摘要：为了探明煤矿采空区覆岩破坏类型与裂隙发育情况,快速准确划分采空区覆岩弯曲带、断裂带、垮落带(简称“三带”),提出智能识别方法,为制定采空区治理方案提供依据。以山东某矿区采空区为例,采用贝叶斯在线变化点检测(Bayesian Online Changepoint Detection,BOCD)算法对钻进过程中的冲洗液漏失量和钻速数据在煤矿采空区“三带”界限处的变化及响应特征进行分析。以勘察规范中有关“三带”高度计算经验公式作为约束条件,对冲洗液漏失量和钻速数据中的候选变化点进行检测、优选,进而确定煤矿采空区“三带”界限深度。智能识别的结果与实际值吻合,其中,弯曲带下限、断裂带下限、垮落带下限的深度误差分别为+0.67、+0.31和+0.52m,弯曲带、断裂带和垮落带的高度误差分别为+0.14%、-0.63%和+2.49%。基于钻进数据的采空区覆岩“三带”智能识别方法精度满足设计需要,切实可行。该方法将钻进数据与经验公式相结合,在钻进过程中即可完成“三带”界限的划分,充分发挥数据的时效性,避免了技术人员主观判断对识别结果产生影响。相较于依靠多种方式综合确定“三带”界限的传统方法,该智能识别方法显著提高了“三带”划分的时效性和准确性。

摘要：针对一款具有波纹管外形的充气伸长型气动软体驱动器(简称“气动波纹管驱动器”),提出一种基于宽度学习系统的无模型跟踪控制方法,使该驱动器有效跟踪期望轨迹.首先,介绍气动波纹管驱动器结构,以及气动波纹管驱动器整体实验平台工作原理.根据驱动器实时位置信息提出一种基于宽度学习系统的跟踪控制方法,受PID跟踪控制方法中积分项作用的启发,所提出控制方法不仅采用系统跟踪误差作为宽度学习系统的输入之一,还将跟踪误差对时间的积分项作为另一输入以消除期望轨迹与实际轨迹间的恒定偏差.然后,采用宽度学习系统计算得到控制气压,同时,利用基于梯度下降法的学习律在线调整宽度学习系统权值,进而减小驱动器跟踪误差.最后,通过实验验证所提出方法的有效性.所提出方法无需建立驱动器模型,能够简化控制器设计步骤,且与深度神经网络控制方法相比,能在避免计算量过大的前提下实现较高的跟踪控制精度.

摘要：针对一款波纹管型气动软体驱动器,提出了一种基于改进三元模型的滑模控制方法,并使用RBF神经网络补偿扰动以实现该型驱动器在竖直方向上对期望轨迹的跟踪控制。首先搭建波纹管型气动软体驱动器实验平台,测试并分析该驱动器的动态特性,基于上述动态特性提出波纹管型气动软体驱动器的改进三元模型;然后利用采集到的实验数据,基于最小二乘算法对其进行参数辨识,从而获得所提模型的参数;进而结合改进三元模型设计滑模控制器,使用RBF神经网络对集总扰动进行补偿,并利用Lyapunov方法分析系统的稳定性;最后通过一系列实验验证了所提方法的有效性。

摘要：针对目前声呐检测信号易震荡拖尾、电声能量互换效率低和排水管道声呐检测图像难以分辨等问题,着重研究导致这些问题的收发一体声呐换能器阻抗匹配核心技术,从声呐换能器等效电路建模、阻抗匹配网络设计和电路实现并测试三个方面进行了详细分析。对加入阻抗匹配电路前后的声呐换能器测试结果进行了对比分析,结果表明,所设计的阻抗匹配电路简单有效,声呐成像图像清晰,并且声呐成像检测结果定量分析误差率低,被测试物体长度、宽度和对角线距离的声呐检测量误差率分别为1.04%、1.71%和1.37%,符合最新的行业技术标准。研究成果能够提升排水管道病症检测的能力,对城市内涝灾害防治具有重要意义。

摘要：天空背景下的红外弱小目标检测技术较为成熟,但在近地复杂背景下,红外弱小目标的检测存在准确率不高、虚警目标多、实时性差的问题。针对以上问题,该文提出一种基于改进顶帽变换的红外弱小目标检测算法(OTHOLCM)。该算法采用基于改进顶帽变换的图像预处理算法(OTH),通过对不同灰度值的图像采取不同的策略针对性地处理图像,达到目标增强、背景抑制的效果。并在此基础上,采用基于改进多尺度局部对比度的红外弱小目标检测算法(OLCM),通过针对目标尺寸特点进行尺度设计,使得在保证算法实时性的基础上扩大目标尺寸检测范围。实验证明:OTHOLCM算法可以保证实时性并明显提高目标检测准确率、减少虚警目标数量。与3层模板局部差异度量算法(TTLDM)、基于边角感知的时空张量模型(ECASTT)等先进算法相比,OTHOLCM算法可使真阳性率分别提高近79%,61%,假阳性率分别降低近77%,73%,目标检测速度达到每秒25帧。

摘要：空间动物实验是人类空间生命科学研究的重要组成部分.一直以来,空间动物实验为探索地球生物体在航天环境中的生命现象及活动规律、支持载人航天的可持续性发展做出了重要贡献.随着航天工程的发展,航天员在空间驻留的时间越来越长,为解决人类在空间旅行中的健康问题,各国先后开展了空间啮齿类动物实验,研究空间环境给生命体带来的影响,为人类空间飞行提供重要的生理和医学数据.本文研究了国外主流的空间啮齿类动物培养装置,根据各类装置培养动物的存活情况及死亡原因,提出装置的不足与可改进之处;深入分析空间啮齿类动物实验发射前、在轨、返回地面阶段的相关实验技术,为中国空间啮齿类动物培养装置设计及动物实验提供参考.

摘要：【目的】能源是当今世界经济社会发展的重要物质基础。伴随着传统能源的日渐枯竭,可再生能源的收集与利用凸显出重要意义。介电弹性体是一种新型软质智能材料,具有机电双向耦合特性,可用于制作介电弹性体发电机以产生电能。【方法】首先,设计并制作一种环形介电弹性体发电机;然后,通过分析其工作流程、发电机理与能量转换机制,建立环形介电弹性体发电机的数学模型,用以描述其发电性能与偏置电压、外部负载、预拉伸倍数之间的关系。最后,通过实验验证所建立数学模型的有效性。【结果】预拉伸倍数、拉伸位移和偏置电压的增加都有助于提高环形介电弹性体发电机的发电性能。【结论】该项工作对介电弹性体发电机的设计具有指导意义。

摘要：目的癫痫脑电信号中的高频振荡节律是发作始发区的显著生物标记物,其精确检测对术前发作始发区定位至关重要。而复杂的检测和定位方法需要专门的软件将其封装处理,并提供直观的数据分析界面,以供研究者和临床医生使用,为此本文设计一种直观的高频振荡节律检测与发作始发区定位系统软件HFOLab。方法采用模块化的设计方法,将高频振荡节律检测方法和发作始发区定位方法设计为两个子模块,将检测结果可视化并输入定位子模块。考虑检测方法误报问题和人工检测需求,分别设计高频振荡节律辅助校验和辅助检测子模块,为专家校验和标记高频振荡节律提供直观依据。结果采用20名癫痫患者的脑电数据,对HFOLab进行初步试验。试验结果表明,HFOLab具有直观的数据分析界面,可对检测结果可视化,并为专家校验和标记高频振荡节律提供直观的依据。20名患者的高频振荡节律平均检测灵敏度(Ripples:92.4%;Fast ripples:90.3%)和平均误报率(Ripples:9.2%;Fast ripples:10.7%)良好,整体发作始发区定位灵敏度和特异性分别为78.9%和77.4%。结论HFOLab可有效检测高频振荡节律并定位发作始发区,可辅助专家校验和标记高频振荡节律,为应用高频振荡节律定位发作始发区的临床试验提供新的工具。

摘要：应用一种改进的黑洞多目标进化算法(MOBH),实现对圆筒型无槽无铁芯直线永磁同步电机(LPMSM)的多目标优化设计.黑洞进化算法在不同Pareto区域的收敛速度、种群多样性、种群收敛性和亚种群获取等方面具有良好的性能.在分析无槽无铁芯圆筒直线电机的电磁解析模型和MOBH算法基础上,建立电机推力、推力体积比、铜损(效率)多目标优化模型,为3个目标对应的Pareto占优解空间提供更加全面和直观的最优解空间.可以根据应用需求和目标函数实际物理值分布范围来综合选取最终最优解,探讨单一目标函数情况下Pareto占优解分布与主要设计变量的关系.最后通过样机实验验证主要设计指标的计算准确性.

摘要：忆阻因具有阻值可调、记忆特性以及纳米尺寸等特点,非常适合作为实现神经网络突触的电子元器件。为构建出更加符合真实物理忆阻器特性的忆阻器模型,该文在现有忆阻器模型的基础之上,克服了边界锁定、正负电压调整速率问题以及电路结构通用性问题,提出一种改进忆阻器模型。然后结合Pavlov联想记忆实验和Hopfield神经网络理论设计出了该文的字符联想记忆电路。电路结构主要有输入信号模块、突触阵列模块、激活函数模块以及反馈控制模块。该电路可以解决因传统阵列模块使用电阻作为突触模块的灵活性问题,而且还可以实现对3阶字符模糊图像的自联想功能。此外,该电路与深度学习相关的卷积计算模块原理类似,为实现基于忆阻的智能硬件奠定了理论基础。