基于遗传算法的芦苇笋采收机模糊PID控制策略研究

芦苇笋采收机在工作时需人工实时操纵输出电压来适应负载力矩的变化,为提高采收效率和降低操作难度,提出了一种基于遗传算法的模糊控制PID算法以实现芦苇笋采摘装置同步带转速的智能控制。通过分析芦苇笋采摘装置的工作原理,建立了控制电压和负载力矩输入和液压马达输出轴角速度输出的状态方程数学模型;利用MATLAB/Simulink软件设计通过遗传算法优化隶属度函数和模糊规则的Mamdani模糊PID控制器,对液压马达的状态方程进行仿真。结果表明:采用遗传算法优化的模糊PID控制器相较于普通PID控制器和模糊控制器能够对输入信号更迅速地做出响应,且上升过程平稳无超调,有较强的抗干扰能力,鲁棒性较强,满足对芦苇笋采收机工作过程的简化操作和提高效率的控制要求。

基于注意力与自适应特征融合机制的小目标检测

随着无人机平台的发展,航拍小目标检测成为当下研究热点。为了更有效地解决航拍小目标检测存在的漏检、错检以及重复检测等问题,提出了一种基于注意力与自适应特征融合机制的小目标检测算法ST-YOLOX(small target-YOLOX)。本算法在CSPDarknet中融合了全局注意力模块(GC)以及可变形卷积(DC),增强主干网络对小目标特征的提取能力;采用四尺度自适应空间特征融合金字塔,抑制不同尺度之间的不一致信息,提升小目标特征表达的准确性;优化损失函数以及标签分配策略,提高算法检测精度。实验表明:ST-YOLOX在VisDrone-DET 2019数据集中的平均检测精度(mAP)为21.83%,比YOLOX-s模型提升了3.78%,比PPYOLOE-s模型提升了2.99%,比YOLOv5-s模型提升了6.21%。航拍结果证明,本文算法的小目标检测准确率得到显著提高。

架空输电线路无人机自适应拍摄算法研究

考虑架空输电线路无人机不同拍摄背景、光照、拍摄距离等典型环境工况条件,研究典型工况下的无人机现场环境自适应拍摄算法,实现无人机巡检影像的高质量采集,降低巡检影像人工智能识别的技术难度.

基于改进人工蜂群算法的地面作战武器-目标分配

为了提高地面分队火力分配的科学性,构建基于打击效益的地面作战武器目标分配(WTA)模型,针对战场上打击的收益和代价,制定合理的优化函数。通过对目标的威胁评估,判定打击的迫切性和必要性;通过对目标的战场价值判断,计算毁伤价值收益;通过目标对武器的毁伤概率,预估我方武器的损失;通过分析敌我兵力对比和弹药储备情况,量化弹药的价值;通过分析敌我双方的战术意图,衡量打击的必要性和战术意图暴露的代价。针对WTA模型求解问题,提出一种改进人工蜂群算法,以提高算法的搜索方向性和迭代后期跳出局部最优能力,同时采用基于武器目标组合库的种群初始化策略,提高了算法初期种群质量。仿真算例表明了所提模型的科学性以及新算法在收敛速度、收敛精度和鲁棒性方面的优势。

篮球投篮机器人运行轨迹跟踪方法研究

由于当前已有方法未能对运动目标进行检测,导致机器人运行轨迹跟踪结果不准确。基于此,提出一种篮球投篮机器人运行轨迹跟踪方法,分析篮球投篮机器人的基本运动特性,组建全向机器人运动学模型。对篮球的投篮特性进行分析,采用改进的帧差背景建模方法对运动目标进行检测。同时通过动力性和模型,加入滑膜控制算法,利用自适应模糊控制对滑膜增益值进行在线调整,最终实现篮球投篮机器人运行轨迹跟踪。仿真实验结果表明,所提方法可获取高精度的机器人运行轨迹跟踪结果。

高马赫数飞行器准平衡飞行段弹道优化方法

针对类HTV飞行器准平衡飞行段弹道优化问题,提出一种基于改进直接打靶法和自适应遗传算法的混合优化方案。首先在控制约束范围内构造控制量数据集,将控制量初末时刻值和终端时刻纳入优化设计变量,利用改进直接打靶法使以最远航程为目标函数,满足控制约束、过程约束(动压、过载、热流率及禁飞区等)、终端约束的动态最优控制问题参数化为非线性规划问题。在此基础上借助自适应遗传算法对控制量参数进行全局寻优,通过三次样条插值对控制量-时间历程平滑处理,利用四阶龙格库塔法进行数值积分,以此得到符合条件的理想弹道。经仿真验证,提出的弹道优化算法相较于原算法(直接打靶法-遗传算法)收敛速度更快,性能指标更优,降低了对初值的敏感程度,具备一定的鲁棒性,能够实现规避多禁飞区,搜索到满足约束条件且保证航程最远的理想轨迹。

基于SIFT图像匹配算法的桥梁变形室内试验研究

全景拍摄图像处理在桥梁变形监测中受透视效应影响较大,故提出了旋转拍摄拼接方法。为研究其精度,制备了钢筋混凝土梁模型,通过四点弯曲试验模拟桥梁变形状态。数据采集方式包括百分表测量、全景拍摄和旋转拍摄。通过SIFT算法实现相邻图像匹配拼接工作,对两种方法测量结果进行对比分析。室内试验研究结果表明,旋转拍摄在变形测量上具有更高的精度,利用SIFT函数进行特征点提取及匹配,可以得到连续图像的高精度拼接效果图。本研究为旋转图像拍摄方法实时监测桥梁变形提供了实验依据。

基于蚁群算法的篮球远距离投篮最佳轨迹提取方法

常规方法提取的篮球投篮目标轨迹特征不完整,仅提取颜色特征而忽略方向梯度直方图特征的匹配,导致提取轨迹与实测轨迹拟合度较低.为此,提出基于蚁群算法的篮球远距离投篮最佳轨迹提取方法.采集运动员远距离投篮运动图像序列,利用蚁群算法分割目标像素和背景像素;提取分割图像篮球特征,包括颜色特征、方向梯度直方图特征;匹配同一视场多帧图像特征点的极值点,提取分割图像篮球像素区域,通过像素坐标计算篮球三维空间坐标,利用线性插值理论填充两个空间点之间遗漏的篮球位置,构成一条完整的投篮轨迹,选取命中率最高的投篮轨迹作为最佳轨迹.实验中令运动员在固定位置进行远距离投篮,采用设计方法和常规方法分别提取篮球最佳运动轨迹,结果表明,设计方法提高了提取轨迹与实测轨迹的拟合度,最佳轨迹提取结果更加精确可靠.

基于大数据分析算法的无人机拍摄速率自动校准研究

无人机在实际飞行时存在不同数值大小的行驶方位角,方位角影响速率变换过程,导致重复校准多组速率参数。针对该问题,本文研究了基于大数据分析算法的无人机拍摄速率自动校准过程。利用大数据分析算法处理无人机输出指标参数,综合矢量区间内的相位数值差,将速率频率处理为数值方差的形式,平衡拍摄速率偏差,采用点拓展函数生成一个速率的二维分布,构建为圆阵形式的校准过程。搭建无人机拍摄测试平台,大数据量测拍摄速率参数矢量,应用基于自适应阵列的自动校准方法、基于固有频率的自动校准方法,以及所设计的自由校准方法进行测试。测试结果表明:所设计的自动校准方法重复校准的速率参数最少,校准效果最佳。

基于微粒群算法的中制导弹道优化设计

为使拦截武器有效拦截目标,将直接多重打靶算法与微粒群算法相结合,设计了一种基于微粒群算法的中制导弹道优化算法。该算法借鉴直接多重打靶算法基本思想,将状态空间与参数空间分别进行分解与分段,并在此基础上结合中制导末端条件构建性能指标函数,将弹道优化问题转化为多目标优化问题;基于对指标函数之间依赖性的分析,在求解过程中将多目标优化分解为参数层和指标层优化两部分,采用微粒群算法对其进行分层优化求解。仿真研究表明,该优化算法能够对弹道进行有效优化。

基于动态基准圆的机器人足球射门算法研究

为提高足球机器人的射门成功率,在分析了几种射门算法存在不足之处的基础上,引入动态基准圆的概念,提出了一种运动轨迹采用近似阿基米德螺线的射门算法.仿真结果表明,该算法在球静态和动态两种情况下均能缩短射门机器人的运动路径,增大击球的冲量,提高射门成功率.

碰摩转子轴承系统的非线性动力响应行为

根据碰摩转子轴承系统的非线性动力学方程,利用求解非线性动力系统周期解的延拓打靶算法,研究了转子偏心、碰摩间隙等参数对系统动力学行为的影响,发现当转子的偏心量较小时,系统同频周期运动以Hopf分岔形式失稳,而偏心量较大时以倍周期分岔形式失稳·系统转定子的碰摩影响了油膜涡动的产生,使系统周期运动的失稳转速提高·为转子轴承系统故障诊断、振动控制及稳定运行提供了理论参考·

水电仿真系统中故障处理的规则引擎实现

传统水电仿真系统的故障处理程序中充斥着大量的因果逻辑,程序内部关系复杂,较难维护和修改.基于上述情况,提出了将规则引擎技术引入水电仿真系统的故障处理中,利用Drools开源规则引擎技术,将水电仿真系统故障设置程序按规则引擎形式改写,简化了故障设置程序的逻辑结构.通过对教练员系统及学员培训系统的故障处理相关模块进行的一系列测试表明,与丰满水电仿真系统1.0版本相比,加入了规则引擎技术的仿真系统2.0版本的故障执行时间与代码量均得到减少,代码易于专业技术人员维护,节省了开发成本.

驻波型热声发动机的数值模拟

通过对驻波发动机热声边界条件的分析 ,给出了一种用“打靶法”进行迭代运算的循环模式 ,从而避开繁重的矩阵运算 ,计算效率得到有效地提高。最后以一个实例证明本方法计算结果与实验吻合较好。

基于动态碰撞时间预测的机器人区域射门算法

为提高机器人足球比赛中射门成功率,提出一种基于动态碰撞时间预测的区域射门算法。该算法根据实时预测的射门机器人与球发生碰撞的时间计算、调整机器人左右轮速,实现了机器人走曲线和走直线的平滑过渡。实验仿真结果表明,该方法在快速动态环境下的射门成功率明显提高。

敏捷性管理系统优化设计

为了充分发挥战斗机敏捷性管理系统增强飞机作战能力的作用 ,利用最优控制的研究成果——直接多重打靶法 ,在通过仅假设出节点处的控制变量值以改进原算法之后 ,对敏捷性管理系统进行了优化设计。结果表明 ,因所对应的非线性规划问题维数降低很多 ,改进算法能更快、更有效地求解一类受约束最优控制问题 ;通过最优设计 ,使得敏捷性管理系统在确保满足各种约束条件的前提下 ,飞机的转弯时间缩短了近 2 0 %

基于打靶和遗传算法模拟多阶级联拉曼光纤激光器

直接采用打靶算法数值求解表征光纤中受激拉曼散射效应的非线性耦合方程组对多阶段联拉曼光纤激光器的输出特性进行仿真,任意设置的各阶Stokes光功率初始值会导致计算过程不收敛。本文提出首先采用遗传算法对各阶的Stokes光功率初值进行优化筛选,解决了各阶Stokes光功率初值选择的收敛性问题,然后利用四阶龙格-库塔及打靶算法进行数值求解,结果表明该方法非常有效。在此基础上,对六阶掺锗级联拉曼光纤激光器进行了数值模拟,并比较分析了光纤长度、输出耦合器反射率、泵浦功率等因素对六阶级联拉曼光纤激光器输出特性的影响。

助推-滑翔导弹跳跃弹道优化技术

满足约束条件下的弹道优化技术能有效提高助推-滑翔导弹的生存能力和毁伤能力。在充分消化吸收现有弹道优化方法的基础上,提出了一种直接打靶法与序列二次规划相结合的弹道优化思路,具体设计了按时间进行离散化、按距离进行离散化和函数逼近3种方案,并通过全弹道仿真对所设计方案进行了对比研究,验证了设计方法的有效性。

基于Android平台手机游戏引擎的设计与实现

在研究Android手机游戏引擎基本原理和相关人工智能技术的基础上,设计实现了一个Android手机游戏引擎;并对该游戏引擎的整体框架及各子系统的功能及实现方案进行了详细地介绍。特别地,对人工智能模块中基于Boltzmann行动选择策略的优化遗传算法进行了重点阐述。利用该游戏引擎实现了一个飞机射击类游戏,开发过程和游戏效果表明,该游戏引擎有效增加了非玩家角色的智能性,提高了开发的效率并且降低了游戏开发难度。

一种改进的足球机器人射门算法

提出一种改进的射门算法。通过路径规划,使得机器人沿着平滑的轨迹将位姿调整到射门状态,然后,根据位姿变化最小的原则,从对方门线的坐标点中选择射门目标点,以圆弧路径完成射门过程。试验表明,算法可以提高射门成功率。