基于改进A^(*)算法的移动机器人路径规划

针对A^(*)算法在路径规划中存在遍历节点数过多、转折角度较大的问题,提出一种能自适应场景地图的改进A^(*)算法。通过量化地图场景信息和障碍物分布情况,引入父节点对当前节点的影响力,增加障碍物分布率的启发函数权重,减少遍历节点数量、提高搜索速度;加入转弯惩罚函数、扩展邻域优先级搜索和冗余节点平滑策略对路径进一步优化,避免路径出现多余转弯,降低路径出现局部最优解的可能。在相同地图场景中进行测试对比,所提算法能有效减少遍历节点数量,降低总转折角度,提高搜索速度,缩短路径距离,获得最优路径。

基于超声波及摄像头双模态定位的智能自主跟随康复轮椅

为了针对腿部受伤人员下轮椅做康复运动,传统轮椅需要人力推动,毫无智能化,设计并实现了一款自动跟随轮椅系统。该系统以STM32和树莓派4B为主控,利用分体式超声波定位技术实现轮椅与人体距离的检测,判断使用者的位置,同时利用OpenCV图像识别技术,通过采集识别人体携带的标签来匹配人体并利用PID算法控制电机驱动来轮椅移动和转弯方向,实现双模态定位,精准跟随用户。

电能质量扰动检测的研究综述

快速、准确、有效的电能质量扰动检测是电网故障分析与治理的前提和基础,在电力监测、电能质量评估及电网和用户的安全中扮演了重要角色。针对当前国内外相关研究成果进行整合归纳总结。首先,分析了电能质量扰动检测对象,归纳电能质量扰动检测的难点问题。其次,详细综述电能质量扰动检测方法的最新研究进展,将其分为时域分析、频域分析、时频域分析、参数估计、人工智能五大方面,并分别对这五个方面的方法进行讨论、对比分析各自利弊等。最后,指出暂态扰动及其组成的混合扰动检测方面存在的问题,并对今后的发展趋势进行展望。

电压控制二次型Buck变换器实验装置设计

与传统Buck变换器相比,二次型Buck变换器实现了与占空比成平方关系的直流电压传输比,具有宽输入电压范围。为实现二次型Buck变换器的抗扰动能力,提出电压控制(voltage controlled)二次型Buck变换器。首先,分析了电压控制二次型Buck变换器的工作原理,并运用伏秒平衡、电荷平衡推导出连续导电模式下电压和电流关系表达式,为设计电路参数和器件选型提供依据。最后,设计并搭建电压控制二次型Buck变换器的实验装置,包括误差放大电路、比较电路、开关管驱动电路以及辅助供电电源。实验研究表明,电压控制二次型Buck变换器在负载瞬态和输入瞬态时,能实现输出电压的稳定。

基于改进YOLOv5s的麦穗检测与计数

为了快速准确地检测麦穗并计数,特提出改进YOLOv5s的麦穗检测与计数的轻量网络模型PY-bckbone。首先,基于PP-LCNet轻量网络结构,对YOLO(you only look once)v5s的特征提取网络进行替换,减少网络参数和计算量;其次,为提高检测精度,在网络特征提取处加入坐标注意力机制,并且对颈部特征融合处的卷积层做改动,提升模型在复杂麦田背景下检测目标的能力,最后,将改进后的模型与其它经典模型进行麦穗检测与计数实验对比。结果表明:均值平均精度值为94.2%,分别比Faster RCNN、 SSD、YOLOv4-tiny、Yolov5s提高的百分点数为6.79、32.75、22.08、1.1;参数量比YOLOv5s减少了28%,计算量减少了42%。与传统检测网络相比,该模型在麦田复杂场景下具有较好较快的检测能力。

基于ZigBee的农田土壤湿度监测系统

设计了基于ZigBee的农田土壤湿度监测系统。系统中的传感器节点选用CC2530芯片作为主控模块,利用土壤湿度传感器实时采集湿度数据,并通过协调器的串口模块实现节点与服务器之间的数据传输,且结合互联网实现服务器与Web浏览器端之间的通信,使后者实时显示可视化农田土壤湿度信息。通过测试,节点之间的距离在50m内可保持稳定通信,系统满足对农田土壤湿度信息的高效、精准检测的需求。

基于输入前馈的CC-FOT控制二次型Boost变换器研究

以二次型Boost变换器为研究对象,为解决开关频率随输入电压改变而改变的问题,提升二次型Boost变换器的负载瞬态性能,提出基于输入电压前馈的固定关断时间电容电流(Fixed OFF-Time Capacitor Current,CC-FOT)控制二次型Boost变换器,详细分析其工作原理。基于PSIM仿真软件,搭建仿真模型,与电压型(Voltage Mode,VM)控制、CC-FOT控制二次型Boost变换器对比分析电路的负载瞬态性能及抗输入电压扰动能力。研究结果表明:相比VM控制二次型Boost变换器,CC-FOT控制和引入输入电压前馈的CC-FOT控制方法有效提升了电路的负载瞬态性能;且与CC-FOT控制相比,引入输入电压前馈后的电路具有优良的抗输入电压扰动能力。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。

基于数字孪生的二维球台教学系统

基于数字孪生技术开发的自动控制系统与教学实验装置平台。利用3 D创作软件与物联网通信技术将搭建好的实物与虚拟体进行精准连接,以此实现虚拟体与实物数据的同步交互。同时引用串级双闭环PID控制算法,达到超调量小、上升时间短、误差小等特点。相较于传统教学平台,能够实现人机交互,实时观测到数据传输的数字孪生辅助教学系统使得教学过程更加有趣高效。