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水下仿生机器人设计与实现

机床与液压 2022年第9期50卷 71-74页

作者：朱万浩章盼梅孔令棚张紫凡广州城市理工学院电气工程学院广东广州510800 广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

为解决大型舰船水下部分检修的难题,设计一台水下仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿生机器人的3D机械模型,设计其控制系统,并分析它在水下工作的力学特性。仿生机器人工作时,利用超声波、陀螺仪等传感器将检测到的水下环境参数转换... 详细信息

为解决大型舰船水下部分检修的难题,设计一台水下仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿生机器人的3D机械模型,设计其控制系统,并分析它在水下工作的力学特性。仿生机器人工作时,利用超声波、陀螺仪等传感器将检测到的水下环境参数转换为电信号,并实时将电信号发送到STM32控制器中;通过STM32控制器根据预设的算法对各种信号进行处理;通过STM32控制器发送命令,控制推进器、摄像头等执行元件,从而实现仿生机器人的自动运行。该仿生机器人运行稳定、反应灵敏,没有发生漏水和无法控制的情况,达到预期目标。

关键词：水下仿生机器人水下检测 STM32控制器控制系统

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海流环境下的无人艇路径规划研究

海流环境下的无人艇路径规划研究

作者：杨朝棚集美大学

学位级别：硕士

随着无人系统理论与技术的快速发展,无人艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的相关研究与应用是当前的研究热点。其中,实现USV智能化无人驾驶的关键技术之一便是路径规划。USV在海流的影响下会发生路径偏移,其与障碍物的安全距离会发生变... 详细信息

随着无人系统理论与技术的快速发展,无人艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的相关研究与应用是当前的研究热点。其中,实现USV智能化无人驾驶的关键技术之一便是路径规划。USV在海流的影响下会发生路径偏移,其与障碍物的安全距离会发生变化,增加了碰撞风险。因此,在规划阶段,规划的路径应适当远离海流流向一侧的障碍物,为USV实际航行时预留更多的安全余量。为确保USV与障碍物保持足够的安全距离,本文构建了一种基于等效势场力和改进搜索策略的A*算法路径规划模型,用于在海流环境下的USV路径规划。具体内容如下:(1)提出了一种基于改变搜索策略的改进A*算法。针对传统A*算法在栅格图中易穿过相邻障碍物栅格问题,在A*算法搜索过程中引入了危险节点的剔除和自适应引导夹角策略,减少运算量,并提升USV在该路径上的安全性。然后在障碍比分别为0.1、0.2和0.3的随机栅格地图下进行仿真实验。结果表明改进搜索策略后的A*算法比传统A*算法的运算速度平均提升了22.5%,路径点均避开了危险节点,且更加安全。最后在实际海图下与RRT等算法作仿真实验对比,得出本文改进搜索策略的A*算法规划的路径在安全距离和转折点数更优。(2)构建了基于等效势场力的改进A*算法路径规划模型。考虑到海流对USV产生的路径偏移效应,本文将海流的作用力等效为障碍物对USV的反向势场力,以此增加规划的路径与障碍物的距离。通过将势场力函数引入到A*算法的代价函数中,创新性的构建了海流环境下基于等效势场力的改进A*路径规划算法。然后深入分析了障碍物对USV的最大作用距离与流速和USV长度之间的关系,提出了等效势场力的最大作用距离公式。(3)海流环境下的USV路径规划模型仿真验证。在海流环境下的USV路径规划模型构建完成之后,通过多次实验分析,确定了势场力最大作用距离公式的参数。在2种流向和3种流速状态下分别建立了两张实际栅格环境地图,并在MATLAB中用改进A*算法进行了多组仿真实验分析,得到了USV在多组海流状态下具有不同安全距离的可行路径。然后根据贝塞尔曲线原理对路径进行平滑处理,有效地降低了USV在海流环境中航行时面临的转向次数。仿真实验结果表明,海流环境下的改进A*路径规划算法具有更好的寻优能力,合理利用了有限的航道空间,有效地解决海流环境下使USV与障碍物保持合适安全距离的路径规划问题。

关键词：无人艇路径规划改进A~*算法等效势场力搜索策略海流环境

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基于点云的SMT贴片缺陷检测技术研究

基于点云的SMT贴片缺陷检测技术研究

作者：刘棚重庆理工大学

学位级别：硕士

面向应急管理的“空天地一体”通信技术应用研究

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通讯世界 2024年第5期31卷 13-15页

作者：蚁泽纯杨棚黄孔星广东省电信规划设计院有限公司广东广州510630

随着通信技术的发展,如何将通信技术与应急管理业务结合成为现阶段应急管理的重要问题。分析通信技术在应急管理中的作用及其在应急管理中的创新应用,发现充分应用通信技术能优化政府在应急环境下的信息共享能力,有效提升政府决策质量。

关键词：应急管理新一代通信技术卫星通信技术

旅游促进民族交往交流交融的实践路径研究——以广西凌云县浩坤村为例

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广西民族研究 2024年第1期 183-189页

作者：秦娟谭满棚广西民族大学民族学与社会学学院广西南宁530006 南宁师范大学国际教育学院广西南宁530001

民族旅游发展是驱动民族交往交流交融的重要动力。广西凌云县浩坤村紧抓民族旅游发展契机,实现“穷山村”向“新桃源”的巨大转变,推动各民族关系朝着友好和谐的方向发展。文章通过党建引领、经济促进、文化认同、社会建设四个维度探讨... 详细信息

民族旅游发展是驱动民族交往交流交融的重要动力。广西凌云县浩坤村紧抓民族旅游发展契机,实现“穷山村”向“新桃源”的巨大转变,推动各民族关系朝着友好和谐的方向发展。文章通过党建引领、经济促进、文化认同、社会建设四个维度探讨浩坤村民族旅游发展对民族交往交流交融的重大意义,提出坚持党建引领旅游发展、营造浓厚民族文化氛围、加大旅游发展支持力度、推进形成文旅融合模式的“浩坤村经验”,对其他民族地区的旅游发展、民族团结与社会稳定具有一定的实践参考价值。

关键词：旅游民族交往交流交融铸牢中华民族共同体意识经验

规模化电动汽车入网负荷预测及其与电网互动研究

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规模化电动汽车入网负荷预测及其与电网互动研究

作者：葛棚丹重庆三峡学院

学位级别：硕士

随着电动汽车(Electric Vehicle,EV)渗透率的增长,在不同的时间和空间位置上,EV聚集充电的情况将更为加突,充电负荷在时间和空间上的不确定性也将更为明显。传统的电网架构可能无法有效应对EV充电需求的增加,造成电网负荷的不平衡,引发... 详细信息

随着电动汽车(Electric Vehicle,EV)渗透率的增长,在不同的时间和空间位置上,EV聚集充电的情况将更为加突,充电负荷在时间和空间上的不确定性也将更为明显。传统的电网架构可能无法有效应对EV充电需求的增加,造成电网负荷的不平衡,引发线路负荷过载、谐波污染等问题,导致电力网络损失、电力质量恶化、降低电器设备的使用寿命。为有效管理和规划电力系统、适应EV的快速增长和充电需求,需要对EV无序充电负荷进行预测,同时在负荷情况的基础上制定合理有效的EV与电网互动策略,引导EV智能充电、调整EV充电时段,以实现电力系统的平稳运行、提高能源利用率。因此,本论文围绕规模化EV入网负荷预测及其与电网互动研究这一课题展开如下研究:(1)提出了基于动态出行特征的负荷预测方法:为解决EV出行行为和充电行为随机性强和预测难的问题,基于OD分析法构建出行需求概率模型以模拟EV出行行为模式;为对其进行更精细化的动态模拟,基于城市道路属性特征建立交通路网模型,描述了各时段的车流量矩阵,在此基础上分析路况、车流等对通行时间的影响;通过充电需求判断、路径规划等实现了对EV出行和充电行为的全面动态时空模拟;最后通过蒙特卡洛法随机抽样、反复模拟,不断得到充电负荷的随机样本,进而揭示整体的充电负荷时空特性。(2)提出了计及波动性能源消纳的V2G策略:针对光伏和风力发电的随机性,对其出力情况进行预测,并据此制定出波动性能源消纳目标;依据电网运营商、新能源消纳和电力负荷之间存在交互关系,分析各主体运行目标,建立了一个包含多方利益的分层博弈模型,通过使用改进型遗传算法对多主体利益分层博弈模型进行求解,通过动态分时电价引导EV充放电行为,优化各个参与方的运营目标;最后使用仿真算例来验证多主体利益分层博弈模型的可行性和有效性,证明了该V2G策略能够提高电网运行的经济效益6.69%,降低负荷方差92.42%,协助电网实现安全稳定运行,并提高新能源的消纳比例至96%以上(3)充电负荷预测方法及其与电网互动策略应用到实际工程中,并验证其有效性和可行性:以重庆市某区域实际交通路网为例,预测了该区域关键交通节点的EV充电需求,负荷预测结果应用于国网万州供电公司来优化充电桩选址和定容,通过比较选取充电站的真实负荷数据与预测数据统计指标,验证了负荷预测的有效性。

关键词：电动汽车动态交通信息负荷预测波动性能源 V2G

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软物质中场论模拟方法的应用及展望

高分子学报 2024年

作者：熊俊棚李昶皓李剑锋复旦大学高分子科学系聚合物分子工程国家重点实验室

软物质科学是物理、化学和材料科学领域的重要分支.但软物质系统因其多尺度结构和丰富的动态行为，给研究带来了巨大挑战.而场论模拟方法在应对这些挑战中显示出独特优势，其通过引入连续的场变量，为描述和处理软物质系统中的复杂相互... 详细信息

软物质科学是物理、化学和材料科学领域的重要分支.但软物质系统因其多尺度结构和丰富的动态行为，给研究带来了巨大挑战.而场论模拟方法在应对这些挑战中显示出独特优势，其通过引入连续的场变量，为描述和处理软物质系统中的复杂相互作用提供了一个更加高效和宏观的视角.本文首先介绍了场论模拟方法的基本原理并阐述了它们在软物质物理上的应用，如蛋白质的HP模型结构预测、高分子链的静态拓扑缠结、化学反应或光反应驱动微观相分离等，接着探讨了深度学习等现代计算技术在软物质研究中的应用.最后展望了软物质研究领域的未来发展趋势，指出场论方法在软物质物理研究领域仍具有巨大优势.

关键词：软物质场论模拟自洽场理论深度学习

基于区块链的EV充放电聚合平台认证机制与竞价模型

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基于区块链的EV充放电聚合平台认证机制与竞价模型

作者：肖棚玥北方工业大学

学位级别：硕士

随着新一轮科技革命深入发展,新能源电动汽车在环境保护和缓解能源短缺等方面具有较大优势,各国聚焦新能源低碳产业,出台充电桩相关补贴政策支持新能源电动汽车产业发展。随即涌现出了大量的充电基础设施运营商,运营商们都会在提供充电... 详细信息

随着新一轮科技革命深入发展,新能源电动汽车在环境保护和缓解能源短缺等方面具有较大优势,各国聚焦新能源低碳产业,出台充电桩相关补贴政策支持新能源电动汽车产业发展。随即涌现出了大量的充电基础设施运营商,运营商们都会在提供充电运营服务的同时,推出专门的充电App。由于充电桩生产企业较多,各个充电平台间信息不兼容,用户经常安装多各充电平台的应用程序才能够找到合适的充电桩,严重影响使用效率。如果各个充电平台能够聚合和信息共享,就会大大提高充电效率,方便用户使用。受到聚合平台的启发,本论文将多方充电平台进行了聚合。聚合平台过程中由于信任问题而导致的单点故障、身份统一的信任难点问题,使得聚合模式难以实施。聚合后更意味着价格之争,多方充电平台在面临同一个服务时,要找到一个最优价格来吸引用户选择,如何在多方充电平台聚合时实现平台利益最大化也成为聚合时不得不考虑的难题之一。区块链在多方实体上的应用是解决上述问题的方案。链上的数据信息被确认添加到链上后,不再修改,多方实体分别拥有这些信息,相互监督,解决了信任问题。智能合约是应用在区块链上的自动执行的代码,在认证权限问题的解决上提供了有力的工具并提高了高效认证。因此,本论文提出了基于区块链的电动汽车聚合充电平台模型,并提出了聚合充电平台跨平台身份认证方案,利用区块链的特性解决平台信任问题,使用智能合约编写认证合约,提高身份认证效率。针对大量认证请求,论文还设计了批量认证方案,进一步提高认证效率。在聚合多方充电平台时,为了实现充电平台的最大化利益,本论文设计了基于博弈的竞价模型以实现该目标。具体研究内容如下:(1)构建了基于联盟区块链的聚合EV充电平台模型。模型基于联盟区块链实现了不同平台之间的互联,建立了平台之间信任,允许每个子平台下的车辆用户能够请求其他平台的服务,实现了跨平台充电。(2)提出了跨平台身份认证方案。方案实现了区块链子平台用户、非区块链子平台用户和新用户这三类用户的注册,统一了身份;并实现了跨平台认证,设计了批量认证过程,基于智能合约验证批量消息,提高验证效率。(3)提出了多平台竞价模型。模型实现了多方平台在面对同一服务信息时,根据其他平台提供的服务价格来调整自身平台的服务价格,来实现平台利益最大化,进而达到博弈的纳什均衡点。(4)构建了系统并且进行了详细的安全性分析,并与现有工作进行了安全性比较。通过性能测试与分析比较,发现方案不仅实现了跨平台认证,而且能够降低认证开销,可以完成竞价模型,所提出的方案有明显优势。

关键词：充电平台跨平台认证聚合模型电动汽车

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基于STC15W的水下机器人控制系统设计

电子设计工程 2022年第8期30卷 57-61页

作者：朱万浩章盼梅孔令棚张紫凡广州城市理工学院电气工程学院广东广州510800 广州城市理工学院机械工程学院广东广州510800

为克服当前水下探测、水下救援的困难,设计了一台智能控制的水下机器人。该水下机器人控制系统以STC15W单片机为中央控制器,外围电路搭载了无线通信模块、陀螺仪模块、摄像头模块、舵机模块等。水下机器人工作时,陀螺仪、摄像头等模块... 详细信息

为克服当前水下探测、水下救援的困难,设计了一台智能控制的水下机器人。该水下机器人控制系统以STC15W单片机为中央控制器,外围电路搭载了无线通信模块、陀螺仪模块、摄像头模块、舵机模块等。水下机器人工作时,陀螺仪、摄像头等模块实时采集水下环境参数,把它转换为电信号发送给单片机;单片机按预先设定的程序进行分析、运算;单片机发出命令控制舵机、无刷电机等模块工作;同时,单片机实时接收遥控器发出的控制命令,控制水下机器人运行。潜水试验结果表明,该水下机器人反应灵敏、运行稳定、安全可靠,能实时监测水下环境,达到了预期目的。

关键词：水下机器人 STC15W单片机传感器控制系统