波浪能发电装置垂荡浮子PTO系统的建模与计算

为了便捷求出垂荡式波浪能发电装置垂荡浮子的平均功率,对现有的设计计算方法进行了研究。基于波浪理论和Froude-Krylov假定法求解波浪力,应用单自由度有阻尼系统受迫振动理论,将波浪激励力作为对垂荡浮体的输入动力,将发电机的电磁阻力作为主要的阻尼力,建立了质量-弹簧-阻尼振动力学模型,确定了垂荡浮子响应的计算方法,并对实际波浪能发电装置垂荡浮子Power Take Off(PTO)系统列举出计算实例。在算例基础上,对假设条件进行了扩展,应用频率响应曲线、MATLAB软件做出不同参数条件下平均功率三维曲线和输出平均功率数值表,清晰地表明了系统响应状况。研究显示,在波高和频率比一定的条件下,PTO系统平均机械功率随着浮体质量和阻尼力矩的变化具有峰值,围绕峰值区域设计装置的各项参数,能够取得较理想的效果。该建模与计算方法可为实际工程优化设计提供参考。

基于声呐图像处理的船用水下目标识别技术研究

水下目标自动识别技术不论在军事领域还是商业领域都具有广泛的应用,具体包括水下军事目标的监测、渔业资源勘测、海底地形勘探等。声呐信号处理是船舶水下目标探测的关键环节,可以分为声呐系统回声信号处理和声呐图像处理2种,本文主要研究的是声呐图像处理类型。本文充分利用基于小波变换的图像滤波技术、图像分割技术、特征提取技术等,改善了船用水下目标识别技术的工作效率和工作精度。

新型复合式水下机器人设计研究

新型水下机器人是在远程遥控水下机器人ROV、自主航行水下机器人AUV、水下滑翔机AUG的基础上提出的全新融合体,兼顾了ROV,AUV,AUG的优点(简称ARG),其由上位机地面站和ARG本体组成。地面站由OpenWrt路由器、MCU、PC、电力载波模块、高清显示屏、工控屏和移动终端组成。ARG本体由水动力外壳、净浮力装置、重心调节装置、水平推进动力系统、电源系统、通信系统、传感器系统、视频采集系统组成。地面站与ARG之间的信息通信方式有电力载波、WiFi、GSM通信。ARG本体通过重心调节装置、净浮力调整装置和水平推进动力系统,实现全自由度运动、定深悬停及无动力滑翔。结合GPS定位和上位机软件,ARG具有航迹规划、航迹显示、采集信息及航行日志输出等功能,图像采集系统可实现4K高清实时采集传输。

水下激光通信技术及发展研究

目前水声技术是应用范围最为广泛且时间也是最长的水下无线通信技术。但是随着发展的需求不断地提高,水声通信的短板也逐渐被揭示出来。如传播延迟长、信号衰减大、多径效应严重、通信带宽有限等一些特性导致水声通信在水下通信网络设计面临巨大挑战。在水下激光通信具带宽受环境影响小、可用载波频率高、传输时延小等特点。

单片机实验教学研究

单片机实验教学不单是对理论课的验证性辅助教学,更是对理论教学的补充和渗透。文中是作者在从事单片机实验教学中的一些体会。内容包括实验内容的组织原则和实验教学过程中的注意事项,还包括C语言在单片机教学中的讨论。

浅水观察级小型ROV设计与实现

本文主要阐述了浅水观察级ROV的功能及设计方案。重点介绍了ROV的舱体设计与仿真,磁耦合防水推进器的原理及设计方案。ROV主要功能为图像采集并传输到地面站。本方案改变了传统的模拟图像传输方式,改用数字图像采集,使用TCP/IP协议传输。为了提高传输距离,缆线采用了光缆。数字图像采集使用了开源的openwrt系统实现。本方案有效提高了数据的传输效率,同时实现控制信号的同步传输。

一种无人环境监测船设计

无人环境下检测船是一种新型的水上监测平台,其以小型船舶为基础,集成定位、导航与控制设备,可搭载多种监测传感器,以遥控/自主的工作方式,可完成相关环境的实时监测及巡航监测任务。本项目首先针对环境监测无人船基本功能要求及关键技术研究,完成了实现检测功能的主要模块的选型。项目设计的船体采用双体船作搭建作业平台为控制系统、通信系统以及检测采样等各模块的载体。使用锂电池驱动双推进器的推进方式作为无人船动力系统。本项目的实施完成可以解决水质环境成本高、数据不实时、作业危险等问题。是对传统检测方式的改进,也为应急监测提供了可行方案。

搭载氦气球的超续航四轴无人机设计研究

无人机的应用已从最早的军用无人机扩展到了民用,多旋翼无人机广泛应用于军事侦察、航拍、农业、警用、城市管理、地质、气象、电力、抢险救灾等。无人机一般选用增大轴距、更换高性能无刷电机,减轻机身重量,增大电池容量和减小桨叶和空气之间摩擦等方法,减少能源浪费提高续航时间。本项目通过增加氦气球的方法,对多旋翼结构无人机进行改进设计,延长无人机的续航时间及可靠性和安全性。

基于Android系统的Arduino智能车设计

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的arduino板)和软件(Arduino IDE),是欧美国家应用非常广泛的电子设计实训平台。GOOGLE公司在2011年I/O年会上发布了基于Arduino开发板的Android平台下的SDK,使得Arduino应用更加广泛,发展空间更加广阔。本文基于Android平台,设计了一款通过wifi通信控制的Arduino智能车,可以完成测距、运动控制、无线图像传输等功能。

基于机器人教学平台培养学生创新能力

基于机器人实验和机器人竞赛培养大学生创新能力和综合素质已成为国内各重点院校的共识和研究的重点。机器人创新教学平台能有效提升学生的实践动手能力,提高学生综合素质。本文总结了三亚学院机器人教学平台建设和管理的经验。

多形态拟合水下潜器欠驱动运动控制与目标跟踪

多形态拟合水下潜器是一种具备ROV、AUV、AUG三种潜器模式转换的新型水动力及控制拟合潜器。其具备三种潜器的优点,同时也存在控制模型复杂、鲁棒性差等缺点。本文根据多形态拟合对水下潜器欠驱动系统的未知外部影响,采用了自适应模糊与逆演滑模监控方式,并单独产品设计成水平与垂直路线的追踪控制单元。通过Serret-Frenet坐标系来定义路线追踪偏差,将路线参数视为监督变量引入控制系统,并通过调节其趋变率来逐渐实现和预设路径拟合。通过实验仿真,本文设计的自适应类控制器在水平和垂直路径跟踪控制方面表现出了较好的鲁棒性。本文提出的控制方法可以作为水下潜器欠驱动控制的有益借鉴。

基于WEB的实验室开方式管理平台设计与实现

本系统采用B/S(Browser/Server)结构,JAVA开发语言,MySql为数据库来进行设计与开发。系统集器材管理、实验项目管理、用户信息管理和信息公告板管理于一体,极大的方便了老师,学生和实验室管理人员的日常管理和科研实践。本文对系统的构架进行分析,并由此划分出各个模块,用户信息管理模块、实验项目管理、器材管理模块、信息公告板管理模块。详细介绍了系统各个模块与功能的实现原理,在系统设计中给出数据库的设计和本系统的总体设计方案,在系统实现中具体介绍了各个功能的所能实现的情况和主要代码。

基于体感器的3D相机设计

本文主要阐述了基于体感技术的3D相机的设计方案。方案的实现是由Kinect体感设备和3D打印机这两个硬件的组成。利用Kinect体感器对人体进行三维扫描,采集深度、RGB等数据,然后通过三维建模将其生成3D图像,并将其保存。将其传输到3D打印机中,打印出3D照片。本文将对其设计理念,工作原理,软件的编写进行论述。本方案具有低成本、高效率的优点。

“兴趣·基础·能力·素养”互促互进的信息类专业应用型人才培养探索与实践

为提升信息类专业应用型人才的学习兴趣,夯实专业基础,培养专业核心能力,提高科学素养,从教育理念、培养方案、课程体系、教学方法、校园文化等方面进行探索与实践,构建"兴趣·基础·能力·素养"互促互进的教学体系,开展"双研、双团"建设工程、优质教学工程和协同育人工程,实现"竞赛激发学习兴趣,学习培养创新能力,创新提高竞赛成绩"的教学与学科竞赛的良性互动,打造定"向"在行业、定"性"在应用、定"点"在实践的应用型人才培养途径,在人才培养、学科竞赛、科创活动、科教研究等方面取得了较好的成效。

基于MSR的水下图像增强算法研究

针对在水下环境中,由于水体对光的吸收和光的散射,以及深海图像由于人工光源光线不均匀,使得水下图像存在颜色失真、图像模糊及曝光不足等问题。根据先消除图像模糊后颜色校正的思路,本文提出了一种多尺度Retinex算法和基于颜色通道直方图量化的颜色校正算法相结合的水下图像处理新算法,该方法采用了基于中心环绕的多尺度Retinex算法(Multi-Scale Retinex, MSR)。并采用基于颜色通道直方图量化的颜色校正算法调整图像,以改善水下图像对比度低、颜色衰减、整体模糊、细节不清晰等问题。实验结果表明,论文提出的方法有效地降低了色彩失真的影响,又较好地突出了图像细节,使水下彩色图像具有更好的视觉效果。

一种波浪能振荡浮子转换方式的研究

提出了一种阵列式同步带传动波浪能振荡浮子转换方式发电装置,研制内容包括:将齿条传动改为同步带传动;对单个振荡浮子采用2套同步带和2个超越离合器组合,实现振荡浮子上下运行双向做功;设计了振荡浮子导向机构;采用桁架结构将8个水槽8个振荡浮子组成的8套能量转换装置连接成为一个整体;通过8个动力输出轴的串联,将动力叠加传递给一个发电机;将能量输出点采用逐级加载方式,串联叠加输出功率;对理论设计运行特性与实测运行特性进行比较分析;对该波浪能转换装置运行进行考核;结果证明由多个水槽组成的造波装置可行,用同步带传动振荡浮子波浪能转换装置可行。通过机械串联将多个独立能量转换装置输出动力合成发电,增加了动力平稳性;该项研究为进一步进行实海况振荡浮子波浪能发电提供了相关数据、参考实物和宝贵的经验。

基于Sisco Packet Tracer实现网络课程的实验教学

分析了目前高校网络实验教学现状和VLAN技术工作原理,借助Packet Tracer软件分别模拟了SVI技术和单臂路由技术实现跨VLAN间通信的详细配置的方法和步骤。教学效果证明了,该方法丰富了教学手段、提高了教学效果、节约了实验室建设成本。

基于改进自适应GACV的水下图像分割算法研究

论文针对水下彩色图像对比度低、模糊、偏色等退化问题,研究了几何活动轮廓模型(GACM)的基本理论,结合水下图像的特点,对自适应的GACV图像分割算法进行了改进,尝试设计新的权值函数,并对模型的数值实现方法进行了改进,建立了基于改进的自适应GACV图像分割算法的水下图像分割的数学模型,并对水下图像进行仿真。仿真结果表明,该算法对具有对比度低、图像模糊特点的水下图像实现了完全分割,尤其是水下模糊图像分割效果较好,为水下图像分割研究提供了参考。

在线水质监测系统设计与实现

本文阐述了基于云平台的在线水质监测系统设计与实现,研究主要集中在监测浮台设计和云平台的数据模板搭建与终端到云平台之间信息传输的实施。利用现有的云平台搭建了个性化需求的水质监测系统,使用串口模拟与串口调试软件来模拟云平台与水质监测终端之间的数据传输,并以数据可视化的方式直观展示水体数据。针对水质监测方面需求的云平台系统,通过现场检测和实时在线监测相结合,配合信息化系统和应用终端,帮助环保系统集成商或有关部门及时、准确地掌握水质信息,为预警预报重大流域性水质污染事故,监管污染物排放,以及监督总量控制制度落实等提供帮助。

静电植绒法制备石墨微鳞片高导热界面材料

为了制备高导热、低热阻的大面积导热界面材料,使用静电植绒法在高电压静电场下垂直取向石墨微鳞片,取向后的石墨微鳞片阵列在平面方向上呈现无规且紧凑的结构。通过微粉灌注法向石墨微鳞片中填充高密度聚乙烯(HDPE)或聚氨酯微粉,或者通过液态刮涂法填充低黏度硅橡胶前驱体,加热固化后,形成大面积高导热界面材料。导热性能测试结果表明:石墨微鳞片阵列(粒径1 000μm)与柔性聚氨酯微粉复合形成的导热膜在68.95 kPa和689.5 kPa的压力下测得的垂直方向导热率分别为4.3 W/(m·K)和8.7 W/(m·K);与柔性硅橡胶复合形成的导热膜在68.95 kPa和344.75 kPa的压力下测得的垂直方向导热率分别为2.0 W/(m·K)和4.1 W/(m·K);与硬质HDPE微粉复合形成的导热膜由于表面过于粗糙和坚硬,无法测得可靠的导热率。实际散热效果显示,柔性硅橡胶导热膜与石墨纸贴合的散热结构能够将热聚集点的热量快速传递到石墨纸表面,并通过石墨纸层均匀散开。