摘要：为了利用便携式设备准确检测老年人的跌倒状况,针对传统算法中人为设计特征造成的不完备性,构建一种基于卷积神经网络(CNN)的老年人跌倒检测模型.以智能手机内置的三轴传感器作为数据获取源,将采集的人体姿态信息进行滤波、标准化、采样等操作后,输入到所设计的模型中;采用梯度下降和适应性动量优化方法进行多层卷积神经网络训练和优化,获得模型关键参数训练并优化模型关键参数;利用学习到的深层次特征进行样本分类.实验结果表明:所设计的模型对于跌倒检测的准确率明显高于一般的机器学习算法模型,并且在对跌倒和非跌倒的区分检测中,精确率和召回率都保持了较高的稳定水平.

摘要：针对截面数据分段点提取精度不够而导致截面曲线重构精度差的问题,提出一种分段点精确提取方法。重点研究相邻特征为直线特征和自由特征在满足G1连续时分段点的精确提取。根据曲率分析并辅以交互经验提取初始分段点,以该分段点为界分割截面数据,提取出直线特征数据并拟合直线,剩余数据拟合样条曲线。根据拟合的样条曲线设计判定方法,得到新的精度更高的分段点。以新分段点为边界并基于与直线的相切约束重新拟合样条曲线。提出的分段点提取方法不但能够在现有数据中寻找分段点,而且可以超越现有数据点并在其之间寻找更精确的分段点。实例表明,该方法大大提高了分段点的提取精度,使重构的截面曲线更加符合初始设计意图。

摘要：卫星质量特性主要包括卫星的质量、质心、转动惯量和惯性积等,是影响卫星精确姿控的一个重要因素.皮卫星能源和姿控能力有限,对皮卫星偏心量和转动惯量提出了相关要求.以"皮星一号A"卫星为例,首先采用三支点称重法和三线摆法测量了卫星的原始偏心量和原始转动惯量,然后采用遗传算法对该卫星配重块个数、尺寸及其安装位置进行配重优化.配重后测量发现:"皮星一号A"卫星偏心量小于0.5mm,皮卫星转动惯量Jyy>Jxx>Jzz,配重质量约为0.34kg,在满足姿控系统质量特性要求的前提下实现了配重质量轻量化.皮卫星在轨下传的地球照片说明皮卫星姿控成功.

摘要：针对微操作和微装配任务中起着至关重要作用的微夹持器的设计问题,考虑其对大行程、平动夹持和集成位置/夹持力检测的要求,采用桥式放大机构和平形四边形机构,设计了一种柔顺压电微夹持器.根据机械原理和柔顺机构学,推导了微夹持器的理论放大倍数、固有频率和输出耦合比.然后通过ANSYS软件,对微夹持器的放大倍数、固有频率和输出耦合比进行了仿真,最后建立了实验测控系统来验证该微夹持器的性能.实验结果表明:该微夹持器的夹持范围为0.345μm^328.2μm,放大倍数为16.4,固有频率为157.5 Hz,ANSYS仿真与实验测得的放大倍数和固有频率的相对误差分别为17.7%和12.9%,实验结果验证了理论模型和有限元仿真的正确性,实现了大行程、平动夹持和集成位置/力传感器的设计目标.

摘要：针对接触式机械密封,建立了包括轴向模式和角向模式的三维稳态力学模型,考虑密封环端面接触及液膜空化,提出了数值求解方法,计算了在稳定工况下的泄漏率、液膜厚度、液膜压力和接触压力的分布形式,分析了动环初始安装误差,端面锥度等因素对接触式机械密封端面三维位置关系的影响.结果表明:初始安装误差、端面锥度对接触式机械密封的性能影响较大.所建数学模型和相关计算方法对接触式机械密封的优化设计具有一定的指导意义.

摘要：在多面体夹芯结构设计过程中,现有的研究中较少考虑体胞的形状和尺寸的演变过程,从而忽略了体胞的形状、尺寸参数的变化对结构碰撞吸能特性影响趋势的分析。基于折纸几何学的思想,提出一种能够变换出正棱锥和正棱台体胞结构的正则多面体体胞演变机理。引入相似比和裁剪比对体胞的形状和尺寸分开或同时讨论,得到能适应不同场合的体胞结构。定义体胞的阵列排布方式,得到上下嵌套的正则多面体夹芯结构。建立正则多面体夹芯结构碰撞模型,用有限元仿真分析冲击角度和形状、尺寸的变换参数对正则多面体夹芯结构碰撞吸能特性的影响,得到不同参数下,正则多面体夹芯结构的吸能特性的影响曲线图,为设计正则多面体夹芯结构提供参考。

摘要：在汽车生产环节进行数字建模、系统仿真与优化对提升汽车的生产质量和效率具有重要意义。为了解决目前汽车制造企业普遍存在的因数据链断裂而导致的资源配置效率低下等难题,以汽车涂装车身缓存区(painted body storage,PBS)为研究对象,提出了一种新型的数字底座平台,来实现数据链整合和多源异构数据融合。同时,设计了一种针对PBS的车身调序策略,考虑了总装工艺对车序优化的约束,采用遗传算法获得了PBS出车序列,然后以逆序数对为参考指标,进行PBS车道排布。将基于数字底座的PBS系统应用于某汽车制造企业,应用效果验证了所提出方法和策略的有效性。研究结果为企业构建内部集成制造平台和设计具体车间单元提供了参考。

摘要：目前各种新型微纳材料不断涌现,性能超群,但其应用却远未达到预期。其关键原因是大表面积、高表面能和高活性造成的团聚,使其失去了原有的特性。研究人员对开发微纳材料的热情远远超过研究分散技术,而后者却是其工业应用的关键。为此提出一种在气相中实现快速且完全分散的通用方法,发现尽管微纳材料具有紧密的聚合结构,但在火花放电和静电场的协同作用下可以逐步剥落和分离。通过实验确定了适合于分散的火花放电形式及诱导方法,通过设计实验明晰了放电电流感生磁场对分散的影响;建立了具有长宽比的微纳材料在电场中的运动方程,并阐明了火花耦合电场诱导分散的原理;还演示了输送、转移等多种附加功能,以简单的过程、可靠的结果、广泛的适用性和可设计性,为连续在线生产和材料制造提供了巨大的应用潜力。

摘要：球型增强变截面四棱锥点阵结构(Spheriform graded body-centered cubic,S-GBCC)可以有效改善常规四棱锥点阵结构(Body-centered cubic,BCC)节点应力大、梁受力不均等缺陷,是一种力学性能更优的点阵构型,但其力学特性受单胞尺寸、梁的截面特性、节点连接方式等影响。考虑变截面梁和连接球体的几何构型,完成S-GBCC点阵结构的几何拓扑分析;基于铁木辛柯梁理论建立其力学与数学模型,得到点阵尺寸参数与相对密度、等效弹性模量、等效屈服强度之间的函数关系。利用选区激光熔融(Selective laser melting,SLM)工艺制备同一相对密度条件下,不同曲率半径的S-GBCC点阵结构,分析不同规格打印试样的形貌特征,形成考虑SLM工艺成形精度影响的S-GBCC点阵结构等效力学模型。完成该点阵结构静态压缩试验,分析其形变特性和力学性能,结果表明较传统BCC点阵结构有显著提升,理论与试验结果吻合较好。

摘要：针对产品质量特性稳健优化设计这一存在不确定因素的约束求解问题,提出一种基于量词约束满足(Quantified constraint satisfaction problem,QCSP)的稳健优化方法,将设计参数变差形式化描述为QCSP模型中的普遍性变量,在其作用下求得目标函数和约束函数的上下界,依据设计者偏好设定稳健性指标。根据模型特点,采取组合式算法进行求解,首先应用区间分析算法缩小设计变量搜索空间,获得满足普通优化设计约束的设计变量有效值域盒;然后由混合蛙跳算法在有效值域盒内搜索得到满足稳健性指标的帕累托优化解,并使用基于信息熵理论的方法选择出最优解。最后,应用该方法对透平压缩机扩压器进行质量特性稳健优化设计,证明了该方法在工程应用中的正确性和高效性。