摘要：设计了脉搏和呼吸同步检测系统,用于探究不同情形下生理信号的变化情况。系统通过STM32控制脉搏和呼吸采集电路获取相应信号,测算后实时显示心率、呼吸频率等参数,将数据传输至上位机,并保存到数据库。实验测试结果表明,该系统可监测不同情形下的脉搏和呼吸波形,波形状态良好;与医用脉搏血氧仪相比,测算出的心率、血氧饱和度误差在3%以内,呼吸频率与实际数值相比误差在5%以内,验证了系统信号采集的准确性。该系统体积小、成本低、穿戴舒适,可应用于与脉搏和呼吸信号相关的实验研究。

摘要：从解析分析角度,创建了考虑基础随机振动和流体压力脉动影响的多源激励下受卡箍约束的航空发动机L型管路的动力学模型。基于Timoshenko梁理论和传递矩阵法,推导获得了管路系统分别在轴向、横向以及轴向扭转方向对应的振动平衡方程,实现了充液后该管路系统固有特性的求解。提出了频域倍频能量法构造流体压力脉动函数的激振力,在采用虚拟激励法模拟基础随机振动载荷后,将2种激励方式同时加入到平衡方程中,在上述复杂的多源激励条件下,成功求解获得管路的振动响应。最后,组建了多源激励下航空发动机管路振动测试系统,在不同的激励条件下开展了验证测试,证明了所提出的理论模型及其分析结果的有效性,其对于复杂激励载荷下航空航天多种管路系统的动态响应预报与减振设计具有重要参考价值。

摘要：随着工业机器人在高端制造领域应用中的不断深入,其绝对定位精度低的问题越加凸显。研究了基于神经网络的机器人实际位姿误差预测问题,针对Staubli TX60型串联工业机器人进行了运动学建模和误差分析,并搭建了基于Leica AT960激光跟踪仪的机器人测量实验平台,测量并计算了大量末端位姿误差数据。设计并优化最佳DNN神经网络结构,利用该神经网络预测机器人实际位姿误差,避免了基于模型的机器人精度提升方法中复杂的误差建模。补偿后的机器人平均绝对位置误差和平均绝对姿态误差分别由补偿前的(0.671 12 mm, 0.002 86 rad)降低至(0.048 58 mm, 0.000 46 rad),位置精度提升92.76%,姿态精度提升83.92%。最后,通过与BP、Elman神经网络以及传统LM最小二乘标定方法进行对比实验,验证了基于DNN深度神经网络进行机器人位姿精度提升具有更好的平衡性。

摘要：提出了一种新的具有预设性能的自回归小波神经网络(self-recurrent wavelet neural network,SRWNN)超扭曲非奇异快速终端滑模(super-twistingnon-singularfastterminalsliding mode,STNFTSM)控制方法(SRWNN_STNFTSM),在动力学不确定性和未知扰动的情况下提高板球系统的跟踪控制性能。利用预设性能函数(prescribed performance function,PPF),将板球系统受约束的位置误差转换为无约束的误差模型。引入非奇异快速终端滑模(non-singular fast terminal sliding mode, NFTSM)面来消除常规终端滑模控制存在的奇异问题,并加入一个tanh函数的补偿项改进NFTSM滑模面,以调节轨迹跟踪的收敛速度和跟踪精度,同时结合超扭曲算法(super-twisting algorithm,STA)设计STNFTSM控制器,以削弱抖振和集总扰动的影响。针对系统存在的集总扰动,为了保证高跟踪精度,结合STNFTSM设计了自适应SRWNN补偿器来消除扰动,保证了鲁棒性。与现有常规滑模控制相比,仿真验证表明SRWNN_STNFTSM具有良好的跟踪性能和鲁棒性,能够对集总扰动下的板球系统进行准确跟踪。

摘要：该文提出的表贴磁极永磁电机考虑周期/半周期性边界条件的子域模型,为舰船大容量直驱多相永磁推进电机的设计优化提供一种快速、高效的工具。介绍周期性边界条件和半周期性边界条件的原理及实现方法,并将其应用到基于等效面电流的子域模型中求解电机气隙磁场,而后通过有限元仿真验证了解析计算的准确性。对比3种求解域下子域模型中谐波系数矩阵的维数和求解速度,表明考虑周期/半周期性边界条件的子域模型在保证结果精度的前提下,能大幅降低矩阵维数,并显著减少求解时间。对实验样机进行空载和负载实验,空载反电势与负载转矩实验结果与解析结果吻合较好,进一步说明了周期/半周期性边界条件下所用子域模型的正确性。

摘要：精确的荷电状态(SoC)是锂电池安全高效运行的重要保障,文章针对传统无迹卡尔曼滤波(UKF)对非线性系统突变状态跟踪能力差,导致SoC估计精度低的问题,提出一种新型自适应渐消无迹卡尔曼滤波(AFUKF)SoC估计方法。首先,通过设计新型衰减因子对UKF误差协方差矩阵进行加权,并基于新型衰减因子完成AFUKF的设计,减小陈旧量测值对估计结果的影响,提高传统UKF的估计精度和跟踪能力。其次,基于自主实验平台测试数据,验证了本文所提AFUKF算法存在初始误差时,相较于传统UKF算法,ECE工况下平均绝对误差和均方根误差分别下降了47.95%和33.92%,DST工况下分别下降了36.40%和27.73%;相较于同类改进的AUKF算法,ECE工况下平均绝对误差和均方根误差分别下降了43.36%和33.51%,DST工况下分别下降了39.01%和25.63%。模型结果表明,相比于传统UKF算法以及同类型改进的AUKF算法,AFUKF具有更高的估计精度,且在相同初始SoC误差条件下具有更好的鲁棒性。

摘要：多星任务调度是具有NP-hard特性的优化问题,随着卫星资源规模和任务需求规模的双重增长,传统调度方法求解效率不高.在轨卫星在常年运行过程中积累了丰富的调度数据.针对大规模多星任务调度场景,建立多星多波束任务调度模型,并提出数据驱动的多星任务网络预测调度算法对其求解.以分割的思想,实现多星场景下任务可调度性预测.从历史调度数据中,提取设定的3个静态特征和5个动态特征,构建并训练预测网络,预测任务被不同卫星完成的概率,并以冲突避免、负载均衡等为原则,得到初始任务和资源卫星的分配方案.进一步设计双链结构的进化算法,以双链编码形式表征上述关系,配合设计的交叉、修复等进化算子,优化初始方案中的任务序列与资源分配关系,输出最终任务调度方案.仿真结果表明,与改进蚁群算法、混合遗传算法和数据驱动并行调度算法相比,所提出算法在运行时间、方案收益和卫星负载均衡3方面均有较好的表现.

摘要：针对加/受油机近距对接阶段设计气动扰动建模与对接控制方法。首先建立了大气紊流、受油机绕流和加油机尾流等干扰的等效模型,用以描述空中加油阶段气流扰动对锥套的推离规律以及对受油机气流角与气动力矩的影响。然后面向近距对接控制任务,设计了基于超螺旋滑模观测器的自适应干扰抑制控制器,在基线动态逆控制律的基础上引入外环二阶滑模干扰观测器用以补偿姿态扰动,内环引入角速率观测器并构造自适应项以抑制长时干扰。最后,通过综合视景仿真系统验证了基于滑模观测器的自适应干扰抑制控制器能够实现气流扰动下受油探管对锥套中心的精准跟踪。

摘要：异常磨损产生的大磨粒蕴含航空发动机的健康状态信息。为了克服单一电感式或电容式传感器对磨粒种类区分的局限,提出了一种以三线圈电感与管道内置叉指式电容为基础的复合传感器。传感器通过分割灵敏场,利用差分结构,提高测量灵敏度和抗干扰能力。基于多物理场仿真软件,运用控制变量法对传感器结构参数进行优化设计。通过对输出特性分析表明:在内方外圆的管道中(内边长6 mm,外径10 mm),传感器可检测60μm铁磁性金属磨粒、222μm非铁磁性金属磨粒和268μm非金属磨粒,并能有效区分滑油磨粒大小和材质。

摘要：针对汽车传统被动悬架道路适应性差、安全性不高、减振效果不理想的缺陷,设计一种新型的车用电磁悬架系统。在被动悬架系统中加入车用电磁悬架系统作动器,与汽车弹簧和液压阻尼器并联,可以增加悬架系统的阻尼力,极大程度降低汽车车身由于路面起伏而引起的振动,提升汽车的安全性以及驾驶平顺性。设计车用电磁悬架系统作动器的3种初始结构,结合Ansys/Maxwell磁场分析软件,研究了不同结构对车用电磁悬架系统作动器产生主动力的影响。结合正交试验法,分析车用电磁悬架系统作动器各部分尺寸参数对主动力的影响,然后对仿真结果进行极差分析,选出该作动器产生主动力最大的一组尺寸参数为:线圈1径向长度8 mm,线圈2轴向长度42 mm,线圈1、3轴向长度20.5 mm,导磁环2轴向长度13 mm,导磁环1、3轴向长度5 mm,使其结构达到相对最优。