全方位机器人的重心位置预测与轨迹跟踪控制

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法.首先,建立考虑重心偏移的动力学模型并基于LSTM神经网络训练构建其对比模型;其次,基于模型对比法实时估计重心偏移参数,再基于张神经网络(ZNN)对估计的重心偏移参数进行预测以减小估计过程引起的滞后;最后,基于非线性动态反馈解耦法设计数值加速度控制算法,且基于离散系统极点配置法分析了系统的稳定性.仿真结果验证了所提方法相对于数值加速度控制器与自适应控制器因能在线预测重心偏移参数完成高精度动态解耦实现控制精度的提高.实际实验中,所提控制算法相比数值加速度控制及模型预测控制,其跟踪精度明显提高,这表明所提控制算法可显著减小重心偏移对跟踪控制精度的影响.

斜拉桥与引桥地震碰撞影响因素研究

针对目前对大跨度斜拉桥抗震性能的研究多只以主桥为分析对象,而对斜拉桥与引桥之间碰撞问题的研究相对较少这一现象,以某九江大桥为例建立了斜拉桥与引桥之间的碰撞分析模型,分别对场地类型、斜拉桥重心高度和引桥结构形式等影响斜拉桥主桥与引桥之间碰撞效应的主要因素进行的系统分析,得到了一些有意义的结论,可为类似工程的抗震设计提供参考。

货车装载工况对车辆通过小半径曲线时的垂向平稳性影响

将货物、车体和摇枕作为1个系统,基于弹簧悬挂装置垂向受力的变化,提出货车垂向平稳性评价指标。运用建立的货车在曲线上运行时的垂向平稳性模型,以C64k敞车为例,研究4种典型装载工况下重车重心高、货物重心横向和纵向偏移量与货车通过小半径曲线时垂向平稳性的关系。研究表明:用作用在每个弹簧悬挂装置的垂向载荷变化判定货车运行的垂向平稳性,可更直观描述货车装载工况对车辆垂向平稳性的影响;对货车的垂向平稳性影响以货物重心的纵向偏移量最大,而重车重心高度的影响最小;计算结果为确定合理的重车重心高度以及货物重心横、纵向偏移量的限制值提供了科学依据。

静电悬浮加速度计在轨质心位置的最小二乘估计

本文使用国内首次搭载飞行的静电悬浮加速度计在轨数据与卫星姿态数据,对加速度计与卫星质心的相对位置进行了估计测量.文中分析得到,在卫星姿态机动时,加速度计的输入加速度主要来自于离心加速度及角加速度引入的线加速度.结合卫星姿态机动时陀螺仪的测量数据,使用最小二乘法对加速度计质心位置的三个分量进行了联合估计.结果表明:质心位置的估计精度达到约6 mm水平,主要受限于卫星平台条件和加速度计测量精度限制.利用本文方法对未来重力卫星任务进行了分析,若使用精度为1×10^(-10)m·s^(-2)加速度计以及2角秒分辨率的星敏感器,可将质心位置估计精度提高至4.6×10^(-6)m水平.

基于脱轨系数安全标准的重车重心限制高度

引起车辆脱轨的原因主要有车轮的垂直载荷减小和轮轨间的侧向力增大2种。依据对车轮脱轨临界状态的受力分析,建立轮对脱轨的数学模型,推导出横向力作用下脱轨系数的计算公式。以C64K型敞车为例,分析横向力大小与其作用点高度之间的关系,得出车辆在直线和曲线上脱轨的最不利横向力组合。基于最不利横向力组合,为保证车辆运行安全,按照脱轨系数不得超过1.2的标准,分别计算分析C64K型敞车在4种最不利装载工况、3种最不利运行工况下的脱轨系数与重车重心高度的关系。由计算结果可以确定重车重心限制高度为2 207 mm,比现行的重车重心限制高度增加207 mm。

Spar式风力机平台设计及水动力影响因素研究

针对NREL5MW风力机设计Spar式风力机平台并采用频域分析方法对该平台的水动力性能进行分析,研究纵荡板、平台工作水深以及重心高度对其水动力性能的影响。研究表明,垂荡板可将Spar平台的垂荡响应峰值降低至无垂荡板时峰值的1/3。当水深大于设计吃水的4倍时,水深对垂荡运动影响很小,这说明Spar风力机平台适合工作在水深大于4倍平台设计吃水的海域。当加压载后,平台重心低于设计重心的距离在0!0.8倍的设计重浮心距离范围内时,Spar风力机平台实际重心位置的偏离对平台的水动力性能影响较小。分析结果将为海上浮式风力机支撑平台的设计以及水动力性能研究提供参考。

影响大采高综采支架稳定性的试验研究

在自制的支架试验台上进行了支架在多因素条件下的横向倾倒与滑移试验。结果表明 ,倾角、采高、重心高度、移架顺序等对支架横向倾倒和滑移都有明显影响 ,并给出了影响程度排序 ;

1835—2017年广州主城区建筑高度的结构及其演变

根据数据源的特点,采取不同的技术路线,分别解译恢复了1835—2017年6个时期大比例尺广州主城区的用地类型和建筑高度。围绕建筑高度空间分异、高度重心迁移和建筑高度的抬升,分析1835年以来广州主城区建筑高度的演变。研究表明:①1835—1907年属于王权主导下的围城结构,高度4~5 m,中心与外围差异不大。②1928年以来建筑高度的演变具有现代城市的特点。尽管主城区的范围、几何中心与各个时代城市CBD中心发生了大的迁移,但1928—2017年高度呈圈层向外递减,且能持续强化。③1990年起,用地功能类型对应的建筑高度开始出现差异化,从而丰富了城市建筑组合类型。④建筑重心高度沿珠江北岸在向东迁移的过程中,1928—1960年抬升小,平面扩展突出;但随后的1990—2017年2个时代表现出垂直方向的强烈抬升,主城区由低层、多层建筑进入到现代高层建筑的阶段。主城区建筑高度的结构与演变依赖于“依山傍水”平原型城市的地理格局、城市规划以及市场力量3方面的共同作用。

基于无迹卡尔曼滤波的车辆重心高度在线估计

重型货车的载重变化会引起重心高度发生明显漂移,而准确、及时地获取车辆重心高度,对于车辆主动安全系统至关重要.文中基于无迹卡尔曼滤波方法,结合车辆三自由度动力学模型,通过传感器采集车速、前后轮速等,实现对车辆重心高度的在线估计.通过TruckSim与MATLAB/Simulink的联合仿真实验表明,车辆重心高度的估计结果能在较短时间内逼近真实值,且稳态平均误差控制在12%以内,对车辆主动安全控制具有重要意义.

基于动态制动模型的汽车重心测量方法

重心高度是影响汽车操纵稳定性、平顺性和安全性的重要指标.重心高度过大可能引起严重的交通事故.为此,文中提出了一种基于动态制动模型的汽车重心动态测量方法,该方法利用平板式检测台,根据测得的轴重和制动力来估算汽车重心;建立了汽车重心位置动态检测系统,并利用实车实验对文中方法进行,发现该方法的检测值更接近汽车行驶的实际值;采用该方法对3辆不同车型的汽车重心高度进行测量,结果表明,该方法具有较高的测量精度和效率,适用于任何车型的重心测量.

薄壁伞形钢筋砼结构水塔爆破拆除

介绍了复杂环境下薄壁密配筋混凝土结构的伞形水塔的控制爆破拆除。论述了对该种类型进行爆破拆除的方法,爆破参数,爆破切口高度计算方法,倾倒方向控制,爆破飞石控制及防止倒地后二次飞散物的控制。爆破达到预期效果,其经验可为类似工程提供参考。

结合信号重心与ASDF估计超声窄带信号时延

以ASDF(Average square difference function)作为超声窄带信号时延估计统计量,对其估计性能进行详尽的分析。并针对噪声对ASDF统计量极值的影响,提出结合信号重心检测和ASDF的时延估计方法,对ASDF统计量进行插值以达到分数延迟的估计精度。仿真实验和实际测试表明,该方法完全可以作为超声窄带信号时延统计量。此外,可以有效地避免噪声对ASDF统计量全局极值偏移的影响,并可极大地减少运算量,满足实际应用的要求。

关于重力大地水准面计算精度问题

在众多影响重力大地水准面计算精度的因素中,计算模型误差及地面观测数据误差是其中的两个主要误差源。本文从实用角度出发,详细探讨了重力大地水准面计算公式选择问题;并通过实际数值计算,研究确定了地面观测数据计算精度、密度及覆盖范围等参数指标;最后以180阶次位系数定义地球重力场,对重力大地水准面计算精度进行了实际检验。

海上核应急救援无人方舱稳性研究

针对远海核应急救援需求,研发设计专用于两栖飞机投送的核应急快速响应无人艇(核应急救援方舱)非常必要.研究确定了方舱主尺度及船型参数;计算了正浮、倒浮和横倾90°典型浮态下的静水力特性曲线,并绘制了初稳性随重心高度变化的曲面图谱,确定不同吃水下的极限重心高度;提出了方舱稳性计算基本原理和自扶正计算流程,绘制了满载工况和空载工况下静稳性曲线图谱,并讨论了自扶正性能随重心高度变化规律.通过样条曲线拟合,得到满足自扶正要求的最大重心高度.研究成果可为方舱后续设计提供技术基础和参考.

基于极化干涉互相关矩阵的林高估计方法

基于噪声影响较小的极化干涉数据的互相关矩阵,提出了一种新的林高估计方法.该方法使用互相关矩阵的奇异值分解代替ESPRIT方法中相干矩阵的特征分解,获取森林散射中心的干涉相位信息,再由森林散射中心的干涉相位差估计森林高度.该方法不但能抑制噪声对森林散射中心干涉相位估计的影响,还提高了运算效率.L波段松树林极化干涉仿真数据验证该方法的有效性.

船舶重心高度自动测量系统研究

船舶重心高度是船舶配载系统和稳性安全校核的基础数据，通常根据空船重量重心数据和货物装载情况进行估算，实用上，存在较大的误差。本文对营运船舶重心高度自动测量问题进行探讨，提出船舶自动倾斜试验方案及通过测量船舶横摇周期自动测定船舶重心高度的数学模型，建立船舶重心高度自动测量系统。试验研究表明该系统具有操作简便、数据可靠、不影响船舶航行周期等特点，为船舶货物自动配载和航行时的稳性实时监测提供重要的数据信息。

车辆重心高度对动力学性能的影响

随着我国铁路货物运输向重载化方向发展,车辆重心高度将产生大范围变化。我国铁路技术标准严格限制重车重心高度,当重心超过2000 mm时,车辆要限速运行。在满载条件下,我国铁路现有的罐车实际重心高度普遍接近或高于2000 mm。现以GQ70为例,采用SIMPACK仿真软件建立重车车辆模型,分析在不同运行工况下重心高度对车辆动力学性能的影响。计算结果表明,速度越高,车辆重心高度对动力学性能的影响越大,当车辆重心高度在1800mm到2600 mm范围内变化时,对横向动力学性能及安全性影响较大,对垂向及轮轨动力学影响较小。

基于TruckSim仿真下弯道货车侧滑速度模型研究

对于现今弯道路段速度控制精确性不足,在TruckSim软件中全面考虑了某三轴货车的悬架动刚度特性、车身侧倾角度、轮胎非线性特性,建立了整车动力学、道路场景、驾驶策略及横向载荷转移率(PLTR)模型。通过不同弯道半径、重心高度和车速的交互式仿真实验,将仿真实验数据经三维曲面函数拟合,获得了不同附着系数下车辆转弯安全车速的侧滑数学模型,为弯道车速控制途径的产生提供了参考。研究结果表明:安全速度与重心高度、弯道半径呈现不同程度的相关性;归纳比较侧滑模型与弯道安全速度模型,可知弯道安全车速值偏于安全,并处在通用模型的安全理论值之间;考虑了纵坡对安全车速值的影响,发现在较大半径圆曲线上行驶偏于安全;建立弯道半径为300 m,重心高度为1.8 m的仿真工况,基于PLTR交互模型得出的安全车速值与该模型得到的安全车速值进行对比,计算误差从通用模型的18.4%降低到0.3%。

船舶稳性评价的重心高度等级法研究

提出用细化的重心高度来评价稳性的理论假设,并提出用θ=30°时的有效恢复力矩来求出相当重心高度的概念,对评价稳性作了一些探讨。

不同的空中姿态对摸高成绩的影响

用一维重心板对两名体育系大学生进行了四种不同姿态重心位置的测试 ,结合人体重心上抛运动规律 ,对不同空中姿态下的摸高成绩影响幅度进行了测算 ,结果表明 ,空中姿态对摸高成绩有影响 ;摸高成绩以直腿单手上举为最高 ,而以屈双腿双手上举为最底 ,两者的差值在 30cm左右。姿态对摸高的影响幅度占摸高成绩的 10 %左右 ;在影响幅度上 ,下肢姿态比上肢更重要 ;