摘要：由于机器人的手臂运动涉及到非线性动力学效应,使得手臂的运动模式复杂,手臂位置闭环控制难度较大、精度较低。为此,提出机器人关节机械驱动下手臂位置闭环控制方法。利用力矩传感器在关节上展开力矩反馈来完成机械驱动机器人的动力学建模,通过动力学模型准确估计动力学参数;基于模糊神经网络改进PID控制器,模糊神经网络可以作为PID控制器的前馈部分,导致输入动力学参数可提供更准确的控制信号。将期望的轨迹参数、关节力矩参数等动力学参数作为PID控制器控制目标,通过粒子群算法通过不断迭代和优化找到最优解,实现对机器人手臂位置展开闭环控制。实验结果表明,该方法的控制稳定性强、控制精度高,关节角误差在1%以内,且关节力矩变化幅度较小。

摘要：PREF装置是中国科学院新疆理化技术研究所与近代物理研究所联合设计建造的10~60 MeV质子同步加速器,属于国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。针对该装置的扫描磁铁电源输出电流频率200 Hz、跟踪误差小于≤±5×10^(-3)的技术要求,采用三组H桥串联拓扑方案,通过移相控制,基于脉宽调制实现技术要求。经仿真与测试结果表明:电源能够输出峰-峰值为±420 A,幅值与频率均连续可调的高精度三角波电流,满足工程应用要求。

摘要：独库高速公路克扎依—巩乃斯段以高山地貌为主,地形切割剧烈,为雪崩发育提供了有利的地形条件,对该区域进行雪崩易发性评价是独库高速公路安全建设及运行的重要前提。通过遥感解译和现场调查等手段获取149个雪崩点的因子数据,通过对因子进行相关性检测,筛选出10个评价因子,构成雪崩评价因子体系。在此基础上,运用K均值聚类法和随机法提取出非雪崩点和原始雪崩点构成样本集,通过机器学习中的多层感知器、支持向量机算法对研究区域开展雪崩易发性评价。研究结果表明,随机法和K均值聚类法提取出的样本集分别带入算法中训练,R-SVM、R-MLP、K-SVM、K-MLP四种模型的Kappa系数均大于0.6,4组模型对验证数据集的预测结果与实际值存在高度的一致性。经多层感知器训练的AUC值由0.762提高至0.983,经支持向量机训练的AUC值由0.724提高至0.951。基于本研究预测性能最佳的K-MLP模型分区显示该研究区雪崩发育对拟建线路影响较小,但对于隧道洞口可能会造成威胁。本研究可为独库高速公路建设、运营以及雪崩灾害防治工作提供理论支撑和方法参考。

摘要：2022年《义务教育体育与健康课程标准(2022年版)》明确了新兴体育类运动的育人价值功能的挖掘:激发学生的求知欲与探索欲、好奇心与冒险精神,定向运动作为生存探险类项目的典型案例,具有较强的挑战性、探险性及结果的不可预测性。然而,在定向运动教学实践中如何促进教学过程的“教与学”的有效结合,是色级代码体系的架构的重要任务。通过以三维五层次的结构设计思路,将路线长度、技术难度与适用对象和组别一一对应,并与五级五色的颜色代码形成了交织、交汇与交融的构建模式。在新课标视域下定向运动色级代码体系应用的现实困境:(1)体育教育促进青少年身体健康发展的成效亟待审视提升;(2)定向运动育人价值理念的功效亟待挖掘突显;(3)定向运动育人价值理念的功效亟待挖掘突显。基于现实困境,提出了相应的实践策略:(1)践行新课标理念,设计彰显体系价值的过程性教学策略模式;(2)围绕育人目标,构建个性化的定向运动色级体系课程实施路径;(3)聚焦体系优势,挖掘具有“本土”特色的体系融合发展的新路径。

摘要：针对棉田耕作层内残膜力学性能差及膜土分离困难,残膜拾净率低和回收的残膜含土量高等问题,该研究对卷辊式残膜回收部件进行优化。在分析起膜捡膜工作过程和建立卷辊弹齿与膜土团聚体之间动力学关系的基础上,采用有限元法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合算法,建立卷辊弹齿-膜土团聚体接触计算模型,探究卷辊弹齿与膜土团聚体之间相互作用机理,分析卷辊弹齿接触膜土团聚体后残膜受力程度和土壤扰动程度的变化规律。以卷辊回转半径、弹齿直径、弹齿顶端折弯角为试验因素,以残膜平均峰值应力及土壤最大应变为指标开展仿真试验,分析各因素对指标的影响规律并对卷辊弹齿结构参数进行优化,获得卷辊弹齿最优结构参数为:卷辊回转半径100 mm、弹齿直径5 mm、弹齿顶端折弯角42°,此时残膜平均峰值应力为0.1201 MPa,土壤最大应变为3.7584。为了验证优化后卷辊弹齿的捡拾作业性能,以拾净率和含土率为试验指标进行田间试验,结果表明:机具拾净率为80.34%,含土率为37.13%,与初代研制的样机相比拾净率提升了8.74个百分点,含土率下降了12.18个百分点,机具作业性能明显提升且试验指标达到设计要求。本文建立的有限元模型可为残膜回收机关键部件的结构优化提供参考。

摘要：为适应我国普通本科高校不断向应用型本科院校的加速转型,与之相对应的实践类课程的教学要求也愈加趋向于工程应用实践能力。计算机辅助设计与制造课程基于软件SOLIDWORKS进行案例式的课程教学创新改革,进一步提高了学生对零件建模等知识模块在实际工程应用的认知和理解,不仅培养了机械类学生的工程协作意识和机械创新设计思维,也为其他类似软件实践类课程的案例式教学创新改革提供了思路和参考。

摘要：风沙危害是影响沙区铁路选线设计的重要因素。为解决主导风向和沙丘移动数据获取的技术难题,通过分析沙丘空间形态与风况作用的内在关系,构建新月形沙丘、线性沙丘和金字塔沙丘等不同沙丘区域的主导风向判别方法;结合沙丘形态学参数,利用Google Earth历史影像和GIS空间分析,提出沙丘移动速度的测算模型。以和若铁路沿线区域为研究对象,对该方法进行验证。研究结果表明:基于沙丘形态分析的铁路沿线主导风向识别方法能快速地得到选线范围内的主导风向,判别结果与气象监测数据的误差不超过15°;利用卫星影像和GIS的测量方法可实现沙丘移动速度的计算,沙丘移动数据能对气象站观测的风沙数据进行有效补充,提高了铁路设计中沙害勘察的准确性与效率。研究成果可为风沙地区铁路减灾选线提供一定的技术支撑。

摘要：随着制造业智能化进程的加速,传统的造纸生产方式面临着效率低下、操作复杂等问题,因此,引入先进的控制技术成为提升产业竞争力的关键之一。在这一背景下,以提高生产效率、优化设备管理为目标,对造纸机电气传动系统进行了设计与研究。对PLC技术在造纸机电气传动系统中的优势体现、造纸工艺要求分析以及基于PLC的系统设计等方面进行阐述,旨在为造纸行业的智能化转型提供理论建议,为促进传统行业向智能制造的转变提供助力。

摘要：为探究糙条消能工在连续弯段溢洪道上导流效果影响因子排序和糙条导流特性,采取9因素3水平的正交试验设计方案进行物理模型试验,引入超高变异系数C v对导流效果进行评价;对影响水流结构的因子进行量纲分析及多元回归处理,建立评价导流效果的多因素影响模型。结果表明:糙条布设角度和糙条高度分别对2个弯段中水流结构影响最大,这2个因素直接影响糙条平衡水面差、稳定流态效果的优劣。剔除影响较小的共用因素,得出糙条消能工最优导流布置方案;各类函数模型中最大拟合优度为0.822,拟合方程对实测值进行对比验证,二者相对误差范围在2.78%~7.15%之间。研究成果可为连续弯段溢洪道整流分析提供理论参考。

摘要：从全位置管道焊接工艺对焊枪自由度的控制需求出发,设计了一种集焊枪摆动、升降、倾仰运动为一体的焊接机器人机头。机头组成包括摆动机构、升降机构和倾仰机构,其中倾仰机构控制焊枪角度,可为焊接工艺中使用电弧推力控制熔池成形提供机械结构基础。在Simcenter软件中对所设计的机头结构进行运动仿真。结果表明:在多轴插补联动下,该结构可以实现焊枪所需的自由度控制,机头结构设计良好。