摘要：为了提高氧化剂高氯酸铵(AP)粉碎产生的颗粒粒径分布以及粉碎效率,以粉碎压力、粉碎腔物料重量和分级轮转速为优化参数,通过响应面法结合NSGA-Ⅱ算法对工艺参数进行优化。根据单因素实验结果进行数据选择,通过响应面法设计了工艺实验,并检验了其合理性,建立了相应的回归模型。采用NSGA-Ⅱ算法搜索颗粒粒径分布与粉碎效率的全局Pareto前沿解集,并进行了实验验证。通过样机实验结果显示,在计算工艺参数与实验工艺参数匹配度94.60%以上的情况下,粒径分布相似度99.50%,粉碎效率相似度97.44%,验证了所提出方法的有效性。

摘要：针对基于表面肌电(sEMG)信号的中风患者运动意图识别率低的问题,提出了一种高识别率且适用于不同康复等级患者的手部运动意图识别方法。首先,使用30名不同康复等级患者的表面肌电数据进行了基于tsfresh库的特征提取和基于Feature-Selector库的特征选择,确定了最合适的滑动窗参数及适合患者运动识别任务的特征。然后,使用该方法进行动作识别实验,并和随机森林、卷积神经网络等方法比较,实验结果表明该方法对9种常用手部康复动作的平均识别精度为97.94%。最后,基于该方法开发了手部康复系统,通过在线识别实验分析了系统的实时性,并设计了患者跟踪实验以验证系统对患者手部康复的有效性。

摘要：形状记忆合金(SMA)是智能材料中的一种,具有功率重量比大、质量轻、无噪音等特性.作为驱动器有利于结构的小型化和轻型化.然而SMA的非线性、多映射的迟滞特性严重影响了输出力的精确控制.为此,本文提出了基于扰动补偿策略的自适应控制方法用于SMA输出力的精确控制.首先,搭建了SMA驱动的手指实验装置,建立了机理模型;其次,采用状态观测器对系统的总扰动进行了实时估计;最后,基于机理模型设计了自适应控制器,并进行了阶跃信号、正弦信号、抗负载扰动实验.实验结果表明,基于扰动补偿的自适应控制方法不需要系统精确建模,参数调节方便.在保证系统稳定和跟踪精度的同时,具有较强的鲁棒性.

摘要：结合自主水下机器人(AUV)于千岛湖水下对接试验,对自主研制的水下对接装置导向性能进行研究。在分析AUV水下受力状况和接触碰撞参数基础上,建立AUV入坞碰撞过程的ADAMS物理仿真模型,通过比较试验结果和仿真结果中AUV姿态和前向速度的变化,验证仿真模型的有效性。从AUV入坞偏距和AUV入坞夹角两方面分别探讨凸形罩、锥形罩和凹形罩3种典型导向结构的导向能力,分析对比仿真结果,对导向罩母线曲率进行改进设计与优化、得到S形罩。多次仿真发现:在AUV入坞姿态相同条件下,S形罩能够调整的AUV入坞偏距最大为100cm,比凸形罩提高20cm;S形罩能够调整的AUV入坞偏角最大为22°,比凸形罩降低1°;但S形罩产生的碰撞力和AUV入坞时间都有所下降,调整AUV运动趋势效果明显改善。在水池对凸形罩和S形罩分别进行AUV入坞偏距和AUV入坞夹角两方面试验,结果表明S形罩的导向性能有明显改善。

摘要：WIA-PA系统级芯片是WIA-PA设备的核心组件,在设备的整体功耗中占有较大的比重.根据WIA-PA设备的应用环境和工作特点,通过对多种低功耗优化方法进行分析,提出了一种面向WIA-PA系统级芯片的低功耗优化策略.该策略采用门控时钟、异步电路应用、系统级优化、工艺制程优选等多种方法,从不同电路类型、不同设计层次等多个维度考虑,最终达到对静态功耗和动态功耗两者共同优化的目的. WIA-PA系统级芯片先后完成2次流片:第1次完成功能验证,第2次实现了基于所提策略的低功耗优化.通过对2次流片样片的功耗测试数据进行分析和对比,优化后的样片对比优化前动态功耗降低了71.2%,静态功耗降低了99.5%.该对比结果证明了优化策略的有效性.

摘要：结合激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,设计激光清洗在线监测系统以实时监测激光清洗的质量。实验所用的激光器为光纤激光器,其可以在多维空间中加工应用。首先确定激光清洗速度,并研究LIBS随激光单脉冲能量密度的变化规律,用来表征碳纤维复合材料清洗的效果。然后在数据分析的处理上,采用均值平滑去除背景的方法处理包络状的光谱连续背景;采用DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法实现光谱噪声和有效数据的分离;采用皮尔逊系数分析的方法确定激光清洗的最佳烧蚀次数,为激光清洗实现过程自动优化控制提供判定依据。最后采用扫描电子显微镜分析碳纤维表面形貌特征,证实LIBS技术在线监测激光清洗效果的有效性。

摘要：对基于无人水面艇(USV)和多自主水下机器人(AUVs)组成的异构协同海洋探测系统进行综述。首先介绍不同的USV与多AUVs组成的异构海洋探测系统的最新进展和应用成果,从系统设计概念和技术特点对这些异构系统进行分析和比较;其次对多水下机器人异构系统研究中的协同关键技术进行综述,重点分析协同问题中异构协同、系统任务分配、路径规划和编队控制等问题;而后从环境和硬件的外界约束以及海洋探测系统辅助技术两个方面分析海洋探测系统所面临的技术难点与问题;最后通过分析当前取得的进展和实际需求对多水下机器人异构海洋探测系统的发展前景进行展望。

摘要：针对基于视觉的传统海面目标检测算法在水面无人艇的自动避碰应用中存在检测精确率、召回率低以及对复杂场景的适应性不足的问题,提出一种基于概率图与视觉显著性的海面目标检测算法。首先利用概率图模型分割出原始图像中的海界限区域与海面孤立目标;然后针对海界限区域子图像特点,设计了一种基于方向抑制的梯度特征,并结合背景先验改进频率调谐显著图,利用特征融合的方法提取海界限区域的潜在目标。实验结果表明,该算法能够有效抑制云、飞鸟、海天线和海杂波的背景干扰。与传统方法相比,提出的方法具有更高的精确率与召回率,且满足无人艇自动避碰实时性的要求。

摘要：目的针对标签检测中因单目相机视野受限无法获取标签全部有效信息的问题,设计一种基于圆柱体拟合的柱状标签展开算法。方法首先由相机标定得到的相机外参数拟合出标签圆柱体理想位姿,并确定柱面标签展开图的高度。依据圆柱体在相机视野下的极限位置确定模糊隶属度函数,筛选提取到的柱面标签边缘点。最后根据边缘点的世界坐标确定真实圆柱体的位置,提取单目相机图像中的像素值并且为标签平面展开图中对应点赋值,最终得到柱状标签的平面展开图。如果对拼接质量有着较高的要求,可以采用NCC匹配算法对拼接图像进行调整,以达到更好的效果。结果该方法可以对多幅柱面标签图像实现快速拼接,最终得到柱面标签的平面展开图,半径30 mm的柱面标签图像拼接速度可达83.8 ms,为标签质量在线检测奠定了基础。结论该方法能够快速且精确地将柱状产品侧面标签平面展开。

摘要：为了合理地设计大型深海自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV),针对其无动力螺旋下潜时的静力配置问题展开研究,重点分析其无动力螺旋下潜运动特性。首先,基于拉格朗日方程推导了大型深海AUV的动力学模型,并利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)软件对其直航试验、斜航试验、悬臂水池试验和平面运动机构试验进行数值模拟,通过最小二乘线性回归法拟合得到了相应的水动力系数;同时通过对比给定推力条件下AUV的直航速度验证了动力学模型的有效性。然后,基于所构建的动力学模型,利用MATLAB/Simulink和S函数建立了大型深海AUV的六自由度运动仿真模型,分析了其净负浮力、重心纵向位移和稳心高度与无动力螺旋下潜稳态参数之间的关系。最后,设计了1∶10的大型深海AUV缩比样机,通过水池试验验证了动力学仿真结果的正确性。结果表明:净负浮力作为大型深海AUV下潜时的主要动力来源,决定了AUV的下潜速度和偏航角速度;净负浮力和重心纵向位移与稳心高度的比值越大,AUV的垂向下潜速度越快,下潜至6 000 m深度的用时越短;由于该AUV的体量较大,其纵倾角主要由重心纵向位移与稳心高度的比值决定,压载质量对重心位置和转动惯量的影响几乎可以忽略。研究结果可为大型深海AUV无动力螺旋下潜时的静力配置提供参考。