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基于进化蚁群算法的移动机器人路径优化

控制与决策 2023年第3期38卷 612-620页

作者：李涛赵宏生南京信息工程大学自动化学院南京210044 大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

针对蚁群算法进行路径规划中出现的运行时间长、搜索效率低和容易出现死锁的问题,提出一种基于达尔文进化论思想的蚁群算法.首先,针对空白栅格搜索效率低的问题,提出一种蚁群算法简易模式;然后在启发函数中引入目标影响因子和障碍物影... 详细信息

针对蚁群算法进行路径规划中出现的运行时间长、搜索效率低和容易出现死锁的问题,提出一种基于达尔文进化论思想的蚁群算法.首先,针对空白栅格搜索效率低的问题,提出一种蚁群算法简易模式;然后在启发函数中引入目标影响因子和障碍物影响因子以提高算法的全局搜索能力,避免陷入死锁;最后利用达尔文的进化论改进蚁群算法的信息素更新规则用于加快算法的迭代速度,缩小运行时间.在不同规模的栅格地图环境下的实验表明,所提出的进化蚁群算法能够加快迭代速度,提高搜索效率,实现最优路径并避免算法死锁问题.

关键词：移动机器人蚁群算法路径规划死锁信息素更新达尔文进化论

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基于智能算法的仓储机器人路径规划研究

基于智能算法的仓储机器人路径规划研究

作者：赵宏生南京信息工程大学

学位级别：硕士

在物流业迅速发展的背景下,传统仓储效率极低,智能仓储越来越普遍,仓储机器人作为智能仓储的关键一环就显得尤为重要。但是由于现有的仓储机器人路径规划算法单一,只能完成相对简单的任务,易出现路径较长,时间较长等问题,不足以应对当... 详细信息

在物流业迅速发展的背景下,传统仓储效率极低,智能仓储越来越普遍,仓储机器人作为智能仓储的关键一环就显得尤为重要。但是由于现有的仓储机器人路径规划算法单一,只能完成相对简单的任务,易出现路径较长,时间较长等问题,不足以应对当下复杂的仓储环境。基于此,本文针对不同的仓储环境,设计了不同的路径规划算法,使得仓储机器人可以在最短的时间内找出最优路径。具体内容如下:针对传统堆垛式仓库的路径规划,利用笛卡尔坐标系法建模,为了解决基于粒子群算法进行路径规划时出现的局部极值和收敛速度慢问题,提出了一种基于障碍物分布的定向优化粒子群算法。首先利用选择性定向优化策略提高了算法跳出局部极值的能力;然后利用自适应时变策略动态调整学习因子加快收敛速度;最后通过MATLAB仿真实验验证了算法的有效性。结果表明:本文算法加快了收敛速度,提高了算法跳出局部极值的能力。针对全自动货架式仓库的单个机器人路径规划,为了解决利用蚁群算法进行路径规划时出现的运行时间长,搜索效率低和容易出现死锁问题,提出了一种基于达尔文进化论思想的蚁群算法。首先,针对在空白栅格中出现的搜索效率低的问题,提出了一种蚁群算法简易模式。其次,调整启发函数提高了算法的全局搜索能力,避免陷入死锁。最后,利用进化论思想改进蚁群算法的信息素更新规则,加快算法的迭代速度,缩小运行时间。在不同规模的栅格地图环境下的实验表明:本文提出的进化蚁群算法加快了迭代速度,提高了搜索效率,实现了最优路径并且解决了算法死锁问题。针对全自动货架式仓库的多机器人路径规划出现的效率低,易陷入死锁状态和路径非最优问题,提出了一种融合算法。首先,根据不同的标准利用粒子群算法对蚁群算法的主要参数进行寻优,得到了蚁群算法最优的参数组合。其次,提出了一种可行的多机器人避障策略,使得在仓储环境下的多机器人实现有效避障。然后,针对狭窄走廊地图易出现的死锁问题,提出了一种快速通行策略。最后,将蚁群算法与黏菌算法融合解决了路径非最优问题。通过与不同算法的对比,证明本文算法在路径长度、死锁蚂蚁个数以及效率等参数上优于其他算法。

关键词：路径规划仓储机器人粒子群算法进化蚁群算法死锁进化论黏菌算法融合算法

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基于双观测器的四旋翼无人机姿态控制

南京信息工程大学学报（自然科学版） 2022年第4期14卷 502-508页

作者：姜琛李涛赵宏生南京信息工程大学自动化学院南京210044 南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

为了提高四旋翼无人机姿态控制精度及抗干扰性能,将干扰观测器与扩张状态观测器相结合,提出了一种基于双观测器的滑模抗干扰控制方法.首先,对于部分已知信息的干扰用外生系统模型描述,并用干扰观测器进行估计;然后针对复杂的非线性可微... 详细信息

为了提高四旋翼无人机姿态控制精度及抗干扰性能,将干扰观测器与扩张状态观测器相结合,提出了一种基于双观测器的滑模抗干扰控制方法.首先,对于部分已知信息的干扰用外生系统模型描述,并用干扰观测器进行估计;然后针对复杂的非线性可微干扰采用扩张状态观测器进行估计;接着设计滑模控制律来补偿双观测器估计的干扰,进而实现姿态控制;最后利用李雅普诺夫理论证明了系统的稳定性.仿真结果表明,该方法相较于传统的PID控制具有更高的跟踪精度和良好的抗干扰能力.

关键词：四旋翼无人机干扰观测器扩张状态观测器滑模控制

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基于林业生态保护与天然林保护的策略分析

农村科学实验 2022年第23期 54-56页

作者：赵宏生崇左市广西西大明山自治区级自然保护区管理中心广西崇左532114

本文主要研究基于林业生态保护与天然林保护的策略。文章分析了当前林业生态保护与天然林保护工作现状,指出当前林业生态保护与天然林保护融合实施的问题。最后,针对问题提出解决方法,旨在促进生态保护与天然林保护同时完成,以最快速度... 详细信息

本文主要研究基于林业生态保护与天然林保护的策略。文章分析了当前林业生态保护与天然林保护工作现状,指出当前林业生态保护与天然林保护融合实施的问题。最后,针对问题提出解决方法,旨在促进生态保护与天然林保护同时完成,以最快速度恢复林业生态。

关键词：林业生态保护天然林保护策略

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建筑工程中预应力混凝土技术的应用实践

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2022年第10期 22-24页

作者：赵宏生河北建设集团股份有限公司河北保定071000

预应力混凝土的强度更高,且刚度更大、抗裂能力更强,对钢质材料的使用也有所降低。本文以预应力混凝土技术作为切入点,简要叙述预应力混凝土概念与技术种类。随后,详细阐述预应力混凝土技术在建筑工程中的工艺流程、应用要点,围绕典型... 详细信息

预应力混凝土的强度更高,且刚度更大、抗裂能力更强,对钢质材料的使用也有所降低。本文以预应力混凝土技术作为切入点,简要叙述预应力混凝土概念与技术种类。随后,详细阐述预应力混凝土技术在建筑工程中的工艺流程、应用要点,围绕典型工艺问题来提出技术应用策略。旨在建立标准化的预应力混凝土技术应用体系,实现预期应用目标,为现场施工提供技术参考。

关键词：建筑工程预应力混凝土施工技术

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自然保护区生态环境修复的探讨

农业技术与装备 2023年第4期 87-89页

作者：赵宏生崇左市广西西大明山自治区级自然保护区管理中心(崇左市凤凰山林场) 广西壮族自治区扶绥532114

文章阐述了自然保护区及生态环境修复概念,介绍了广西西大明山自然保护区基本情况、存在问题及原因,针对水源污染严重、山体裸露面积较大、林种结构单一、水土流失加剧和物种多样性受损等系列生态问题,践行山水林田湖草“生命共同体”... 详细信息

文章阐述了自然保护区及生态环境修复概念,介绍了广西西大明山自然保护区基本情况、存在问题及原因,针对水源污染严重、山体裸露面积较大、林种结构单一、水土流失加剧和物种多样性受损等系列生态问题,践行山水林田湖草“生命共同体”系统治理理念,提出水源地生态修复、裸露山体复绿、天然林恢复和人工纯林改造、石漠化和水土流失治理、矿山系统整治和生态修复及濒危动物栖息地保护等具体的生态环境修复措施,以期为其他自然保护区生态环境修复工作提供参考和启发。

关键词：自然保护区西大明山自然保护区生态修复

PbBr_2-PbF_2-P_2O_5玻璃的结构研究

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无机材料学报 2003年第1期18卷 27-33页

作者：赵宏生李艳青周万城罗发清华大学材料科学与工程系北京100084 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了PbBr2-PbF2-P2O5系铅卤磷酸盐玻璃的结构.结果表明,Pb2+离子在玻璃中起着网络修饰阳离子和网络形成体的双重作用.当P2O5含量为60mol％时,Pb2+离子主要是作为网络修饰体;当P2O5含量... 详细信息

采用红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了PbBr2-PbF2-P2O5系铅卤磷酸盐玻璃的结构.结果表明,Pb2+离子在玻璃中起着网络修饰阳离子和网络形成体的双重作用.当P2O5含量为60mol％时,Pb2+离子主要是作为网络修饰体;当P2O5含量降低到50mol％时,一部分Pb2+离子能够进入玻璃网络形成[PbO4]四面体或P-O-Pb键.Br-和F-离子达到一定浓度时就会进入玻璃网络,形成[PO4-nXn](X=Br或F,n=0-4)四面体使磷酸盐链长变短.玻璃中P2O5的含量不变时P-O-P键的比例也基本保持不变;当P2O5的含量降低时,P-O-P键和P-O-键的含量都减少,P-O-Pb键的含量则明显增加.

关键词： PbBr2-PbF2-P2O5玻璃铅卤磷酸盐玻璃红外光谱 X射线光电子能谱结构研究

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氮掺杂二氧化钛薄膜的制备与光催化性能

稀有金属材料与工程 2009年第10期38卷 1815-1817页

作者：赵宏生胡红坡张凯红李自强清华大学北京100084

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂改性的TiO2薄膜,用表面形貌仪、扫描电镜和光电子能谱仪等分析薄膜的厚度、表面形貌和成分,研究了薄膜对亚甲基蓝的光催化降解速率。结果表明,通过加入尿素实现了氮离子在TiO2晶格间的间隙掺杂和替位掺杂。... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂改性的TiO2薄膜,用表面形貌仪、扫描电镜和光电子能谱仪等分析薄膜的厚度、表面形貌和成分,研究了薄膜对亚甲基蓝的光催化降解速率。结果表明,通过加入尿素实现了氮离子在TiO2晶格间的间隙掺杂和替位掺杂。薄膜厚度在50～200nm之间,表面平整。氮离子掺杂使TiO2薄膜的光催化活性大大提高,当氮掺杂TiO2薄膜中N/Ti原子比为0.015时,单层氮掺杂TiO2薄膜降解亚甲基蓝一半所需要的时间为2.5h。

关键词： TiO2 光催化剂氮掺杂

SiC／CNTs纳米复合材料吸波性能的研究

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无机材料学报 2006年第3期21卷 659-663页

作者：梁彤祥赵宏生张岳清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

采用聚碳硅烷前驱体转化法制备了SiC／CNTs纳米复合材料,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜对样品进行了微观结构分析,并测试了材料在2—18GHz 频率范围内的电磁参数．结果表明,当初始聚碳硅烷／二甲苯溶液浓度为10... 详细信息

采用聚碳硅烷前驱体转化法制备了SiC／CNTs纳米复合材料,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜对样品进行了微观结构分析,并测试了材料在2—18GHz 频率范围内的电磁参数．结果表明,当初始聚碳硅烷／二甲苯溶液浓度为10％-15％时,聚碳硅烷前驱体转化法在CNTs表面可以制备SiC包覆层均匀致密的复合一维纳米材料． SiC包覆CNTs一维纳米材料的电磁参数测试表明,其损耗机制以介电损耗为主,当聚碳硅烷含量为 15％时,SiC／CNTs纳米复合材料具有最高的介电常数和损耗角,较好的电磁波吸收特性,并表现出复合效应．

关键词： SiC一维纳米材料碳纳米管吸波性能