基于蝙蝠算法-人工势场的机器人路径规划研究

为优化机器人路径规划全局最优问题,将人工势场法思想融入到蝙蝠算法中,建立基于人工势场蝙蝠算法(Bat Algorithm-Artificial Potential Field,BA-APF):在蝙蝠算法的脉冲速率中引入动态扰动系数g,加强算法的局部搜索能力,在蝙蝠位置更新公式中加入引力势场系数,以加快算法收敛速度;在目标终点加入引力系数,障碍物加入斥力系数,以保证路径躲避障碍并到达终点。BA-APF首先随机生成初始蝙蝠种群坐标,以路径最短、避开障碍物和危险区域,避免路径出现锐角转角为约束条件,在满足约束条件前提下构建合理的适应度函数。然后,BA-APF随机生成初始蝙蝠种群坐标,将初代蝙蝠坐标带入势场化蝙蝠算法,通过对比适应度值求出初代最佳蝙蝠个体。若满足局部搜索条件,则更新脉冲速率和声波响度并开始局部搜索策略,否则重复对蝙蝠位置和速度进行更新迭代,在优化后的路径和原最优路径进行适应度值中取其优值,并对路径进行三次样条插值使路径平滑衔接。最后,在随机障碍环境下,分别对BA-APF、粒子群算法、基本蝙蝠算法进行路径规划实验对比。结果表明,BA-APF在求解最优解以及算法迭代速度上,均优于对比算法。

验证理想气体状态方程实验装置的设计

文章设计一种验证理想气体状态方程的实验装置。该实验装置为一体化实验仪,通过多种传感器进行参数测量,利用单片机控制低功率加热棒、半导体制冷片和活塞实现温度和体积的改变以及压强的恒定,从而验证理想气体状态方程。该装置还可以进行气体比热容测定实验。

基于图像处理研究铁尾矿的熔化行为

作为主要成分的SiO_(2)是铁尾矿中最难熔化的部分。通过一组SiO_(2)的熔化时序图像来探究铁尾矿的熔化情况。首先,进行图像预处理,建立质心位置追踪模型和体积估算模型。将灰度图转化为二值图,利用卡尔曼滤波器进行质心追踪和对质心运动轨迹的描述。通过计算二值图中0像素的数量得到面积随时间变化的图像,拟合出熔化过程函数。结合二值图中目标物体的边界信息得到的参数量建立多元线性回归模型。估算颗粒扁平度和物体的体积,熔融速率通过颗粒集合的质量变化函数得出。

航空发动机涡轮叶片温度测量修正方法研究

文章介绍了热电偶温度测量技术,探讨三种传热方式对热电偶涡轮叶片壁面温度测量结果的影响,研究测量结果偏离被测点温度机理。综合考虑三种传热方式,建立热电偶温度测量热平衡模型。根据计算式建立热平衡方程组,求解被测点温度,获得温度测量修正方法。

基于Arduino的无接触电梯按钮控制系统设计

为减少在疫情防控常态化大趋势下电梯内密闭空间交叉感染的隐患,本文设计了一套以Arduino为核心的无接触电梯按钮控制系统,将矩阵按键模块、蓝牙连接模块、模拟电梯模块与Arduino控制核心相连,同时开发了一款基于安卓系统的手机APP。用户可通过无接触"触碰"按钮或在 APP 中点击需要到达的电梯层号来选择楼层。手机 APP 通过蓝牙或WIFI 将信号发送到从机系统控制模块,控制模块接收到电梯层号命令后,驱动电梯到达相应楼层。本设计实用性较高,成本低,可广泛投入至生产生活中,对减少疫情扩散起到一定作用。

静态篦齿封严温变效应产生机理数值研究

采用理论分析和数值计算的方法系统地研究了静态篦齿封严温变效应产生机理和影响因素,对静态篦齿封严温变效应进行了理论分析,建立了基于RNG(renormalization group)k-ε湍流方程的数值求解模型。研究了静态篦齿封严温变效应,分析了压比和相对封严间隙对温变效应的影响规律,揭示了静态篦齿封严温变效应产生机理。结果表明:气体流经封严间隙温度先降低后升高,从涡流中心到外缘温度升高,齿腔近壁面气体温度升高。篦齿封严局部气体温度既有升高也有降低,总体上温度沿轴向降低;静态篦齿封严气体温度随压比和相对封严间隙的增加而降低,当压比为1.6,相对封严间隙为1.6时,温降最多为4.70 K;静态篦齿封严的温变效应主要是由其节流效应、热力学效应和摩擦效应产生。气体在间隙由于节流效应,分子动能减小,在齿腔由于热力学效应,涡流中心动能传递给涡流外缘,在齿腔近壁面由于摩擦效应,气体动能转换为热能。研究成果为篦齿封严间隙气流热分析提供了理论依据。