将数学建模思想融入大学数学课程的探索

本文针对大学数学课程的重要性和抽象性,以及目前学生学习中存在的问题,从提高学生的兴趣入手,通过将数学建模思想融入大学数学课程的实例,对教学方法进行了探索实践。     

基于PAD的个性化情感模型

基于情感计算和人工心理学理论定义了个性空间、心情空间和情感空间,并建立起了个性空间同心情空间的映射关系,提出基本情感强度的概念来描述情感空间在某一时刻所处的状态。根据心情空间中心情向量离基本情感点的距离远近关系来度量情感空间中某种情感出现的概率大小,建立起了心情空间与情感空间的映射关系,并建立了一个新的三层映射关系的个性化情感模型。通过仿真实验验证,该情感模型能较为准确地描述人类情感变化规律。     

齿轮轮齿参数化系列化建模

结合机械传动零件制作实例介绍了使用三维CAD软件SolidWorks进行标准渐开线直齿圆柱齿轮的参数化系列化对齿轮轮齿建模的方法。     

低维特征空间中基于旋转图像的三维环境模型配准方法

近年来,异类机器人之间(如飞行机器人和地面机器人)的协作成为机器人学研究发展的一个新的领域.异类机器人协作的难点之一是协作环境建模,而由于所获得的环境模型具有不同的观测视角和尺度,其环境建模中的模型配准是一个难点和关键.目前,能够适用于大视角差、大尺度差场景配准的方法并不多,基于旋转图像的配准方法被认为是一种可行方案,但其中存在的计算负担大和在野外环境中的鲁棒性差使得其也很难在实际系统中应用.基于此,面向三维点云环境模型,以旋转图像为基础,提出了一种新的基于低维特征空间的模型配准方法.首先,通过引入模型曲率、旋转图像熵值和激光反射强度3个特征构建了一个三维特征空间,得到候选对应点集合.然后,在候选对应点集合中利用旋转图像的方法查找正确的对应关系,实现模型配准.由于低维特征空间的引入,基于旋转图像特征的对应点搜索区域大大减小,因此算法计算效率得到了极大改善.同时由于引入的新特征与场景旋转图像特征的互补性,算法的鲁棒性和精确性也得到了提升.这些性能改进最后通过实验得到了验证.     

面向对象仿真与建模特点

论述了面向对象仿真的发展及特点,指出了面向对象仿真的关键技术,并且通过实例讨论了面向对象仿真和传统仿真建模方法的区别与联系,提出了面向对象仿真的系统设计方法,对面向对象仿真技术进行了展望.     

地下结构抗震设计方法整体强制反应位移法

基于地震作用下地下结构主要受周围土层变形控制这一基本思想,在地下结构抗震设计方法强制反应位移法的基础上,探讨了一种新的抗震设计方法——整体强制反应位移法.新方法将土层变形施加到计算模型的整个土层有限元上以模拟地震作用,避免了原方法所施加土层变形传递到远离模型边界位置会发生衰减的现象.结合上海市某地铁车站的计算实例,详细介绍了该方法的具体实施步骤、基本特点.同时以动力时程法为基准,分析了该方法在不同地震动强度下的计算效果.研究表明,整体强制反应位移法的计算结果与动力时程法符合较好,设计理念体现了地下结构的震害机制,是一种方便有效的抗震设计方法.     

基于OpenGL的三维虚拟煤矿系统的实现

提出基于OpenGL的三维虚拟煤矿系统构建方法,介绍系统的功能及整体结构框架,并详细说明了地层和巷道的三维建模方法,给出场景漫游实现技术。该系统对进行矿区地质分析、提高煤矿安全生产有重要作用。     

基于Pro／E的颚式破碎机齿板参数化建模

介绍了Pro／E软件的主要特点及参数化设计,阐述了基于Pro／E的颚式破碎机齿板参数化模型的建立过程。     

线切割机床工具电极的可靠性建模与评估

电火花线切割机床将金属丝作为切割工具,亦称工具电极,而断丝是线切割机床最频繁的故障模式.为提高加工过程的可靠性,进而提高生产效率,需要对工具进行可靠性建模与评估.将两次断丝故障之间的工作时长(即断丝间隔时间TBB,Time between Breakings)作为可靠性数据,并假设数据服从两参数Weibull分布;基于数据和最小二乘法,得到了Weibull分布参数估计值;进行假设检验.结果表明:两参数Weibull分布可用于工具电极的可靠性模型.结合实例,求出某电火花线切割机床的平均断丝间隔时间MTBB(Mean time between Breakings),并将其作为可靠性指标,基于该指标提出建议,以提高加工过程的可靠性.     

基于激光雷达的移动机器人环境建模与避障

为了提高自主移动机器人运行的安全性和可靠性 ,提出了一种基于激光雷达的距离信息进行环境建模和避障的方法。首先简要描述了激光雷达的工作原理 ,比较了几类常用的激光雷达 ,并介绍了激光测量系统 ( laser measure-ment system,LMS)。然后给出了一种用于移动机器人环境建模和避障的算法 -时变势场法 ,在此基础上提出了改进算法 -多分辨率势场法 ,实验表明其性能优于原算法。最后讨论激光雷达在实际应用中的一些问题。目前 ,该方法已成功地应用于清华室外移动机器人 THMR- V