摘要：本文针对服务护理领域对专用辅助护理设备的需求,结合TRIZ理论思想设计一种可实现仿人喂食功能的辅助进餐机器人。该机器人本体采用串联关节型机械手臂模拟人体手臂运动,实现进餐时移位功能;末端采用电机驱动勺柄构件进行往复运动,模拟人体手部送喂动作实现进餐功能;整体采用眼在手上安装方式模拟人类视觉,实现基于视觉信息的机械手自动送喂功能。综合考虑辅助进餐机器人的喂食功能及其与人交互时的相对位置关系,满足最低自由度配置下具备空间上的运动灵活性,在此条件下确定辅助进餐机器人的结构,分析其受力情况,对具体应用场景适宜位置进行讨论说明。仿真结果表明所设计的辅助进餐机器人能够在低自由度配置下,满足工作空间运动灵活性的需求。

摘要：针对同时含有不可观和不可控事件的离散事件系统禁止状态问题,提出了一种基于整数线性规划的控制器综合方法.首先,依据Petri网的结构特性构建所有不可观变迁及不可控变迁需满足的线性约束条件集合,将给定约束条件抽象为整数线性规划问题.其次,通过求解整数线性规划问题得到允许线性约束.最后,基于库所不变量的方法设计控制器并将转换后的允许线性约束综合到Petri网中.实验仿真表明提出的方法简单高效,能够保障系统不进入禁止状态,对离散事件系统监控问题具有理论指导意义.

摘要：为准确定位航拍红外图像中光伏组件故障的区域位置,在单阶段多框检测(Single Shot Multibox Detector,SSD)模型的基础上设计了ResNet18_FPN_DN_SSD模型。首先用ResNet18替代SSD模型的基础网络VGG16,以提高故障特征的提取能力;然后引入DR loss,针对目标样本类别失衡及负样本过多的问题进行优化改善;最后在非极大值抑制(Non-Maximum Suppression,NMS)基础上做加权处理,使分类置信度高的边框充分利用周围对象的信息,提高预测框的分类置信度与定位准确率。实验表明:所提出的模型对图像中故障目标的检测效果,在定位精度、分类置信度和m AP上均优于传统SSD模型。

摘要：提出并实现了一种工作在2050 nm波段的单纵模窄线宽掺铥光纤激光器。使用3个耦合器组成的新型复合双环腔抑制密集的多纵模,结合未泵浦的掺铥光纤(作为饱和吸收体),实现了激光的单纵模激射和窄线宽输出。实验结果表明:室温下,激光器的中心波长为2048.76 nm,光信噪比为68 dB。通过60 min的连续测量,得到激光的输出功率波动不大于0.15 dB,中心波长漂移不大于0.02 nm,证明了所设计的激光器具有良好的波长稳定性和功率稳定性。使用基于3×3光纤耦合器的相位解调系统对激光器的频率噪声特性进行测量,并进一步结合β分割线法测量线宽。当测量时间为0.001 s时,激光器的线宽为9.17 kHz。当频率高于1 MHz时,相对强度噪声低于-125.69 dB/Hz。该激光器在激光雷达和空间光通信系统中具有广阔的应用前景。

摘要：针对含有不可控变迁Petri网的禁止状态问题,提出了一种基于整数线性规划的控制器综合方法,该方法适用于任意普通Petri网模型。首先,根据Petri网的结构特性构建所有不可控变迁应满足的约束条件集合,其次通过求解整数线性规划问题将给定的线性约束转换为允许线性约束;最后,利用库所不变量方法设计控制器将转换后的约束综合到Petri网中。以某零件加工系统为例进行实验,实验结果表明,提出的方法简单高效,对实际自动制造系统的禁止状态监控问题具有一定借鉴意义。

摘要：针对有效验证离散事件系统故障后是否具有可诊断性问题,设计了一种基于Petri网的边界可诊断性的验证方法。首先,根据Petri网的结构特性,提出了显示可达图的概念及其构建算法;其次,提出了一种基于显示可达图的验证器及其构造算法,分析系统故障发生后是否具有可诊断性以及计算满足系统可诊断性的边界值;最后,通过实例对所设计的方法进行验证。实验结果表明,设计方法可以有效验证系统故障后是否具有可诊断性并计算系统满足可诊断性的边界值,计算过程较为简单,对实际工业应用中离散事件系统故障可诊断性问题具有借鉴意义。

摘要：为实现高效太赫兹调控,迫切需要一种高效且成本低的材料。新型钙钛矿材料由于其优异的光电特性,加上钙钛矿制备工艺简单、可大批量生产等优点,非常适合作为太赫兹超材料的活性材料,通过外部激励改变活性材料的属性,可灵活调控太赫兹波。因此,选择新型钙钛矿材料外加光场调控太赫兹,分析在光场作用前(绝缘态)和在光场作用后(金属态)两种状态对单元结构太赫兹宽波段下幅值和相位的影响。设计出光场灵活调控的钙钛矿基1 bit太赫兹编码超表面结构,该结构由有机无机杂化钙钛CH_(3)NH_(3)PbI_(3)(MAPbI_(3))、聚酰亚胺和铝构成。通过CST仿真结果显示,该超表面结构在光场的调控下能够实现宽谱(0.1、1、2、6 THz)太赫兹波的180°相位差变化,经过超表面编码结构的设计,同一编码序列实现远场波束的变换。研究结果表明,基于光场操控钙钛矿材料的编码超表面为实现灵活的太赫兹波调控提供了新的思路,在太赫兹通信、安检、生物医学成像等方面具有巨大的应用潜力。

摘要：针对基于栅格地图的路径规划技术在面对大地图、高分辨率地图的情况下,存在的规划速度慢、内存占用高的问题,提出一种基于语义网络的网络搜索算法。首先使用语义分割网络对栅格地图进行预采样,其次通过图像学膨胀拓宽最优路径形成最优路径范围,增强算法鲁棒性,最后利用语义网络的特征图指导搜索算法规划,加快了高分辨率栅格地图的路径规划的速度。实验仿真表明,网络搜索算法较传统搜索算法,时间平均缩短72.5%,遍历点数平均减少51.6%,路径长度平均延长0.73%,网络搜索算法可以有效加快路径搜索速度,减少内存占用。

摘要：针对商用脑电(EEG)信号采集设备价格昂贵,实验前期准备耗时长且使用舒适性较差等问题,设计了基于石墨烯干电极的便携式脑电采集系统。系统通过石墨烯干电极采集信号,以ADS1299为前端模/数转换芯片,配合PIC32MX250F微处理器实现对EEG信号的实时采集,EEG数据经Wi-Fi无线模块上传至计算机进一步处理分析。三种任务态实验测试表明,系统使用便捷,能够有效采集EEG信号,在实验教学中具有一定应用价值。

摘要：针对传统蚁群算法在无人机三维航迹规划中,存在早期盲目搜索、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,本文提出了一种改进蚁群算法。该算法利用空间位置初始化信息素分布并设定浓度阈值,增强了蚁群早期搜索的方向性,避免了算法陷入局部最优;设计兼顾距离因素和方向因素的启发函数,改善了航迹规划质量;采用自适应挥发因子控制信息素的挥发,提高了算法的收敛速度。通过两组实验表明,该算法相比传统算法规划的航迹平均长度均减少18.6%,平均迭代次数分别减少63.3%和78.7%,平均拐角次数分别减少62.5%和42.3%。