仿生腿足式机器人的发展——浙江大学控制学院机器人实验室熊蓉教授谈国内外腿足式机器人研究情况

近日,来自浙江大学控制学院机器人实验室的熊蓉教授跟大家分享了仿生腿足机器人目前的研究情况以及她们团队所做的一些工作。主要从五个方面对仿生腿足机器人展开介绍,包括研究背景与意义、研究历史与现状、关键技术与挑战、波士顿技术解析、浙大研究进展。

对研究生就业满意度的调查研究——以浙江大学为例

受高等教育扩招的影响,研究生毕业人数逐年增加,就业竞争日趋激烈。本文以浙江大学2014届研究生毕业生作为问卷对象,跟踪调查,在统计研究生就业现状的基础上,分析就业满意度的组成部分和影响因素,提出提升研究生就业满意度的相关对策。

近海风电结构台风环境动力灾变与控制

开发海上风能是实现我国碳达峰、碳中和“3060”目标的重要举措.海上风电的大型化是降本增效的主要途径,已成为近年来的发展趋势.目前海上风电基础结构设计标准由欧洲领衔;区别于欧洲的海洋环境与地质条件,我国海上风电结构面临强台风、软弱土等挑战,极易发生动力灾变,大型化可能进一步加剧风电结构灾变风险.防灾降载的关键在于深入理解海上风电相关的空气动力学、水动力学、结构动力学、土动力学等的一体化耦合与智能控制.本文围绕台风环境风机动力灾变与控制相关领域的交叉力学问题,结合笔者团队近年研究成果,较为详细地评述了国内外最新研究进展情况,主要包括:台风风场及其诱发的波浪场工程尺度性状,台风环境中风机气动、水动载荷及智能控制策略,风浪流多向载荷联合作用下基础失效模式与结构灾变机制,以及考虑风浪流-结构-基础-海床-风机控制耦合作用的一体化分析设计方法.在此基础上,建议了我国海上风电大型化进程中仍有待突破的研究重点:需更深入掌握台风风场工程尺度性状、台风和台风浪载荷特性,需探索台风环境中的风机控制策略,亟需建立台风环境中大型海上风电整机一体化设计理论并开发国产化工业软件.上述相关领域的突破,对于我国实现海上风能产业的全球引领,具有重要的科学意义和工程应用价值.

动态积分滑模控制及其在交流伺服系统中的应用

针对交流伺服系统速度控制问题,提出了一种动态积分滑模控制方法。利用动态滑模控制方法消除抖振,在切换函数中引入积分环节提高了稳态精度,并给出了交流伺服系统速度控制器的设计方法。仿真试验表明,该方法能明显削弱抖振,提高稳态精度,并有较强的鲁棒性。

新媒体对大学生价值观影响力的实证研究

文章利用实证分析的方法,以浙江大学在校学生作为分析对象,开展新媒体对大学生价值观影响力的实证研究,旨在通过实证分析大学生使用新媒体的情况,从价值认知、价值选择、价值实践的路径出发,研究新媒体对于大学生价值观完善的影响维度、影响方式和影响力度,力图为大学生价值观引导提供思路.

基于SVDF的多变量预测控制算法及应用研究

考虑到工业应用中对模型预测控制算法时效性的要求,针对二次规划(QP)问题Hessian矩阵的不变性,提出了基于奇异值分解的快速(SVDF)多变量预测控制算法。通过使用SVDF算法加快优化问题求解,从而减小在线计算负担,保障工业设备安全。首先采用基于状态空间模型获得的输出预测值构建QP问题,观察发现,当权重系数不变时,该QP问题的Hessian矩阵在计算过程中保持不变。随后通过对Hessian矩阵进行SVD分解提取信息特征,进而对无约束最优解信息进行选择性保留以获得满足约束的次优解。最后使用该次优解第一个时刻的控制量输入被控系统以结束本次计算。由于SVDF算法不需要在每个采样时刻计算带有约束的QP问题,因此缩短了计算时间。通过MATLAB仿真,对比SVDF方法与内点法对同一系统的参考轨迹的跟踪结果,验证了所提算法的有效性与快速性。SVDF算法还对双输入双输出的水箱系统进行控制,结果显示出其应用的有效性。

基于预测函数控制算法的脱硝优化控制

为了弥补PID(比例-积分-微分)控制的不足,应用PFC(预测函数控制)提高脱硝优化控制系统响应速度,提高催化剂出口氮氧化物浓度的控制精度,减少过量喷氨,应对复杂的环境干扰,改善系统的控制品质。根据脱硝系统的过程特点进行模型辨识,构建一组以喷氨量及催化剂出口氮氧化物浓度为输入和输出,同时考虑多重干扰及环境影响的模型;将预测函数控制算法在PLC(可编程逻辑控制器)平台上实现,考虑到过程的时滞特性,形成整体的控制方案,设计一套自动控制催化剂出口氮氧化物浓度的脱硝优化控制平台,控制氮氧化物浓度在环保目标以内;在脱硝优化平台部署后72 h内,对平台性能进行监控和分析,对影响催化剂出口氮氧化物浓度的工况进行记录,从总体效果来看,该方案应用简单,方便对模型在线调参,在抑制扰动方面具有更快的响应速度,同时具有更高的自动化水平。

基于非稳态激励信号的控制回路非线性检测

提出一种基于非稳态激励信号的控制回路非线性检测算法,设计了在固定频率上存在激励的非稳态激励信号,以估计输出信号中的非线性失真部分。通过引入局部多项式法消除傅里叶变换引起的频谱泄露误差,利用信号周期性消除输入、输出信号中的测量误差,采用最小二乘法计算待测过程的最优线性估计和非线性失真。仿真实验结果表明,该方法对过程中的非线性失真敏感度高,信号能量低,在计算效率方面具有明显优势。

基于假设检验数据融合的控制回路非线性检测

提出一种将基于假设检验理论框架的数据融合算法应用到非线性检测中的方法,集成了多个假设检验的非线性检测统计指标.共涉及9种单个的非线性检测方法和4种基于假设检验的数据融合算法.本文还提出了一种估计控制回路非线性检测鲁棒性的算法框架,基于此框架可估计单个非线性检测或集成非线性检测的鲁棒性.并开发出一个完整的基于MATLAB的非线性检测工具箱,可实现功能包括单个非线性检测法和多个假设检验融合非线性检测法.在仿真部分验证了基于假设检验数据融合的非线性检测算法相比单个非线性检测算法在性能上的优势,能弥补单个非线性检测在弱非线性序列和短时序列检测上的不足.

全软体动物运动控制对仿生机器人设计的启发

如何实现灵活准确的运动控制是仿生软体机器人研究中的一个重要难题.但对全软体动物而言,经过长期进化选择,其神经系统运动控制功能和骨骼肌肉系统的运动执行功能之间的优越配合,可以产生灵活多样、收放自如的运动,且具有良好的环境适应性.因此,对软体动物的运动控制机制进行深度仿生研究可以为提升软体机器人的性能提供新的思路.本文选择水母、水蛭、线虫、果蝇幼虫等无脊椎全软体动物作为分析对象,介绍其运动行为的神经肌肉基础,并结合相关神经力学模型介绍全软体动物运动神经控制机制的特性.通过对比不同的仿生机器人与全软体动物原型,提出了借鉴神经力学模型对仿生机器人设计进行改进的思路.最后,分析了现有全软体动物运动的神经力学模型的不足,提出了系统性研究全软体动物运动控制机制和神经力学建模的思路,并展望了软体机器人进行运动控制仿生的方式以及高性能软体机器人的潜在应用场景.

基于胶囊内窥镜图像的肠胃道三维重建技术

为了改进胶囊内窥镜观测的准确性和真实性,提出了基于胶囊内窥镜序列图像的胃肠道三维重建的方法。首先利用SIFT算法提取前后两幅序列图像中尽可能多的对应特征点;计算获取各特征点在成像面上的二维坐标;进一步利用8点算法计算胶囊内镜运动变化的旋转矩阵和平移矢量。进而计算得到每个特征点的相对三维坐标和世界三维坐标;然后,采用Delaunay三角剖分算法对各三维点进行网格化,并完成场景的三维重建。实验表明相机与被测点距离在100 mm之内时,得到的深度误差小于1 mm;距离250 mm内时,相对误差在3%之内。说明所提出的算法是可行的。

基于加权路由思想的无线自组织网络生存时间优化算法研究

在无线自组织网络中,网络生存时间是衡量网络性能的重要指标之一。分析影响网络生存时间的众多因素后,提出了一种工作量加权路由模型以提高无线自组织网络的生存时间。在网络信息传输的过程中,综合每条链路的业务工作量对网络链路进行加权,建立距离加权传输数学模型。该模型通过降低工作较为繁忙节点的信息转发概率,从而到达均衡节点能耗的目的。最后,采用MATLAB进行数值仿真,结果显示本文提出的路由算法可以有效延迟网络生存时间,均衡网络节点的能耗。

在职工程硕士研究生培养过程中的问题探析与思考

本文分析了在职工程硕士研究生教育基本特征,针对其特征提出了在培养过程中,较易出现的几个共性问题并提出相关改进建议,希望在今后的工程硕士招生、培养过程中有所帮助。

将互联网+理念引入高校院系财务管理工作的研究

将互联网+理念引入到高校院系财务管理工作中去,对于提升院系财务管理效果有着重要的促进意义。本文将重点围绕互联网+理念在目前高校院系财务管理中的应用现状及意义进行阐述,并对具体实践提供有效的思路和对策,从而来更好地促进高校院系财务管理工作的顺利开展,促进高校院系财务管理水平的提升。

基于太赫兹光谱的植物生长调节剂检测技术研究

应用太赫兹时域光谱技术获取了赤霉素、氯吡脲和噻苯隆的太赫兹时域谱图和参考信号的时域谱图,并计算获得了折射率谱和吸收谱。实验结果显示,这三种植物生长调节剂在太赫兹波段内有着明显的特征吸收峰。而后基于最小二乘支持向量机对十九种不同物质的太赫兹时域吸收光谱进行了分类检测,并采用遗传算法和粒子群寻优算法对其进行了优化,最后通过添加噪声测试了模型的鲁棒性。该研究验证了太赫兹时域光谱技术用于药物成分检测的可行性,为植物生长调节剂的检测和鉴别提供了新的实验方法。

高校人才培养在创意经济时代的路径选择--基于KAQ2.0学生综合素养提升模式

人力资本是创意经济最核心的生产和竞争要素。能否拥有复合型高级创意人才,是我国创意产业发展成功与否的决定性因素。本文以探索创意经济环境下学生综合素质形成为目标,以创意阶层软性竞争力为基点,结合浙江大学综合素质提升KAQ2.0模式,提出高校创新型人才综合素质提升的路径策略。

基于STM32摄像头电源远程监控系统的设计

针对偏远山区监控摄像头维护的困难问题,本文设计了一款基于STM32的摄像头电源远程监控系统。系统采用C/S的通讯方式,通过客户端远程访问,分析服务器反馈回来的电流、温度等的检测信息,通过远程发送指令打开或闭合分别控制风扇、摄像头切换和备用电源的继电器。同时系统还具有RTC系统时钟校准功能,能有效防止系统运行出现时钟紊乱。