空间机器人自主视觉伺服控制策略

针对传统的空间机器人遥操作控制方法受时延影响严重的问题,基于最新研制的4自由度空间机器人,提出一种基于多目相机的自主复合控制策略.该策略包含了眼在手和眼到手2种相机配置结构,每个相机均具有独立的位姿计算能力,前者保证了伺服控制的精度以及操作的灵活性,后者能够在观察到全局视景的情况下做出伺服控制.为满足机器人视觉实时控制的需求,对视觉处理算法进行了特别考虑.首先,设计了基于多边形形状拟合的特征识别方法,提出曲线矢量数据贪婪算法来处理图像遍历拟合过程中计算密集的问题;其次,结合特征识别结果和模型目标的空间信息,提出基于弱透视模型的单目位姿估算及优化算法;最后,依据所提策略在实验室环境中完成了自主导航及捕获任务,验证了在较低层次进行这种复合控制的可行性和有效性.     

多自主水下航行器的有限时间无碰撞协调控制方法

研究了多自主水下航行器有限时间协调控制问题,提出一种基于多智能体控制思想的有限时间跟踪一致性控制律。为实现多AUV系统间的避碰,引入一种虚拟力,并且与所设计的有限时间一致性跟踪控制律进行向量合成, 构成总的控制律来实现对多AUV系统无碰撞的协调控制。仿真验证了所提出控制策略的有效性。     

基于ROS的自主多旋翼飞行器视觉导航系统

 针对在GPS信号缺失的环境下多旋翼飞行器的定位和自主飞行问题,构建了一个基于视觉导航的多旋翼无人飞行器控制系统。采用目前流行的pixhawk飞行控制模块和单目视觉定位算法,基于机器人操作系统（ROS）构建了通信网络系统,并选用一个低功耗的机载主控计算机实时地在板运行该系统。测试结果表明,搭建的无人飞行器平台能实现较精确的视觉定位和自主飞行。     

无人机自主防碰撞控制技术新进展

 随着低空飞行无人机的日益增多,低空环境的飞行安全问题正变得越来越严峻。在阐述无人机自主防碰撞控制基本原理的基础上,分析了无人机自主防碰撞控制技术研究的4 类主要方法,进而阐述了低空飞行对无人机防碰撞控制技术提出的挑战。最后提出了可借鉴人类认知发育机理的无人机认知防碰撞控制方法,讨论了认知防碰撞控制技术的新进展。     

Role of trapped liquid in flow boiling inside micro-porous structures:pore-scale visualization and heat transfer enhancement

Flow boiling is an important heat dissipation method for cooling high heat flux surfaces in many indus-trial applications.The heat transfer can be further enhan...     

结构振动分级控制法

为有效处理结构参数和激励荷载不确定等因素的影响,基于相平面分析,提出了一种分级控制法. 将相平面划分成若干局部网格区域,使与被控质点运动状态对应的任一轨迹点映射到某一局部网格区域. 根据对应的网格区域可判定质点的运动趋势,然后设计出相应的控制力. 通过算例研究了一个底层设有主动拉索系统(ATS)的三层剪切型结构的地震反应控制问题,验证了建议控制律的有效性. 数值结果显示,与无控状况相比,建议算法可以显著减少结构的地震反应,同时其控制性能也要略优于线性二次型定常状态调节器(LQR)控制.     

多翼自治水下机器人动力学建模与姿态控制

为了提高多翼自治水下机器人姿态自主控制的稳定性和控制性能,设计了基于多翼水下机器人全参数控制模型的姿态控制系统.首先对多翼自治水下机器人进行运动学和动力学分析,建立多翼自治水下机器人的全参数运动控制模型;在此基础上建立多翼自治水下机器人整体控制系统,设计基于线性二次型最优控制的多翼自治水下机器人姿态控制器;最后进行多翼自治水下机器人姿态控制仿真实验.结果表明:在给定的外界干扰下,多翼自治水下机器人能够快速稳定跟踪目标姿态,所建立的控制器以及控制模型能够满足多翼水下机器人姿态的自主控制需要,达到设计目标.     

An autonomous molecular computer for logical control of gene expression

Early biomolecular computer research focused on laboratory-scale, human-operated computers for complex computational problems. Recently, simple molecular-scale autonomous programmable computers were demonstrated allowing both input and output information to be in molecular form. Such computers, using biological molecules as input data and biologically active molecules as outputs, could produce a system for 'logical' control of biological processes. Here we describe an autonomous biomolecular computer that, at least in vitro, logically analyses the levels of messenger RNA species, and in response produces a molecule capable of affecting levels of gene expression. The computer operates at a concentration of close to a trillion computers per microlitre and consists of three programmable modules: a computation module, that is, a stochastic molecular automaton; an input module, by which specific mRNA levels or point mutations regulate software molecule concentrations, and hence automaton transition probabilities; and an output module, capable of controlled release of a short single-stranded DNA molecule. This approach might be applied in vivo to biochemical sensing, genetic engineering and even medical diagnosis and treatment. As a proof of principle we programmed the computer to identify and analyse mRNA of disease-related genes associated with models of small-cell lung cancer and prostate cancer, and to produce a single-stranded DNA molecule modelled after an anticancer drug.     

高超声速飞行器建模与自主控制技术研究进展

 高超声速飞行器是国内外研究的热点问题。综述了高超声速飞行器建模与自主控制问题。阐明了高超声速飞行器的特点及控制难点,列举了典型的高超声速飞行器模型,从机理推导方法、计算流体力学（CFD）实验方法、模型简化技术和模型验证技术方面介绍了高超声速飞行器建模的研究进展,从传统滑模控制、高阶滑模控制、反步控制、自适应控制、轨迹线性化控制方面阐述了高超声速飞行器自主控制的研究进展,探讨了高超声速飞行器仿真平台开发的研究趋势。     

室外智能机器人的局部规划与导航控制方法

本文介绍一种室外移动机器人（ＡＬＶ）的局部规划与导航控制的新方法。用于ＡＬＶ的导航的基于超声阵列的时变势场法是王田苗、张钹于１９９２年提出的。本文深入分析了势场法应用于ＡＬＶ所遇到的问题，并采用了模糊控制的解决方法。这里还进一步介绍了一种基于势场－神经网络模糊控制的局部规划与导航方法。针对校园道路网和ＴＨＭＲ－Ⅲ（ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭｏｂｉｌｅＲｏｂｏｔ，Ｍｏｄｅｌ３）的具体任务目标，应用该方法进行了ＡＬＶ的避障、道路跟踪、漫游等的导航控制实验。实验表明，该方法具有较好的控制品质，具有良好的灵活性和鲁棒性。     

自动共享电动汽车的云-边协调优化模型与控制策略

针对自动共享电动汽车(shared autonomous electric vehicles,SAEV)运行出现的车辆分配不平衡以及充电优化问题,提出了一种基于云-边协调计算的SAEV优化控制策略。首先,给出SAEV再平衡优化模型以及再平衡任务分配算法;其次,考虑使用V2G和动态电价进行SAEV车队的充放电优化,给出SAEV车队能量交换模型以及出行订单分配算法,以减少整个SAEV车队系统的充电成本;再次,利用云-边协调通信将这些优化结果信息在不同平台间进行互动传输,实现电动汽车的最优充电与迁移策略;最后,通过MATLAB使用真实的深圳出租车数据对该优化控制方法进行验证。结果表明,该框架可降低充电成本,提高交通效率,有望扩展应用到更大规模的系统中。所提云-边协调控制策略将复杂的SAEV优化问题分解成3个子问题进行求解,为SAEV的最优运行提供了一种新的方法。     

互通式立交网络流的协同控制

利用图论方法将互通式立交展开为一种多源多汇的赋权有向网络,并对其性质进行描述与定义;通过对立交网络动态流谱及最大流计算得到其容量限制并确定受控弧分布;以受控弧队列长度和冗余等待时间设计了阻抗均衡因子,建立了动态阻抗均衡条件下的网络流协同控制方程,并制定了控制策略;以实际对象进行虚拟控制仿真,结果表明了所提策略和方法的有效性.     

Analytical determination of flow resistance characteristic for combination channel inside hydraulic manifold block

Computational fluid dynamics （CFD） was used in conjunction with BP neural network to study the flow resistance characteristic of the combination-channel inside hydraulic manifold block （HMB）. The input parameters of the combination-channel model were confirmed to have effect on the pressure-drop by the numerical method, and a BP neural network model was accordingly constructed to predict the channel pressure-drops. The flow resistance characteristic curves of various channels were achieved, and a performance parameter was given to evaluate the through-flow characteristic of the channel according to the curves. The predictions are in agreement with the numerical computation, indicating that the method can be utilized to accurately determine the flow characteristic of the combination channel with high efficiency.     

无人驾驶车转向系统自抗扰控制的研究

针对无人驾驶车转向系统具有一定的非线性,工作载荷变化大,易受外界干扰影响的特点,在分析转向系统动力学特性的基础上,依据自抗扰控制技术,设计了二阶自抗扰控制器．采用七自由度非线性车辆模型进行仿真研究,结果表明：二阶自抗扰控制器可以有效实现转向系统转角的控制,且具有较高的精度、更宽的控制范围以及很强的鲁棒性．     

无线衰落信道中具有服务质量保证的图像传输

针对可伸展图像在无线衰落信道传输,该文给出了一个新的能够提供服务质量保证的错误控制方案,联合考虑了非均衡错误保护(UEP)、前向纠错(FEC)和自动重复请求(ARQ)。在比特资源和信道环境的约束下,给出了率失真比特分配方案,在信源编码和信道编码之间分配资源。当有残存错误存在的时候,利用ARQ技术来进一步恢复错误。仿真实验表明该文方案有3个优点:1)即使不用ARQ技术,在接收端仍然可以获得好的重建图像质量。2)通过很少的ARQ就可以实现无误的图像传输,有效地减少了服务的时间。3)使用少的比特资源就可以获得高质量的图像传输,可以减少移动终端网络接口的能量消耗。该文对图像在无线衰落信道中传输提出了具有服务质量保证的解决方案。     

非共沸混合工质水平管内环状流型下强制对流蒸发传热的分析模型

分析了非共沸混合工质水平管内环状流型下强制对流蒸发的局部换热系数的计算方法，推导出局部换热系数的计算公式，并分析了影响非共沸混合工质蒸发换热的主要因素．利用本文公式得出的预测值与实验数据比较，取得了一致的结果     

A control structure for the autonomous locomotion on rough terrain with a hexapod robot

A motion control structure used for autonomous walking on uneven terrain with a hexapod biomimetic robot is proposed based on function-behavior-integration.In the gait planning level, a set of local rules operating between adjacent legs were put forward and the theory of finite state machine was employed to model them; further, a distributed network of local rules was constructed to adaptively adjust the fluctuation of inter-leg phase sequence.While in the leg-end trajectory planning level, combined polynomial curve was adopted to generate foot trajectory, which could realize real-time control of robot posture and accommodation to terrain conditions.In the simulation experiments, adaptive regulation of inter-leg phase sequence, omnidirectional locomotion and ground accommodation were realized, moreover, statically stable free gait was obtained simultaneously, which provided hexapod robot with the capability of walking on slightly irregular terrain reliably and expeditiously.