摘要：直接心脏压缩装置是一种用于增强心脏收缩能力的心脏辅助设备,可直接作用于心脏外表面,不与血液直接接触,避免了感染和凝血等问题。将软体机器人领域中一种扁平气动人工肌肉结构用作直接心脏压缩装置的驱动器。六个扁平气动人工肌肉以仿生的方式被等间距嵌入装置的弹性基底中,气压驱动来模拟心脏收缩生理运动。在20、30和40 kPa的压强下,通过仿真和实验得到不同腔室数量扁平气动人工肌肉的长度位移和径向位移,还通过实验得到不同数量驱动器下装置的容积变化。此外,分析了压强在20~80 kPa时以上指标的变化趋势,以表征装置辅助心脏收缩性能。结果表明:以1 Hz频率驱动时,驱动器及装置整体的收缩性能都随着压强的增加而呈非线性增加,且装置收缩性能随驱动器个数的增加而增加。装置性能变化趋势符合预期,为后续直接心脏压缩装置的设计提供了一种新的思路。

摘要：针对无人潜器自主布放技术问题,研究设计一种可自主布放无人潜器的无人水面艇系统。系统设计由艇体结构、自主布放、自主航行控制、岸基监控子系统组成。为了实现自主布放系统的安装控制需求,USV在艇体结构布局、能源供给和控制策略上做了优化设计。针对远距离长时间精准运送问题,设计了增益调度串级PID自整定自主控制方法实现自主航行控制。布放机构执行布放动作包括推出机体固定座、释放首部卡件、下摆、释放压紧机构、潜水器滑出、机体固定座收回。先后进行了多次试验,USV自主运送并成功自主布放了“海翼”水下滑翔机。

摘要：基于串联(concat)操作的特征融合方法仅仅融合了相邻尺度的特征,并没有充分利用来自其他尺度的输出特征。并且,串联操作只是在通道维度上将不同尺度的特征连接,不能反映不同通道间特征的相关性和重要性。针对这些问题,提出了一种基于注意力机制的特征融合算法。该算法利用注意力机制来融合不同尺度的特征,通过对每个通道的特征进行权重分配来学习不同通道间特征的相关性。将基于注意力机制的特征融合算法与YOLO V3相结合,构建多尺度目标检测器,并利用Focal loss和GIOU loss来设计检测器的损失函数。在PASCAL VOC和KITTI数据集上对不同算法进行对比实验,实验结果表明,多尺度目标检测器具有更高的检测精度和较快的检测速度。

摘要：针对受硬件条件、物体遮挡和背景杂波等客观因素的影响,传感器采集的目标点云具有较强的稀疏性和密度不均匀性,导致分类模型对点云特征的学习效率低、分类泛化能力差的问题,提出了一种基于多级自适应下采样的点云分类模型PointMLP-FD。该模型设计了多个MLP模块作为网络分支,以点云的浅层特征为输入得到每个点云类别维度上的特征表达,之后再根据特征表达进行排序,选择具有更强语义特征的点构成下采样点集。通过过滤背景和与目标相关性低的信息来自适应保留反应目标本质特征的信息。最后分别计算分支网络的损失,与骨干网络并行训练来优化点云特征,减少模型参数。该方法在ScanObjectNN数据集上进行测试,结果表明相较于PointMLP-elite分类精度更高,mAcc提升1%,OA提升0.8%,以更少的参数量接近SOTA模型的性能。

摘要：变频器设备机理复杂、设备监测数据异常样本少,导致在实际应用中基于经验和基于模型的异常检测方法操作性难、常规的数据驱动方法可行性差。针对上述问题,结合密度峰值聚类与时序运行数据的转移特点,提出一种基于大数据分析的变频器异常检测方法。该方法首先通过密度峰值聚类将运行数据聚类,然后将时序过程数据在不同类簇间的动态变化规律用概率表示,并基于聚类结果和转移概率提出异常检测体系框架,最后通过异常案例验证该方法的有效性,表明该方法能够正确识别变频器异常行为。

摘要：针对跨介质飞行器研究领域目前存在的任务负载小以及近水面介质属性强非线性变化导致的推力损失问题,设计了一种倾转四旋翼跨介质飞行器构型,具有较大的起飞负载,并建立了倾转四旋翼跨介质飞行器近水面静力学模型;在控制策略上,设计了水面垂直起飞流程以及切换控制策略,等效提高了跨介质飞行器近水面推重比,并进一步增强了倾转四旋翼跨介质飞行器起飞过程的稳定性,最后进行实验验证。结果表明,设计的水面垂直起飞流程及切换控制策略,可以实现大负载下倾转四旋翼跨介质飞行器的水面垂直起飞过程。

摘要：为了解决目前布放回收自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)自动化水平低、工作效率低、危险性高等问题,研制了一款基于无人水面船(unmanned surface vessel,USV)的AUV自主布放回收系统。首先,通过分析国内外常用AUV布放回收方式和布放回收系统,设计了AUV布放回收系统,并对其工作原理进行分析;其次,分别从力学分析、数值仿真等角度研究了布放回收系统的动力学、静力学及接触碰撞问题;最后,搭建了系统原理样机并进行了陆上实验和湖上实验,通过实验验证了所设计的布放回收系统稳定可靠、操作简单、通用性好,可以有效提高AUV自主布放回收的效率。所设计的基于USV的AUV布放回收系统具有良好的应用前景。

摘要：针对目前整体叶轮人力手工研磨过程中研磨品质差、出产周期长、工人健康危害大等问题,开发了一套基于六自由度库卡工业机器人的自动研磨控制系统。机器人末端夹持气动磨机贴合整体叶轮表面,利用六维力传感器反馈受力情况,结合在线恒力控制算法搭建复杂曲面机器人研磨恒力控制系统。根据机器人运动学理论,对机器人研磨过程中末端加工工具重力干扰进行补偿;建立机器人力/位置混合柔顺控制策略,采用传统PID控制策略进行基础力控制,采用模糊自适应PID控制策略进行优化力控制实现机器人自动研磨。对整体叶轮进行研磨实验,结果表明模糊自适应PID控制算法可以有效的实现机器人的柔顺控制,保持研磨过程接触力在有效范围内。

摘要：自主/遥控水下机器人(ARV)是一种综合自主水下机器人和遥控水下机器人特点的新型水下机器人,融合ARV自主控制和操作人员遥控的共享控制是ARV控制的关键问题。针对ARV在环境探索任务中和目标观察任务中的共享控制,采用基于行为的控制思想,提出一种基于行为的ARV共享控制方法,包括实现环境探索的遥控行为、自主避障行为、以及实现目标观察的人机协同路径跟踪控制行为,通过设计的基于优先级的行为组织和融合方法,实现了ARV基于设计的行为以"人主机辅"模式执行环境探索继而以"机主人辅"模式执行目标观察过程的有效共享控制。基于构建的水下机器人共享控制仿真环境对设计的共享控制方法进行仿真实验,验证了提出的共享控制方法的有效性。

摘要：以空间捕获平台(操控星)捕获目标星后形成的组合体为研究对象。组合体在拖曳离轨过程中会产生面内角度摆动和沿系绳方向的振动。为了研究抑制沿系绳方向的振动控制策略,建立了在切向恒定推力(由操控星喷气产生)的作用下空间绳系组合体的动力学模型。在假设角度摆动得到很好抑制的前提下,对组合体的沿系绳方向的振动控制问题提出一种时间最短以及能耗最小的最优控制策略。利用设计的张力控制机构和12自由度运动模拟器进行地面仿真实验,实验证明张力控制机构对张力指令具有很好的跟随性能。同时实验也表明提出的最优控制策略对沿系绳方向的振动具有很好的抑制作用。