摘要：变长度的柔性机械臂在旋转运动过程中由于受到环境扰动以及自身柔性的影响导致了伺服驱动系统输出转速的波动现象,这会加剧柔性机械臂的振动,严重影响了柔性机械臂的运动精度.基于此,设计了一种基于干扰观测器的PI控制策略来抑制伺服驱动系统转速的波动.首先使用拉格朗日原理建立了双柔性伺服驱动系统的动力学模型并分析了双柔性伺服驱动系统的传动特性;其次将基于干扰观测器的PI控制策略应用于双柔性伺服驱动系统的速度环中,并通过鲁棒稳定性分析设计干扰观测器中的低通滤波器参数;最后开展了数值仿真分析和控制实验.实验结果验证了提出的控制策略能够有效减少变长度柔性机械臂的转速波动,提高伺服驱动系统的运动精度.

摘要：目的评估国产超脉冲铥激消融手术在离体猪肾中的有效性。方法取42个新鲜猪肾;将每个猪肾在肾门处沿矢状面剖开,再分别沿冠状面剖开后分为4块。共获取肾组织168块,选取其中162块分为54个组,每组3块。每组分别以不同消融方式(单针法、双针法)、消融功率(4、5、6W)、消融模式(连续、低能高频模式、高能低频模式)、消融时间(10、15、20s)进行消融,测量并记录消融区长径、短径及厚径大小。对包埋组织进行切片及HE染色,分析消融灶镜下病理学特征。计算消融灶体积及球度系数(Φ),通过析因设计及单因素方差分析对消融灶体积及球度系数进行统计学分析。结果大体标本示:单针法消融灶切面呈椭圆形,内含黑色碳化区与灰白色坏死区,界限清晰,外围肾组织粉红色,消融灶与正常组织分界明显;双针法则形成一大椭圆内包含两个小椭圆形消融灶,结构与单针法相似。光镜下:消融灶中心为“空洞状”碳化区;其外为凝固坏死区,细胞染色加深、体积缩小、排列紊乱,细胞核疏松、核固缩,部分细胞核裂解消融。消融方式(P<0.001)、消融模式(P<0.001)、消融时间(P<0.001)以及消融功率(P<0.001)均显著影响消融灶体积。随着进针数量增加、消融时间延长,消融功率越大;连续模式较脉冲模式消融灶体积更大。单针法消融时,在连续模式、消融时间20s、消融功率6W条件下产生最大的消融灶体积(259.56mm^(2));双针法消融时,在连续模式、消融20s、消融功率6W条件下,产生最大的消融灶体积(452.00mm^(2))。对球度系数的分析结果显示,单针法消融时,在连续模式、消融功率4W、消融时间15s条件下,球度系数最大(Φ=0.76);而在高能低频模式、消融时间10s、消融功率6W条件下,球度系数最小(Φ=0.56),消融灶形态更接近于椭圆体形。双针法消融时,在连续模式、消融时间10s、消融功率5W条件下,消融灶形态更接近于球形(Φ=0.91)。综合主作用及交互作用分析结果,消融方式(P<0.001)、消融模式(P<0.001)以及消融功率(P<0.001)均显著影响消融灶球度系数,消融时间并未对消融灶形态产生影响。结论国产超脉冲铥激消融离体猪肾组织效果确切,未消融区域组织形态正常。在本研究的参数中,选择双针法、连续模式、消融功率6W、消融20s的消融灶体积最大,可消融直径1cm以内的球形病灶;选择单针法、高频低能模式、消融功率6W时,消融灶形态近似椭圆体,可用于椭圆形病灶的消融。然而本研究仅为离体动物实验,其在肾肿瘤中的作用仍需进一步研究证实.

摘要：结构光三维成像中广泛使用的数字光处理(DLP)投影仪存在结构复杂、设备体积大及投影非线性等问题,制约了结构光三维成像在高探测精度、小探测场景领域的应用。提出了一种集成超表面阵列和微机电系统(MEMS)二维扫描平台的结构光投影芯片设计。设计了基于几何相位原理的超表面阵列,用于生成格雷码和相移法混合编码结构光条纹。通过二维扫描平台突破单一静态超表面的限制,实现了基于时间编码的结构光条纹投影。结果表明:所设计的超表面结构对入射光具有良好的线性相位调制能力,光源转换效率为88.61%;生成的相移条纹符合正弦分布特性,很好地解决了DLP投影非线性问题;产生的条纹宽度均匀,最小宽度为2 mm,探测精度可达亚毫米级。有限元分析结果表明:所设计的二维平台的最小模态频率为511.91 Hz,抗干扰能力强,响应时间为2.4 ms,帧率为333 Hz,投影速率高。芯片尺寸为3 mm×3 mm。最后设计了芯片的集成制造工艺流程,为高探测精度、高投影速率微型化投影设备的制造提供了理论模型和系统解决方案。

摘要：为了提高机器人末端执行器的几何定位精度,在机器人精度的初始设计阶段合理分配几何参数公差,提出了一种带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的以成本与精度为目标的多目标公差优化分配方法.以ROKAE XB7型6自由度串联机器人为研究对象,分别基于遗传算法(GA)的最小成本单目标公差优化分配方法和NSGA-Ⅱ的多目标公差优化分配方法对DH(Denavit-Hartenberg)参数的公差优化分配.在精度设计目标和遗传算法参数设置相同的情况下,与基于遗传算法的最小成本的几何参数公差优化分配相比,基于NSGA-Ⅱ的多目标公差优化分配能够给出不同制造成本和不同精度设计要求的一系列最优解,在得到同等制造成本和机器人精度的情况下,公差的容错松弛率相对较高,参数公差优化分配的结果更优.

摘要：针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷均是随着俯仰转角的增大,先增大后减小,在俯仰转角为0°时转矩最大。有限元计算结果显示关键部件伸缩轨道的和伸缩滑套的最大应力远小于所用材料Q345B的屈服强度,满足使用要求。钻机固定支架应力最大值仅为37.096 MPa,变形量为2.006 mm,说明钻机在最大载荷工况下,钻机固定支架能够满足强度要求。通过厂内和煤矿井下的工业性试验验证了设计的探放水钻机结构的有效性,具有较好的应用和推广价值。

摘要：设计了一款可用于WLAN的双频MIMO天线。天线的正面为L型单极子,背面为金属接地板。通过在接地板上加载耦合枝节使天线具有双频特性。同时,为了天线的小型化,对耦合枝节进行了弯折处理,减小天线尺寸。在两个天线单元之间加载T型寄生枝节和刻蚀矩形缝隙来提高天线的隔离度。使用电磁仿真软件和矢量网络分析仪对天线进行仿真和实测,结果表明:天线的工作频段为2.4~2.55 GHz和5.1~6.3 GHz,覆盖了WLAN的频段,同时在低频段内隔离度高于19 dB,高频段内隔离度高于25 dB。此外,天线的包络相关系数小于0.01且具有全向辐射特性。天线整体性能较好,可以满足WLAN的需求。

摘要：空间柔性机械臂可以安装于空间站协助宇航员开展在轨维修、航天器交会对接和太空垃圾捕获等任务。空间柔性机械臂因其细长的结构在运动过程中会出现振动现象,进而影响操作精度和飞行安全。为了减弱空间柔性机械臂的振动,采用模糊补偿滑模控制策略对空间柔性机械臂的旋转运动进行控制。通过提高空间柔性机械臂的转动控制精度间接地减弱振动。首先根据假设模态法描述空间柔性机械臂的变形,使用拉格朗日原理建立了考虑了二维变形的模态和转角耦合的动力学方程。然后,利用模糊规则的万能逼近特性辨识、补偿包括柔性非线性项和外界干扰的动力学模型的不确定成分。接下来,根据李雅普诺夫函数设计模糊补偿滑模控制策略的控制律和自适应律以保证空间柔性机械臂的闭环稳定性。最后,开展了空间柔性机械臂的仿真和物理样机控制试验。试验结果表明,模糊补偿滑模控制策略可以有效地提高空间柔性机械臂的转动控制精度,间接地减弱振动幅值。与传统的滑模控制策略相比,提出的控制策略可以使转角跟踪误差绝对值的平均值下降17.86%,使横向加速度的标准差下降31.91%。

摘要：由于大比表面积、多孔隙性、结构可调、易于改性、复合容易等特性使得金属-有机框架材料及其衍生物被研究者广泛应用于电极材料、隔膜、电催化剂等储能领域材料,但是MOFs材料在实际投入应用中仍存在许多问题。本文综述了MOFs及其衍生材料在碱金属离子电池、金属-硫属电池、水系锌离子电池、超级电容器等储能器件中应用的最新进展,对于二次电池中常出现的枝晶生长、穿梭效应等问题提出设计解决思路。此外也总结了MOFs衍生碳材料异质结构、金属化合物结构改性的设计思路。最后对MOFs材料前驱体本征调控、衍生材料改性策略进行总结与展望。

摘要：地下水和地表水的补给关系研究,是水资源管理、保护以及合理利用的基础。通过野外测绘、取样、室内试验测试以及数值模拟方法,分析了嫩江流域典型河间地块地下水和地表水的氢氧同位素、水化学特征以及地表水和地下水的补给关系。结果表明:地下水与地表水同位素均因蒸发分馏影响导致同位素富集,浅层地下水富集程度大于深层地下水,地下水富集程度大于地表水;水体中阴离子以HCO_(3)^(-)为主,阳离子以Ca^(2+)、K^(+)和Na^(+)为主,水化学类型主要以Na·Ca-HCO_(3)型或Ca·Na-HCO_(3)型为主;水体中Ca^(2+)与HCO_(3)^(-)主要来源于研究区气液变质成因的碳酸盐化岩类的风化/溶解,K^(+)、Na^(+)主要来源于长石类矿物的风化/溶解;地下水与地表水存在相互补给关系,地表水主要通过断裂通道向地下水进行补给,地下水通过径流补给至周边地表河流。研究结果可为嫩江流域的生态建设和水资源管理提供科学依据和数据支撑。

摘要：【目的】斜发沸石作为一种优良的土壤改良剂,因其具有改善土壤养分、提高水稻产量、减少氮素流失等积极作用而广泛用于水稻生产中。通过田间定位试验,探究干湿交替灌溉条件下斜发沸石对水稻氮素吸收利用和产量的长期影响。【方法】在2017—2021年连续5年进行原位大田试验。试验设计为随机区组试验,设置常规淹灌条件下不施斜发沸石(I_(CF)Z_(0)),干湿交替灌溉下不施斜发沸石(I_(AWD)Z_(0))和干湿交替灌溉下施加10 t/hm^(2)斜发沸石(I_(AWD)Z_(10))3个处理,斜发沸石于2017年施入土壤,之后4年(2018—2021)不再施用。水稻生育期内定期取0—30 cm土壤样品用于测定无机氮含量,每年水稻成熟期,调查籽粒产量量及主要产量构成因子,计算地上部氮累积量、氮肥偏生产力。【结果】I_(CF)Z_(0)和I_(AWD)Z_(0)处理的水稻产量、地上部氮累积量和氮肥偏生产力差异均不显著。与I_(CF)Z_(0)和I_(AWD)Z_(0)处理相比,I_(AWD)Z_(10)处理连续5年均显著提高了地上部氮累积量和产量,但增长率随定位试验的延长有所下降。I_(AWD)Z_(10)处理氮肥偏生产力较I_(CF)Z_(0)和I_(AWD)Z_(0)处理分别增加了9.67~13.44和5.53~9.55 kg/kg,产量分别增加了1.26~2.42和1.00~1.72 t/hm^(2)。与I_(AWD)Z_(0)相比,I_(AWD)Z_(10)处理地上部干物质累积量在拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期和成熟期分别增加了20.96%~31.24%、16.89%~30.44%、17.87%~25.45%和13.43%~21.12%,地上部氮累积量分别增加了19.92%~47.14%、14.90%~43.88%、21.68%~31.37%和7.18%~30.27%。I_(AWD)Z_(0)与I_(CF)Z_(0)处理土壤无机氮含量差异不显著,I_(AWD)Z_(10)处理土壤无机氮含量最高,较I_(AWD)Z_(0)处理增加了19.88%~40.96%。在分蘖—穗肥阶段,5年间I_(AWD)Z_(10)处理的土壤NH_(4)^(+)-N含量较I_(CF)Z_(0)和I_(AWD)Z_(0)处理分别增加了31.83%~48.84%和28.35%~52.80%。I_(AWD)Z_(0)和I_(CF)Z_(0)处理收获后土壤全氮含量差异不显著,I_(AWD)Z_(10)较I_(CF)Z_(0)处理显著提高了收获期土壤全氮含量,提升幅度为9.27%~11.41%,这表明随着时间的延长,斜发沸石并不会对土壤养分产生负面影响,反而对土壤养分具有长期改善的作用。【结论】在干湿交替灌溉条件下,一次性施用斜发沸石可连续多年提高水稻生育期土壤铵态氮含量、增加土壤全氮,进而促进水稻氮吸收,提高氮肥偏生产力和产量。因此,斜发沸石可用于新型灌溉技术下提高水稻产量,实现稻田可持续利用。