摘要：现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法,难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性,极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性,利用Prandtl-Ishlinskii(PI)模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上,结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明,采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性,且极大地降低了负载变化带来的控制误差。

摘要：提出了Y型夹心式压电超声变压器,基于耦合振动理论和力电类比原理,建立了变压器的机电等效电路模型,推导得到了其共振/反共振频率方程、电压增益和功率增益表达式。通过等效电路法、有限元仿真和实验研究了该变压器的功率传输特性和机电转换特性。结果表明,在共振模式下,Y型夹心式压电超声变压器的输入机电阻抗最小,电压增益和功率增益最大,有望作为双通道压电变压器应用于电子领域。

摘要：针对具有时变干扰的不确定多自由度机械臂,文章设计了基于RBF神经网络的含有鲁棒因子的滑模变结构高精度跟踪控制方法.针对时变干扰,设计鲁棒因子,将其嵌入滑模变结构控制器,克服了时变干扰对系统跟踪性能的影响.将RBF神经网络控制算法结合鲁棒因子滑模变结构控制,估计多自由度机械手臂系统的不确定因素.采用Lyapunov函数方法,证明了系统的稳定性.对比分析了计算力矩法滑模变结构控制方法,仿真结果证明,基于RBF神经网络的鲁棒因子滑模控制,针对具有时变干扰的含有不确定因素的多自由度机械手臂系统,具有较为精确的跟踪性能.

摘要：为优化楔形超声切割刀的工程设计理论,基于变截面弹性体的波动方程,推导了楔形超声刀的等效电路模型。利用等效电路法、有限元法分别计算了楔形超声切割刀的谐振频率和放大系数,根据计算结果设计并制造了相应的实验样品。测试了实验样品的谐振频率、位移放大系数等关键参数。结果表明:楔形超声切割刀的等效电路为非互易二端口等效网络,共振频率的理论计算结果与实验测试结果之间的相对误差小于5%,等效电路法、有限元法和实验测试所得楔形超声切割刀的共振频率和放大系数结果一致。楔形切割刀的有效机电耦合系数随着纵向尺寸的增大而减小,其位移放大系数随着纵向尺寸增大而增大。研究结果为楔形超声切割刀的工程设计提供了简明理论和设计模型。

摘要：凸轮轴铸件成品的质量既受到多个铸造工艺参数组合的影响,又极易受到环境中噪声因素所产生误差波动的影响。基于此,田口方法中的信噪比概念与多目标决策中的TOSIS被应用于凸轮轴铸造过程工艺参数的优化中,以实现铸件质量的鲁棒性设计。结合铸造过程计算机数值模拟技术,从仿真试验方案中得到了具有强抗干扰能力的最优工艺参数组合。试验结果表明:铸型温度35℃,浇注时间12 s,浇注温度1446℃的铸造工艺参数组合,使凸轮轴铸件的质量既可靠又具备鲁棒性,为实际生产中铸造工艺参数的优化方法提供了思路。

摘要：针对电力系统通信网络中存在的时滞和DoS攻击现象,本文提出了基于采样特性的电力系统离散负荷频率控制方案。首先,计及电力系统负荷波动的情况,在多区域电力系统负荷频率控制系统(LFC)模型的基础上,将通信网络中DoS攻击的危害量化为采样信号连续丢失数,并分别考虑通信网络中通信时滞和输出信号采样特性,建立包含输出状态反馈控制器的电力系统LFC模型。其次,基于此模型,利用含有控制命令更新周期、DoS攻击导致的最大采样信号连续丢失数、通信时滞、H_(∞)稳定指标的双边闭环Lyapunov泛函、LMI技术,提出LFC系统满足一定H_(∞)指标的稳定准则,并给出离散状态输出反馈LFC控制器的设计及求解方法。最后,本文以单区域和双区域LFC系统为例进行了仿真验证。结果表明:与已有文献方法相比,本文方法在保持系统H_(∞)渐近稳定前提下,能够容忍更大的通信时滞,且结果的保守性更低;同时可以看出本文所设计的控制器在保证H_(∞)稳定性能的基础上,对一定能量限制的DoS攻击具有弹性的防御性能。因此本文方案的有效性和优越性得到了验证。

摘要：电容传感器具有非侵入式、低成本、结构简单等特点,被广泛应用于液体管内含气率的测量。基于电容传感器,设计了含气率测量系统,对外径25mm、内径21mm液体管内含气率进行测量。为了验证含气率测量系统的准确性,搭建了可视化验证平台。对管内气液两相进行图像采集,对管道截面处的含气率进行计算;分析了视窗左右截面的含气率偏差,研究了采集位置偏差对验证方法有效性的影响。研究表明:通过传感器系统测量的含气率与图像处理得到的含气率吻合;视窗左右截面的平均含气率的偏差不超过3.097%。本研究设计的含气率测量系统的准确性较好,所提出的可视化验证方法能够有效地对含气率测量系统的准确性进行验证。

摘要：文中设计了一个阵列式结构的电容传感器系统,对液体管内含气率进行测量。首先,基于Comsol仿真软件对传感器的结构参数进行优化,并完成传感器的设计与制作。然后,设计用于极板工作状态切换的门电路和用于微小电容测量的C/V转换电路,再设计FPGA程序进行电路控制和上下位机通讯,并对上位机采集的信号进行滤波、解调。最后,用BP神经网络完成管道截面处的含气率重构。进一步采用可视化验证方法对电容传感器系统的准确性进行验证。电容传感器系统和可视化方法得到的平均截面含气率的偏差不超过8.48%,均值偏差为5.62%,均方根偏差为5.51%。设计的电容传感器系统具有很好的测量准确性。

摘要：文章梳理了计量技术机构进行数字化实验室升级改造的设计思路,从应用层、数据层和基础层三个方面入手,阐述了数字化计量实验室系统应具备的各个数字模块,提出了数字化计量实验室需要完成的8项工作任务,为计量技术机构进行数字化实验室建设提供了理论参考。

摘要：阐述一种基于液态金属制作的天线传感器的设计,应用于应力监测系统。利用液态金属可重构性质,将液态天线的初始工作频率固定在传输终端所需工作频率内,并与发射信号的LoRa传感器连接。外界因素产生的应力使得液态金属天线的形状或长度改变,其工作频率偏离传感器所需工作频率,液态金属天线在应力作用线产生形变,接收端与发送端信号在窗口显示。通过液态金属天线的可重构性,来监测液态金属天线附近的环境,该装置基于液态金属天线的频率可重构性质设计,可满足桥梁检测、山体滑坡预警等安全防护需求。