人工鱼虚拟嗅觉系统研究

为了丰富人工鱼的感知能力，提高对自然鱼的逼真动画效果，在分析“自然鱼”嗅觉机制、参考“机器鱼”感知系统的基础上，研究并实现了人工鱼的一种虚拟嗅觉系统。首先建立了智能虚拟环境下人工鱼的嗅觉感知模型，并仿照生物嗅觉形成机理设计了三层嗅觉识别模型，采用基于主成分分析的模糊识别方法实现了嗅觉信息的识别。经动画仿真，得到满意结果。嗅觉系统的研究和实现为人工鱼多感知融合系统提供了基础，也可为机器鱼嗅觉研究提供软件仿真平台。     

基于混沌理论的机器嗅觉研究

针对人工嗅觉仿真系统,研究动物嗅觉系统所拥有的高灵敏度和抗强干扰的能力.根据混沌理论,分析了混沌嗅觉系统实现的可能,在此基础上,提出了混沌传感器电路并分析了其测量原理,设计了混沌系统的符号动力学空间,将原混沌空间转换为距离空间,实现了参数空间、轨道空间以及距离空间的映射转换.研究表明,基于混沌理论的机器嗅觉系统具有混沌系统所固有的高灵敏度,同时克服了混沌轨道非一致性、非平衡性以及不稳定性带来的影响,可实现高精确度测量.     

模因机制下人类元音系统演化的计算模型

人类元音系统的演化具有明显的普遍规律,元音系统的演化研究是人类智能演化问题的重要分支,在国外已成为人工社会和语言学等研究领域的热点问题,目前在国内鲜有文献报道。本文分析了现有的人类元音系统演化模型,阐述了模因理论与文化进化,提取了独立于具体语言的元音声学特征--共振峰,构造了由元音舌位圆唇度编码生成元音共振峰值的插值函数,提出了基于模因论的具有“纵向”结构(传承)和“横向”结构(传播)融合特征的人类元音系统演化规律计算模型。仿真实验表明:该模型从宏观和微观两个层面刻画出了人类元音系统演化的普遍规律。     

基于中枢模式发生器的机器鱼分层闭环控制方法

为实现多关节仿生机器鱼自主巡航及柔性游动的同步控制,采用双向链式最近相邻耦合方式,构建了基于Hopf振荡器的中枢模式发生器（CPG）网络模型,并分析了控制参数与机器鱼游动模态之间的关系。在此基础上,提出了一种基于CPG的分层闭环控制方法,利用传感器网络获取机器鱼的状态信息及环境信息、粒子群-人工势场法进行机器鱼的避障及路径规划、模糊控制器进行轨迹跟踪、具有耦合反馈机制的CPG网络模型生成节律控制信号。最后,进行了机器鱼多个游动模态、模态间的平滑切换、自主巡航和避障的仿真和实验研究,仿真与实验结果验证了所提控制方法的可行性和有效性。     

多关节仿生机器鱼建模分析与仿真

针对仿生机器鱼建模的复杂性,以三关节机器鱼为研究对象,基于动力学和运动学进行机器鱼的模型构建,并进行控制方式的仿真分析。首先,对鱼类和机器鱼的控制方式、动力学和运动学特性进行分析。其次,使用SolidWorks搭建机器鱼物理模型,并将其导入MATLAB中以建立Simscape仿真模型。最后,通过仿真实验分析评估机器鱼模型性能。结果表明,机器鱼模型三个关节角度的时间变化曲线相对平滑,没有明显突变或抖动,展现出稳定的运动行为,验证了该模型在设计和参数调节方面的合理性。     

人工嗅觉系统及其在粮食质量检验中的应用

人工嗅觉系统是一种新颖的模拟人的嗅觉来分析、识别和检测复杂气味和挥发性成分的仪器，通过对人的嗅觉和人工嗅觉的比较，详细介绍了人工嗅觉系统的基本原理和组成，论述了人工嗅觉系统在粮食质量检验中的应用．     

分层小区系统中层选择的动态模糊算法

对分层小区系统中的层选择算法进行了研究改进与仿真实现 ,提出了动态模糊控制算法.新的算法能够适应用户速度分布及信道占用的变化 ,使宏小区组成的“宏层”为高速用户服务 ,微小区组成的“微层”为低速用户服务 ,在系统容量与信令负担之间达成良好的折衷.     

基于用户心智模型的手持移动设备界面设计

以用户模型内部表征的视觉化为基础，对用户的心智模型与操作绩效进行了认知人机实验研究.16个典型被试参与了实验，实验材料为2套基于“格式-格式”和“格式-栏式”心智模型设计的手机界面.实验结果表明，空间一致性良好的“格式-格式”心智模型比空间一致性不良的“格式-栏式”心智模型所对应的交互绩效高；虽然任务属性的强弱导致了心智模型的强弱，但空间一致性强的系统在交互绩效方面仍然比空间一致性弱的系统表现优秀，这表明心智模型的逻辑一致性是影响界面可用性的一个重要因素.在此基础上，提出了以心智模型为基础的界面交互设计思路，并以手机界面设计为案例得到了验证.     

改进的柱塞泵流量脉动“实用近似”测试法

针对现有“实用近似”法测试带有复杂出口管道液压泵的流量脉动精度低的问题,提出一种改进的柱塞泵流量脉动“实用近似”测试法.基于柱塞泵、参考管道和加载阀三维流场,建立“实用近似”法测试系统的有限元模型,该模型对参考管道压力信号仿真精度大于90%;采用该有限元模型和动边界理论获得柱塞泵复杂出口管道特征参数,提高“实用近似”法对泵源阻抗估算精度.对比改进的“实用近似”法和ISO“二次源”法测试的泵源流量脉动,结果表明,脉动幅值和最小流量值基本相同,因此,改进的“实用近似”法适于测试带有复杂出口管道的柱塞泵流量脉动.     

锅炉智能CAD的技术和方法研究

从设计方法学角度描述了锅炉方案设计问题，将锅炉方案设计活动分解为“方案创造”、“方案分析”、“方案评价”和“方案调整”四项子活动.基于面向对象的知识表示方法，建立了由属性空间、关系空间、规则空间、约束空间、案例空间和方法空间构成的锅炉智能计算机辅助设计（CAD）的设计对象模型，并解释了运用该模型进行锅炉智能CAD的主要过程.提出了锅炉智能CAD的总体技术方法，即基于案例知识的智能化方案创造、基于确定性过程知识的智能化方案分析、基于约束知识的智能化方案评价，以及基于规则知识的智能化方案调整.开发了锅炉智能CAD系统的总体框架原型，并已将部分功能应用于工程实践.实践表明，上述技术和方法符合实际需求，可有效支持锅炉智能CAD系统的开发.     

仿生机器鱼近壁面流场识别的人工侧线方法

针对仿生机器鱼目标近距离作业时的环境识别难题,提出一种基于人工侧线(ALL)的近壁面流场识别方法。理论分析了ALL感知近壁面流场环境的可行性,建立了ALL虚拟压力传感器阵列并采用计算流体动力学(CFD)方法计算并提取了不同参数条件下(来流速度v,靠壁距离d和游动频率f)仿生机器鱼的体表压力数据,建立了基于多层前馈神经网络的来流速度和靠壁距离预测回归模型,并对模型结构和数据特征进行了优化。结果表明:壁面效应将引起鱼体周围流场结构的非对称分布,鱼体头部和尾部的侧线传感器对流场参数的辨识度高,消除弱相关的特征对来流速度和靠壁距离预测指标的影响小且有利于降低预测模型的复杂度。研究结果能够为水下机器人环境识别的信息提取及处理提供理论方法。     

基于仿人智能控制的机器人动态目标跟踪

基于仿人智能控制理论,设计了轮式机器人动态目标跟踪控制方案.通过特征提取与识别对机器人感知状态空间进行划分,建立感知模态,结合多种控制方法,构成不同的控制模态,并利用产生式规则使不同的感知驱动相应运动控制.以中型机器人Frontier-I为例,进行了仿真与实物控制实验,并与传统PID进行对比.结果表明该算法具有较好的轨迹优化和快速响应能力.     

Proton exchange membrane fuel cells modeling based on artificial neural networks

To understand the complexity of the mathematical models of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) and their shortage of practical PEMFC control, the PEMFC complex mechanism and the existing PEMFC models are analyzed, and artificial neural networks based PEMFC modeling is advanced. The structure, algorithm, training and simulation of PEMFC modeling based on improved BP networks are given out in detail. The computer simulation and conducted experiment verify that this model is fast and accurate, and can be used as a suitable operational model for PEMFC real-time control.     

基于人工势场与细胞自动机的移动机器人路径规划算法

提出了一种基于细胞自动机（Cellular Automata,CA）和人工势场的全向移动机器人路径规划算法,并通过一个4层的细胞自动机模型实现了该算法。通过构造扩张的障碍占位网格地图可在规划算法中将机器人简化为一个点,然后通过建立数值化的障碍人工势场图来考虑障碍物的局部影响,并使用CA模型得到距离传播图,最后通过搜索势场超曲面的最小值获得从起始点到目标点的最优无碰撞路径。仿真结果表明,提出的算法可以获得最优无碰撞路径,最优路径足够光滑且与障碍有较大的安全距离,便于全向移动机器人跟踪。     

人工智能的精馏实验导师系统开发

选择Visual Basic6.0作为工具,依据人工智能的基本原理和关系数据库的优势,开发了基于Windows操作系统的新型精馏实验导师系统.系统采用三维图像作为系统界面,通过大量的动画来表现实验的流程及各状态变化.该系统对操作不进行限制,具有很强的真实性.引入人工智能技术,将精馏知识以一定的组织形式贮存在关系数据库表中,在进行实验操作的同时可以依据精馏知识库和综合数据库对操作者的操作情况,实现自动分析和判断并进行相应的指导,具有智能性.建立数据库管理模块对知识库进行管理,可以方便地对进行修改、增加和删除,针对未考虑到的情况可以通过开放性接口进行添加,使系统不断完善.该系统能够满足辅助精馏实验教学要求.     

基于OpenGL与C#的工业机器人三维仿真设计与实现

以6R机器人为对象,应用基于空间机构学理论建立其运动学方程,在Windows环境下,通过C#对OpenGL动态链接库函数的调用,建立机器人机械本体三维实体模型和实现各构件空间相对运动仿真,进而完成该机器人三维仿真软件设计．该方法具有低硬件要求和高动画仿真效果,且方便快捷,在其他应用场合也具有一定的参考意义．     

基于人工免疫势场法的移动机器人路径规划

针对人工势场法和基本遗传算法在解决移动机器人的路径规划问题时。容易产生目标不可达和局部极小值的问题,提出了1种基于人工免疫势场法的移动机器人路径规划算法(MRPP-AIPF).该算法将初始抗体群动态分配为记忆保留单元和临时抗体单元,通过交叉、变异和遗忘等算子进行进化操作,使较优抗体较早生成,提高了算法的收敛能力和保持抗体群的多样性.仿真实验表明,MRPP-AIPF算法属有效路径规划算法.     

一种基于神经网络的专家系统设计

提出了一种基于神经网络的专家系统设计方案,其核心是作为知识库的人工神经网络(ANN)和基于ANN的正向推理机制。研究了一种表达知识的二元产生式规则及其编码方法,通过编码知识被存储在ANN中。基于ANN的知识库,设计了一种具有正向推理的推理机,并且以动物识别为背景,设计了一个原型系统。     

基于人工神经元PID调节器的“水鸟”控制系统性能分析

介绍了人工神经元PID调节器基本概念。在控制系统建模过程中假设了边界条件,对水鸟进行了受力分析,确定了水鸟运动方程;绘制了控制系统原理图;建立了基于人工神经元PID调节器的控制模型。利用Simulink软件建立了仿真程序,对运用人工神经元PID调节器的水鸟在受到深度方向上的干扰情况下深度位置的变化情况进行了仿真。将仿真结果与传统PID控制系统仿真结果进行比较,发现运用人工神经元PID调节器控制效果得到了改进。