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基于IHHO算法的柔性关节机械臂奇异摄动控制
1
作者 吴启亮 冯韵哲 李明远 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期200-209,共10页
针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度... 针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度差值反馈控制以抑制柔性关节引起的振动;针对慢子系统,考虑饱和转矩输入的同时设计固定时间控制器,并采用径向基神经网络逼近模型的不确定部分,以实现机械臂的轨迹跟踪。为了解决控制算法中参数整定耗时且难以实现理想控制效果的问题,提出一种采用circle映射初始化种群,融合互利共生策略和自适应柯西变异的IHHO算法,并通过IHHO算法自动整定出最优的控制参数。通过仿真试验可知,该研究所提控制方案能有效抑制振动,具有良好的轨迹跟踪能力。 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 改进哈里斯鹰优化(IHHO)算法 奇异摄动 定时控制
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有源前端组网的直流船舶电网高能效运行控制
2
作者 肖朝霞 朱洪驰 +2 位作者 曹家宁 徐瑞 张世荣 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期61-70,共10页
直流船舶电网为航运业绿色转型提供了有效可行的解决方案。考虑到实际船舶的运行工况,本文提出一种分层协调控制策略,主要用于有源前端组网的直流船舶电网中功率单元协调运行的设备层控制系统和功率层控制系统。其中,设备层控制系统负... 直流船舶电网为航运业绿色转型提供了有效可行的解决方案。考虑到实际船舶的运行工况,本文提出一种分层协调控制策略,主要用于有源前端组网的直流船舶电网中功率单元协调运行的设备层控制系统和功率层控制系统。其中,设备层控制系统负责实现发电机组转速的无静差跟随与不同容量柴油发电机组间的动态/稳态功率共享;功率层控制系统负责提升母线电压质量,提高系统能效。最后,利用仿真与半实物仿真系统对控制策略进行验证,结果表明该控制策略可有效提高系统运行能效,最高节省约10%的燃油。 展开更多
关键词 直流船舶电网 有源前端 动态/稳态负载功率共享 能效 分层协调控制
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四旋翼无人机系统模型补偿最优控制 被引量：2
3
作者 姚倩倩 齐国元 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2061-2070,共10页
针对四旋翼无人机系统的时变、模型偏差、受扰等问题,本文提出了一种抗扰最优控制算法.首先给出了一种简单的非线性二次调节器(NLQR),然后引入高精度的补偿函数观测器(CFO),提出了模型补偿二次调节(MCQR)最优控制算法,并给出了单个通道... 针对四旋翼无人机系统的时变、模型偏差、受扰等问题,本文提出了一种抗扰最优控制算法.首先给出了一种简单的非线性二次调节器(NLQR),然后引入高精度的补偿函数观测器(CFO),提出了模型补偿二次调节(MCQR)最优控制算法,并给出了单个通道闭环系统的稳定性分析.这是一种不依赖或部分依赖模型的非线性最优控制方法,将CFO估计值实时反馈到NLQR中,以补偿非线性模型偏差和扰动.仿真中,基于CFO的MCQR算法实现了四旋翼无人机位置姿态下的稳定控制,在暂态性能、跟踪稳态精度、抗干扰和时变负载能力方面具有突出的优势,同时,在基于Pixhawk的四旋翼飞行器控制算法开发平台中实验验证了所提控制算法的优越性和有效性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 最优控制系统 补偿函数观测器 高阶微分器 非线性二次调节器 模型补偿二次调节器 扩张状态观测器
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用于多无人机协同路径规划的改进黏菌蜂群算法
4
作者 熊慧 葛邦鲁 +1 位作者 刘近贞 王家兴 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期1698-1707,1717,共11页
针对多无人机(UAV)协同路径规划的问题,提出改进黏菌人工蜂群算法(ISMABC).建立路径规划代价模型,通过引入适应度函数和约束条件,将三维环境中的路径规划问题转化为优化问题,利用所提算法求解模型,获得最优路径.采用佳点集策略和非线性... 针对多无人机(UAV)协同路径规划的问题,提出改进黏菌人工蜂群算法(ISMABC).建立路径规划代价模型,通过引入适应度函数和约束条件,将三维环境中的路径规划问题转化为优化问题,利用所提算法求解模型,获得最优路径.采用佳点集策略和非线性收敛因子,对黏菌算法进行改进,在增加种群多样性的同时,提高算法的收敛速度.对全局最优个体采用精英反向学习策略,提高种群质量.在人工蜂群探索能力的基础上,引入全局最优位置引导,提高黏菌算法的开发能力.通过对14个测试函数和CEC2017测试函数集中部分函数的寻优对比分析可知,ISMABC算法的寻优能力和收敛速度都有了较大的提升.为了验证ISMABC算法的可行性,采用所提算法求解多无人机协同路径规划问题.通过对比分析可知,利用ISMABC算法能够为每架UAV规划出满足约束且代价最小的路径. 展开更多
关键词 多无人机 路径规划 黏菌算法 人工蜂群算法 佳点集 非线性收敛因子
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基于WP-TRP的滚动轴承故障诊断方法
5
作者 王娜 崔月磊 +1 位作者 罗亮 王子从 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期20-27,共8页
针对故障诊断中传统时频域法提取特征时易受主观因素影响而导致冗余,且深度学习算法受训练数据影响导致计算复杂性较高的缺点,将时域和频域结合,提出一种基于小波包-无阈值递归图(WPTRP)的滚动轴承故障诊断方法.首先,提出递减信息熵准则... 针对故障诊断中传统时频域法提取特征时易受主观因素影响而导致冗余,且深度学习算法受训练数据影响导致计算复杂性较高的缺点,将时域和频域结合,提出一种基于小波包-无阈值递归图(WPTRP)的滚动轴承故障诊断方法.首先,提出递减信息熵准则,以克服小波包分解的主观性,获取更准确的时频域特征;在此基础上,引入无阈值递归图思想,充分提取数据初始时域特征,并利用奇异值分解进一步降低冗余特征,提高计算效率.然后,引入海洋捕食者算法来获得支持向量机最优参数,实现故障诊断的准确分类.最后,通过标准滚动轴承数据集仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 故障诊断 小波包分解 信息熵 无阈值递归图 奇异值分解 海洋捕食者算法
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融合改进Informer与迁移学习的风电功率预测
6
作者 郭利进 孙淼 衡安阳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期371-377,共7页
为克服风电功率序列的不稳定性导致预测精度低以及一些风电场历史数据有限的问题,提出一种特征交互Informer与迁移学习(FIITL)的风电功率预测模型。首先提出特征交互(FI)机制用双通道输入进一步提取信息,并将迁移学习(TL)引入到预测模型... 为克服风电功率序列的不稳定性导致预测精度低以及一些风电场历史数据有限的问题,提出一种特征交互Informer与迁移学习(FIITL)的风电功率预测模型。首先提出特征交互(FI)机制用双通道输入进一步提取信息,并将迁移学习(TL)引入到预测模型中,提出循环微调迁移学习,将模型从源监测站迁移到目标站,实现在有限历史数据情况下预测性能的提升。最后,通过与传统Informer模型及其他基线预测方法比较,FIITL模型展现了在有限数据情况下的性能优势。 展开更多
关键词 迁移学习 风电功率 预测 INFORMER 特征交互
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调幅调谐式的双向能量与信号同步传输
7
作者 张欣 王龙龙 +1 位作者 高鹏翔 方支剑 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第8期79-87,共9页
为解决感应式无线电能传输中双向能量与信号同步传输系统存在的结构复杂、传输速率低、能量信号串扰等问题,提出了一种新型基于调幅调谐式的双向能信同传方法。文中通过改变逆变器移相全桥控制的移相角对正向信号进行调幅调制实现信号... 为解决感应式无线电能传输中双向能量与信号同步传输系统存在的结构复杂、传输速率低、能量信号串扰等问题,提出了一种新型基于调幅调谐式的双向能信同传方法。文中通过改变逆变器移相全桥控制的移相角对正向信号进行调幅调制实现信号正向传输,采用改变副边谐振电容对反向信号进行调谐调制实现信号反向传输,从而使得线圈两端电流带有信号特征,并利用电流互感器将带有信号特征的电流信号通入解调电路中还原信号。首先,通过对电路结构进行理论推导分析;其次,采用Matlab/Simulink进行仿真分析并且验证理论分析的正确性;最后,根据仿真结果搭建了一个功率为120 W实验平台。结果表明:在功率为120 W的条件下,负载电压波动小于3%,电能传输对信号传输影响较小,可实现正向4 kbps、反向20 kbps的高速半双工传输,信号传输误码率为0.1%;仿真试验结果证明了该方法在感应式无线电能传输中能够有效实现双向能量与信号同步传输,具有较高传输速率和低误码率,可为无线电能传输系统设计提供参考。 展开更多
关键词 无线电能传输(WPT) 信号双向传输 移相全桥 电容调制 解调电路
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基于数据分解和多模型切换的网络安全态势预测
8
作者 王娜 张鑫海 常娅明 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第7期1958-1968,共11页
准确的网络安全态势预测,能够给网络安全管理者提供决策依据,以便及时做好应对措施,对于维护网络安全稳定具有重要意义。网络安全态势序列通常具有复杂性和非平稳性的特点,单一模型预测存在预测精度低、泛化性差等问题。针对上述问题,... 准确的网络安全态势预测,能够给网络安全管理者提供决策依据,以便及时做好应对措施,对于维护网络安全稳定具有重要意义。网络安全态势序列通常具有复杂性和非平稳性的特点,单一模型预测存在预测精度低、泛化性差等问题。针对上述问题,提出一种基于数据分解和多模型切换的态势预测方法。引入变分模态分解方法,并与互信息熵结合,对原始态势数据集进行分解和重构,形成新的训练数据集和测试数据集,以降低数据的非平稳性,提高后续模型预测的精度。提出一种多模型切换策略,利用皮尔逊相关系数对初始模型集进行差异性分析,找到差异性大且预测效果好的模型构成候选模型集。基于距离测度,在训练数据集中找到测试数据的最近邻数据,采用投票机制找到最适合测试样本的预测模型,弥补了单一模型预测泛化性不足的缺陷。最后利用该策略获得测试数据集的态势预测结果。通过在网络入侵检测数据集NSL-KDD和国家互联网应急中心数据集上进行仿真,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 网络安全 态势预测 变分模态分解 互信息熵 多模型切换
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基于CEEMDAN和IMSA的混合模型在水质预测中的应用
9
作者 郭利进 吴昊天 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第6期60-70,86,共12页
水质预测是水污染防治的重要组成部分,但水质序列呈现出较强的随机性、不平稳性等特点,为进一步提高地表水质预测的精度,提出一种新型水质预测混合模型。首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)将原始水质序列分解,然后利用... 水质预测是水污染防治的重要组成部分,但水质序列呈现出较强的随机性、不平稳性等特点,为进一步提高地表水质预测的精度,提出一种新型水质预测混合模型。首先采用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)将原始水质序列分解,然后利用模糊散布熵(FuzzDE)将分量划分为高、中、低3种复杂度成分,其次分别利用改进螳螂算法(IMSA)优化后的双向长短时记忆网络(BiLSTM)、最小二乘支持向量机回归(LSSVR)、极限学习机(ELM)对高、中、低3种复杂度成分进行预测,并对预测结果进行组合重构,最后建立BiLSTM误差校正模型对误差进行修正,得到最终预测结果。利用沅江支流酉水两个断面的溶解氧浓度及湘江流域一个断面的pH值进行仿真验证,R 2可达90%以上,结果表明混合模型预测的准确性优于其他对比预测模型。 展开更多
关键词 水质预测 CEEMDAN分解 模糊散布熵 螳螂算法 混合模型
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基于模糊逻辑与自适应策略的红外可见光图像融合
10
作者 杨勇 刘家祥 +2 位作者 黄淑英 王晓争 夏钰锟 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第7期2196-2208,共13页
由于成像机制不同,红外图像能捕捉目标信息,可见光图像提供纹理细节,需融合两者以提升视觉感知与机器识别效果。基于模糊逻辑理论,提出一种多级模糊逻辑判别与自适应参数融合策略(MFD-APFS)的红外与可见光图像融合方法。将红外图像与可... 由于成像机制不同,红外图像能捕捉目标信息,可见光图像提供纹理细节,需融合两者以提升视觉感知与机器识别效果。基于模糊逻辑理论,提出一种多级模糊逻辑判别与自适应参数融合策略(MFD-APFS)的红外与可见光图像融合方法。将红外图像与可见光图像分别进行结构块分解,得到由信号强度分量重构的对比度细节图像组;将源图像组与对比度细节图像组分别输入设计的模糊逻辑判别系统,对图像组进行模糊逻辑判别得到各自的显著性图像,并对得到的显著性图像组进行二次模糊逻辑判别,得到联合的显著性图像;利用引导滤波技术,将显著性图像引导源图像,得到多幅决策图,通过自适应参数的融合策略,得到最终的融合图像。将MFD-APFS方法在红外和可见光图像公开数据集上进行实验测试,结果表明,相比7种主流的融合方法,对于客观度量指标SSIM-F和QAB/F,在TNO数据集上分别提升了0.169和0.1403,在RoadScenes数据集上分别提升了0.1753和0.0537;主观视觉效果表明,所提方法可以生成目标清晰、细节丰富的融合图像,较好地保留了红外图像目标信息及可见光图像纹理信息。 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 自适应参数融合策略 多级模糊逻辑 引导滤波 决策图
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软硬混编预制体窄缝通道连续碳纤维束引纬系统的设计及实验验证
11
作者 邢力鹏 董九志 +2 位作者 陈云军 李锐 蒋秀明 《中国机械工程》 北大核心 2025年第7期1512-1519,共8页
为解决软硬混编预制体成形过程中窄缝通道引纬环节手工操作导致的劳动强度大、成形效率低的问题,设计出一种基于连续碳纤维束S形引纬轨迹的自动化引纬系统。通过分析S形引纬轨迹的形成机理,建立了碳纤维束位置与各机构动作的协同关系,... 为解决软硬混编预制体成形过程中窄缝通道引纬环节手工操作导致的劳动强度大、成形效率低的问题,设计出一种基于连续碳纤维束S形引纬轨迹的自动化引纬系统。通过分析S形引纬轨迹的形成机理,建立了碳纤维束位置与各机构动作的协同关系,并据此设计了以递纬机构、电子引纬机构、已引纬纱控制机构为核心的系统架构。样机实验表明该系统能在窄缝通道中实现12.5纬/分钟的连续稳定引纬。 展开更多
关键词 软硬混编预制体 窄缝通道引纬 连续碳纤维束 S形轨迹 引纬系统
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磁场不均匀性对磁流体角速度传感器输出特性影响的研究
12
作者 纪越 陈浩 李醒飞 《传感技术学报》 北大核心 2025年第3期387-393,共7页
磁感应强度决定了磁流体角速度传感器的标度因数,流体通道中磁感应强度的不均匀性直接影响传感器的时域和频域特性。为了分析磁场不均匀性的影响,使用MHD模块耦合不均匀磁场和流场,将输出电势的振动曲线拟合优度作为评价指标,结果表明:... 磁感应强度决定了磁流体角速度传感器的标度因数,流体通道中磁感应强度的不均匀性直接影响传感器的时域和频域特性。为了分析磁场不均匀性的影响,使用MHD模块耦合不均匀磁场和流场,将输出电势的振动曲线拟合优度作为评价指标,结果表明:周向不均匀磁场对传感器输出影响最大。针对周向不均匀磁场的仿真表明:均匀磁场与周向不均匀磁场下输出电势波动度分别为0.61%和1.09%,且拟合优度更差,影响输出精度。设计了一种由四块扇形磁铁组成的周向不均匀磁场和整块磁铁构成的磁路进行对比实验,结果表明:0.1 Hz~80 Hz频率范围内,周向不均匀磁场下的输出信号波动度要大于均匀磁场,拟合优度小于均匀磁场,影响了传感器输出稳定性和信号真实性,与仿真结论吻合。 展开更多
关键词 磁流体动力学 磁场不均匀性 拟合优度 波动度
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多尺度改进差分滤波的旋转机械故障特征提取研究
13
作者 郭俊超 何清波 +1 位作者 甄冬 谷丰收 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1747-1755,共9页
为了准确地提取强烈背景噪声下的故障特征信息,提出了一种多尺度改进差分滤波器(MIDIF)用于旋转机械故障诊断。利用MIDIF将旋转机械振动信号分解为一系列多尺度改进差分滤波信号。针对MIDIF滤波信号在揭示故障特征方面表现出不同程度的... 为了准确地提取强烈背景噪声下的故障特征信息,提出了一种多尺度改进差分滤波器(MIDIF)用于旋转机械故障诊断。利用MIDIF将旋转机械振动信号分解为一系列多尺度改进差分滤波信号。针对MIDIF滤波信号在揭示故障特征方面表现出不同程度的有效性,提出了一种基于相关分析的加权重构方法,该方法将加权系数分配给相应的MIDIF滤波信号以突出旋转机械故障特征成分。将加权系数与不同尺度下的MIDIF滤波信号相乘以产生瞬态脉冲分量,并利用包络谱中的故障缺陷频率推断旋转机械的故障类型。试验结果表明,相比多尺度平均组合差值形态滤波(ACDIF)和多尺度形态梯度乘积滤波(MG-PO),MIDIF能够更准确地提取故障特征,为旋转机械故障诊断提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 多尺度改进差分滤波器 相关系数 旋转机械 故障诊断
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单边弯针缝合头的分析与设计
14
作者 许景浩 董九志 +2 位作者 孙宁宁 陈云军 李锐 《毛纺科技》 北大核心 2025年第6期98-104,共7页
为了解决传统缝合工艺应用于复合材料预制体时缝合空间与角度受限的问题,基于单边弯针缝合工艺提出一种新型单边弯针缝合头设计方案。通过优化链式线迹并创新性设计弧线回环线迹,实现对多层碳布预制体的贯穿与非贯穿交替缝合,提升铺叠... 为了解决传统缝合工艺应用于复合材料预制体时缝合空间与角度受限的问题,基于单边弯针缝合工艺提出一种新型单边弯针缝合头设计方案。通过优化链式线迹并创新性设计弧线回环线迹,实现对多层碳布预制体的贯穿与非贯穿交替缝合,提升铺叠拼接效率。通过单伺服电机驱动同步传动机构协调2个曲柄摇杆末端弯针与钩线针的精准配合,结合导纱机构与可调压脚机构,确保缝合过程的稳定性。运用接触力学理论并借助Workbench软件对弯针进行力学性能仿真,确定其直径为2.2 mm。最终研制的缝合头可有效突破传统缝合工艺的空间与角度限制,为复合材料预制体高效高质量缝合成型提供技术支撑。 展开更多
关键词 单边弯针缝合工艺 单边弯针缝合头 弯针设计 强度校核
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改进Unet网络的汽油管道泄漏高光谱图像检测
15
作者 王克明 公维佳 +5 位作者 王海明 蔡永军 刘嘉星 孙磊 宋丽梅 李金义 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1476-1484,共9页
针对当前汽油管道泄漏检测效率低、无法精准分割泄露区域边缘的局限性,提出一种基于高光谱图像与深度学习结合的汽油管道泄漏检测方法。首先进行两种型号汽油在土壤、水背景下的特征光谱波段提取;利用连续投影算法实现汽油高光谱图像数... 针对当前汽油管道泄漏检测效率低、无法精准分割泄露区域边缘的局限性,提出一种基于高光谱图像与深度学习结合的汽油管道泄漏检测方法。首先进行两种型号汽油在土壤、水背景下的特征光谱波段提取;利用连续投影算法实现汽油高光谱图像数据降维;将汽油反射率作为输入,均方根误差为回归参数获得汽油反射峰附近的18个特征波段;采用图像旋转角度、横向或纵向翻转、在图像中注入随机噪声等方式实现数据集样本扩充。其次对Unet高光谱图像语义分割模型进行改进,将Unet网络编码器部分替换成密集连接模块加强各层级间的信息交流,减轻计算量提高模型检测速度;引入通道注意力机制模块,使模型对汽油图像空间和光谱层面两特征信息同时关注,提高模型检测精度;引入失活层的概念,通过暂时关闭网络中的一部分神经元降低网络的复杂性,同时在训练过程中设置适当的时间点实施早停策略从而防止过拟合。最后进行了消融实验和对比实验。消融实验结果验证了密集连接模块和通道注意力机制模块对提高网络分割精度和召回率的有效性;在自建数据集上的定量对比实验结果表明,模型对滴落汽油的分割精度为90.34%,平均每张图片检测时间为0.23 s,与Unet、PSE-Unet和HLCA-Unet模型相比,平均准确率分别增加了14.39%、8.01%和2.73%,召回率分别增加了8.95%、8.02%和6.55%,测试时间与Unet、PSE-Unet模型相比分别减少了10.83%和16.97%,检测优越性定性体现在泄露油滴与背景交会的轮廓更符合原图,本模型可以获得更加准确的汽油特征信息,为汽油管道泄漏检测提供了新的技术方案。此外,在公开的Pavia University遥感数据集上与当前Unet、PSE-Unet、HLCA-Unet模型检测进行对比,模型仍表现出更好的分割效果,体现出较强的普适性和泛化能力,可用于多种类型的高光谱图像语义分割。 展开更多
关键词 汽油管道泄露 高光谱图像 目标检测 深度学习 Unet网络
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面向山地环境的多无人机协同搜索攻击算法
16
作者 姚明辉 师聪 +2 位作者 牛燕 吴启亮 王聪 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期162-172,共11页
针对多无人机在不规则山地环境下协同搜索攻击未知目标的问题,设计了一种基于蚁群优化算法(ACO)与向量直方图法(VFH)的无人机群智能自组织协同搜索攻击(IACO-VFH)算法。首先,以最大化搜索效率和攻击数量为目标建立了协同搜索攻击优化模... 针对多无人机在不规则山地环境下协同搜索攻击未知目标的问题,设计了一种基于蚁群优化算法(ACO)与向量直方图法(VFH)的无人机群智能自组织协同搜索攻击(IACO-VFH)算法。首先,以最大化搜索效率和攻击数量为目标建立了协同搜索攻击优化模型。其次,在协同搜索过程中先通过VFH方法计算无人机当前位置的代价函数,再利用代价函数改进ACO算法中的启发式函数,以提高无人机的避障性能。然后,使用信息素扩散更新与动态化递增因子来改进ACO算法中的信息素更新机制,在提升局部避障性能的同时有效兼顾搜索覆盖率。最后,仿真结果表明:在简单圆形障碍物环境中,IACO-VFH算法的平均覆盖率与平均摧毁目标数量分别比粒子群优化方法高出11.79%与2.46个,同时,在不规则山体环境中,IACO-VFH算法在保证无人机自身安全的同时,能够有效地搜索战场环境中的未知静态和动态目标。 展开更多
关键词 多无人机 山地环境 协同搜索攻击 蚁群优化 向量直方图
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输入受限轮式移动机器人轨迹跟踪控制 被引量：5
17
作者 师五喜 姜万蕾 李宝全 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期73-78,共6页
为保证轮式移动机器人在轨迹跟踪控制时具有良好性能,其输入线速度v和角速度w均不超过其额定值c_(v)和c_(w),基于四阶运动学模型对移动机器人提出了一种线速度和角速度受限的轨迹跟踪控制方法。利用Lyapunov稳定性理论证明该方法可以使... 为保证轮式移动机器人在轨迹跟踪控制时具有良好性能,其输入线速度v和角速度w均不超过其额定值c_(v)和c_(w),基于四阶运动学模型对移动机器人提出了一种线速度和角速度受限的轨迹跟踪控制方法。利用Lyapunov稳定性理论证明该方法可以使闭环系统中所有信号有界,闭环系统渐近稳定。仿真和实验结果表明:轮式移动机器人能够跟踪到期望轨迹,其跟踪误差e_(x)、e_(y)、e_(s)、e_(c)收敛到0;同时保证闭环系统中所有信号有界,且轮式移动机器人线速度和角速度受限,即|v|≤c_(v),|w|≤c_(w)。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 运动学模型 轨迹跟踪 输入受限
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基于改进虚拟弹簧模型的多机器人编队控制 被引量：1
18
作者 陈奕梅 石小凡 李宝全 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1235-1244,共10页
针对多机器人系统在未知环境中难以有效避障和保持队形的问题,在改进虚拟弹簧模型的基础上,提出了一种协同编队避障控制算法。在结合领航者-跟随者方法的基础上引入了虚拟弹簧模型调节,解决了编队中易碰、脱离队形的问题;建立机器人与... 针对多机器人系统在未知环境中难以有效避障和保持队形的问题,在改进虚拟弹簧模型的基础上,提出了一种协同编队避障控制算法。在结合领航者-跟随者方法的基础上引入了虚拟弹簧模型调节,解决了编队中易碰、脱离队形的问题;建立机器人与目标点的牵引力公式,设计可调节阻尼的障碍物虚拟弹簧模型,完成机器人的避障行为;对一些复杂的凹形障碍物,通过引入附加旋转力场的概念,降低了决策的盲目性,解决了编队过程中产生的目标点不可达和局部最优问题。通过仿真与实物实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 编队控制 避障 虚拟弹簧 附加旋转力场
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多移动机器人固定时间编队控制
19
作者 李洁 师五喜 李宝全 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1233-1242,共10页
为了减少初始位置对编队系统收敛时间的影响,本文提出了一种多移动机器人系统的固定时间编队控制方法。该方法依据领航-跟随法,将n个机器人的编队控制问题转化为n-1对跟随者与其指定领航者之间的跟踪控制问题。在领航-跟随结构模型下,... 为了减少初始位置对编队系统收敛时间的影响,本文提出了一种多移动机器人系统的固定时间编队控制方法。该方法依据领航-跟随法,将n个机器人的编队控制问题转化为n-1对跟随者与其指定领航者之间的跟踪控制问题。在领航-跟随结构模型下,设计了基于反步法的固定时间控制器使跟随机器人与领航机器人保持固定的距离与角度。基于李雅普诺夫稳定性理论,对编队控制系统的稳定性进行了分析。仿真和实验结果验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 编队控制 固定时间控制 领航-跟随 反步法 稳定性分析 移动机器人 运动学模型 图论
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AuNPs掺杂铜基石墨烯电极的制备及其与镓金属界面性质的研究
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作者 纪越 梁亚松 张志佳 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7022-7028,共7页
探究了金纳米颗粒(AuNPs)对铜基石墨烯(Cu-Gr)复合材料电极及其与镓基液态金属界面接触的微观影响机制。通过化学气相沉积法(CVD)和浸渍还原法制备了AuNPs掺杂的Cu-Gr三维导电复合材料电极。采用SEM,XPS,XRD和拉曼等实验手段对电极材料... 探究了金纳米颗粒(AuNPs)对铜基石墨烯(Cu-Gr)复合材料电极及其与镓基液态金属界面接触的微观影响机制。通过化学气相沉积法(CVD)和浸渍还原法制备了AuNPs掺杂的Cu-Gr三维导电复合材料电极。采用SEM,XPS,XRD和拉曼等实验手段对电极材料的成分和微观形貌进行表征。为了探究AuNPs掺杂影响的微观机理,利用第一性计算原理分析了Au掺杂Cu-Gr电极和Cu-Gr与镓(Ga)金属界面的态密度和投影态密度。研究结果表明,AuNPs掺杂前后复合材料电极电阻值降低了15.0%;C的p带中心从-4.112降低到-4.873 eV,优化了C的电子活性,加速了界面之间电子传输;Cu-Gr界面结合能从0.026增加到0.959 eV,提高了复合材料电极的稳定性能;Au的d轨道与C的p轨道,Ga的p轨道形成p-d-p杂化形式,增加了界面之间的键合,提高了界面之间的载荷传递效率。 展开更多
关键词 金纳米颗粒 铜基石墨烯复合材料 导电性能 界面接触 第一性计算原理
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