基于STEAM的机器人竞技平台研发

基于创客和STEAM教育理念研制一种适用于中小学生的机器人竞技平台.通过机器人模块化设计分析和图形编程,达到了满足学生动手改装机器人需求的目的.该平台可以实现多机器人竞技赛和对抗赛,能够实时显示比赛图像、机器人位置信息和运行参数,并提供自动控制和遥控两种控制模式,自动完成实时计分与比赛结果统计,为机器人竞技比赛和中小学生STEAM教育提供了可靠设备.     

基于改进粗糙集的混合传感器节点分类算法

混合传感节点的属性较难形成统一识别特征，其节点属性约简过程复杂，存在分类时间长及分类性能差的问题。为此，提出了基于粗糙集的混合传感节点高精度分类算法。在初始化传感节点的基础上计算适应度值，利用遗传算法优化粗糙集修正校验结果，获得统一编码形式的节点。在此基础上，排除了属性权重为“0”的属性，完成节点属性约简。再利用普通分类方法和高级分类方法结合的方式，进行混合节点分类。根据约束条件选取对应的分类方法，实现混合传感节点高精度分类。仿真结果表明，所提算法的分类用时低于520 ms，且该方法的查全率、查准率及F1值均高于对比方法，混合传感节点分类性能较好。     

润滑油中磨损颗粒在线监测传感器研究进展*

油液监测是判断设备健康状况和提供设备故障隐患预警的有效方法。综述了用于监测润滑油中磨损颗粒的最新各类在线传感器的基本原理,包括批量磁吸附式传感器、微流体电容传感器、金属扫描传感器、双层平面线圈传感器、超声波传感器和光学传感器等,并讨论各种传感方法的优缺点以及未来发展面临的挑战;指出了高通量、高灵敏度、能区别金属与非金属磨粒、可采集磨粒图像信息的集成式传感器是未来研究的重点,集成式、智能化、无线传输的传感器是未来研发方向。     

前言北大核心

20世纪60年代以来,激光和光纤的相继出现催生了新一代光纤通信技术,引领了信息技术的变革。伴随光纤通信技术发展而迅速发展起来的光纤传感技术,是以光波为载体、光纤为媒质,感知和传输外界物理信息的新型传感技术,具有抗电磁干扰、耐腐蚀、高灵敏度、轻质量、小体积、可嵌入(物体)、方便大规模组网进行分布式测量等优良特点,是衡量一个国家信息化程度的重要标志。我国从20世纪70年代末开始研究光纤传感器,与国际基本同步,经过四十多年的发展,我国光纤传感技术日趋完善,研制的传感器种类繁多,包括敏感转动、速度、压力、电流、声波、位移、磁场、液位、应变等物理量的光纤传感器,部分已经在实际场景中获得广泛应用,有力支撑了我国经济的高速发展。光纤传感已成为传感器领域的一个重要分支,具有旺盛的生命力和广阔的市场前景。     

基于K-means和SOM的水下传感器数据采集方法

随着海洋资源勘探和海洋污染物监控工作的开展，水文数据的监测和采集等已经成为重要的研究方向。其中，水下无线传感器网络在水文数据采集过程中起着举足轻重的作用。本文研究的是水下无线传感器二维监测网络模型中，传感器节点数据采集的问题，其设计方法是通过自组织映射（Self-organizing mapping，SOM）对传感器节点进行路径最优化处理，结合优化的路径图形和K-means算法找到路径内部聚合点，利用聚合点和传感器的节点得到传感器通信半径内的数据采集点，最后通过SOM得到水下机器人（Autonomous underwater vehicle，AUV）到各个数据采集点采集数据的最优路径。经过实验验证，在水下1 200 m×1 750 m范围内布置52个传感器节点的情景下，数据采集点相比于传感器节点路径规划采用相同的采集顺序得到的路径优化了6.7%；对数据采集点重新进行自组织路径规划得到的路径比传感器结点路径的最优解提高了12.2%。增加传感器节点的数量，其结果也大致相同，因此采用该方法可以提高水下机器人采集数据的效率。     

电磁脉冲辐射波模拟器双锥-平面线栅天线场分布规律

双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护，掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律，结合数值模拟和实际天线试验对理论分析结果进行验证。结果表明：在天线结构和激励电压确定的条件下，双锥中心正下方辐射电场极化分量仅与测点到源的距离相关，二者呈反比；Oxz平面内以双锥中心为圆心的圆弧上任意一点辐射电场极化分量的幅值相等，并在同一时刻达到峰值；Oxz平面内同一水平线上的测点总辐射场幅值相等，方向沿测点所在圆弧的切线方向；各辐射场分量关于Oxz平面和Oyz平面对称分布；对于实际模拟器，地面反射会使辐射场波形下降沿陡降，导致地面附近辐射场半宽变小；线栅极板会影响附近的场分布，且极板外侧4个角点处的反射相对较强，其他位置辐射场分布与理论分析一致。     

小型无线场强探测传感器研究

近年来,微波加热因其高效性和清洁无污染等优点广泛应用于各个领域。然而,微波加热的不均匀性限制了微波作为高效加热能源的应用。通过测量和分析加热腔中的电场分布情况可以帮助设计人员改进微波加热腔体设计,提高微波加热的均匀性。现有的场强测量设备均为有线设备,应用场景极为有限。因此,本文提出了一种由探头、接收机和上位机三部分组成的无线场强探测传感器。介绍了无线场强探测传感器的结构和原理,采用横电磁波小室进行校准。通过一系列测量实验表明实测值与标准场强仪测量值一致性较好,可满足工程测量需求。     

公路交通荷载作用下场地微振动响应分析

随着高科技电子产业的快速发展，公路交通荷载对电子厂房精密设备的微振动影响引起人们的广泛关注。为研究交通荷载以不同行驶状态在道路行驶对场地振动响应的影响，对上海某一工业园区进行满载卡车以不同行驶状态通过时引起的场地振动响应测试与分析。研究发现：改变卡车编队方式引起的场地振动响应自大到小依次为串行、并行、单车行驶；卡车行驶速度越快，引起的场地振动响应越大，衰减速度越快；改变卡车行驶方式，匀速行驶引起的场地振动响应大于制动行驶。     

梁结构振动支承约束反力控制

支承或连接构件对梁结构的动力学性能有至关重要影响,必须保证其在振动过程中不发生破坏或者失效。通过合理设计和布局附加弹性支承可以实现对这些重要连接构件所承受约束反力的控制。应用微分变换法推导含附加支承的梁结构支承约束反力及其对于附加支承位置和刚度的灵敏度表达式,并通过优化设计附加支承位置和刚度实现具有弹性约束端的简支梁结构各支承约束反力的平衡,可提高结构的动力学性能。     

悬浮抱杆组塔无线监测系统的设计与应用

抱杆系统是悬浮式内拉线抱杆分解组塔施工安全的决定性影响因素，但由于其受力复杂且难以实时感知，造成铁塔组立施工难度过大甚至产生事故。为此，结合当前发展的无线物联技术，提出了一种基于无线传感器网络的悬浮抱杆组塔无线监测系统。通过对悬浮式内拉线抱杆分解组塔工艺的分析，获取了抱杆系统的安全薄弱点，从而明确了系统功能原理与模块组成。针对抱杆及其拉线系统的受力、倾角、风速、高度、距离等数据特点，选择相应传感器进行实时数据监测与采集；并针对监测点分布广、层级多的特点，采用LoRa树型组网模式，形成以上位机为网络总节点的一主多从无线传输方式。系统采用阵列巡检应答通信模式，各信道通过时分进行有序利用，数据延迟控制在ms级以内，并通过临限预警功能将各危险点数值控制在安全范围之内，保证施工全过程的安全稳定。