基于ADAMS的并联机器人运动学和动力学仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了Stewart型并联机构的虚拟样机模型,包括对并联机器人各部件的简化方法、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制,并利用该虚拟样机模型对并联机器人进行了运动学和动力学分析。为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。实现了在计算机上通过使用CAE仿真软件朱对并联机器人的运动和动力性能进行分析,为并联机器人的设计提供了一套有效的分析方法。     

一种混联式力反馈手控器设计及运动学仿真

遥操作机器人力反馈手控器是遥操作系统中非常关键的部分。使用少自由度并联机构设计的混联式手控器具有串联机构和并联机构两者的优点,是手控器设计的热点方向。研制满足位置控制的大位移力反馈手控器时,平衡工作空间和机构刚度指标非常重要。基于Delta机构研制了6自由度混联式手控器,并在solidworks软件平台上对手控器机构进行了仿真实现。分析了手控器的运动学性能,在matlab环境中运行手控器工作空间的仿真算法,结果显示设计的手控器适合进行大位移力反馈的控制。     

复杂产品虚拟样机技术研究

虚拟样机技术尤其是面向多领域支持复杂系统的协同虚拟样机仿真支撑平台的研究已成为研发的热点。通过对Agent技术和WEB服务技术以及虚拟样机仿真系统的长期研究,提出了一种面向多领域的复杂产品虚拟样机仿真支撑平台的实现方案,给出了该仿真支撑平台的基于Agent和WEB服务的系统结构和虚拟样机设计中涉及的机械,电子,控制,软件等领域的智能Agent的统一描述,讨论了虚拟样机仿真支撑系统中Agent间的通信方式并阐明了系统的工作流程和信息集成模式,为虚拟样机的进一步发展和应用奠定了基础。     

高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机设计

在研制物理样机之前建立动力学虚拟样机,可以对已有的方案进行论证、对产品进行测试和评估以及全系统的合成仿真,能够有效的缩短研制周期和节约研制经费.详细划分了高超声速巡航飞行器动力学虚拟样机系统的层次结构,建立了样机子系统数学模型,并以此为基础,应用模块化设计思想,在仿真平台上实现了虚拟样机系统及其子系统的样机仿真模型设计.使用现有的高超声速巡航飞行器的总体方案对虚拟样机系统进行了仿真验证,通过对结果的比较分析可以得出,样机系统设计合理,将为高超声速巡航飞行器的研制提供重要技术支持.     

潜射导弹运载器弹道视景仿真系统开发研究

弹道仿真在潜射导弹运载器水弹道设计、分析、论证中起着重要作用。该文将视景仿真技术应用于潜射导弹运载器弹道可视化仿真,研究了运载器弹道视景仿真的需求,设计出较为完善的弹道视景仿真方案。并在高端平台上实现了运载器弹道视景仿真系统。通过几年来在工程型号的弹道设计、湖海试弹道预报、测试数据分析和故障再现中的实际应用,表明该系统精度高、可靠性好、真实感强。系统由数值仿真与视景仿真两大部分组成,该文主要介绍弹道视景仿真系统的功能结构以及关键技术的实现。     

红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能,工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本.     

基于虚拟样机的定动瓣成穴机构仿真分析

利用虚拟样机技术在UG和ADAMS软件中建立了一种舵轮式定动瓣穴播器的虚拟样机,在ADAMS的用户界面模块、求解器模块和后处理模块中对穴播器的三维模型和力学模型进行了仿真分析,内容包括运动轨迹、成穴形状、穴孔大小影响因素分析、顺利投种条件等,得到了穴孔大小和穴播器可靠转速仿真数据。对仿真数据进行方差分析和正交试验分析,得到了穴播器结构和参数的优化设计方案,为物理样机的设计和制造提供理论依据。     

自主式水下航行器载荷分离运动仿真研究

自主式水下航行器是由载荷和运载体组成的一个多体系统.从其功能仿真模型出发,研究了载荷和运载体的分离过程.通过分析分离过程中航行器受到的约束和流体动力的影响,利用多刚体动力学的方法理论,建立了在载荷和运载体存在约束情况下的航行器纵向运动方程,同时根据刚体运动的6自由度方程,给出了载荷与运载体分离后达到安全距离过程中的功能模型.基于上述模型进行了仿真,比较了不同速度和不同顶定分离角对载荷和运载体分离过程的影响.仿真和分析结果证明了模型的合理性和有效性,对实际工程应用具有一定的参考价值.     

亚轨道飞行器返回段动力学虚拟样机设计

为进行亚轨道飞行器返回段飞行仿真实验,详细划分返回段动力学虚拟样机层次结构,建立虚拟样机各子系统数学模型,并以此为基础在VPM（Virtual Prototype and Modeling）仿真平台上实现亚轨道飞行器返回段的动力学虚拟样机设计．使用现有的亚轨道飞行器总体方案在该虚拟样机系统上完成虚拟实验,仿真结果表明,该虚拟样机系统设计合理,可以为今后的亚轨道飞行器研制工作提供一定的技术支持．     

基于MSC Adams的3-UPS并联机床动态特性仿真

以3-UPS并联机床为研究对象,应用虚拟样机技术建立机构参数化仿真模型,给出并联机床虚拟样机联合仿真设计方案. 通过对样机模型动力学分析,确定影响整机动态性能的关键部件,采用MSC Adams完成这些部件的弹性体建模. 通过动态仿真分析给出弹性并联机构的动态响应、固有频率等动态特性参数,为并联机床整机的优化设计奠定基础.     

Vector projection method for unclassifiable region of support vector machine

Unclassifiable region (UR) in conventional multi-classification support vector machine (MSVM) decreased the classification capacity and generalization ability of MSVM. To overcome the disadvantage, vector projection method (VPM) was presented. VPM first projects the samples in UR onto the line linking every two class centers, then computes the feature distance between each projecting point and corresponding class center. For one sample, the class with smaller feature distance will be voted one time and the sample belongs to the class which owns the most votes. Experimental results on synthetic and benchmark datasets show that VPM resolved the UR problem effectively and improved the classification capacity and generalization ability of MSVM.     

应用于土木工程的布里渊散射分布式监测网络

介绍应用于土木工程的布里渊散射分布式监测网络，利用布里渊散射光时域反射系统串联技术解决了超长距离传感问题，借助波分复用技术实现了单根光纤传感与数据通信复用．采用以应变模态概念为基础的结构诊断技术智能分析判断结构状态。监测网络实现了实时获取构筑物结构变化的信息、自动预警严重事故、综合评估结构可靠性的功能。     

Adaptive disturbance observer‐based finite‐time continuous fault‐tolerant control for reentry RLV

The control effectors of reusable launch vehicle (RLV) can produce significant perturbations and faults in reentry phase. Such a challenge imposes tight requirements to enhance the robustness of vehicle autopilot. Focusing on this problem, a novel finite‐time fault‐tolerant control strategy is proposed for reentry RLV in this paper. The key of this strategy is to design an adaptive‐gain multivariable finite‐time disturbance observer (FDO) to estimate the synthetical perturbation with unknown bounds, which is composed of model uncertainty, external disturbance, and actuator fault considered as the partial loss of actuator effectiveness in this work. Then, combined with the finite‐time high‐order observer and differentiator, a continuous homogeneous second‐order sliding mode controller based on the terminal sliding mode and super‐twisting algorithm is designed to achieve a fast and accurate RLV attitude tracking with chattering attenuation. The main features of the integrated control strategy are that the adaptation algorithm of FDO can achieve non‐overestimating values of the observer gains and the second‐order super‐twisting sliding mode approach can obtain a more elegant solution in finite time. Finally, simulation results of classical RLV (X‐33) are provided to verify the effectiveness and robustness of the proposed fault‐tolerant controller in tracking the guidance commands. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

Implementing orbital angular momentum modes using single‐fed rectangular patch antenna

Wireless transmission based on orbital angular momentum (OAM) can improve spectrum utilization, but it requires effective OAM mode generation. Using the characteristic mode analysis, it is easy to obtain degenerate mode distributions of the symmetric rectangular patch. The coupling phase difference of 90° between two degenerate modes can be implemented by disrupting the symmetry. In that case, a single feed structure located at the common position of equal mode current amplitudes can excite two degenerate modes to synthesize OAM modes. When the fundamental degenerate modes of the rectangular patch antenna are used, only the field component along the beam direction has the characteristics of the first order OAM. To achieve higher order OAM modes, the patch structure should be further adjusted. By introducing slots in the patch edges and grounding the patch at its center, the single‐fed rectangular patch antenna can radiate the vortex wave carrying the second order OAM. Furthermore, the OAM mode performance such as mode purity can be analyzed by the modal excitation coefficients.     

Tunable MEMS piezoelectric energy harvesting device

This work is focused on low frequency (<300 Hz) vibrations due to the fact that many industrial and commercial devices operate at those frequencies. The aim of the present work is to model by numerical simulation a Si cantilever beam with an AlN piezoelectric layer concept that tunes its resonant frequency post-processing, while reducing the separation of the first two modes of resonance in order to broaden its quality factor and, therefore, to harvest more environmental energy. This paper investigates by numerical simulation the influence of perforating sections of the Si beam has on the resonant frequencies of the cantilever. The authors have found that the distance between these modes is decreased by 30 % when 0.002 mm³ is extracted in a specific location of the initial structure. This difference between modes can be reduced above 80 % if a volume of 0.004 mm³ in a specific part of the initial design is subtracted. In these conditions, the first mode is decreased about 20 % the initial value and the second mode about 60 %.     

基于方向约束的对称距离聚类算法

K-means算法是数据挖掘领域研究、应用都非常广泛的一种聚类算法,其各种衍生算法很多,其中包括近年出现的以点对称距离为测度的K-means聚类算法。在点对称距离聚类算法的基础上提出一种新的聚类算法,根据对对称性的分析,为对称性的描述增加方向约束,提高对称距离的描述准确性,以此来提高聚类的准确性。同时,针对对称点成对出现的特点,调整了聚类过程中的收敛策略,以对称点对连线中点计算聚类中心,改善了基于对称距离的聚类算法收敛性能。通过数值仿真比较了所提算法与原有算法的优劣,结果显示该算法在计算复杂度不变的条件下获得了更准确的结果,聚类结果更接近数据的真实分类。     

基于双曲余弦矩阵鉴别分析的小样本问题研究

线性判别分析（LDA）是模式识别领域的一个经典方法,但是LDA难以克服小样本问题。针对LDA的小样本问题,提出一种双曲余弦矩阵鉴别分析方法（HCDA）。该方法首先给出了双曲余弦矩阵函数的定义及其特征系统,再利用双曲余弦矩阵函数特征系统的特点,将其引入Fisher准则中进行特征提取。HCDA有两方面的优势：a）避免了小样本问题,可以提取更多的鉴别信息;b）HCDA方法隐含了一个非线性映射。该映射具有扩大样本间距离的作用,并且对不同类别样本间距离的扩大尺度要大于同类别样本间距离的扩大尺度,从而更有利于模式分类。在手写数字库、手写字母图像库和Georgia Tech人脸图像库上的实验结果表明,相对于具有代表性的解决LDA小样本问题的方法,HCDA具有更好的识别性能。     

一种基于对称的H.264帧内预测模式

为了减少视频编码中帧内预测的数据量，进一步提高帧内预测的精确度，提出一种基于对称的帧内预测模式IPMBS以及在该模式下的帧内预测编码的模式选择算法。该模式利用自然图像的对称性和图像相邻块的数据相关性进行帧内块预测，其算法综合考虑了相邻块中的若干像素，利用H.264中帧内预测编码的RD优化原则来自适应选择预测模式，达到提高预测精度以及提高压缩率的目的。基于H.264参考模型JM10.1的实验结果表明，该预测模式和算法在仅增加很少复杂性的前提下可以获得较好的压缩编码性能，并为帧内预测研究提供了新的思路。     

基于光谱相似尺度的支持向量机遥感土地利用分类

提出一种基于光谱相似尺度( spectral similarity scale, SSS ) 的支持向量机( support vector machines, SVM) 遥感土地分类新方法, 该方法选择莆田市作为遥感土地利用分类典型研究区, 利用该区域的Landsat7 ETM 遥感影像结合地面实况调查数据, 从图像上选取少量具有代表性的样本点的光谱作为参考光谱, 利用SSS 方法提取训练样本, 然后应用SVM 算法进行遥感土地利用分类, 并将分类结果与最大似然分类算法( MLC) 相比较, 实验结果表明分类精度上有了很大的提高。     

基于反馈线性化的RLV气动控制一体化设计

针对可重复使用运载器设计过程中,气动布局、制导控制系统相互耦合的问题,引入气动控制一体化设计方法。分析该飞行器再入过程的高度-速度飞行剖面,基于反馈线性化方法设计再入跟踪制导律。按照快慢变量分离的原则,设计反馈线性化控制器。以此为基础,对飞行性能进行评估,找出布局存在的不足,给出改进建议,并进行仿真验证。整个设计过程表明,基于反馈线性化的气动控制一体化设计方法能够有效兼顾气动与制导控制约束,实现飞行器性能最优。