多约束条件下四旋翼机动轨迹跟踪一体化控制方法

四旋翼无人机高动态飞行需求的增加使其成为一个越来越热门的研究主题。针对四旋翼执行废墟裂缝和树林缝隙穿越任务时的大机动轨迹状态跟踪控制问题,提出基于模型预测控制的一体化控制方法,包含多约束条件下的高机动轨迹规划和多参考状态量的一体化跟踪控制,并通过飞行试验验证了所提方法相比前馈PID控制方法在跟踪规划的高机动轨迹时的优越性能。在飞行试验中,四旋翼成功穿越了60°滚转角的窄框,其实际滚转角达到60°大角度的同时,z轴误差仅为0.065 m。

基于动态视觉传感器的无人机目标检测与避障

针对无人机在动态环境中感知动态目标与躲避高速动态障碍物,提出了基于动态视觉传感器的目标检测与避障算法。设计了滤波方法和运动补偿算法,滤除事件流中背景噪声、热点噪声及由相机自身运动产生的冗余事件;设计了一种融合事件图像和RGB图像的动态目标融合检测算法,保证检测的可靠性。根据检测结果对目标运动轨迹进行估计,结合障碍物运动特点和无人机动力学约束改进速度障碍法躲避动态障碍物。大量仿真试验、手持试验及飞行试验验证了所提算法的可行性。

麻雀搜索算法优化的RF-BILSTM短期电力负荷预测

电力负荷的准确预测是电网安全运行以及社会正常生产的重要保障,但负荷数据因自身的非线性以及众多影响因素的不确定性大大降低预测精度的准确性,因此,为了提高短期电力负荷的预测精度,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林(RF)-双向长短期记忆神经网络(BILSTM)的预测模型。首先,针对电力负荷数据特征构造等问题,对数据进行量化以及标准化预处理操作,便于后续模型的输入。其次,利用RF算法对电力负荷的众多影响因素进行重要性排序,保留重要因素并将其与历史负荷数据进一步结合,从而构成神经网络的最终输入。最后,采用SSA算法对BILSTM模型的部分超参数进行优化选取,解决人工选取困难的问题。通过与其他模型对比,验证了该模型具有较高的预测精度。

股骨颈前倾角测量评估:如何建立统一的方法和标准

背景:股骨颈前倾角在人工全髋关节置换及先天性髋关节脱位等临床实践中多有应用,精确地评估股骨颈前倾角对于病情评估、选择治疗方案以及预后评估等方面起着至关重要的作用。股骨颈前倾角的评估方法有很多种,包括临床查体、实体测量、放射成像、CT、磁共振成像、超声、3D打印模型测量(模型法)、术中克氏针测量、C型臂、自制仪器测量以及计算机辅助设计和医学图像处理技术等。目的:通过阐述以上测量方法及不同方法之间的差异,试图寻求一种统一的方法和标准对股骨颈前倾角进行评估。方法:以“股骨颈前倾角,测量,评估,方法”为检索词检索中国知网、万方数据库,以“femoral neck anteversion”为检索词检索Pub Med数据库,检索关于股骨颈前倾角测量评估方法的文献。排除与研究目的无关和重复文献,纳入符合标准的43篇文章进行综述。结果与结论:目前股骨颈前倾角的测量方法主要集中在影像学检查领域,影像学检查方法中又以CT检查方法研究较多。CT相对于其他测量方法具有多种优势。同时,3D打印技术及人工智能技术均需要CT图像数据的支持。对未来股骨颈前倾角测量评估方法的统一,CT将占有重要的地位。

SAN分子质量调控及包裹PTFE抗滴落剂的性能研究

影响苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)乳液聚合分子质量的主要因素有反应温度、乳化剂、链转移剂、水油比以及引发剂的浓度和加入方式等。着重研究了聚合反应时间、引发剂浓度、乳化剂和链转移剂对SAN的分子质量及包裹聚四氟乙烯(PTFE)抗滴落剂的影响。通过黏度法测定不同条件下SAN的分子质量,结果表明,随着聚合反应时间的增加,SAN的分子质量逐渐增大,聚合反应6h后达到极大值。增加引发剂过硫酸铵的浓度可以减小SAN的分子质量。此外,随着与阴离子乳化剂复配的阳离子乳化剂投入量的增加,SAN的分子质量逐渐增大。链转移剂的加入以及加入方式不同均会对SAN的分子质量产生影响,在75℃聚合3h后加入醇类链转移剂,SAN的分子质量大大降低,而随着单体一起加入时,分子质量较大,但分子质量分布较窄。使用低分子质量SAN包裹的PTFE抗滴落剂表现出优异的抗滴落性能,其抗滴落性能可达到V-1级别。

基于做学教合一模式下《机械基础》活力高效课堂的实践探讨

中职的《机械基础》教学是非常具有实践性和理论性的,不仅可以夯实学生的学习基础,还可以培养学生养成良好的学习习惯,提升学生的实践能力。做学教合一是职业教育课程改革中实施课堂教学的根本方法。在几年的教学实践中,认为教学《机械基础》,应该将做学教合一的思想体现其中,在打造活力高效课堂教学中应关注四个方面:重视学生机械基础学习兴趣的激发、在导学案的编制中加入探究的内容、充满活力和高效课堂的构建、拍摄微课视频促进做学教合一模式的落地生根。

时空约束条件下多旋翼机动轨迹优化方法

多旋翼飞行器常应用于震后搜救、地质勘探等复杂多变的场景中,考虑到其续航能力及环境特点,优化多旋翼的飞行轨迹以更好更快地完成任务已成为关键问题之一。为此,设定多旋翼穿越室内斜缝的任务场景,提出了一种基于抛物原理和庞特里亚金极小值原理的多约束条件下轨迹优化方法。模仿将东西抛过窄窗的过程,从分析斜缝角度出发,设计一条抛物线轨迹,引导飞行器借助惯性越过斜缝,对于抛掷飞机所需的初始状态,利用庞特里亚金极小值原理设计状态转换轨迹实现。在MATLAB中搭建3D模型验证穿越效果,试验显示,多旋翼最大能穿越竖直方向63°倾斜或水平方向32°倾斜的斜缝。

基于深度强化学习的无人机着陆轨迹跟踪控制

本文针对固定翼无人机自主着陆控制问题,提出了基于深度强化学习(DRL)的无人机着陆轨迹跟踪控制方法。首先,搭建了小型固定翼无人机Ultra Stick 25E的仿真模型,设计了满足过程和终端约束的着陆参考轨迹。其次,提出了基于深度确定性策略梯度(DDPG)的无人机一体化控制框架,设计了考虑跟踪误差和轨迹平稳性的奖励函数。最后,通过离线训练,得到了轨迹跟踪一体化控制器。仿真试验结果表明,本文提出的方法比传统PID控制方法精度更高。

从系统工程视角看无人机自主控制系统

提升无人机的自主控制能力可有效提高无人机在复杂对抗环境下的作战性能。系统工程是指导复杂系统研制的有效手段,采用系统的思维方法,关注系统的整体效能优化实现。系统工程覆盖复杂工程型号生命周期的全流程活动,包括概念论证、工程开发、生产制造、使用服役、综合保障以及系统退出等过程,能够为系统开发中各工程技术的应用,跨专业工程合作以及项目管理建立切实的技术路径。无人机外部应用背景环境与内部体系结构相互交联,是一个典型的“系统之系统”(System of Systems)。无人机自主控制系统是跨域、跨平台的复杂“系统之系统”。本文从系统复杂性出发,介绍了无人机系统组成、自主控制系统以及无人机自主能力等级,以期为无人机自主控制技术的发展提供参考和借鉴。

A Grey Wolf Optimization-Based Tilt Tri-rotor UAV Altitude Control in Transition Mode

To solve the problem of altitude control of a tilt tri-rotor unmanned aerial vehicle(UAV)in the transition mode,this study presents a grey wolf optimization(GWO)based neural network adaptive control scheme for a tilt trirotor UAV in the transition mode.Firstly,the nonlinear model of the tilt tri-rotor UAV is established.Secondly,the tilt tri-rotor UAV altitude controller and attitude controller are designed by a neural network adaptive control method,and the GWO algorithm is adopted to optimize the parameters of the neural network and the controllers.Thirdly,two altitude control strategies are designed in the transition mode.Finally,comparative simulations are carried out to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed control scheme.

一锅法合成芳硒基苯酚化合物

含硒有机化合物具有多样的生物活性及药用价值。报道了以苯酚、碘苯和单质硒为起始原料,在铜盐催化下制得芳硒基苯酚化合物。该方法操作简单,反应条件温和,为合成有机硒化合物提供了一条新途径。

改性PTFE混合乳液协同凝聚工艺的研究

影响改性聚四氟乙烯混合乳液(PTFE/PSAN)协同凝聚的主要因素包括温度、搅拌速率以及凝聚剂的种类、浓度和价态等。着重研究了不同浓度的硫酸(H_(2)SO_(4))和不同价态的金属阳离子对含氟聚合物乳液凝聚和凝聚颗粒尺寸的影响。通过对比协同凝聚过程结束后乳液凝聚率以及凝聚粒子的扫描电镜(SEM)图片,发现浓H_(2)SO_(4)浓度过低时乳液无法破乳;当w(H_(2)SO_(4))达到4%时,乳液能破乳,但破乳不完全;随着H_(2)SO_(4)浓度提高,乳液凝聚率随之升高,破乳更完全,凝聚粒子的直径也随之减小。在H_(2)SO_(4)浓度保持不变的条件下,加入相同浓度不同价态的金属阳离子,金属阳离子的价态越高,乳液凝聚率越高,且凝聚粒子的直径也随之增大。

含氟聚合物抗滴落剂研究进展

含氟聚合物抗滴落剂是防火抗滴落材料的重要组成部分,可有效阻绝材料二次引燃。介绍了含氟聚合物抗滴落剂的技术原理、工艺优化以及应用,着重介绍了目前主流的含氟聚合物抗滴落剂的几种不同制备方法。其中对聚四氟乙烯(PTFE)颗粒进行表面改性,不仅能使抗滴落剂产品在基底材料中具有较好的相容性和成丝性,而且可以根据产品本身的特点对防火抗滴落材料进行优化。所以,选择合适的含氟聚合物抗滴落剂制备工艺可以大幅度提高其产品的防火性能。

基于光纤端面双光子聚合微柱的丙酮气体传感器

随着社会经济水平的不断提高,糖尿病患者的数量和比例正在迅速增加。目前糖尿病人的血糖浓度监测都是通过血糖仪实现,这种有创的方法不仅繁琐,还会给病人造成负担和痛苦,不适合作为糖尿病患者血糖浓度的长期监测手段。呼吸气体中的丙酮浓度可以反映人体的血糖浓度,因此,可以用无创的方式,通过测量呼吸气体中丙酮的浓度来达到对糖尿病人血糖浓度监测的目的。通过飞秒激光诱导的双光子聚合技术,在单模光纤端面制备了聚合物微柱,设计了一种用于丙酮气体浓度检测的新型光纤传感器。当构成微柱的聚合物材料吸收丙酮气体后,由微柱结构与光纤端面构成的法布里-珀罗干涉仪的反射光谱会发生相应的漂移。传感器对丙酮气体浓度的检测范围为1×10^(-9)~1×10^(-3),检测下限达到1×10^(-9),传感器具备对呼吸气体中低浓度丙酮气体检测的能力。该传感器具有高灵敏度、高集成度、简单易用等特点,有望通过无创的呼吸检测方式,成为糖尿病人血糖浓度检测的新手段。