摘要：当分流式复合潜流人工湿地(HCW)以生活污水为外加碳源深度处理猪场废水时,系统因复氧能力不佳而面临NOx--N难以稳定获取的难题。为了确保HCW高水平的硝化性能及TN去除率,以拔风管为增氧设施并探究了其对系统氮素转化性能及微生物特性的影响。结果表明,对于由下向流(DF)单元和上向流(UF)单元串联而成的分流式HCW,其中可形成以硝化/反硝化作用和短程反硝化/厌氧氨氧化(DMOA)作用为主的多路径耦合脱氮反应体系;拔风管的布设不会明显改变HCW中的氮素转化模式,但该设施的增氧作用可强化DF单元的硝化性能,并可提升后续UF单元中反硝化菌群及厌氧氨氧化菌(AnAOB)的丰度,进而可实现系统中各脱氮途径强度的提高及其脱氮性能的优化;当DF单元中拔风管的布设数量为4时,HCW中参与脱氮的优势菌属包括Nitrosomonas、Nitrospira、Thauera和Candidatus_Brocadia,此时系统的COD、TP、TN和NH4+-N去除负荷分别可达(10.34±1.20)、(0.46±0.02)、(4.92±1.55)和(3.86±1.19) g·(m^(2)·d)^(-1),出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。该研究为HCW高效脱氮性能的维持提供了一种简单有效的控制模式,也有助于新型CW工艺的研发与设计。

摘要：为解决城市软弱围岩浅埋暗挖隧道在施工过程中容易出现支护不及时、支护强度不足的问题,采用数值模拟和室内模型试验相结合的方法,对空间网架锚喷支护作用原理、承载力学特性展开研究,提出及时形成强力支护、实时承担围岩荷载的“及时高强支护”理念,创新性地设计出装配式空间网架支护结构及节点形式,建立高强度空间网架锚喷支护体系。结果表明:1)采用高强度的空间网架结构作为隧道初期支护,有利于改善应力应变状态,提高结构整体承载性能;2)在压弯荷载作用下,上主肢钢管受压率先进入屈服破坏,螺栓端板节点构件较无节点构件表现出更高的承载力及抗弯刚度;3)关于变形破坏模式,螺栓端板节点混凝土构件表现为跨中区域竖向裂纹发展破坏,无节点混凝土构件呈现出大范围的裂纹扩展规律;4)无节点混凝土构件具有较好的可变形能力,其极限承载力约为螺栓端板节点混凝土构件的1.2倍,而螺栓端板节点混凝土构件的抗弯刚度较高,对变形的控制效果更好。

摘要：工业机器人对工件柔顺打磨作业的适应性差,为此设计机器人柔顺浮动力控末端执行器,基于集成贝叶斯神经网络模型的强化学习,提出主动自适应变阻抗的机器人打磨力控制方法.所提方法根据打磨作业的接触环境信息,利用自助法获取小量数据的多次采样样本,训练集成贝叶斯神经网络模型以描述机器人打磨系统与工况环境交互作用,采用协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)求解最优阻抗参数.构建机器人打磨系统虚拟样机平台,开展叶片工件的打磨仿真实验,验证所提方法的有效性.实验结果表明,所提方法在十几次训练后,能够将打磨力的绝对跟踪误差减小至较小值,较好地实现了机器人打磨系统的主动自适应变阻抗打磨力控制,提高了机器人打磨力控制的柔顺性和鲁棒性.

摘要：为探明铝基体强化对铝基复合材料强度的贡献值并确定铝基体力学性能参数,实现性能导向的铝基复合材料可控设计,针对Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料铝基体开展纳米压痕试验,获取铝基体载荷-位移曲线,利用量纲法确定铝基体应变强化指数和初始特征应力,利用有限元迭代的反演分析法确定铝基体特征应力和特征应变。基于幂强化模型,确定铝基体屈服强度和幂函数型弹塑性应力-应变关系。基于获得的基体力学性能参数开展有限元模拟。结果表明:Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料中铝基体弹性模量和纳米硬度分别为84.09和0.927 GPa。量纲法确定铝基体应变强化指数为0.224。反演分析法确定铝基体特征应力为396.51 MPa、特征应变为0.0301、名义屈服强度为226.47 MPa。有限元模拟获得的载荷-位移曲线与纳米压痕试验获得的载荷-位移曲线相关系数R2为0.9972,验证了量纲法及反演分析法确定Al_(18)B_(4)O_(33)w/2024Al复合材料基体力学性能参数具有高可靠性。

摘要：为了构建绿色且长生命周期的物联网,本文提出了一种雾辅助的公平节能物联网计算迁移方案.首先,基于雾节点计算能力、带宽资源以及融合雾节点能耗公平性的迁移决策的联合考量,构建了一个最小化所有任务完成总能耗的优化问题.其次,提出了基于动量梯度和坐标协同下降的公平性能耗最小化算法用于解决上述混合整数非线性规划问题.该算法基于雾节点的历史平均能耗、距离、计算能力以及剩余能量值设计了公平性指标以获得对于雾节点能耗公平性最优的迁移决策;通过提出的动量梯度与坐标协同下降法,联合优化雾节点分配给各个任务的计算及带宽资源占比,达到最小化任务处理总能耗.最后,仿真结果表明本文方案能够取得较快的收敛速度,且与随机选择和贪婪任务迁移方案两种基准方案相比,本文方案的总能耗最低,雾节点的能耗公平性最高,且网络寿命分别平均提高了23.6%和31.2%.进一步地,该方案在不同雾节点数量以及不同任务大小的环境下仍然能够保持性能优势,体现了方案鲁棒性高的特点.

摘要：针对现有气吸振动式精密播种装置的结构复杂、合格率低、伤种严重等问题,结合气吸振动原理及连续输送传动方法研究一种旋转输送气吸振动式精密播种装置,设计种盒装置、称重装置、种盘装置、吸种装置、落种装置等关键部件,通过种盒装置中的电磁开关和网孔板实现种子定量排出和杂质分离,称重装置内设有称重传感器,通过控制单元与种盒装置配合,实现精量均匀加种,种盘装置可做二自由度振动,使得种盘内种群实现"沸腾"运动,便于吸种装置对种子的精密吸附,落种装置可实现精准排种。本播种装置可用于超级稻种子的精密播种,测算工作效率可达到309盘/h以上。

摘要：异常检测使用有限的训练集获得区分度高的特征,但是当异常实例与正常实例存在较多相似特征时,模型会因为异常特征参与正常特征编码产生误差。针对上述问题,提出了一种新型的对比记忆网络的弱监督视频异常检测方法。该方法在自动编码器的基础上使用对比学习框架,分离出与实际异常相似的样本特征,并设计记忆网络抑制正常样本内偏向异常的特征表达,提高了重建样本的稳定性。该算法构建了一种两阶段的异常行为检测网络。在阶段一,利用对比学习方法来增加正常行为特征和异常行为特征的差异,并利用该阶段学习到的特征构造记忆网络的增强项与抑制项。在阶段二,将记忆网络增强项设为多时刻正常行为特征,并利用记忆网络的抑制项更新增强项中偏向异常的特征信息,从而区分编码中正常与异常特征。该方法在UCF Crime和ShanghaiTech数据集的平均AUC值达到83.26%和87.53%,相较于现有方法分别提升了1.14%和2.43%。结果显示,该方法能够有效预测异常事件的发生时间。

摘要：采用机器人辅助医生完成粒子植入手术,其机器人末端定位精度、安全操作性能以及自动化程度,对临床应用有非常重要的意义。本文在搭建了粒子植入机器人实验系统的基础上,研究了机器人位置闭环控制算法,并提出了一种基于虚拟安全操作平面的粒子植入规划方法,该方法避免机器人操作事故和减小手术时间、能耗。结合虚拟安全操作平面策略、Hopfield神经网络最短路径搜索以及6步循环粒子植入运行程序这3个过程,设计了安全可靠、人机协助的智能化前列腺粒子植入机器人控制系统上位机控制软件。完成了粒子植入精度评估实验,粒子在x向放置精度相对较高,在y向和z向位置误差分别为0. 25mm和0. 34mm,粒子整体的放置精度误差为0. 84mm,粒子植入操作时间(和医生对比)减小了60%左右。

摘要：奇异位形严重影响Gough-Stewart并联机构的性能.有必要得到机构无奇异工作空间的分布,使机构在工作过程中避免出现奇异位形.基于机构的雅可比矩阵,得到机构位于固定位置时的姿态奇异轨迹表达式.利用机构位置反解建立机构的约束姿态空间求解方法.综合考虑机构奇异位形影响,进一步得到机构无奇异姿态空间.将无奇异姿态空间边界的最小内切球作为衡量机构实际无奇异姿态空间大小的性能参数,称之为实际姿态能力.定义约束位置空间内各个位置点的平均实际姿态能力为全局姿态能力,并研究机构动、定平台形状对全局姿态能力大小的影响情况.研究进一步丰富了并联机构工作空间求解理论,提出的全局姿态能力这一新的性能指标对机构的结构参数优化亦具有重要的参考价值.

摘要：智能汽车轨迹跟踪横向控制是实现智能驾驶的关键技术,为了提高智能汽车轨迹跟踪的精确性与稳定性,基于预瞄-跟随理论,建立了两点预瞄轨迹跟踪控制系统。分别利用PID控制和滑模控制方法设计了远、近点控制模块;再由模糊控制模块基于车辆当前的横向偏差及横摆角加速度,获得两点权重因子,控制方向盘转角;通过Carsim和Simulink进行联合仿真,仿真结果显示轨迹跟踪误差明显降低。并进行了实车实验,验证了所提出的的轨迹跟踪控制系统具有良好的路径跟踪能力。