混合无线传感器网络移动节点部署优化

为了提高随机部署条件下无线传感器网络对目标监测区域覆盖质量,将目标区域划分为彼此相邻但互不重合的子区域,根据各子区域的期望覆盖质量,并利用改进的粒子群算法优化各子区域节点的分布密度;然后在节点间建立虚拟力场,利用虚拟力调整移动节点的部署位置.仿真实验结果表明,该方法能有效优化移动节点的部署,改善目标区域内节点的分布情况,提高无线传感器网络的覆盖服务质量.

基于自适应选择和变异的改进粒子群算法

针对基本粒子群优化算法搜索精度低和易早熟的缺点,提出了一种基于自适应选择和变异算子的改进粒子群算法。选择算子可提高粒子群的整体适应度,增强粒子群的局部搜索能力;变异算子则能扩大粒子群的搜索范围,防止粒子群陷入局部最优。搜索时,根据全局极值在迭代过程中的变化情况,自适应地调整选择算子和变异算子使粒子群飞向全局最优。典型函数的算例测试表明,改进的粒子群算法较传统算法具有更高的搜索精度和更强的抗早熟能力。

智能结构及其应用问题

文章阐述了智能结构的概念 ,介绍了智能结构的组成和特性 ,在综述智能结构在国内外多个领域的研究与应用基础上 ,探讨了目前存在的问题及其对策。

基于粒子群遗传优化算法的多机器人任务分配研究

在粒子群优化算法中,引入遗传算法中的克隆算子和变异算子,提出了粒子群遗传优化算法,并将多机器人系统的任务分配问题转换为在多维解空间内寻找最优解的问题,利用粒子群遗传优化算法在此空间寻找最优解,以实现对多机器人任务的协调分配。算例仿真表明,粒子群遗传优化算法不但具有粒子群优化算法所具有的易于工程实现、计算效率高等优点,还克服了粒子群优化算法易早熟、粒子群整体收敛性差等缺点,能够解决多机器人任务分配问题。

基于非合作博弈模型的多移动节点任务分配

针对随机部署情况下混合无线传感器网络多移动节点任务分配问题,文章分别将参与任务分配的移动节点、待分配的任务以及移动节点完成任务所获收益视为博弈的3要素即博弈参与方、博弈策略和博弈收益,建立起基于非合作博弈数学模型的多移动节点任务预分配方法。在证明了该博弈的纳什均衡的存在性后,利用遗传算法求解非合作博弈的纳什均衡,该博弈均衡就是各移动节点都能够接受的任务分配方案。

微小型壁面检测爬壁机器人移动平台研究

壁面移动机器人应用于建筑物表面质量检测,有利于提高工作效率,避免人身危险,故提出一种基于负压吸附原理的微小型壁面检测爬壁移动机器人,该机器人对不同的壁面具有一定的适应能力,而且吸附可靠,移动灵活。介绍机器人平台系统,对双轮单独驱动的移动机构进行运动学分析,还对应用于该机器人的负压吸附原理进行研究,从热力学角度提出负压吸附系统理论模型。此外,以腔内有效负压为设计指标,设计机器人专用离心叶轮,并对设计结果进行计算流体动力学验证。研制微小型壁面移动机器人的原理样机,通过试验测试,验证机器人样机的基本吸附效能及综合性能指标,实现机器人体积的小型化,使机器人的负载自重比接近4.0,证明叶轮设计方法、负压吸附系统以及移动机构设计等技术的正确性。

负压爬壁机器人吸附系统研究

系统研究了爬壁机器人的负压吸附系统。针对负压爬壁机器人的吸附力利用效率,研究了其运动系统结构对吸附力配置的影响。根据吸附力利用效率的差异,提出了若干移动机构及密封机构的构成方案并分析了其综合性能。对负压吸附系统各个元件进行了热力学分析,阐述了吸附系统的气路状态变化过程,揭示了吸附原理的实质。利用CFD对吸附系统气流在流场中的状态变化进行了仿真。最后,通过研制的负压式爬壁机器人样机验证了吸附系统的可靠性和稳定性。

基于AD理论的机器人磨抛生产设备造型设计研究

为探索数控机床类产品造型设计流程规范,使最终设计符合制造工艺要求,满足造型美观、使用人性化、开发成本低等目标,尝试应用AD理论,将用户需求转换成工程设计的描述语言,并设置相应的过程控制参数对造型设计进行约束。以机器人磨抛生产线造型设计为例,对数控机床类产品的造型设计流程模型进行研究,使设计结果更符合制造工艺,提高加工可实行性,降低开发和制造成本,并体现数控机床的美学特征。

两轮自平衡机器人转向稳定性优化研究

由于两轮自平衡机器人具有占地小、可零半径转弯等特点,该类机器人被广泛用于个人交通工具和机器人移动平台。当两轮自平衡机器人快速转向时,由于重心较高,机器人受离心力影响容易侧向倾覆。针对两轮自平衡机器人转向稳定性进行了分析,在此基础上为传统两轮自平衡机器人增加了摇摆自由度。利用摇摆自由度,机器人可以在转向时主动配置重心位置,进而提高了机器人转向稳定性和安全性。在建立机器人动力学模型基础上,设计了摆动自由度控制器,并通过实验验证了可行性而有效性。

基于用户体验与AD理论的机器人磨抛生产线交互界面设计

目的分析介绍了机器人磨抛生产线控制系统的特点和设计目标,从用户体验的要素与交互界面设计原则出发,力求设计出简洁易用、性能稳定、面向多方人员的交互控制界面。方法基于AD理论,建立用户体验要素与信息架构、系统安全、交互响应模式、界面图标、色彩搭配等方面的功能需求,即过程控制参数间的映射,逐步优化设计的交互性能。结论简便、优良的交互设计源自于合理的交互行为逻辑模式和与之相对应的表层界面,面对复杂的交互系统,基于用户体验的要素与AD理论结合的模式能得到更优化的设计结果。

某型号加工中心整机动态特性有限元分析与测试

针对某型号加工中心整机有限元建模和动态特性分析,提出应用柔性连接单元来模拟结合部接触面间的相互作用,基于结合部的基础动态特性参数计算柔性连接单元的动态参数值,从而建立机床固定结合部的有限元模型,并将其应用于机床整机的模态分析。最后对该机床的整机进行模态测试实验,对比研究仿真结果和测试实验结果。结果证明机床固定结合部有限元模型具有较高的有效性和实用性,为机床整机特性的优化设计和表征提供一种简便有效的建模方法。

一种改进粒子群算法的移动机器人路径规划

在当今流行的几种生物启发算法中,粒子群算法作为一种仿生计算方法,理论上能够解决常规计算方法所不能解决的大规模、非线性问题,但该方法在局部收敛性方面存在易早熟问题。为此提出了一种改进的粒子群算法,通过引入动态优化因子,增强粒子群领域搜索的能力,在一定程度上克服了优化搜索后期随迭代次数的增加而搜索结果无明显改进的缺点。

加工中心主轴部件的有限元分析及其验证

以某加工中心主轴部件-主轴箱体为例,应用有限元分析法分析了主轴箱体的模态特性参数,得到主轴箱体振动的前5阶固有频率和相应振型,采用比利时LMS设备对该模型进行测试验证。结果显示,理论模态参数与试验模态参数的相对误差小于7%,各阶振型一致。

一种具有裂纹柔性梁的振动研究

利用平板壳体单元模型,建立了一种具有裂纹悬臂梁的振动模型。通过该模型的研究,揭示了不同裂纹大小对梁振动特性的影响情况及其规律。

基于机器视觉的养殖鱼摄食行为识别方法

利用机器视觉系统获取养殖鱼摄食图像纹理特征来识别养殖鱼群的摄食行为。从养殖鱼摄食图像上直接提取能表征鱼群摄食行为的20维特征,通过归一化、PCA降维和支持向量机训练获得养殖鱼摄食行为识别模型,以实现对养殖鱼摄食行为的识别。结果表明,提出方法的平均精确度为92.3%、假负率7.34%、假正率4.15%,为指导养殖鱼智能投饵提供了参考。

基于单目视觉的单图标定算法

为了满足现代工业生产中精度要求高、操作快捷的要求,提出基于单目视觉的单图标定算法。通过采集一张棋盘格标定板图像,精确提取棋盘格角点坐标,使用仿射变换得到像素坐标系和世界坐标系的仿射变换矩阵,分析Halcon仿射变换矩阵和张氏标定法相机模型的对应关系,得到详细的相机内参,再对图像进行畸变矫正,得到像素当量。多次Halcon实验结果表明,提出的算法与其他方法相比,操作更加快捷,标定结果标准差可控制在0.02 mm以内,能够满足现代工业生产需要。

基于机器视觉的电机端盖孔直径的在线测量

构建了基于机器视觉的电机端盖孔直径尺寸的在线测量系统,利用halcon软件包对CCD工业相机参数标定,处理了电机端盖图像,通过边缘特征提取,计算电机端盖孔直径尺寸,与千分尺测量结果对比,验证了本文提出的电机端盖孔直径视觉测量方法能够满足生产需要。