摘要：具有远场超分辨聚焦特性、消色差、小尺寸和易加工的光学聚焦器件在光学成像、光学显微和光刻等领域具有巨大应用潜力.本文提出了一种基于光学超振荡基本原理,结合角谱衍射理论和二进制粒子群算法的二值振幅型远场超分辨消色差聚焦器件设计方法.为了验证所提出设计方法,首先针对波长λ_(1)=405 nm,λ_(2)=532 nm和λ_(3)=632.8 nm的径向偏振光对二值振幅型远场超分辨聚焦器件振幅进行优化设计,再对三者振幅分布进行逻辑“与”操作,使其同时含有3个工作波长远场超分辨聚焦的振幅分布信息.仿真结果表明:在3个波长入射条件下相应的峰值半高全宽分别为0.441λ_(1) (0.179μm),0.469λ_(2 )(0.249μm)和0.427λ_(3) (0.270μm),低于阿贝衍射极限,实现了远场超分辨消色差聚焦,且同时聚焦较小的旁瓣比率(<15%).此类器件具有易加工、消色差和超分辨等优点,适用于光学系统微型化、集成化.所提出的设计方法可拓展至其他光学波段,并为相关光学研究领域提供核心聚焦器件.

摘要：受滚木运输的启发,设计了一种轮-阜复摆互动机构,通过在两个平面上分别构造摆轮和凸台阵列,可实现平面之间的平稳滑动。为了研究滑动中接触面间法向力和切向力的关系,建立了轮-阜机构的系统动力学微分方程,并基于Runge-Kutta方法提出一种迭代算法对之求解,计算摆轮和凸台相互碰撞所产生的滑动阻力。数值仿真结果表明,合理设置轮-阜机构的几何参数,可以减少接触面相互滑动中的能量损耗,从而大幅提高法向载荷和等效切向阻力之间的比值。在理论分析的基础上,制造了相应的实物模型进行实验验证,结果显示该机构可以实现平稳的滑动,且切向驱动力可低于法向载荷的百分之一,从而验证了该机构的可行性。

摘要：为充分利用滚动轴承的故障特征信息,提高故障诊断的准确性和可靠性,文中提出了一种基于全矢自适应噪声完全集成经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)能量矩和自适应多种群混合麻雀搜索算法(Adaptive Multi-population Hybrid Sparrow Search Algorithm,AMHSSA)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断方法。首先,采用全矢谱技术融合同源双通道信号;其次,采用CEEMDAN算法处理融合信号,选择相关系数较大的前5阶IMF分量,并计算其能量矩作为支持向量机模型的特征输入;最后,提出AMHSSA算法并优化支持向量机模型的参数,建立AMHSSA-SVM故障诊断模型。对该模型进行测试,结果表明:此模型有效提高了识别准确性,与类似模型对比,进一步证明了其在分类精度和优化时间方面的优越性。

摘要：亚波长聚焦透镜被广泛应用于光学显微、成像和光刻等光学领域,具有亚波长结构的聚焦光场在倾斜入射下存在着严重影响光学成像质量的轴外像差。文章展示了一种高数值孔径(0.970)的光学超透镜设计方法,利用具有宽角度响应超原子的光场调控功能,结合孔径对倾斜入射光场的矫正,可同时满足倾斜入射时亚波长紧聚焦和宽带操作。数值仿真结果表明,在带有5μm孔径的超透镜中,可在倾斜入射角±30°范围内实现亚波长紧聚焦,峰值半高全宽范围为0.600~0.885λ;在550~750nm的入射波长范围内实现亚波长聚焦,并且其操作带宽达到200nm。

摘要：为了改善川麦冬播种条件,提高播种效率,基于麦冬苗特性和农艺要求,设计了一种基于曲柄摇块机构的往复直插式麦冬播种装置,实现了以单个电机作为唯一动力完成从苗盘中取苗和播种的动作。运用Matlab编写了播种装置的运动学辅助分析软件讨论部分机构参数对运动轨迹的影响并得到了较优初始值,以理想的播种运动轨迹作为目标对参数进行优化得到了最优结果。运用Solidworks和Adams进行建模仿真,验证了优化结果的可行性。该研究可为麦冬播种机的设计提供理论参考。

摘要：水下机器人已广泛用于代替人类开展各种水下巡检与维护作业,吸附结构作为机器人面对各类复杂斜面、立面稳定运动的重要单元,其可靠性至关重要。但现有的吸附结构仍存在吸附力弱、适应性差等缺点。为此,提出了一种基于曲面负压吸附的水下机器人吸附结构。通过理论研究,分析了吸附结构的特性;利用Ansys有限元仿真,对吸附结构进行模拟仿真实验,详细分析了各项关键参数对吸附力的影响。理论计算与仿真结果表明,吸附结构所产生的吸附力高于推进器推力以及平面吸附结构所产生的吸附力;当吸附结构距壁面间隙为8 mm时,平面吸附结构达到最大吸附力136 N,此时,曲面吸附结构可以产生194 N的吸附力,相当于同等情况下推进器4.5倍以上的推力。开展了实物验证与水下机器人应用验证,在垂直壁面上对机器人开展了爬行实验。结果表明,吸附结构进一步提高了吸附力,有助于水下机器人的爬坡吸附运动。

摘要：专业人才培养方案是人才培养的指导性文件,是专业开展教学活动的依据。针对培养方案制订过程中数据收集不完善等问题,利用数据分析技术辅助数据收集与分析,基于工程教育认证标准,讨论培养目标组成要素,探讨毕业要求确定方法及指标点的分解方法。通过建立目标实现矩阵、课程支撑矩阵、教学进度计划表等内容,构建基于OBE理念的人才培养方案,从实践层面为人才培养方案制订提供参考。

摘要：流体力学中的网格生成至关重要,因为它是计算机求解的首要步骤。但这项工作既耗时又费力,因此提高网格生成速度已成为研究的重点。基于此,文章设计了一种基于神经网络的网格生成方法,利用生成对抗网络来生成相应的网格。首先,通过现有的二维平面网格数据提取出相关信息,作为训练数据;然后,利用生成对抗网络的生成器和判别器的相互迭代训练得到最优的结果;最后,通过生成对抗网络生成需要的网格数据,展示相应结果。实验表明,对于简单二维平面网格可以使用神经网络进行智能化处理,并生成合适的网格数据,生成对抗网络在网格生成上具有良好的应用。

摘要：针对长程自主式水下航行器(AUV)在使用推进器定深巡航、上浮下潜能耗高以及传统浮力布置方式带来重心改变控制复杂等问题。提出了一种复合浮力调节装置,该装置在结构上独立成段,集成了浮力调节和重心调节功能。可在满足浮力调节的同时,利用剩余空间实现对俯仰角的控制。并采用一种新的浮力模块布置方式,通过理论计算验证了该装置可以在AUV上浮、悬浮、下潜过程中保持一定姿态。搭建了复合浮力装置样机,对主要部件进行强度校核,测试其在水下的密封性能和浮力调节精确度。结果表明:该机构具有精确的浮力调节能力,以及保持该机构在水中平衡的能力,相比传统布置方式可提高空间利用率、简化安装步骤。

摘要：目的 完成假肢交互中振动反馈的设计方法,选择合适的振动反馈信号,为假肢反馈端的设计提供科学依据。方法 选择振动作为反馈信号,通过人机交互实验测量不同振动强度下人体的差别阈限,模拟截肢者在振动反馈下使用假肢完成任务的过程。结果 得出相应的用户数据并对其进行分析,在实验结果基础上提出假肢交互中振动反馈的设计方法。结论 振动对于人体是一种新的信号,截肢者可以通过训练逐渐掌握振动反馈,提升其对假肢产品的认同感,将假肢真正作为自己身体的一部分。以振动反馈的设计流程为例所提出的振动反馈的设计方法,为假肢产品反馈端的信号选择提供了包括用户灵敏度、人体对交互方式的适应期和用户的心理学数据等量化信息,提升截肢者对假肢产品的体验。