摘要：基于工业互联网应具备的特征,结合现有工业互联网总体现状,分析总结传统工业自动化封闭式五层架构存在的问题.首先,提出支持数据高效流转的云、边端新型工业网络协同架构,架构的变革对现有技术提出挑战,同时也为传统自动化系统提供了新的机遇.其次,在总体架构的基础上,提出适配新型工业网络基础架构的两项关键技术.5G–时间敏感网络(Time-sensitive networking,TSN)协同传输技术,包括5G–TSN异构网络融合架构、网络时钟适配机制以及基于软件定义网络(Software defined network,SDN)的融合管控和资源调度三部分技术内容;基于确定性网络的云化可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)技术包括工业控制虚拟化和5G云化工业控制技术两部分技术内容.基于此,提出自主设计面向实时运动控制的5G云化PLC与EtherCAT融合系统,以及面向实时运动控制的EtherCAT与TSN融合系统试验平台,并验证了新型工业网络架构的科学性和合理性.最后,对未来网络、控制、计算一体化工业自动化系统中的高效性、可靠性和安全性之间的融合问题及潜在解决方案进行了探讨.

摘要：采用有限元分析方法,研究了镁合金冠状动脉支架在植入过程中由膨胀产生的弹塑性大变形行为,得到了支架内等效应力随膨胀加载位移的变化规律.考虑了支架回弹后残余变形、残余应力以及血管约束对其动态特征的影响,计算了支架前5阶的固有频率、相应的振动模态以及在简谐激励下的位移响应.分析结果指出,植入支架经过膨胀和回弹变形后,前5阶固有频率均会显著降低,并且残余应力对支架固有频率和振动模态影响较小.考虑血管约束时,支架的前4阶固有频率有所改变,但是不影响振动模态特征.并且指出支架较之扭转和呼吸变形更易产生弯曲变形.这些结果可为支架强度和刚度的优化设计提供参考.

摘要：软体机械臂是一个新的机器人分支,不同于刚性机械臂,它完全由柔软的材料打造,可以完成刚性机械臂无法完成的任务,比如非结构环境下探测,易碎物品的抓取,更安全的人机协作等等.目前许多国家正在投入到软体机械臂的研究当中,研究者设计出形状与功能都不尽相同的软体机械臂,从制作材料的多样性到驱动方式的多样性,再从建模方式的多样性到控制方式的多样性,无不展示出软体机械臂的独特性.由于任务目的的不同,软体机械臂的驱动方式有所不同,本文首先研究三种主流的软体机械臂驱动方式——绳索驱动(Tendon驱动)、形状记忆合金驱动(SMA驱动)、气动驱动(Pneumatic驱动),然后由此展开,分别研究软体机械臂在不同驱动方式下的建模方式和控制方法.最后从驱动方式,建模方法和控制方法三个方面对软体机械臂的发展趋势进行总结展望.

摘要：先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be, Cu-Fe-P, Cu-Cr等合金而言,Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点,广泛应用于机械制造、航空航天、交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状,并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展,核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能,并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长,对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、时效析出行为、服役性能等方面综述了CuNi-Si系合金的研究现状,并针对目前该材料存在的不足,展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。

摘要：为了解决行人重识别中行人特征表达不充分、忽视相邻区域的语义相关性等问题,提出了多尺度多特征融合的行人重识别模型.首先,通过多分支结构获取包含不同信息的特征图;其次,通过组合相邻的局部区域,强调局部特征之间的语义相关性;最后,结合最大池化和平均池化的优势,从不同的方向学习更加全面的特征信息.分别在Market-1501,DukeMTMC-reID以及MSMT17数据集上进行实验,结果表明,在光照不同、拍摄角度不同等环境下,文中模型的mAP分别达到了88.40%,78.50%,59.20%,能够有效地提取行人特征,识别精度较高.

摘要：针对高密度比多相流体模拟中存在的相间密度计算误差问题及产生的不合理对流运动模拟效果,提出一种基于体积通量无散度的隐式流体压强求解方法.首先,分析传统多相流模拟方法产生密度近似误差的原因;其次,提出“体积-压缩率”的关联计算方式,构建流体压缩率与压强间的线性关系;再次,分别设计恒定体积求解器和体积通量无散度求解器,以实现多相流模拟过程中流体体积的不可压缩性和速度场的无散度特性.为验证所提方法性能,以流体模拟方法DFSPH为对比对象,分别以模拟效果合理性、数值计算稳定性与收敛性为定性和定量评估指标,依次开展两相溃坝、热对流等多相流交互实验.结果表明,该方法能够实现高效、稳定的多相流交互模拟视觉效果,在同等多相流条件下较DFSPH方法耗费更少计算时间实现收敛,在各种复杂模拟场景中均具有良好的健壮性、有效性和可扩展性,尤其适用于高密度比流体交互模拟.

摘要：为了解决智能制造领域中云化控制与视觉分选应用相结合的问题,提出了基于深度学习的云化可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)物料识别与定位系统,并在端到端5G与时间敏感网络(Time sensitive networking,TSN)传输网络环境下,实现了对云化PLC架构和控制功能有效性的验证.首先,将传统PLC系统控制功能容器虚拟化,实现PLC的本地和云端自由部署;其次,在云端设计人工智能学习平台,采用基于You only look once v5(YOLOv5)的目标检测算法实现物料的定位和分类,获取目标的像素坐标和类别信息;然后,利用相机标定方法把像素坐标转换成物理世界坐标,并将目标类别、坐标、时间戳信息传输到云化PLC;最后,在5G和TSN融合网络环境下,实现云化PLC对天车设备的实时控制与复杂计算功能整合.结果表明,该系统能够有效的对多天车进行协同控制,物料定位均值平均精度(Mean average precision,mAP)达到99.65%,分选准确率达到96.67%,平均消耗时间225.99 s,满足工业低时延、高精度的视觉分选需求.

摘要：近十年来,研究人员从飞行生物的飞行机理着手分析,对扑翼飞行机器人的姿态控制、位置控制设计以及系统稳定性分析展开了深入研究,基于鲁棒控制、神经网络等技术,提出了诸多控制方法实现扑翼飞行机器人的自主飞行,其中,姿态控制通过自适应等控制器并结合线性化方法来实现,位置控制则通过搭建层级架构的控制器等方法来完成,并通过设计扰动观测器等来处理系统的不确定性,以提高系统稳定性能.通过对相关研究工作进行总结,可以看出目前扑翼飞行机器人的飞行控制研究仍大多处于理论阶段,还需要进一步结合工程应用中的实际需求,推进扑翼飞行机器人的应用与推广.最后,探讨了扑翼飞行机器人飞行控制未来的研究方向.

摘要：基于光在长光程吸收池中的传输特性,设计了一套新型的大气污染颗粒物消光模拟测量系统。该系统由消光测量装置和大气污染颗粒物模拟装置构成。消光测量装置主要由激光器、开放式Herriot长光程吸收池和光功率计构成。在消光测量装置中,开放式Herriot长光程吸收池将某一波长的光经固定角度的镜片多次反射达到增大光程的目的;同时有利于对其内部反射镜表面的清洁,提高消光测量的灵敏度;还能够实时检测用于消光的颗粒物浓度。消光系数通过吸收池入口和出口处监测到的光功率计算获得,光功率的测量中利用差分法降低了激光器本身能量波动带来的误差,提高消光系数测量的准确性。通过与真实大气雾霾情况下激光雷达测量到的消光系数进行对比,验证了所搭建消光模拟测量系统的合理性。

摘要：近期,随着元宇宙研究重心转向内容交流和社会互动,如何打破当前视听媒体交互瓶颈成为了亟待解决的问题,使用脑机接口进行感官模拟就是解决方案之一.目前,脑机接口已经作为生理信号采集工具在元宇宙诸多领域表现出了不可替代的应用潜力.研究三个应用场景,元宇宙艺术中的生成艺术、元宇宙医学中医疗保健严肃游戏、元宇宙虚拟社会中的虚拟人表情合成中脑机接口应用现状,调查已经存在的商业产品和专利(MindWave Mobile、GVS、Galea),类比网络安全和神经安全、生物伦理学和神经伦理学的发展过程,探讨脑机接口成熟并被广泛应用后可能面临的挑战和潜在问题,展望未来脑机接口在元宇宙中深入多样应用的可能性.