摘要：对于复杂结构可靠性设计中多维设计变量和隐式非线性响应的问题,构造准确的代理模型是一种有效的解决方法。然而,基于预设样本量的试验设计来构建代理模型,可能面临效率低下或准确性不足的挑战。为此,提出一种主动学习PC-Kriging模型的可靠性分析方法,结合多项式混沌展开增强全局近似精度以及Kriging捕捉局部特征的优点,利用主动学习策略,自适应地选择最佳样本点,最大程度减少训练样本量,即减少结构性能分析的计算成本,提高分析效率。进一步构建主动学习PC-Kriging模型驱动的多软件协同设计框架,对前、后处理软件进行二次开发,实现参数化建模、性能分析和后处理的无缝连接,形成一套自动化分析流程。最后,以电池包结构为例进行可靠性分析,验证本文方法的高效性和准确性。

摘要：针对名优茶采摘末端执行器作业成功率低的问题,对一款欠驱动式末端执行器进行优化设计。以英红九号为对象,对其嫩芽的物理和力学特性进行测定;分析末端执行器的结构及工作原理,根据末端执行器在初始、剪切和后抛等3个工作状态下的杆长几何关系建立多个等式和不等式约束条件,以杆长之和最小作为目标函数,运用信赖域寻优算法将总杆长缩短25.33%;对末端执行器进行静力学分析,解得所产生的剪切力为7.0 N,大于剪断茎秆所需的极限剪切力。对夹持位置、生长角度和一芽多叶等关键因素开展单因素试验,结果表明:当夹持位置为4~8 mm、生长角度为70°~90°、采摘对象为单芽或一芽一叶时,末端执行器作业效果达到最佳,成功率为93.30%~95.00%,平均采摘时间为0.64 s,均优于优化前末端执行器。优化后末端执行器作业成功率得到明显提高,体型明显减小。

摘要：相比于刚性连杆并联机器人,绳驱并联机器人(cable-driven parallel robot, CDPR)存在结构简单轻盈、工作空间大、响应速度快及成本低廉等优点,非常适合极端空间环境.然而,由于电机、绳索和末端执行器之间存在复杂的耦合关系, CDPR工作空间和刚度的求解具有挑战性.基于此,提出一种四绳驱动并联机器人工作空8间与刚度的建模、分析及优化方法,用于指导CDPR动锚点位置设计决策.首先,建立考虑滑轮模型的CDPR运动学模型,并通过优化方法对CDPR“电机-绳索-末端”多层运动学进行求解;然后,建立CDPR的工作空间,并给出工作空间优化的求解方法;进一步地,推导CDPR的刚度模型,并给出刚度优化的求解方法;最后,根据优化后的工作空间与刚度模型,对CDPR的动平台锚点位置设计决策进行优化.数值仿真和实验验证了所提出方法的正确性与有效性.

摘要：阿尔茨海默症(AD)分类模型通常会将整张大脑影像分割为体素块,并为之赋予与整张影像一致的标签,但并非每个体素块都与疾病密切相关。为此,本研究提出了基于弱监督多示例学习(MIL)和多尺度特征融合的AD辅助诊断框架,并从体素块内部、体素块之间以及高置信度体素块三个方面设计框架。首先利用三维卷积神经网络并融入多视角网络,提取体素块内部的深层次特征;再通过位置编码和注意力机制捕捉体素块间的空间关联信息;最后筛选高置信度体素块并结合多尺度信息融合策略,整合关键特征用于分类决策。模型分别在AD神经成像倡议(ADNI)数据集和开放获取系列成像研究(OASIS)数据集上进行性能评估。实验结果表明,所提框架在AD分类以及轻度认知障碍转化分类两项任务中,相较于其他主流框架,ACC及AUC分别平均提升了3%和4%,且可寻找到触发疾病的关键体素块,为AD辅助诊断提供了有效依据。

摘要：文章设计了以热解挥发物为燃料的旋流分级燃烧器,通过ANSYS软件模拟了燃烧器燃烧过程的流场,并研究了燃烧器的流动和燃烧特性。研究结果表明:燃烧器的旋流空气有效破碎了热解挥发物,达到了混合充分,流场和温度场稳定、均匀的效果;旋流空气产生的边缘流场降低了燃烧器内壁面的温度(最高为815.69K),减缓了壁面的高温腐蚀,降低了NO_(x)的生成;燃烧器烟气中的NO_(x)浓度为43.33 mg/m^(3),显著低于标准限额;燃烧器出口处的热解挥发物含量小于0.2%。

摘要：为解决阿尔茨海默病(AD)患者大脑结构性核磁共振影像(sMRI)病变细微复杂和空间异质性分布引起的病症诊断准确率低的问题,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)和Transformer优势的混合架构,用于AD病症诊断。首先,设计了多视图特征编码器,通过构造融合混合注意力机制的视图局部特征提取器分支,从sMRI的冠状面、矢状面和轴向面方向提取潜在互补信息,并通过多视图信息交互学习策略增强病灶区域的语义表征。其次,设计了级联式多尺度融合子网络,逐层融合多尺度特征图以生成更丰富判别信息。最后,利用Transformer编码器建模了全脑sMRI的全局特征表示。在阿尔茨海默病神经影像倡议(ADNI)数据集上的结果显示,本文方法在AD分类和轻度认知障碍(MCI)转化预测任务的准确率分别达到了94.05%和81.59%,优于多种现有方法。

摘要：我国“十四五”发展规划对交通绿色发展提出了更高要求,交通运营所产生的排放是交通行业碳排放的主要来源。为研究公路平曲线路段小客车运行碳排放的影响因素,通过开展现场实车试验,试验车载OBD(On Board Diagnostics)设备采集广东省内典型公路曲线段现场行车试验数据,并通过IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)碳排放核算方法获取路段碳排放率数据,结合道路线形选取了影响小客车运行排放的相关评价指标,在灰色关联分析的基础上对相关评价指标进行关联度计算。结果表明:平曲线路段线形要素中缓和曲线长度占比、缓和曲线参数等指标与路段碳排放率显著关联;圆曲线半径在一定区间内与路段碳排放率显著关联。非线形指标中显著相关的有加速度标准差和加速度均值,与这两者显著相关的线形指标是缓和曲线参数和缓和曲线长度占比。结合灰色关联分析结果,从指标中选取了8个关联指标,通过建立灰色GM(1,N)模型对平曲线路段小客车行驶碳排放总量进行预测,预测结果和实际结果平均相对误差为5.10%,模型预测性能优于传统多元回归模型,在数据有限的情况下表现出色并提供可靠的预测结果。研究成果可识别路段对碳排放有显著影响的关键设计和运行参数,为平曲线路段低碳优化设计和管理提供理论依据。

摘要：有机共轭聚合物的载流子传输性能与共轭结构息息相关.然而,在分子水平上理解分子共轭长度与材料及器件性能的关系仍缺乏相关依据,设计和开发新型且共轭长度连续可控的结构单元在合成上面临挑战.基于此,本研究提供了一种新的分子设计和合成思路,通过氧化偶联的方式合成了一系列分子共轭长度可控的苯并二吲哚二酮衍生物的共轭低聚物,并将其构建成相应的聚合物,展示了其可调控的电子传输性能.随着中间构筑单元共轭长度的增加,材料的最低未占分子轨道(LUMO)能级逐渐降低,带隙变窄,传输性质由p型传输转变为双极型传输.含有单个苯并二吲哚二酮构筑单元的聚合物PBIDI-4F-T表现出了9.05×10^(-2) cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)的最大电子迁移率和4.21×10^(-3) cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)的最大空穴迁移率.本工作为探索电子受体低聚物单元共轭长度与聚合物载流子电荷传输性能之间的构效关系提供了新的参考.

摘要：直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。

摘要：背景:传统全膝关节置换手术在术前的准备有限,作者提出基于计算机仿真和3D打印技术的数字化精准全膝置换方法,旨在通过充分的术前设计来提升置换效果。目的:利用计算机仿真和个性化手术导板建立数字化精准全膝关节置换方法,比较新方法和传统方法的临床效果。方法:回顾性分析97例全膝关节置换患者的临床资料,根据手术方法将患者分为2组,对照组(n=48)采取传统方式进行全膝关节置换手术,使用传统胶片模板;观察组(n=49)采用数字化精准全膝置换方法进行手术,使用计算机辅助技术选定假体尺寸型号。比较两组患者的手术时间、术中出血量、术前及术后美国特种外科医院膝关节评分以及股骨力线和膝关节面线夹角和胫骨角、髋膝踝角与标准角度的差值。结果与结论:(1)两组患者术前性别、年龄、体质量指数、美国特种外科医院膝关节评分,以及胫骨角、股骨力线和膝关节面线夹角、髋膝踝角与标准角度的差值相比差异均无显著性意义(P> 0.05);(2)与对照组比较,观察组手术时间缩短、出血量减少;两组术后3个月膝关节美国特种外科医院膝关节评分对比术前均显著升高(P> 0.05),且术后3个月观察组评分高于对照组(P> 0.05);(3)两组之间胫骨角、股骨力线和膝关节面线夹角、髋膝踝角与标准角度的差值相比差异均有显著性意义,观察组优于对照组(P <0.05);(4)观察组股骨假体预测准确率为94%,对照组为58%;胫骨假体预测准确率为96%,对照组为62%;(5)提示数字化精准全膝关节置换相较传统全膝关节置换的手术时间更短、出血量更少、术后膝关节功能评分和力线恢复更好,具有良好的短期临床效果。