基于Gauss伪谱法的泊车轨迹规划方法

为了应对不同类型泊车,提高车载泊车系统的适应性,采取基于数值求解最优控制问题的方法进行泊车轨迹优化.使用基于Gauss伪谱法的最优控制算法进行泊车轨迹规划并进行仿真试验,实验结果表明,该方法可以很好地解决垂直泊车与平行泊车问题,适应性强.     

基于三角化模型截面线提取产品特征线的四边域曲面重构

提出了基于三角化模型截面线提取产品特征线的四边域曲面重构的方法.该方法不但对特征点提取进行了降维简化,把在三维数据点云中直接求取特征点,转化为在截面线上求点,而且综合了三角曲面法快速、灵活、边界适应性好和四边曲面法精确、光顺的优点.     

采用伪谱法的再入飞行器最优反馈制导方法

将伪谱最优反馈控制理论应用于再入飞行器制导研究,使用伪谱法进行在线轨道重构,实时反馈更新当前轨道控制量迎角和倾斜角,达到实时最优反馈制导的目的,并采用无量纲化、弹性约束和自适应反馈更新等策略保证算法的实时性。再入飞行仿真表明,轨道重构可以满足实时性要求,阵风干扰下飞行器能达到所要求的终端约束条件,并且制导指令不会出现增加控制难度的抖动现象。     

采用伪谱法的再入飞行器最优反馈制导方法

将伪谱最优反馈控制理论应用于再入飞行器制导研究,使用伪谱法进行在线轨道重构,实时反馈更新当前轨道控制量迎角和倾斜角,达到实时最优反馈制导的目的,并采用无量纲化、弹性约束和自适应反馈更新等策略保证算法的实时性。再入飞行仿真表明,轨道重构可以满足实时性要求,阵风干扰下飞行器能达到所要求的终端约束条件,并且制导指令不会出现增加控制难度的抖动现象。     

基于工件特征的曲面生成优化方法

曲面生成是实现工业逆向三维重建测量的主要途径,为了提高整体工件的曲面重建精度,将工件特征区分为平缓和尖锐特征,根据不同特征类型的特点设计了一种曲面生成优化算法.采用主成分分析方法求解点云的法向量和曲面变分,提出一种广度优先搜索算法来调整点云的法向量方向;根据曲面变分区分出尖锐特征和平缓特征,采用贪婪投影三角形算法对尖锐...     

基于hp自适应伪谱法的自主泊车路径规划

针对自主泊车路径规划最优控制问题求解收敛速率慢的问题,提出基于hp自适应高斯伪谱法的自主泊车路径规划方法。首先建立车辆运动学模型,并考虑自主泊车过程中避障约束和边界约束,再以泊车时间最短为性能目标函数,将自主泊车路径规划问题转化为最优控制问题。采用高斯伪谱法对最优控制问题进行离散化处理并采用序列二次规划进行求解,在求解过程中通过动态调整网格区间个数和多项式阶数实现提高求解收敛速率。根据实际场景选取4种工况并进行路径规划仿真,并将3种伪谱法进行对比分析,仿真结果表明hp自适应高斯伪谱法能够提升自主泊车路径规划最优控制问题求解收敛速率,同时该算法可以实现在狭窄泊车位内的泊车路径规划,通过实车试验验证提出的方法获得的自主泊车路径的有效性。     

混流泵叶轮出口边的解析作图法

介绍了用解析方法对混流泵叶轮倾斜出口边位置进行求解,节省了时间,提高了绘图精度。     

基于边界曲线的细分曲面控制网格的生成研究

构造细分曲面的初始控制网格是利用细分曲面技术进行自由曲面造型过程中的一个重要问题。该文提出一种基于边界曲线的初始控制网格构造方法,其中包括曲线的离散化、基曲面边界回路识别以及回路内控制网格的生成等过程,以实现任意拓扑结构边界曲线的控制网格的生成。该方法在多种不同的曲线模型上进行了测试,简化了曲面造型的网格生成过程,可有效提高自由曲面的设计效率。     

复杂曲面投影法精加工刀轨生成

针对复杂曲面投影法精加工问题,提出一种简捷而有效的计算投影轨迹的方法。该算法以减少计算量,提高干涉调整效率为目的。为了避免传统方法中的复杂的曲面偏置问题,提出了一种新的思路,该方法摒弃了先求偏置面再计算投影轨迹并使用对分法处理干涉问题的思路。首先规划导动轨迹,然后将刀触点轨迹沿曲面法向偏置,再利用刀位点到曲面的最短距离进行干涉检测与调整,最后生成了无干涉的投影法轨迹。仿真实验证明,该方法计算量小,可以消除干涉,加工效果好。     

共轭曲面自适应分析的离散解析原理

为便于构建计算机自动分析系统,提出共轭曲面自适应分析的离散解析原理,即曲面的分析按离散点进行,在每一离散点上遵循共轭曲面解析原理。共轭曲面曲率分析是共轭曲面理论的一个重要内容。认为创成曲面决定于母曲面马和相对运动的共同作用,通过对Σ２和相对运动的综合分析,获得马上相应点的曲率特性。从共轭条件的导数形式出发,推导出由母曲面及相对运动获得创成曲面Σ１曲率特性的公式,在数学模型上将离散运算和解析原理结合起来,与作者此前提出的共轭曲面自适应综合的离散解析原理相统一。“离散解析原理”使得计算机智能化、自适应处理共轭曲面问题成为可能,为相关ＣＡＤ／ＣＡＭ应用系统开发及共轭曲面理论的广泛深人应用奠定坚实的基础。     

基于偏微分方程的断层间表面的重构

断层间表面重构作为科学计算可视化领域的一个重要研究方向,在医学、地质学、生物学等领域有着广泛的应用。针对基于偏微分方程（PDE）的断层间表面重构,提出了基于一张PDE曲面的断层间表面重构和基于组合PDE曲面的断层间表面重构两种方法。实验结果表明,PDE重构断层间轮廓线表面避免了连接函数的构造,而且基于组合PDE曲面的断层间表面重构方法能方便地实现轮廓线间表面的一阶或一阶以上的参数连续。     

基于PDE方法的图像力触觉再现方法研究

针对基于图像的力触觉再现技术中目标的轮廓形状与细节纹理容易混淆从而影响判断的问题,提出了利用偏微分方程将图像的轮廓形状信息与细节纹理信息分离,然后针对各自特点分别采用不同方法进行力触觉渲染.其中轮廓形状信息采用SFS技术从二维图像中恢复出三维表面模型,并用God-object算法进行力触觉渲染;细节纹理信息则直接用图像灰度值计算法向力和切向力来进行力触觉渲染.实验结果表明,该方法可行,能够有效地减少基于图像的力触觉再现中的误判现象,提高操作者对虚拟环境的力触觉感知和识别能力.     

一种基于非线性各向异性扩散PDE的矢量图像放大方法

根据矢量图像像素值特点,利用偏微分方程理论中的热传导数学模型,提出了一种基于非线性各向异性扩散PDE的矢量图像放大法.实验结果表明:文中所提出的算法对灰度图像和彩色图像进行放大均有较好的视觉效果.与传统插值放大算法相比,放大后图像减轻了模糊化,锯齿化以及振铃化效应;与已有的基于偏微分方程的图像放大算法相比,该算法能够较...     

偏微分方程与微分代数方程的一致求解方法

Modelica 语言是一种复杂物理系统多领域统一建模语言,但目前该语言只能解决由微分代数方程（DAE）描述的问题,而不能解决由偏微分方程（PDE）表达的问题。为此,提出一种偏微分方程与微分代数方程的一致求解方法,利用所构建的径向基函数配点无网格法直接将偏微分方程在空间上离散成一系列的微分代数方程,然后采用成熟的微分代数方程求解器进行求解。实例结果表明,该方法在不改变 Modelica 语法的前提下,能较好地实现偏微分方程与微分代数方程的一致求解,且求解精度高、边界条件处理简单,有利于Modelica直接求解复杂工程系统中多领域耦合、时间域与空间域耦合的复杂问题。     

Automated quantification of zebrafish somites based on PDE method

With the availability of high‐throughput imaging machines and a large number of zebrafish embryos, zebrafish are clearly among the most cost‐effective vertebrate systems for high‐throughput or high‐content screens with applications in drug discovery and biological pathway analysis. With the tremendous volume of images generated from large numbers of zebrafish screens, computerized image analysis for accurate and efficient data interpretation becomes essential. This paper presents an automated algorithm for a high‐throughput screening pipeline for quantification of zebrafish somite. First, the main body is segmented using the level set method; then the head is removed; after that, the body is aligned and a coherence‐enhancing filter is carried out so as to facilitate the somite detection. Finally, the somites can be easily extracted. Preliminary evaluation results are reported to demonstrate the good performance of the algorithm.     

基于BP神经网络和机理法的水厂投药建模研究

通过分析某水厂现有的投药控制,基于机理法及神经网络建模法建立了混凝剂投加量的2种数学模型,并对2种模型进行了检验和比较。结果表明:2种模型都较为准确有效,但机理建模能较直观清晰地反映具体的数学解析式以及变量之间的关系,为该项目的整体优化提供条件;而神经网络建模精度则相对较高,能对水厂投药量作出及时准确预测,为操作工人提供操作指导。实际生产中可根据需要将2种模型结合运用,具有较好的实际意义。     

基于支持向量机回归机的曲面拟合技术

提出了一种基于支持向量回归的点云曲面重构方法,从点云中按一定规则取样得到小样本集,以小样本集为支持向量,并以径向基函数为核函数重建复杂线性函数曲面模型。实验表明该方法能直接重建散乱点云数据．拟合出曲面模型且具有较好的效果,并具有误差小、速度快等优点。     

基于FPGA的速度动态估算方法

针对常规测速方法存在的精度差和测量滞后严重的问题,在通用的M／T法的基础之上,提出了一种基于可编程逻辑器件（FPGA）的速度动态估算方法。利用FPGA的高效的数字信号处理能力,将增量式光电编码器反馈信号进行了四倍频细分,通过~erilogHDL语言编程设计了时间阀门、计数等相关模块。利用小数估计不完整脉冲的思想,采用动态的速度估算方法估算了速度值,通过一阶低通滤波器滤波得到了结果。研究结果表明,该方法无论应用于低速还是高速情况下,测量的精度都有所提高,而且测量的滞后减小可以控制在一定范围内。     

基于有限元法的轻型客车动态特性分析

阐述了模态分析基础,完成了虚拟环境中车身的模态分析。通过对车身的模态分析,获得了车身结构固有的振动特性,并找出了车身结构在动态激励时的薄弱环节。对车身结构的改进具有指导意义。     

基于有限元法催化剂颗粒撞击壁面的数值模拟

为解决催化裂化装置中的许多构件因为催化剂颗粒长期不断冲击而导致失效等的问题,将有限元法应用到其模拟仿真中,分析了单颗催化剂颗粒参数(角度、速度、材料)对不同壁面材料的撞击而造成壁面磨损的影响,建立了催化剂颗粒撞击壁面的数值分析模型,研究了催化剂颗粒以不同的速度、撞击角度,以及不同的催化剂颗粒的材料撞击不同材料的壁面对壁面造成的影响,并分析了催化剂颗粒变形对壁面磨损的影响,根据计算的结果,对催化剂颗粒参数进行了优化控制,提出了减少催化剂颗粒变形和构件磨损的技术措施.研究结果表明,该方法能够使催化裂化装置长期安全稳定地运行.