基于机器人运动模型的EKF-SLAM算法改进

针对两轮驱动机器人运动模型定向误差的累积问题,提出改进的三轮驱动机器人运动模型,对EKF-SLAM算法的一致性进行改进;该模型通过对机器人车轮线速度的解耦运算,将机器人运动过程中的旋转角速度提取出来并作为系统的控制输入之一,从而可以直接得到各个控制时间间隔内的机器人姿态角变化,很好地避免了机器人定向误差的累积;最后,基于归一化估计方差的检验标准进行实验,验证了三轮驱动机器人运动模型有效提高了EKF-SLAM算法的一致性。     

MapReduce Workload Modeling with Statistical Approach

Large-scale data-intensive cloud computing with the MapReduce framework is becoming pervasive for the core business of many academic, government, and industrial organizations. Hadoop, a state-of-the-art open source project, is by far the most successful realization of MapReduce framework. While MapReduce is easy- to-use, efficient and reliable for data-intensive computations, the excessive configuration parameters in Hadoop impose unexpected challenges on running various workloads with a Hadoop cluster effectively. Consequently, developers who have less experience with the Hadoop configuration system may devote a significant effort to write an application with poor performance, either because they have no idea how these configurations would influence the performance, or because they are not even aware that these configurations exist. There is a pressing need for comprehensive analysis and performance modeling to ease MapReduce application development and guide performance optimization under different Hadoop configurations. In this paper, we propose a statistical analysis approach to identify the relationships among workload characteristics, Hadoop configurations and workload performance. We apply principal component analysis and cluster analysis to 45 different metrics, which derive relationships between workload characteristics and corresponding performance under different Hadoop configurations. Regression models are also constructed that attempt to predict the performance of various workloads under different Hadoop configurations. Several non-intuitive relationships between workload characteristics and performance are revealed through our analysis and the experimental results demonstrate that our regression models accurately predict the performance of MapReduce workloads under different Hadoop configurations.     

Development of human-machine interface for teleoperation of a mobile manipulator

Human-robot control interfaces have received increased attention during the past decades for conveniently introducing robot into human daily life. In this paper, a novel Human-machine Interface (HMI) is developed, which contains two components. One is based on the surface electromyography (sEMG) signal, which is from the human upper limb, and the other is based on the Microsoft Kinect sensor. The proposed interface allows the user to control in real time a mobile humanoid robot arm in 3-D space, through upper limb motion estimation by sEMG recordings and Microsoft Kinect sensor. The effectiveness of the method is verified by experiments, including random arm motions in the 3-D space with variable hand speed profiles.     

基于通信干扰观测器的网络控制系统研究

网络控制系统有着极其广泛的应用背景。为克服网络控制系统中含有延迟、数据包顺序混乱等问题造成的系统性能降低甚至不稳定,提出了采用通信干扰观测器策略进行解决的方案。以某网络控制调速系统为例,介绍了系统的设计和参数调节方法。在Simulink环境下进行了全面的仿真验证,结果显示改进方法能有效处理网络系统中的延迟问题,且对延迟变化具有很强的适应能力,保证了系统的稳定性和性能。     

改进的蚁群算法在飞行路径模型中的应用

为了保障飞机安全地运行,FAA规定每架飞机在飞行一定时间后都要进行周期性检修。通常考虑到检修成本,任一种检修都要在指定的机场完成,因此要求飞机每飞行一定的小时数后都要返回到指定的维护基地进行定期检修。如何合理地进行飞机飞行路径的调度以使飞机周期性地返回指定检修机场进行检修是本文研究的关键。为了问题简化,本文主要针对单检修基地、单机型的检修路径调度问题进行研究。本文结合经典蚁群算法,对现有算法参数的设置及信息的更新等方面进行改进后应用到飞行路径模型中,并运用Matlab对该算法编程,运用具体数据进行计算实现,确保了飞机周期性返回检修机场,实现周期性检修。     

造纸工业中水回用系统外排膜浓缩水达标排放设计

湖北某工业园区污水处理厂接纳的来水主要为某造纸工业中水回用系统超滤及反渗透膜系统外排的浓缩水,膜浓缩水含盐量高,会抑制微生物的活性,导致污水的可生化性差,处理难度大.针对膜浓缩水的特殊性,污水处理工艺针对性地采用臭氧氧化-硝化及反硝化滤池-曝气生物滤池-芬顿氧化-活性炭吸附工艺,臭氧-曝气生物滤池用于去除来水中的色度、COD及其他有机污染物,硝化反硝化滤池用于脱氮,芬顿氧化用于进一步去除COD及TP,活性炭吸附工艺用于最后的出水水质保障.项目建成运行两年以来,出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,实现了膜系统浓缩水的达标排放处理.     

珠江水源水厂臭氧-生物活性炭工艺对有机微污染物的去除效果

近年来,我国经济发展势头强劲的珠江流域的水质不断受到污染,珠海市给水厂的水源也受到污染.建议通过臭氧生物活性炭深度处理工艺进一步提高污染物的去除率.研究采用小试试验对臭氧生物活性炭深度处理工艺进行研究.重点考察了臭氧质量浓度为1.0 mg/L、活性炭柱空床时间为15 min和臭氧质量浓度为1.5 mg/L、活性炭空床时间为30 min这两个工况下,2-甲基异莰醇、土臭素、TOC、UV254、浑浊度的去除效果,以及对消毒副产物前体物的控制效果,并通过分子量分布和三维荧光对水中的溶解性有机物进行分析,发现臭氧-生物活性炭工艺可以很好地去除2-甲基异莰醇和土臭素.臭氧-生物活性炭工艺可以有效地去除水中的溶解性有机物,对三卤甲烷和含氮类消毒副产物的前体物也有一定的去除作用,但是对于HAAs卤乙酸类的DBPs消毒副产物前体物的去除效果不佳.同时,文中也给出了臭氧生物活性炭深度处理工艺运行工况的建议.     

PVC干燥工艺的改进措施

分析了PVC干燥工艺中存在的问题,提出并采取了相应的改进措施,提高了干燥系统的稳定性.     

考虑多元可控负荷协调的配网鲁棒优化经济调度模型

为有效应对大规模分布式可再生能源和可控负荷接入配网后在经济优化调度方面所带来的挑战,本文建立考虑多元可控负荷协调的配网鲁棒优化经济调度模型.首先考虑电池储能系统、电动汽车及可参与需求侧管理的电负荷的能量转移特性,建立多元可控负荷可调模型;进而考虑配网中多元可控负荷的调峰能力及动态约束以运行成本最低建立配网鲁棒经济优化调度模型;最后,以蒙东某配网实际数据为例,在改进IEEE 14节点配电系统上进行调度仿真分析,验证本文所提出模型可充分利用多元可控负荷的调节能力,有效提升配网运行经济性.     

基于离散裂缝模型的页岩油储层压裂渗吸数值模拟

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×103 mol·m?3,压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著。为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二维离散裂缝网络模型,开展了页岩油储层压裂液泵注和关井阶段渗透压、毛管力、关井时间、盐浓度、膜效率、分支缝面积占比等对渗吸的影响规律研究。结果表明:①滤失主要由压力差、毛管力和渗透压3种机制驱动,其中压力差是滤失的关键控制机制;②关井时间对压裂液的渗吸作用影响较大,关井50 d时,前15 d渗吸量可达到总渗吸量的80%,且关井压力扩散会波及到两侧压裂段;③与压力扩散相比,渗透压达到平衡的时间较长,对于地层水矿化度为4.786×103 mol·m?3的情况,裂缝附近的矿化度达到600 mol·m?3左右所需关井时间为50 d;④由于压力差是渗吸主要驱动力,页岩膜效率对渗透压力扩散影响微弱,页岩膜效率30%与5%相比渗吸量仅增加4%;⑤对于密切割压裂,关井后,含水饱和度受小间距水力裂缝控制,分支缝对渗吸含水饱和度的影响有限。