一种基于边界特征线且特征点可变的二阶非线性离散跟踪微分器及在测速定位系统中的应用

利用状态反推方法确定最速离散二阶系统的线性区域的边界特征线及控制特征线,以相平面上的点及边界曲线、控制线的相对位置按线性规则确定控制量的大小,区分可达区与线性区,并依此构造最速分段线性函数形式的跟踪微分器（Tracking-differentiator,TD）,这种算法可以方便地修改特征点,适应能力强,而且运算中不包含任何根号运算,使得控制综合函数的形式极大简化,有利于工程实现.对正弦信号及方波信号的仿真结果表明了上述结论的合理性.验证了特征点分段线性算法在适当修改特征点后得到的TD,与经典TD以及它的线性近似进行比较,跟踪能力和微分提取能力都得到了较大的提高.应用移动平均算法构成的跟踪微分器组,具有相位补偿功能,适当选取TD参数后,得到了滤波能力强、相位特性良好的滤波器,并应用于基于长定子齿槽检测的永磁电动磁悬浮列车的测速定位系统中.实验结果表明,本文提出的简化TD按相位补偿确定的方案能有效滤除脉冲和扰动等噪声,对过轨道接缝时的畸变信号进行修复,边界容易修改,算法简单有效,实时性强,易于工程实现.     

A binary approximating method for graspable region determination of biped climbing robots

For a biped pole-climbing robot (BiPCR) with grippers, it is an essential demand to determine the target grasp configuration for climbing and transiting between poles, with the graspable region as a priori knowledge. The graspable region on the target pole is critically important for climbing path planning and motion control. To efficiently compute the graspable region for a BiPCR, we propose a novel binary approximating method in this paper. This method may also be applied to generate the three-dimensional (3-D) workspace of a manipulator with constant orientation. The grasping problem and the concept of graspable region for a BiPCR are first introduced. The binary approximating method and the corresponding algorithms are then presented to generate the graspable region. Additional constraints on a biped climbing robot with five degrees of freedom (DoFs) are presented as a supplement to the algorithm. A series of comprehensive simulations are conducted with the five-DoF and six-DoF climbing robots to verify the effectiveness of the proposed method. Finally, the dexterity of biped climbing robots with different DoFs is discussed.     

串联感应加热电源相角保护

数字感应加热电源在工业中一般采用串联负载与PFM调功方式。串联负载谐振与PFM调功方式要求逆变器频率稳定工作在感性区,但在实际工作过程中逆变器频率可能会由感性区越过谐振点滑入容性区,引起逆变器发生"炸管"现象。为了防止"炸管"现象的发生,在谐振点附近的感性区设置限相区,当频率进入限相区经PI处理使其稳定工作在感性区达到保护逆变器的目的。通过DSP实验平台测试,限相区的设置可以很好的保护逆变器使其稳定工作在感性区。     

基于区域权函数理论的多电极电磁流量计电极设计

基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,设计多电极电磁流量计,通过测量管道截面不同位置的弦端电压,计算各区域的轴向平均速度,实现速度分布与体积流量的测量。着重研究了流量计电极设计,选取不锈钢平头方案的多电极电磁流量计,对于阀门下游的非轴对称单相流体积流量测量精度高于±1.0%,倾斜管固—液两相流实验证明:该设计对于两相流非轴对称的速度分布测量具备可靠性。     

一种交互式的岩心图像修补方法

传统的岩心图像修补方法往往无法对不同宽度的待修补域达到理想效果,并且难以对待修补区域做出选择,这在实际应用中很难满足需要。针对这些问题,提出基于联合一阶与二阶全变差（Combined TV-TV2）的交互式岩心修补方法。该方法首先进行均值漂移对图像进行预分割,然后使用基于区域合并的交互式最大相似度算法确定待修补的区域,最后以联合TV-TV2修补模型为基础,应用分裂Bregman迭代进行求解。实验结果表明,待修补的区域能够被确定,而对于不同宽度的修补区域,该算法能够获得满意的修补效果。     

基于活动区域的移动无线传感器网络路由协议

为了解决移动无线传感器网络中能量效率问题,提出了一种基于活动区域的移动无线传感器网络（WSN）路由协议。本方法使用源和sink节点相对位置来形成路由的活动区域,网络中的移动节点使用睡眠唤醒模式来节约能源。移动向量信息（如当前位置、方向和速度）以及节点的剩余能量,用于选择能够提供最大连接保留时间的邻居,移动向量信息也被用来唤醒活动区域中的移动节点。实验表明,与其他路由协议进行比较,该方法在分组传输过程中具有更高的可靠性。     

严寒地区大型倒虹吸工程管道应力及水力安全控制

新疆北疆供水工程跨越吉拉沟大洼槽的三个泉倒虹吸,跨度11 km,内径2.8 m,工作水头160m,是国内外同类工程中综合难度较高的大型倒虹吸工程,在结构强度、材料工艺、安装敷设、工程质量方面都有极高的要求,特别是高水头管道运行、充水、放空、水锤防护等各种工况下的水力安全控制问题,高温差与严寒条件下管道的应力应变问题尤为突出。对该工程设计、科研、施工及运行管理方面的经验进行介绍,对其在新技术、新材料、新工艺等方面取得的理论研究和技术创新成果进行总结,研究认为:工程总体布置合理,工程运行后监测资料及工程安全评价表明各项性状指标良好,通过模型试验研究确定的闸门开度、关闭速率、充水排气、放空排水等水力安全控制关键技术科学合理,为严寒地区大型倒虹吸工程的技术发展提供借鉴。     

非均匀卵砾石粗糙床面的分形特征

针对传统方法刻画粗糙床面总体特征存在缺陷的问题,将分形几何理论引入非均匀卵砾石粗糙床面特征研究,以卵砾石床面激光扫描试验资料为基础,探讨了分形尺度区宽度与中值粒径d50的关系,分析了覆盖基准面对分形维数的影响,研究了床面整体与局部分形维数的特征与联系,获得了分形维数随床面颗粒组成及高程统计参数的变化规律。结果表明:分形尺度区宽度与床面颗粒中值粒径d50有关,上临界尺度可取为1.5d50;分形维数与覆盖基准面位置有关,覆盖基准面距平均床面的距离越大,分形维数越大且逐渐失真,为有效量化和区分床面粗糙特征,覆盖基准面宜取平均床面;粗糙床面分形维数具有良好的稳定性,局部分形维数变异性很小,并与整体分形维数接近;粗糙床面的分形维数与颗粒大小、级配组成及床面高程统计参数有关,中值粒径越大,颗粒组成越均匀,床面高程极差、标准差、偏度(绝对值)和峰度越大,分形维数越小。     

动态受限区域内的单纯型连续近邻链查询方法

受限区域内的单纯型连续近邻链查询在空间数据挖掘、数据的相似分析和推理、空间数据库等方面具有重要的作用。为了弥补已有方法的不足,详细研究了动态受限区域内的单纯型连续近邻链查询方法。基于计算几何中的Voronoi图给出了VOR_IN_CRSCNNC算法、VOR_EX_CRSCNNC算法和VOR_DE_CRSCNNC算法。进一步进行了实验比较和分析。理论研究和实验分析表明,所提出的算法在查询过程中减少了数据逐一筛选和判断的冗余计算,在处理空间数据量较大、初始受限区域数据量较多、受限区域形状较为复杂的单纯型连续近邻链查询方面具有较大的优势。     

代数约简的条件信息熵表示及其高效约简算法

给出如何保持正区域不变的语义分析,提出一种修正条件信息熵计算公式,证明保持修正条件信息熵不变与保持正区域不变相互等价。在此基础上,给出代数约简概念的修正条件信息熵表示。给出反例说明修正条件信息熵不具有单调性,导致没法给出自底向上的启发式约简算法,证明了代数协调集中不可删除属性的不可逆性质,提出一种自顶向下直接删除属性的高效约简算法。它从所有条件属性集出发,逐步删除不必要的属性,只需遍历各属性一次,即可保证得到原始决策表的一个代数约简。数值算例和实验验证了该算法的正确性和高效性。