基于神经网络的水下机器人力控策略研究

水下机器人抓取物体时,物体与指尖存在力控制问题,但是由于动力学模型、被抓取物体位置和刚度的不确定性,采用传统阻抗控制方法不具有鲁棒性,因此对基于位置的神经网络阻抗控制方法进行了研究,构建了基于位置的神经网络阻抗控制器,采用三层前向反馈神经网络构建补偿器结构,基于 BP算法和Delta学习规则,得到了反向传播的更新规则;该神经网络控制系统具有很强的自适应性,可以很好地完成机器手抓取物体的任务;在水下机器人单手指上分别对软性材料(泡沫)和硬性材料(木块)施加5N恒定力进行反复的实验,结果表明,该方法具有较好的补偿和控制效果,为水下机器人的准确抓握和合理操作奠定基础。     

基于GD-GEP算法的航空发动机振动监控

针对传统基因表达式编程算法(GEP)在进行函数挖掘时易陷入局部最优以及收敛精度不高等问题,提出了一种基于基因多样性的GEP算法,该算法采用基于基因多样性的初始种群生成策略,引入了种群更新策略,使得种群基因多样性增加;仿真试验表明,该算法具有更好的全局搜索能力和更高的解精度;基于某型飞机飞行数据记录器记录的飞行数据,利用GD-GEP算法进行航空发动机模型辨识,将辨识得到的模型用于发动机振动值监控,真实的振动故障数据验证了该方法能够成功监测到振动故障。     

基于DMS和EDF的CAN总线混合调度算法

针对CAN总线调度问题,分析了CAN网络中信息帧发生传输错误的概率化最大响应时间,融合DMS算法的可预测性良好、处理器开销低以及对数分区EDF算法的灵活性强、网络利用率高的特点,提出一种考虑消息关键性的混合调度算法;在上述研究基础上,利用MATLAB/SimEvents工具箱建立CAN网络模型,并对3种调度算法进行了仿真,当网络利用率达到约85%时,混合调度算法丢包率为0.8%,但丢失的数据不包含硬实时消息,而且成功降低了处理器的额外开销时间,仿真结果表明混合调度算法既能提高系统的实时性,又能减小处理器的运算负担。     

基于LEACH路由协议的多跳节能路由算法

当无线传感器网络部设在不同环境中时,需要提出新的算法以适应特殊环境,减少节点能量消耗;算法针对LEACH路由算法的局限性,提出了一种适用网络覆盖范围较大,节点间距离较远,需要远距离传输的路由算法;本算法利用节点到基站的距离因素,修改簇头阈值信息;并利用簇头竞争重新设定簇头,使剩余能量较高的节点成为簇头;同时,运用多跳的方式传输数据,这样可以适应远距离传输;仿真结果表明,相对LEACH算法,算法将节点死亡时间推后了300~400轮,网络存活周期延长了400轮左右,很明显的减少了网络的能量消耗,延长了网络的生存周期和稳定性。     

基于DCT并行加速算法图像渲染平台系统设计

此次主要研究了基于GPU的集群渲染系统平台设计;为了提高平台的工作效率、增强集群渲染系统平台的数据传输能力,提出了一种采用DCT变换的方法来加速图像渲染速度;该方法利用DCT变换算法加速图像的实时压缩,加入CPU监控器和任务分配器模块,让GPU和CPU共同承担了绘图和渲染的目的,这样有效地降低处理流程对CPU的占用,实现了三维绘图和特效渲染的加速;为了验证平台的有效性以及图像压缩处理的效果,做了相应的功能验证;对640×480的RCB图像使用上述压缩方法和JPEG标准库在不同压缩设置下进行实验;仿真实验结果表明所提方案具有更高的压缩效率。     

基于径向基函数神经网络的多关节机器人滑模控制器

针对具有不确定性的多关节机器人系统,提出了一种径向基函数神经滑模控制方法;该控制方案采用全局滑模面,将神经网络的非线性映射能力与滑模控制的特点相结合,利用径向基神经网络自适应学习系统不确定性的未知上界,消弱了由滑模控制产生的抖动,同时保证了系统的鲁棒性;基于李亚普诺夫定理给出了系统稳定性的充分条件;仿真结果表明,该方法具有良好的轨迹跟踪和速度跟踪性能,提高了对于建模误差和不确定干扰等因素的鲁棒性。     

基于DM642 DSP技术视频图像采集与传输系统设计

视频图像的采集与传输技术一直是信号处理领域研究的热点与难点问题,文章主要以系统的硬件设计和软件设计来对系统进行详细论述,在硬件设计中,通过分析视频图像采集所需要的主要性能指标,确定了系统采用TMS320DM642 DSP芯片,并确定系统的总体设计方法,同时完成了DSP最小系统设计,电源设计以及图像传输模块设计等;在软件设计中,通过对DSP实际控制,从而实现了系统的视频编码余打包等功能,并完成了视频传输的驱动程序设计,最后通过对TMS320DM642 DSP的实时控制,实现视频图像传输与采集功能。     

基于柔性测试技术的高精度水下声学采集与发射系统设计

水下声学采集与发射在水声测试系统中起着举足轻重的作用,以往的测试设备往往只针对水下水声信号的原始数据采集,而在岸基与水下系统的授时、定时以及同步性上缺乏可靠的技术手段予以保证,同时也存在测试功能针对性强、扩展性差等缺点;文章提出了基于柔性测试的高精度水下声学采集与发射技术,阐述了其基本的测试原理、关键技术实现以及软硬件实现方法,完成了岸基与水下测试系统授时误差小于200 ns,定时同步误差小于100 ns,最大6通道,每通道采样不小于200 KS/s的水听器采集且同步2通道换能器任意波形输出的硬件功能,软件上实现了任务列表自动解析、基于岸基时间服务器的自动数据采集与发射功能,具有精度高、功能全面、智能化程序高等特点。     

电动车及蓄电池防盗器的研制

为解决目前市场上电动车防盗器功能单一、误报漏报严重、缺乏灵活性等问题,研制一种电动车及蓄电池防盗器;防盗器以凌阳61单片机为控制核心,基于振动、红外、滚珠开关、霍尔式接近开关4种传感器,依据多条件综合判断实现电动车两级防盗报警;并设计回路破坏报警电路,对蓄电池进行防盗报警保护;设计可撤防与不可撤防两种工作模式,增加防盗器的功能;实验表明防盗器误报率为1.4%,漏报率为0.8%,防盗报警保护效果良好,具有较高的应用推广价值。     

基于STM32和AD5933的多通道阻抗测量仪的设计与实现

针对目前传统使用的阻抗测量仪通道少、精度低、操作复杂等诸多缺点,研制了一款测量阻抗范围0~10MΩ、支持USB总线的全自动多通道阻抗测量仪;系统采用STM32F103C8T6处理器为控制核心,高精度阻抗转换芯片AD5933为测量核心,通过上位机设置AD5933配置参数即可完成多通道的单频、多频自动化测量,阻抗数据经USB总线传输至上位机存储及图形方式显示;结果表明该测量仪电路集成度高,操作简单,而且测量相对误差小于1%,性能稳定可靠。