基于运动学模型的自动引导车轨迹跟踪控制

为了使自动引导车在行驶过程中更加精确稳定,本文研究其运行轨迹跟踪问题。针对自动引导车的运动学模型,建立位姿状态误差方程,并基于Lyapunov稳定理论,设计出一种简单有效的轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,本文所设计的轨迹跟踪控制器不仅确保系统稳定,同时能够满足自动引导车在不同运行轨迹下的快速纠偏。

机制砂风选中砂粒运动轨迹简化计算模型

随着我国建筑行业对机制砂的需求正在不断增长,以及机制砂行业的持续发展,对于提高砂石粒径级配的要求也在随之提高。机制砂在风选中的运动规律的研究,是机制砂风选设备结构设计与风速设计的基础,对提高风选分级效果具有重要的意义。该文以机制砂风选中砂石骨料运动规律为研究对象,通过理论分析对机制砂颗粒在风选中的运动轨迹进行研究,建立砂石颗粒风选运动数学模型,使用Matlab软件对该模型进行计算。结果表明,砂石颗粒粒径、气流速度、风口高度等因素明显影响最终的风选分级效果。

一种基于无迹卡尔曼滤波和炮弹运动轨迹模型的落/发点外推新算法

炮弹弹道外推算法是决定炮位侦察校射雷达性能的关键因素之一。针对运动轨迹滤波方法、弹道模型误差、参数估计误差等导致的定位精度低的问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波和炮弹运动轨迹模型的落/发点外推新算法。该算法首先选择先进的无迹卡尔曼滤波方法对雷达测得的初始弹道轨迹进行滤波,再基于一种先进的炮弹运动轨迹模型,利用四阶龙格-库塔方程进行外推。仿真实验结果表明,相比于其它2种较为经典的弹道外推算法,该算法定位精度大大提高。

耦合优化蚁群算法与P-Median model的选址模型设计

为节省城建部门对于公共体育设施的投入成本以及提高城市人民生活质量,以运动场所优化选址为例,提出一种新型设施选址模型。该模型主要基于P-Median model(最小化阻抗模型)根据需求点数量从全部候选设施选址中选择设施空间位置,让用户达到离自己最近设施距离成本总和最小的目的,对选址的基本原则和实际情况提出要求,构造目标函数用于优化后蚁群算法求解进行选址工作。优化蚁群算法实现基于Python语言模块,通过改进蚁群原始信息素,提升原有算法的收敛速度,求出目标函数最优解,可以很好地模拟对于运动场所的选址。用二者耦合进行优势互补所设计的选址模型来搜寻研究区蚁群信息素浓度残留最大的栅格像元,从而确定未被已有设施点服务半径覆盖的最佳设施点建立位置。实验结果表明,该新型选址模型相较于最小化阻抗模型与最大化覆盖模型,新增优化设施点使整体服务半径覆盖率分别高出10.42%和6.95%,适合求解较为精确且小规模空间下的选址问题。

外骨骼助行机器人关节运动轨迹研究

外骨骼助行机器人耦合在人体下肢各关节处实现整体协调运动。有效、合理的关节运动轨迹对于外骨骼的辅助运动至关重要。通过对助行机器人结构特征及关节运动角度的分析,采用D-H参数法建立了外骨骼机器人在矢状面内的正向和逆向运动学模型,并通过位姿变换求解出各关节变化量。针对外骨骼助行机器人关节运动进行轨迹规划,利用Matlab Robotics Toolbox中的link函数建立了外骨骼二连杆机构的三维仿真模型,并采用五次多项式插值函数对外骨骼髋关节、膝关节进行了关节轨迹规划。仿真得到关节位移、速度和加速度三个运动轨迹曲线。仿真结果光滑连续,符合外骨骼辅助运动的特征。该研究能够为外骨骼助行机器人的控制设计提供参考。

基于隐马尔可夫模型的运动目标轨迹识别

引入改进的隐马尔可夫模型算法,针对真实场景中运动目标轨迹的复杂程度对各个轨迹模式类建立相应的隐马尔可夫模型,利用训练样本训练模型得到可靠的模型参数;计算测试样本对于各个模型的最大似然概率,选取最大概率值对应的轨迹模式类作为轨迹识别的结果,对两种场景中聚类后的轨迹进行训练与识别。实验结果表明,平均识别率分别达到87.76%和94.19%。

事故车辆三维翻滚运动的轨迹模型

为了再现汽车三维碰撞事故,构建了车辆三维坐标系,根据碰撞冲力矩与反向重力矩的关系,推导了车辆纵向倾覆与横向翻滚的临界条件.利用运动学理论及动能转化关系,构建了地面反力作用下的车辆翻滚轨迹模型.以实际事故为案例,利用基于上述模型开发的事故再现分析系统与PC-Crash软件进行再现分析,并与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.结果表明,模型再现得到的车辆静止位置及姿态与事故现场一致,再现轨迹除小客车左前轮曲率略小于实际残留痕迹外,其余轨迹与现场痕迹一致.

运动目标轨迹的时空数据模型研究

运动目标的轨迹数据是空间信息系统的重要信息源。只有高效地利用运动目标的轨迹数据,才能更好地掌握多维动态变化的空间环境。本文在介绍了运动目标的概念和国内外研究现状之后,重点分析了运动目标的建模、存储、查询、索引及可视化技术并提出相应的解决方案。最终,实现对运动目标全过程的管理和应用。

对侧步马前肢运动轨迹数学模型建立与分析

【目的】对侧步马不同模型和阶次前肢运动轨迹曲线拟合效果进行分析研究,为侧步马性能测定提供参考。【方法】基于马匹运动轨迹曲线的特点,采用Matlab软件中Cftool工具箱分别获取多项式拟合模型、高斯拟合模型和傅里叶拟合模型拟合方程式,并对拟合情况进行比较。【结果】傅里叶三阶和高斯三阶函数模型对侧步马肩关节、腕关节拟合效果极显著优于多项式模型(P<0.01);傅里叶三阶函数模型对侧步马前蹄拟合效果极显著优于高斯和多项式函数模型(P<0.01);傅里叶四阶函数模型对前飞节拟合效果显著优于高斯和多项式函数模型(P<0.01);傅里叶四阶和高斯四阶函数模型对肘关节拟合效果显著优于多项式函数模型(P<0.01)。【结论】肩关节和腕关节最优拟合模型为傅里叶三阶和高斯三阶函数拟合模型;肘关节最优拟合模型为傅里叶四阶和高斯四阶函数模型;前飞节最优拟合模型为傅里叶四阶函数模型;前蹄最优拟合模型为傅里叶三阶函数模型。

小汽车与两轮车碰撞运动轨迹模型构建

应用碰撞动力学理论对小汽车与两轮车碰撞过程进行分析,分别构建了小汽车与两轮车碰撞后各自的运动轨迹模型,并运用自编软件实现车辆碰撞运动轨迹的再现仿真;选取碰撞事故案例,将求解结果与PC-Crash软件再现数据对比分析,结果表明模型可信度较高。

空中目标运动轨迹的数学模型

空中目标运动轨迹的数学建模是空情仿真中的关键,本文分析了目前空中目标运动的航迹及其特点,提出了用三种基本模型来描述空间运动目标的航迹,并给出了对应的数学模型,实践证明该方法在仿真中取得了良好的效果.

水上事故溢油运动轨迹与环境归宿预测模型的研究进展

以事故溢油在水面上的运动轨迹和环境归宿为研究对象,重点对溢油水下分散过程、岸边黏附及受水流冲刷下油膜质量衰减过程、水体悬浮物对石油黏附/吸附量的预测模型研究成果,以及目前日益受到关注的河流溢油模型的研究进展进行归纳总结。对比分析了不同预测模型结构功能差异和适用性问题,为不同环境条件下溢油事故的后预警、后预测提供模型选择依据和技术支持。最后就溢油模型尚存的一些问题及未来发展的方向进行了探讨。

4+2自由度叶片抛磨专用机器人轨迹规划方法研究

砂带抛磨作为复杂曲面叶片精密加工的最后一道工序,其加工质量直接影响叶片的服役性能和寿命。传统6自由度机器人多关节串联具有明显的弱刚性,在末端夹持大型叶片时抗变形能力欠佳。为此,文章自主设计研发了4+2自由度叶片抛磨专用机器人系统,并开展复杂曲面叶片抛磨轨迹规划方法研究。首先基于D-H法建立该机器人运动学模型,进行机器人运动学的正、逆解的求解;其次给出了综合考虑抛磨工具与工件曲率的干涉、刀路轨迹行距和轨迹点密度对残留高度的影响规律的轨迹规划方法,建立了2个单元的协同运动模型保证叶片的加工实现;最后通过叶片抛磨轨迹数控程序验证了所获得的抛磨轨迹的正确性。

基于直插补模型的机器人机械臂运动控制轨迹智能修正研究

针对现有机器人机械臂轨迹修正方法控制精度低、算法过于复杂的不足,提出了基于直线插补模型的轨迹智能修正方法。在笛卡尔空间内构建机械臂的动力学模型,准确描述了末端执行器、关节和连杆的运动变化关系,在偏离轨迹与理想轨迹之间利用长度足够小的直线段进行曲线拟合,纠正末端执行器的轨迹偏差,使拟合后的轨迹接近于理论轨迹。实验结果表明,提出的修正方法最大弓高误差值不超过0.01 mm,算法的复杂度低,机械臂关节的旋转角度和连杆位移的偏差值更小。

绘制船舶碰撞运动轨迹的数学模型探讨

根据船舶碰撞事故调查及事故报告中可获得的环境资料和船舶运动过程资料，对建立适用于绘制船舶碰撞发生前运动轨迹的数学模型作了初步探讨。

基于有限元模型的喷气涡流纺纤维运动轨迹模拟

为模拟喷气涡流纺气流加捻过程中自由端纤维的运动轨迹,针对喷气涡流纺气流加捻过程中自由端纤维柔性体的动力学特点,基于弹性细杆单元建立纤维有限元模型,结合喷气涡流纺气流加捻腔内流场的气压、速度分布特征,确立自由端纤维柔性体有限元动力学微分方程,遵循力学平衡、能量守恒、质量守恒和动量守恒等原理,解析自由端纤维柔性体有限元动力学微分方程的待定系数,数值模拟自由端纤维在加捻腔内高速旋转气流作用下的运动轨迹;利用示踪纤维法对有限元模拟纤维运动轨迹的理论结果进行验证。结果表明,基于弹性细杆单元的有限元模型对于模拟纤维运动轨迹具有一定可行性和有效性。

基于运动轨迹分析的3D唇舌肌肉控制模型

针对可视化语音以及虚拟说话人系统中对唇部和舌部动画的高逼真度要求,提出了一种基于运动轨迹分析的3D唇舌肌肉控制模型。该方法首先根据解剖学原理,建立基于网格和纹理的唇部、舌部模型。然后,根据分析唇部的运动轨迹,将口轮匝肌分解成两部分来联合控制唇部的运动,可以获得各种口型。在舌部的运动模拟中,将它的运动轨迹分解成一些机械运动的组合,通过使用四种肌肉模型来控制这些运动。最终实现了人脸嘴部说话时的各种口型,实现了卷舌、舔嘴等动作。实验结果表明,该方法能逼真地实现出唇部、舌部的运动动画。

空中目标运动轨迹的数学模型及仿真

分析了空中目标运动的轨迹及其特点,提出了由几种典型的飞行方案的组合来描述空中目标的运动轨迹,建立了组成飞机、反舰导弹的几种典型轨迹的数学模型,其中飞机运动轨迹包括直线、俯冲和盘旋航路,反舰导弹主要包括爬升段,降高段、下滑段以及导引段。最后,将这些典型轨迹进行组合,得到空中目标运动的轨迹,并利用VC++建立了一个目标运动轨迹的仿真模型,可以比较直观、方便的得到目标的运动轨迹及飞行数据。

脑中有“运动”,眼中有“模型”——例说空间图形中平面轨迹问题的解题方略

今年北京、浙江等省、市的高考数学卷中又出现了空间图形与平面轨迹相结合的试题，因它们不但较好地达到了考纲关于“从学科的整体高度和思维价值的高度考虑问题，在知识网络交汇点设计试题，使对数学基础知识的考查达到必要的深度”的考查要求，而且对于正在实施高中数学课程标准的第一线教师也有有益的启示和导向作用．

寰枢椎侧块关节运动轨迹数学模型的探讨

应用最小二乘法拟合得到寰枢椎侧块关节运动轨迹方程 ,左半部是 :S(x) =-2 3 .2 42 9-8.663 1x-0 .45 91x2 ;右半部是 :S(x) =-19.683 8+ 7.15 5 4x-0 .3 5 2 6x2 。