未知饱和控制系统有穷域最优控制

针对带有饱和执行器且局部未知的非线性连续系统的有穷域最优控制问题,设计了一种基于自适应动态规划(ADP)的在线积分增强学习算法,并给出算法的收敛性证明.首先,引入非二次型函数处理控制饱和问题.其次,设计一种由常量权重和时变激活函数构成的单一网络,来逼近未知连续的值函数,与传统双网络相比减少了计算量.同时,综合考虑神经网络产生的残差和终端误差,应用最小二乘法更新神经网络权重,并且给出基于神经网络的迭代值函数收敛到最优值的收敛性证明.最后,通过两个仿真例子验证了算法的有效性.     

气动肌肉关节的刚度分析及变刚度运动控制

根据人腿髋关节、膝关节骨骼结构及拮抗肌肉运动发力特点,设计一种拮抗气动肌肉驱动的仿生单腿机器人;由三元素模型求单根肌肉及关节摆动下被动刚度特性,分析关节角度/刚度关系;为实现仿生腿膝关节刚度可控的角度控制,建立仿生关节关于角度/刚度的基本气压解算模型;基于计算力矩控制对非线性对象具有高度补偿线性化性,提出含力矩项补偿的改进气压解算模型。搭建仿真及样机实验平台,结果表明,含两种气压解算模型的双闭环控制算法均能较好跟随膝关节角度/刚度,含带力矩项补偿模型的双闭环控制算法对膝关节的角度/刚度控制精度优于含基本模型的双闭环控制算法。该算法适用拮抗气动肌肉关节的类人运动,可满足人机协作时可靠性、柔顺性、仿生性等要求。     

气动肌肉驱动机器人手臂的H∞跟踪控制方法研究

针对气动肌肉系统存在的参数不确定、外部干扰等问题,提出一种H_∞最优跟踪控制方法,用于控制由气动人工肌肉二头肌/三头肌拮抗驱动的单连杆机器人手臂。利用一种无模型的积分强化学习算法,求解机器人关节最优跟踪问题推导出的哈密顿-雅可比-艾萨克方程。所提算法有效解决了未知参数和外部干扰问题,并且不依赖于精确的系统动力学模型。通过计算仿真验证了所提H_∞跟踪控制器的有效性,并保持了机器人关节受控系统的稳定。仿真实验中,机器人关节实现了大范围的0°～90°的仿人运动,并且在跟踪周期轨迹时具有良好的角度和角速度跟踪性能。     

考试改革的新探索

教师的任务不仅仅是向学生传授科学知识，而且要引导学生树立良好的思想品质和正确的人生观、世界观。     

泾河流域水沙特性空间尺度变化分析

对泾河流域的水沙特性进行分析,是以黄土高原地区水土保持、防洪减沙为根本出发点,并为黄土高原综合治理提供依据.基于大量的观测数据,选取了泾河流域集水面积218～40 281 km2的16个水文站点1979—1990年的逐日水沙过程资料,运用统计的方法,系统分析了泾河流域不同空间尺度上的两个主要水沙要素(输沙率和侵蚀模数)的均值、方差、变差系数、偏态系数的变化规律,并对尺度转换和尺度分析问题进行初探.结果表明,泾河流域空间尺度的变化对输沙率的影响很大,集水面积与输沙率成正比;侵蚀模数与集水面积之间不是一个固定的关系,总的趋势是在小流域范围内侵蚀模数出现波动,在中、大流域范围内时侵蚀模数与集水面积呈现反比的关系.表明不同尺度下,水沙运动要素呈现出不同的变异特性,反映了水沙运动的尺度效应.     

预交联共聚物驱油剂高温高盐环境下长期耐老化机理研究

由AM、DMAM及一种支化单体合成了在水中可形成非均相溶液的预交联共聚物,以相同条件下合成的AM均聚物为对比剂,考察了该共聚物作为驱油剂在温度85℃、盐度30 g/L水溶液中老化3个月后流变性能变化。1 g均聚物和共聚物在100 mL盐水中的溶液,老化前表观黏度分别为1.013和0.604 Pa.s,老化后分别为0.576和1.830 Pa.s;老化后的均聚物和共聚物水解度分别由15.3%和13.2%增至49.7%和42.6%;70℃下在测试频率范围内,老化前后共聚物的G′和G″均高于均聚物,老化后共聚物G′和G″曲线相交点频率增大,即共聚物溶液的弹性大于均聚物;70℃下在测试剪切速率范围内,老化后共聚物溶液的黏度降幅明显小于均聚物,黏度保留率基本上随剪切速率增大而增大。根据以上实验结果并结合核磁共振图谱,认为该共聚物的耐老化机理,一是聚合物分子线团的适度交联,二是DMAM单元阻止相邻酰胺基催化水解作用。推荐该共聚物用作高温高盐环境的驱油剂。