基于动态人工势场法移动机器人路径规划研究

考虑机器人与目标点的相对位置以及相对速度因素构建引力势场和引力函数,考虑机器人与障碍物之间的相对位置、相对速度以及相对加速度因素构建斥力势场和斥力函数。基于位置的“分而治之”策略,将机器人所处的环境分解成不同的情景,通过传感器获得周围环境信息,制定并执行情景-运动规则。建立复杂动态机器人仿真环境,验证改进后的算法在动态环境中机器人自动避障的可行性。以IN-RE机器人为实验平台,做动态环境下机器人自动避障路径规划实验,验证本文提出的动态人工势场法在动态环境中的可行性。     

非对称势场中粒子运动的双波函数描述

应用双波函数理论,得到了一维Morse势中粒子运动状态的力学量的时间演化方程。     

在浅海环境中潜艇隐蔽占位航路研究

本文运用平滑平均场理论和动态规划方法，研究潜艇如何利用水声环境蔽占位，重点分析了在水声环境比较好和比较差的两种典型情况下，潜艇用定速和每航段用最低速度占位问题，结果表明在不同的水声环境和相互态势下，潜艇须采用不同的隐蔽航路占位。     

无人水下航行器推进器故障定位研究

无人水下航行器(UUV)在复杂多变的海洋环境中作业时,推进器的故障可阻挠使命的执行,严重时还可能造成UUV的丢失与损毁。为增强UUV的安全保障能力,针对UUV多台推进器的故障定位问题,采用基于几何相关性分析的方法,设计了UUV同一平面多推进器的故障定位算法,并提出了故障定位约束条件,通过仿真实验验证了所提算法的有效性。     

一类一维势场中电子态的研究

研究了在一维势场Ｖ_n＝λｃｏｓ（Ｑn＋ａｎ^ｖ）（０＜ｖ＜１）中运动的电子状态，计算了本征能量和本征态的局域化指数。对Ｑ＝２π／３，系统的能带由三个子能带构成。当λ小于２时，每个子带中有两个迁移率边界。研究了扩展态、局域态以及迁移率边界随参数λ，ν，α的变化。 关键词：     

机载测量雷达航路规划分析

在巡航导弹试验时,为了保证机载雷达测量数据的连续性,需要对飞机航路进行规划,来保证被探测目标处于雷达威力范围内且不出现盲速;基于数字阵列雷达体制,采用进化算法对载机航路进行规划,本研究着重解决机载共形天线由于平台,导致测量雷达方位角范围减少而对测量雷达的约束限制,采用不同的代价函数对载机的航路进行优化,并统计对比了数字阵列(DAM)和模拟阵列(SAM)两种体制盲速时间。     

势场中粒子行为的量子计算与模拟

从量子力学的基本原理出发,采用指数差分方法,利用Matlab,模拟了入射不同势场后的粒子密度分布情况.结果表明,改变势场分布及粒子入射方式,粒子密度分布会产生显著变化.该模拟适用面广,可应用于不同的物理问题.     

基于粒子滤波和人工势场法的放射源搜寻方法

针对放射源搜寻过程中难度大、定位精度低等问题,提出了一种适用于移动机器人的自主寻源方法。该方法利用移动机器人搭载辐射探测器采集的剂量计数值,根据γ射线的衰减规律建立辐射衰减模型;在机器人前进的过程中利用粒子滤波算法对放射源的参数进行实时估计;采用高斯分布函数对重采样后的粒子进行自适应更新,保证重采样后的粒子具有多样性;根据辐射环境创建机器人路径规划模型,采用人工势场法规划机器人的自主寻源路径。实验在Matlab下进行了仿真验证,结果表明,该方法在有遮挡环境下能够搜寻到未知的单点源,同时自适应更新能够提高算法的稳定性,缩小寻源误差。     

用穿透场测量高Tc超导体样品有效钉扎势方法研究

在不同温度下测量了不同磁场扫描速率所对应的样品磁滞回线，据此定出样品的穿透场，利用穿透场与磁场扫描速率的关系得出了样品有效钉扎势，相对于其它方法而言，我们的方法具有数据处理的特点，用穿透场测量样品有效钉扎势，可能成为研究高温超导体的又一新方法。     

基于势场模拟的温度传感器优化布置研究

以信息连续分布的智能空间内传感器优化布置为研究目标,以温度信息为例对智能空间进行势场模拟,在等势线上选取曲率较大、密集的点作为兴趣点(POI),提取POI初集;提出了一种基于质量阈值聚类的自适应二分法(简称QT算法),对兴POI初集进行优化;通过仿真和实测实验验证,在减少传感器数目的同时能够合理的规划区域中各被监测点,使得各传感器节点的效能得到很好的利用;所提出的方法同样适合智能空间中其它连续的信息场,如湿度、风速、电磁污染和VOCs等。     

基于补偿控制的无人地面车辆轨迹跟踪方法

针对无人地面车辆轨迹跟踪精度不高,鲁棒性差的问题,提出了一种基于补偿控制的算法。该算法分为运动学和动力学两部分：基于方向角调整策略的运动学控制律能确保无人地面车辆有效跟踪参考轨迹;基于PD与模型参考模糊滑模自适应控制相结合控制的动力学控制律能有效补偿建模不精确和外界扰动带来的影响。仿真结果表明：该算法能够有效跟踪参考轨迹,控制量分配合理且鲁棒性较好。     

无人机数据链信道编码方法研究

信道编码是提高通信可靠性的重要途径,针对无人机数据链传输遥控/遥测指令时的高可靠性要求,研究了无人机数据链不同码率的卷积码、Turbo码和LDPC码三种信道编码方法,结合无人机信道的特点,仿真验证了无人机数据链的三种信道编码与解码方案;三种编码方式都带来了较大增益,其中LDPC码的性能略优于Turbo码,卷积码性能相比最差,但三种编码方式都可以使数据链的误码率达到了10-5以下,满足了无人机数据链高可靠性要求。     

无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法

使用紫外光引导无人机飞行,具有抗干扰能力强、全天候非直视通信、保密通信能力强和适用于特殊场合等优点。因此,提供一种无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法,以辅助无人机匹配不同地形飞行。提出一种基于紫外光的光功率控制方法,调整紫外信标发送端的角度和发射功率,使得到达无人机飞行平面的紫外光的功率相等,从而保障无人机安全飞行。对功率控制方法进行了计算机仿真。实验结果表明,紫外光LED发送张角不超过80°时,功率容易控制,信标集成易于实现,且受地形、高度等因素影响较小。     

基于模糊控制的无人水面艇直线路径跟踪方法

针对直流电机驱动固定双桨的无人水面艇,提出一种基于模糊控制的直线路径跟踪方法;利用无人水面艇到目标路径的垂直距离以及无人水面艇的实际航向与给定路径方向的差值来确定无人水面艇的当前状态,根据模糊推理的方法实时调整左右两侧推进电机的输入电压,进而改变无人水面艇的运动状态,实现无人水面艇自主直线路径跟踪;模糊控制器采用双输入双输出的控制结构,无需建立精确的控制器模型,在无人水面艇初始位置相对于跟踪直线的不同位置关系情况下进行了仿真实验,并与PID控制器的性能进行了比较,仿真结果表明:在初始航向偏差角较大时,如2π/3、π时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,如π/4、3π/7、π/2时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。     

外延法生长金刚石薄膜场发射特性研究

研究了外延法生长金刚石薄膜的场发射特性.金刚石薄膜用热丝CVD法生长,甲烷与氢气比例为2.5%,生长于事先电泳沉积在硅衬底的金刚石微晶上.实验数据的计算结果表明：金刚石薄膜的阈值电压为1.8 V/μm,有效功函数降低为纯金刚石颗粒的0.11倍.通过SEM、XRD和Raman等手段表征了金刚石薄膜的结构,并对其场发射机制作出理论分析.     

Field Patterns in Double Circular-Groove Guide by Finite Element Method

The electromagnetic power coupling in symmetrical and asymmetrical double circular-groove guides have been analyzed by finite element method (FEM) in this paper. The electrical field patterns of the dominant mode and the first higher-order TE mode have been presented. The electromagnetic field of the dominant mode distributes with a concentration in the two grooves and the region between grooves as well for symmetrical double circular-groove guide, while it distributes with a concentration in the groove with larger radius for the asymmetrical double circular-groove guide. The electrical field patterns of the first higher-order TE mode in symmetrical and asymmetrical double circular-groove guide are also presented. The figures in this paper have important values in design of circular-groove guide power coupler for millimeter wave applications.     

Field Patterns in Asymmetrical Double Groove Guide by Finite Element Method

The electromagnetic power coupling in asymmetrical double-groove guide is analyzed by finite element method (FEM) in this paper. The electrical field patterns of the dominant mode and the first higher-order TE mode have been presented. The electromagnetic field of the dominant mode is distributed with a concentration of energy in the wide groove region, while the electromagnetic field of the first higher-order TE mode is distributed with a concentration of energy in the narrow groove region. The results in this paper have important values in design of groove guide power coupler for millimeter wave applications.     

水下航行器网络控制系统仿真

传统控制系统的设计方法中忽略了通信网络中的时延和数据包丢失等问题,仅通过传统方法设计的控制器来降低其对控制系统产生的不利影响,严重影响了系统的稳定性。对于水下航行器等对系统性能要求较高的水下控制平台,突破传统使其在网络环境下能够稳定运行显得尤为重要。在此背景下,提出了网络控制系统的设计方案,以水下航行器为控制平台,进行系统建模,设计反馈控制器,使用MATLAB仿真工具TrueTime,研究分析了网络体系结构下时延和丢包对传统控制系统动静态性能的影响。仿真结果表明该设计方法优化了系统性能,为系统在发生网络诱导时延和数据包丢失时能够稳定运行,提供了可靠的参考依据。该设计结果具有普适性,也可以用于导弹、坦克等航行器。     

Field emission monotron for THz emission

Small-signal negative conductance of a field emission monotron was calculated, which was considerably higher than that of a thermionic monotron due to strong bunching of emitted electrons in a field emission. The amplification constant of 28dB/mm is achieved at THz wave region by applying the monotron to a distributed amplifier and is sufficient to overcome power loss in a transmission line. In addition, a wide band frequency tunable electromagnetic wave source may be developed at THz wave region by providing a low loss microstrip line resonator with field emission array due to the gate voltage dependent phase constant of the line.