摘要：针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍Lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型;其次,针对输入饱和问题,采用饱和误差构造辅助系统,并将辅助系统的输出变量反馈到控制器中以提高系统的抗饱和能力,同时针对状态约束问题,引入时变障碍Lyapunov函数对其进行处理,保证飞行状态在预设的安全约束范围内变化;最后,在反步控制技术的框架下,设计了同时存在时变状态约束和输入饱和的无人直升机跟踪飞行控制方案,并结合Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统误差的有界稳定性。通过仿真验证并与传统PID控制方法相对比,验证了本文所提出控制算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提出的控制算法不仅能够确保无人直升机的飞行状态在合理且安全的范围内变化,而且提高了整个飞控系统的抗饱和能力。

摘要：摩擦纳米发电机(TENG)在收集低频振动能量方面具有显著优势,但也存在输出电能不稳定和能量利用率低等问题。针对这些问题,设计了一种摩擦电式低频振动能量收集装置以及电源管理电路。该振动能量收集装置设计了固定于外壳的振动轴,使振动块在振动时有轨迹地上下运动,同时搭配了弹簧,使振动效果更加显著,并增加了缓冲效果。通过所设计的电源管理电路,充电效率明显提升,特别是在电容为3.3μF时,充电效率相比于直接充电电路提升了2.5倍。此外所设计的电路还体现出较强的带负载能力,满足了为温湿度传感器连续供电的需求。该装置在低频振动能量收集领域和TENG的电源管理电路设计方面具有巨大的潜力,拓展了TENG的实际应用范围。

摘要：针对资源间可相互替换的柔性资源约束项目调度问题,提出一种启发式求解方法。该方法以项目活动网络图以及活动、资源间的相互关系为基础,对传统并行调度产生方法进行了改进,设计了一种更有效的柔性资源替代方法。该替代方法首先为同一时刻所有可调度活动分配所需的各类资源,然后以各类资源的剩余情况以及资源之间的替代关系为基础,优先选择剩余量最大的资源进行替代,保证活动都尽可能最早开始,以最小化项目工期。通过与现有方法的对比分析,验证了启发式求解方法的有效性,同时开发了操作简便的柔性资源约束项目调度系统。

摘要：针对无级变速器传统夹紧力控制进行优化,提出基于滑模极值搜索的控制策略。建立具有非线性、离散性的滑移率数学模型,并证明无级变速器传动效率和金属带滑移率在一定速比下存在的特殊关系,设计滑模极值搜索控制器。利用该控制器对滑移率最优区域进行监控搜索。通过振荡过滤干扰信号的方式,收敛获取到最优滑移率。其中,以系统失稳的临界值为约束目标,通过主动轮转矩较强的抗干扰能力,显示出该控制系统具有良好的鲁棒性。为验证夹紧力控制策略的有效性及可行性,建立仿真平台及实车试验平台。仿真及实车验证结果表明:滑模极值搜索控制与传统夹紧力控制相比较,传动效率提高7.98%~9.98%,燃油效率提高1.15%,ECE+EDUC工况下系统油耗降低约5.54%。滑模极值搜索控制算法的提出,为满足整车提高燃油经济需求的可靠性、稳定性及优化空间提出了一种新方法。

摘要：设计了基于维纳滤波和对比度增强的OCT图像处理方法。对OCT图像的噪声进行了分析，通过多尺度维纳滤波器对图像进行滤波处理来去除噪声干扰，然后根据区域特性采用对比度增强方法提高图像对比度。实验结果表明：经该方法处理后图像的背景方差（BV）较原始图像降低了2～6倍，细节方差和背景方差之比（DV／BV）提高了2～5倍。该方法不仅有效地去除了OCT图像的噪声，而且视觉效果良好，是一种有效的图像后处理方法。

摘要：为实现无速度传感器直接转矩控制,有时采用神经网络转速辨识器,但前馈神经网络结构难以确定,运用BP算法时又极易陷入局部解。将遗传算法和BP算法结合,采用混合编码的遗传算法优化神经网络的结构及网络初始权值,再利用BP算法对网络权值进行精确调节;这种将遗传算法与BP算法相结合的GA+BP算法,实现了遗传算法的全局搜索能力与BP算法的局部寻优性能的互补结合。将所设计的神经网络转速辨识器运用到直接转矩控制系统当中,利用MATLAB/SIMULINk实现无速度传感器控制系统的仿真实验结果表明,该算法具有良好辨识效果。

摘要：利用改进粒子群优化(PSO)算法优化BP神经网络的权值和阈值,有效地解决了BP算法易陷入局部极小值的缺点,能更快速的实现收敛,不仅具有广泛的映射能力,还明显提高了运算效率。通过对直接转矩控制(DTC)系统进行MATLAB/SIMULINK仿真研究,结果表明:基于PSO-BP神经网络构造的速度辨识器具有良好的辨识效果。

摘要：轻量化薄壁型材三维弯曲结构件是高端装备制造业中一种难成形加工的关键零部件。针对此类制件的高精度、低成本的成形需求,提出一种拉弯-压弯相结合的铝合金型材三维弯曲成形工艺,设计多点联动的拉压复合成形单元体结构,通过水平方向由夹钳带动拉弯,垂直方向由各单元体上液压执行机构压弯,实现"W"形三维弯曲零件的成形,并研制成形装备样机。建立分析成形过程及回弹预测的数值仿真模型,通过试验对模型的有效性进行验证,仿真结果与试验结果回弹变形一致,回弹预测最大误差小于15%。此外,研究拉力对矩形截面型材拉压复合成形件回弹变形的影响规律,预拉伸力较补拉伸力对成形件的回弹减小趋势更为明显,当预拉伸力从零达到临界塑性应力A?s时,总回弹减少了26.81%,为保证成形件不发生截面畸变和破裂等成形缺陷,确定了预拉伸力为A?s、补拉伸力为0.3A?s的最优工艺参数。所提出的多点三维拉压复合弯曲成形工艺解决了W形一类型材传统三维拉弯无法实现的多向曲率半径复杂弯曲成形的技术难题,为实现镜面对称结构件的成对一次成形提供了一种新方法。

摘要：腰椎间盘突出等腰部疾病多由脊柱失稳所致,从该致病成因出发,基于中医“椎曲论”提出一种新型腰部康复机器人。首先,为面向腰部疾病临床康复需求,机器人采用刚柔耦合的结构形式,其主要包括由一组柔性驱动器构成的柔性曲度拟合机构和基于3-PRS并联机构的刚性并联调姿机构,可实现腰椎曲度的精准调节;并基于模块化、小型化设计理念,将各模块紧凑布置,便于在家庭中使用。其次,为确保多柔性驱动器末端拟合曲线的平滑性,计算在不同曲率时各单体驱动器伸长量间的关系。之后,考虑纤维嵌入式气动肌肉的结构特点,建立柔性驱动器的静态数学模型,并基于螺旋理论求解3-PRS并联机构的位置反解。最后,开展柔性驱动器静态特性试验与并联机构运动性能试验,并通过人机交互力与肌电信号的采集、分析,对机器人的康复性能进行评估。结果表明,该腰部康复机器人能够实现预定的康复功能,是一款应用前景良好的腰部康复设备。

摘要：点胶机器人利用压电堆叠驱动撞针上下往复高速运动产生压力差实现喷射点胶,从而达到半导体与电子器件表面封装的目的。囿于核心零部件撞针磨损畸变导致使役精度寿命降低是点胶机器人最主要的故障模式之一。撞针材料为粉末冶金工艺制备的硬质合金,存在空隙率、晶粒度等材料微观结构差异性;撞针磨损涉及材料微观结构差异性和撞针冲击频率、轴向行程等多源不确定性因素影响,物理建模困难;与此同时,现有磨损模型基于宏观冲击条件构建,鲜有考虑硬质合金撞针材料的非均质特性。综合考虑撞针材料微观结构差异性与使役条件不确定性,构建多因素耦合冲击微动磨损模型。利用二次衍生的λ-PDF方法对撞针涉及的磨损参量进行不确定性建模,利用降维积分方法对撞针磨损情况进行不确定性传播分析。结果表明,所建模型和所提方法可以很好反映撞针冲击微动磨损情况,为国产长寿命、高精度、高可靠性点胶机器人的保质设计提供新视角和新方法。