自主式水下航行器三维路径跟踪的神经网络H∞鲁棒自适应控制方法

本文研究了存在模型不确定以及外界未知扰动情况下的自主式水下航行器(AUV)的三维路径跟踪控制问题. 针对此问题, 首先利用时标分离原理及正交投影Serret-Frenet坐标系建立了描述AUV质心运动及姿态运动的的仿射非线性数学模型. 其次, 在控制器设计中运用神经网络H∞鲁棒自适应算法克服了模型的不确定性及扰动, 同时在控制器设计中利用了主导输入的思想, 降低了闭环系统的复杂度, 减少了实时计算工作量, 便于工程应用. 基于Lyapunov理论的分析保证了系统的稳定性. 仿真结果表明, 路径跟踪控制律可以保证AUV沿期望路径运动, 并且具有良好的动态性能.     

基于ZigBee的动态WSN节点定位

针对因障碍物影响而无法实现动态无线传感网MWSN (mobile wireless sensor network)高精度定位的问题,提出了基于RSSI信号传播模型的α-驱动更新的质心定位算法α- drive renewing weighted centroid localization(α-DRWCL).根据WCL (weighted centroid localization)的距离计算公式,建立了路径衰减因子α的计算模型,利用边界探测装置的探测结果适时改变α的值,得到较接近实际情况的各参考节点权重,达到了减小定位误差的目的.在实验环境中对α-DRWCL算法进行定位仿真,仿真结果表明了该算法的精确性和有效性.     

冷库氨气无线监测系统与泄漏点定位方法

针对目前冷库氨气泄漏事故频发的现状,设计了基于无线传感器网络的冷库氨气监测与泄漏点定位系统,详细介绍了传感器节点、协调器节点的组成结构,提出了适用于冷库氨气泄漏定位的扩散模型和定位算法,并在不同的监测面积下进行了氨气泄漏定位模拟实验和算法对比分析。实验结果表明:质心算法的相对定位误差为11%左右,低于最近点法50%左右。相对于目前冷库普遍采用的超限报警方式,将无线传感器网络中的定位技术应用到氨气泄漏源定位中有着重要的作用,有利于快速找到泄漏点,及时解决冷库氨气泄漏事故。     

基于FPGA的高速浮点FFT的实现研究

研究了利用FPGA实现浮点FFT的技术,提出了一种循环控制、RAM访问和蝶形运算三大模块以流水线方式协同工作的方案,结合数据缓冲和并行处理技术,讨论了蝶形运算单元的工作机制。浮点乘法器采用并行Booth编码和3级Wallace压缩树的结构,浮点加法器中采用独立的定点加法器和减法器,使运算得以高速进行。RAM读/写时序和运算参数都可利用寄存器设置。本设计已在Cyclone-Ⅱ系列芯片EP2C8Q208中实现,200MHz主频下,采用外部RAM,完成1024点复数FFT只需750μs。     

基于C51的氨含量监测系统软件设计

本文提出了使用C51高级语言将浮点数转换为BCD码的算法和实现过程。提出对具有指数特性的电化学传感器的快速校正算法。详细论述了存储、查询和打印函数的设计思想。     

Chain Vibration and Dynamic Stress in Three-Dimensional Multibody Tracked Vehicles

A three-dimensional computational finite element procedure for the vibration and dynamic stress analysis of the track link chains of off-road vehicles is presented in this paper. The numerical procedure developed in this investigation integrates classical constrained multibody dynamics methods with finite element capabilities. The nonlinear equations of motion of the three-dimensional tracked vehicle model in which the track link s are considered flexible bodies, are obtained using the floating frame of reference formulation. Three-dimensional contact force models are used to describe the interaction of the track chain links with the vehicle components and the ground. The dynamic equations of motion are first presented in terms of a coupled set of reference and elastic coordinates of the track links. Assuming that the structural flexibility of the track links does not have a significant effect on their overall rigid body motion as well as the vehicle dynamics, a partially linearized set of differential equations of motion of the track links is obtained. The equations associated with the rigid body motion are used to predict the generalized contact, inertia, and constraint forces associated with the deformation degrees of freedom of the track links. These forces are introduced to the track link flexibility equations which are used to calculate the deformations of the links resulting from the vehicle motion. A detailed three-dimensional finite element model of the track link is developed and utilized to predict the natural frequencies and mode shapes. The terms that represent the rigid body inertia, centrifugal and Coriolis forces in the equations of motion associated with the elastic coordinates of the track link are described in detail. A computational procedure for determining the generalized constraint forces associated with the elastic coordinates of the deformable chain links is presented. The finite element model is then used to determine the deformations of the track links resulting from the contact, inertia, and constraint forces. The results of the dynamic stress analysis of the track links are presented and the differences between these results and the results obtained by using the static stress analysis are demonstrated.     

基于矿井三维WSNs多重覆盖和RSSI的加权质心算法

针对无线传感器网络(WSNs)的矿井灾害无线监测信息系统,提出一种基于矿井三维建模WSNs多重覆盖和RSSI的加权质心定位算法.根据矿井巷道的几何结构特征,将矿井建模成规则的拱型模型.介绍了一种矿井巷道固定节点无缝覆盖部署模型,并运用几何学求出了满足多重覆盖要求时的节点部署间距.在此基础上,提出了一种基于RSSI比值的加权质心定位算法,利用节点RSSI值求出加权系数,再对质心坐标进行加权处理.仿真实验表明:改进的质心算法有效地减少了定位误差,定位精度优于原算法.     

基于RSSI加权质心和GASA优化的WSN定位算法

针对无线传感器网络节点在自身定位中广泛存在较大的定位误差的问题,提出一种基于RSSI加权质心和GASA优化的无线传感器网络定位算法。该算法假设无线传感器网络中存在一定比例的位置已知的锚节点,利用RSSI加权质心算法计算未知节点与锚节点间的距离,建立以未知节点位置为参数的数学模型,用GASA优化算法计算最优解从而获得未知节点的位置,实现未知节点自身的定位。仿真实验的结果表明,当锚节点个数为30,算法的平均定位误差在10%以内,比RSSI加权质心算法降低了10%~15.5%左右,并且随着节点个数的增加平均定位误差降低。     

漂浮式海上风电机组全生命周期成本分析

针对国内漂浮式风电全生命周期成本研究尚不足的问题,提出一种评估漂浮式海上风电机组全生命周期成本细分的方法。该方法将漂浮式海上风电机组全生命周期划分为前期调研、设计、制造、安装、运行维护和拆解等6个阶段,涉及每个阶段的阶段成本,并将各阶段成本细分为不同的子成本,得到全生命周期多层次成本构成,并据此分析获得影响全生命周期总成本的关键变量。以某半潜式浮式风机为例,分析其全生命周期每个阶段的成本构成,从而获得最重要的成本,并将其最小化以提高浮式风机经济效应。研究结果表明,控制制造成本和安装成本是提高浮式风机经济性的关键。     

基于RSSI差分修正的加权质心定位算法

为了抑制接收信号强度指示(RSSI)误差对无线传感器网络节点定位精度的影响,从消除RSSI误差的角度,提出了一种基于对RSSI距离值差分修正的加权质心定位算法。该算法计算简单,无需硬件扩展,仿真结果表明:该算法比传统算法有更好的定位性能。