多机器人系统的研究现状

介绍了多机器人系统的研究进展及现状,对该领域内的主要内容(思想源泉、体系结构与控制、通信、学习、可重构机器人)的研究现状作了分析和介绍,还提出了一些未来值得研究的议题。

基于虚拟力的群机器人围捕算法

启迪于物理学中的范例,探讨了基于虚拟力的群机器人围捕算法的原理和方法。制定了详细的系统性能评价指标(稳定时间、层数、层间距离、层中机器人个数、机器人密度等参数)。分析了围捕性能与机器人数量、虚拟力的关系;提出了目标对机器人作用力的分层结构思想,实验显示不仅加快了围捕速度,而且提高了围捕分层的质量;提出了机器人绕目标转动的围捕方法,解决了势场法中常见的局部极点问题,并且大大提高了围捕的速度和质量。设计了一个简单的实体机器人实验证实了围捕算法的可行性,指出了今后的研究方向。

基于虚拟力的群机器人队形控制

提出了一种基于虚拟力的群机器人队形形成原理,提出了一种使用拟合法构建虚拟力模型的方法及其应用。实验结果表明该方法可以快速、有效地完成队形分布,并指出了今后的研究方向。

未知环境中群机器人队形移动

群机器人学是多机器人系统的一个重要研究方向,其主要特点是系统包含大量个体。如何控制不受数量限制的群机器人形成队形并在未知环境中移动,是一个极具挑战性的问题。基于人工物理原理分析了群机器人网格队形分布和移动控制原理,制定了详细的系统性能评价指标(稳定时间、碰撞次数、覆盖率、连接数、簇数、分布密度等参数),提出了采用曲线拟合法构建虚拟力模型。通过在有障碍物环境中的仿真,显示出该方法可以鲁棒、有效的完成网格分布和移动任务。最后指出了今后的研究方向。

群机器人仿真系统设计与实现

群机器人仿真系统是一个能够对群机器人系统的体系结构、协调控制和学习算法等进行实验的数字仿真系统。分析了各仿真对象的物理特性及其实现难点,给出了仿真系统的软件架构和对象建模,描述了各仿真功能的具体实现。利用本仿真系统进行的实验结果表明此系统达到了比较理想的效果,具有良好的分布式运行能力和方便的实时交互能力,为群机器人系统的研究提供了一个有效的平台。

群机器人学

介绍了群机器人学的含义、特点和发展现状,分析了研究群机器人系统的相关理论和方法,总结了群机器人学研究的主要内容,并指出其发展趋势。

基于人工物理的群机器人网格分布仿真

群机器人学是多机器人系统的一个重要研究方向,其主要特点是系统包含大量个体。如何控制不受数量限制的群机器人系统,是一个极具挑战性的问题。网格分布是指大量机器人按照一定的要求均匀分布在某一区域中。基于人工物理原理分析了群机器人网格分布控制原理和方法,制定了详细的系统性能评价指标(稳定时间、碰撞次数、覆盖率、连接数、簇数、分布密度等参数),提出了采用曲线拟合法构建虚拟力模型。通过在无障碍物和有障碍物环境中的网格分布仿真,显示出该方法可以鲁棒、有效的完成网格分布。最后指出了今后的研究方向。

复杂环境中群机器人网格分布与移动

如何控制不受数量限制的群机器人形成队形并在复杂环境中移动,是一个极具挑战性的问题。基于虚拟力原理分析了群机器人网格队形分布和移动控制方法,制定了详细的系统性能评价指标(稳定时间、碰撞次数、连接数、簇数等参数),研究了网格队形在复杂环境中的移动以及不同虚拟力对移动的影响。通过在复杂障碍物环境中的仿真,显示出该方法可以鲁棒、有效地完成网格分布和移动任务。指出了今后的研究方向。

基础课示范实验室建设初探

阐述建设基础课示范实验室的重要意义,介绍基础课示范实验室建设的具体措施与获得的初步效果。

热电制冷实验的研究

介绍了热电制冷实验的原理和方法．

物理实验选修课的教学方法研究

介绍了开放实验室开设物理实验选修课的方法。

趣味实验“纸顶硬币”的教学设计

新课程理念提倡师生开发课程资源，提倡师生从生活中就地取材，做一些简单易行，又集趣味性、科学性和思想性于一体的实验。笔者介绍的“纸顶硬币”实验，就是一个很好的例子。

多媒体课件素材的格式与获取

介绍了多媒体课件制作中涉及的文本、图形、图像、声音、视频、动画等素材的常用格式和获取这些素材的常规途径.

中华传统器具融入物理课堂教学探索——以大气压强为例

物理课程资源选取应该更加多元化,中华传统器具可以融入物理课堂作为课程资源。“大气压强”的教学设计融入古代饮酒用瓷制品——公道杯,从不同的角度开展大气压强教学,同时带领学生体会古代造物智慧,感受中华传统器具的独特魅力。

2013年湖南省高考物理学科考生水平评价及教学建议

2013年,湖南省共有180578名(删除8名无效考生)高考理科考生,从平均分及得分率、及格率、优良率等指标来看,大部分考生对"双基"的掌握程度较好,物理思维能力及应用意识较强,高中物理教学取得了较好的成效,全省物理学科考生的整体水平和教师的教学质量达到了《普通高中物理课程标准(实验)》(以下简称《课程标准》)的要求。从不同题型的答题情况来看,全省理科考生对于着重考查基础知识与基本技能的选择题、实验题及计算题的解答方面整体表现一般,在基础知识的落实、基本技能的训练和能力的达成等方面表现一般。从知识结构来看,考生对"力学"部分知识组块的掌握较好,对"电学"部分的掌握不太理想。从能力结构来看,考生的理解能力较强,分析综合和数学应用能力则相对较弱。从学校类别来看,示范性中学考生在物理知识结构和思维能力上均优于非示范性中学考生。从典型试题分析来看,本报告分别从题型、知识点、能力要求及试题综合程度等方面考虑,选择了五道典型试题(第17、22、23、24、25题),择要分析了考生答题的优点和不足,从中发现了物理教学中存在的某些问题。基于以上分析,本报告对中学物理教学提出了四点建议:关注科技前沿进展和社会科技热点问题;重视知识体系的构建,夯实学科基础;加强实验能力的培养;体验过程,渗透方法。

声速测量演示实验的设计

利用声波传感器DIS、音叉设计了声速测量演示实验,利用传感器获得声音信号波形图,让学生定性认识声音,再根据不同位置处的传感器获得不同波形图,求得时间差,得出27.8℃时声速为346.6m/s.利用此装置还可以探究温度对声速的影响.

魔术套环的动力学分析

定量分析了“魔术套环”的动力学过程,一定的初始转动动能的存在是“魔术套结”的首要条件,即初试转动动能使得圆环可克服铁链的压力矩做功,通过计算可知圆环可转入铁链的最大角度为φ时圆环转动动能为0.在α=φ处圆环所受力矩不平衡,仍有压力矩M F(线性恢复力矩)的存在,如果忽略空气阻力且铁链无限长,则圆环会在有竖直向下加速度的非惯性系中做简谐运动,只要铁链长度可使得圆环与Z轴角度α满足π/2<α<φ,就可以使圆环套结.

科普实验“古今皮影之约”的设计

设计科普实验"古今皮影之约",通过这个实验让观众明白液晶电视机的原理,同时了解光沿直线传播、光的偏振等相关物理知识.

打火机的物理原理及教学应用

打火机作为日常生活中经常使用的生活工具,不仅极大地便利了人们生活,还蕴含着压电效应、弹力、杠杆、压强、物态变化等丰富的物理学知识。通过分析打火机中所蕴含的物理原理,并根据其物理原理,探究打火机在中学物理教学课堂中的应用。结合生活实际,对于激发学生的学习兴趣、帮助学生理解、巩固所学知识具有极其重要的作用。

固体传声实验创新设计

通过对现行教材中的固体传声实验进行梳理分析,并针对其中的不足之处进行创新设计与实验拓展,设计多条声音传播路径,能够实现多人同时听音,学生在亲身“经历、参与、体验”中提高学习兴趣,领悟固体传声的特性,实现对学生物理学科核心素养的有效发展.