数进行优化,实现机器鱼头部的最小摆动.最后,在自主设计的具有嵌入式视觉的仿生机器鱼上进行了实验.结果表明,在平稳性控制后,头部的摆动幅度明显减小,采集到的图像的稳定性与连续性有较大改进,但游动速度有所降低.该方法为基于嵌入式视觉的运动控制与任务执行提供了有效保障.     

Modeling and Simulation of Robotic Systems with Closed Kinematic Chains Using the Virtual Spring Approach

The dynamic simulation of robotic or mechanical systems with closedkinematic chains using the virtual spring approach is presented in thispaper. This approach uses virtual springs and dampers to include thekinematic constraints thereby avoiding the solution ofdifferential-algebraic equations. A special advantage of this approachis that it leads to a completely decoupled dynamic model which is idealfor real-time dynamic simulation using multi-processor computers.Examples illustrating the approach are given and include the four-barmechanism with both rigid and flexible links as well as the six-degree-of-freedom Gough–Stewart platform. Simulation results are given for these mechanisms. The results achieve a good agreement with the resultsobtained from other conventional approaches.     

带有不完整信息的XML树在提高查询效率中的应用

如何提高查询效率，是每个搜索引擎都关心的问题。在数字图书馆项目中，通过一种充分利用用户先前查询结果的方法提高了查询效率。该方法利用带有不完整信息的XML树记录用户先前的查询结果，在用户下次提出查询请求的时候，利用这个结果来直接得到要查询的结果，并且每次查询后，根据新的查询结果修改XML树。     

冲击破岩掘进机喷雾降尘效率因素与改进研究

为了提高冲击破岩掘进机喷雾降尘效率、改善工作面环境和安全状况,建立了适合分析影响降尘效率因素的数学模型,利用Matlab仿真分析影响降尘效率的主要因素.降尘效率随粉尘颗粒变大、喷嘴雾化角度减小、喷雾压力加大、喷嘴直径增大而提高,但对于较大尘粒,降尘效率变化不明显.在此基础上,提出参数改进方案,仿真结果表明,参数改进后,对2μm以上尘粒的降尘效率达80％以上,是改进前的1.63倍.通过建立DPM离散模型,运用Fluent软件对喷雾仿真显示,改进前喷雾覆盖不均匀,工作面雾粒分布分散;改进后的雾化角度小,喷雾集中于产尘点,便于在粉尘扩散前捕集降尘,且能减少水的消耗,降尘效果明显.     

对提高信息技术课堂效率的一些探讨

21 世纪是信息时代,科技进步日新月异。信息技术学科的教学目标就提到要提高学生的信息素养,为未来的 科技进步培养人才。当前很多中学的信息技术课是每周一节课,课时量少,学生不重视,信息技术教师积极性受到打击,信息 技术课堂效率低下。如何提高信息课堂效率,让学生学有所获是一线信息技术教师的常规课题。     

基于剩余推力法对某排土场稳定性分析

利用剩余推力法的原理及北京理正计算软件特点,结合某排土场工程实际,进行排土场整体稳定性的计算。研究结果表明:采用北京理正软件能高效、准确、直观地反映排土场边坡稳定性情况。     

大推力氢氧补燃发动机推力闭环控制设计

提出了大推力氢氧补燃发动机推力闭环控制系统的软硬件平台,为建立液体火箭发动机综合控制系统奠定了坚实的基础。首先,建立了氢氧补燃发动机实时动态非线性模型,在此基础上得到了设计点线性化模型并验证;其次,在线性模型的基础上采用根轨迹法设计了推力闭环控制器,将控制器与非线性模型联合仿真验证了算法的有效性;最后,介绍了发动机硬件在回路系统的软硬件配置,并进行了控制器的平台验证,从操作和实现方式上验证了软硬件平台。该设计满足算法需求且界面人性化,易于操作。