仿生机器鱼平台研究

本项目综合运用机械设计、电子电路、控制理论、波动推进理论、微处理器技术、传感器技术以及无线通信技术等多学科知识,基于ATMEL公司AVR系列单片机（ATmega128）,采用模块化设计,研制出一款密封性良好的具有尾部推进模块、升潜控制模块、自主避障模块、无线遥控模块、超声波测距模块、图像识别模块的波动推进式两关节仿生机器鱼水下作业平台,并对其直线推进、转弯、升潜、自主避障、无线控制功能进行了水下试验。论文从机械结构、外围电路、控制电路、核心功能实现四个主要方面进行论述。     

用于智能组卷的自适应小生境复合遗传算法

传统遗传算法的选择策略缺乏多样性保护机制,易出现早熟收敛。为解决智能组卷问题,采取小生境技术完成遗传操作中的种群进化机制。利用个体浓度的大小,设置自适应变异算子,保证种群多样性,防止种群陷入局部收敛;增加阈值以保证算法在接近最优解时回归到自适应遗传算法,简化算法计算量,加快算法的收敛速度。本文提出一种自适应与小生境技术复合遗传算法,来均衡算法的全局搜索和局部快速开发能力。最后,实例验证了所提算法的有效性。     

三门湾猫头深潭对“烟花”台风的冲淤响应

极端台风天气下,台风浪可能会造成海湾泥沙大幅起悬,从而引起湾内深槽骤淤。以浙江中部三门湾为研究对象,建立波流共同作用下的泥沙冲淤数学模型,研究猫头深潭在台风“烟花”过境期间可能产生的泥沙骤淤风险。经验证,数学模型较好地复演了“烟花”台风过程中的风暴潮与台风浪过程。研究结果表明,在台风浪作用下,下洋涂南侧浅滩及猫头深潭南北侧浅滩的含沙量均有明显增加,局部可增加至无浪情况下的3倍以上,“烟花”台风使猫头深潭最大淤积达0.15 m。台风浪导致的含沙量增加是三门湾深潭骤淤的主要原因。     

基于深度强化学习的多机协同空战方法研究

多机协同是空中作战的关键环节, 如何处理多实体间复杂的协作关系、实现多机协同空战的智能决策是亟待解决的问题. 为此, 提出基于深度强化学习的多机协同空战决策流程框架(Deep-reinforcement-learning-based multi-aircraft cooperative air combat decision framework, DRL-MACACDF), 并针对近端策略优化(Proximal policy optimization, PPO)算法, 设计4种算法增强机制, 提高多机协同对抗场景下智能体间的协同程度. 在兵棋推演平台上进行的仿真实验, 验证了该方法的可行性和实用性, 并对对抗过程数据进行了可解释性复盘分析, 研讨了强化学习与传统兵棋推演结合的交叉研究方向.     

基于三维依赖矩阵的故障预测策略设计

针对不同基于状态监测的故障预测方法难以在一个平台下集成和组合的问题,设计了基于故障、测试、衰退信息三维依赖矩阵的故障预测策略设计框架,在框架内给出了故障预测需求设计和预测用测试选择的基本方法,并在灰色预测和支持向量回归预测的基础上,通过融合粒子群和声算法给出了一种灰色支持向量回归智能组合衰退趋势预测分析方法,结合故障预测实例验证了所给方法的有效性和准确性.     

短波chirp探测的遗传退火频率分配算法研究

针对短波chirp探测系统的通信网络频率分配问题,建立了合理的干扰模型;利用系统所提供的测量参数,结合基本遗传算法,同时进行模拟退火操作以克服基本遗传算法易陷入局部最优解的不足,并最终趋于全局最优化;仿真结果表明,该算法在寻优性、收敛速度和稳定性等方面都要优于基本遗传算法。     

基于SOPC的嵌入式网络化测控网关设计

为了实现测控设备的网络化远程访问控制,必须设计用于IEEE 488等测控接口总线协议与网络协议转换的网关设备,给出了一种基于SOPC技术的嵌入式网络化测控网关设计方法,其中借鉴了基于组件的模块化设计思想,采用固件分层设计和多语言混合编程模式,能够融合多种测控协议,将LAN、GPIB、USB、RS232等接口集成到了一个系统上,实现了嵌入式web服务器功能,客户端能够基于IE等浏览器实现测控设备的远程访问控制;最后给出了系统综合验证方法,结论表明:系统功能完善,符合网络化、模块化、通用化和智能化的发展方向。     

基于WEBGL的虚拟实验室开发

教学领域中广受好评的虚拟实验室技术(webgl)随着计算机网络的进步有了更为显著的应用效果,笔者本次对虚拟实验室的概念、基本特征进行了简单分析,并对其相关技术和知识进行了介绍,重点阐述了其设计开发的方法。     

激光焊接对接拼缝测量的微景深方法

对于复杂微细、错边量小的激光焊接拼缝测量,现有的视觉传感器方法不能稳定、可靠地提取出拼缝的中心位置、拼缝宽度等信息。为此,提出了基于微景深的激光焊接对接拼缝测量方法,该方法采用高倍光学放大镜头、工业CCD(Charge Coupled Device)/CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor)相机和LED(Light-Emitting Diode)外部照明装置,以光学成像光轴与被测表面法矢呈45°的方式,组成的对接拼缝的非接触测量系统,既解决了显微放大时景深很小、测量范围小的问题,又解决了狭窄拼缝高光学放大倍数拼缝检测的难题。实验结果表明,该系统可快速准确地提取出拼缝中心坐标、拼缝宽度以及拼缝局部表面法矢。拼缝宽度测量精度优于5 μm,拼缝中心测量精度优于6 μm,可识别的最小拼缝宽度为0.02 mm,完全满足激光焊接对接狭窄拼缝的检测与自动跟踪的要求。     

古迹行动导览系统之适地性服务机制设计

在本文中,以利用适地性服务机制之设计,来建立一个行动导览系统带领用户体验空间和主题维度的古迹导览服务。为了满足此需求,设计了一套后设数据(Metadata)来描述导览内容,并且在适地性服务机制设计上,提供包含适地性内容方法有效取得使用者附近的内容,并藉由适地性内容的暂存与安排方法,减少网络间的讯息传递,提供用户结构化的介绍内容,并在适当的时机触发内容的呈现。最后,以所提供之内容的相关性来比较所提方法与一般适地性服务之差异。邀请用户进行实地系统测试,以了解系统的实用性,取得测试者的建议。结果证实所设计之导览系统可以是导览解说员的多媒体辅助工具,或在没有导览解说员时,为使用者提供景点导览解说的服务。