运动是人类日常思维与活动最基本、最重要的必需功能之一,各式动作通过神经系统调节肌肉收缩或舒张得以实现。研究运动相关思维诱发大脑神经生理活动信息不仅可深入揭示脑认知与行为的内在神经原理和调控机制,还能为研究开发新型脑-机接口(BCI)系统、更有效辅助运动障碍患者功能康复提供关键科学依据与创新设计思路,具有显见的学术意义和应用价...
脉冲远场涡流检测相较于常规远场涡流检测可提供更多的时频信息以用于被测管道分析,因此脉冲远场涡流检测在石油管道内检测技术中具有更广泛的应用前景。通过分析管道内脉冲远场涡流检测信号的时域信息,得出电压负峰值更适合作为实际检测中缺陷分析的特征量,并且用基于脉冲远场涡流的检测仪器进行了测试分析与验证。通过ANSYS模拟实际有缺陷管道...
针对提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)中等离子体的发射光谱强度的问题,提出一种在铜样品表面沉积金纳米颗粒的方法。在样品表面沉积纳米金颗粒后对铜进行激光诱导击穿(NELIBS),得到NELIBS和LIBS下的发射光谱强度增强因子、信噪比等参数。实验表明,通过在铜样品表面沉积金纳米颗粒的LIBS(NELIBS)可以有效增强等离子体辐射光谱信号强度,铜元素谱线...
为了快速准确地识别数控机床误差因素,提出了一种基于深度学习框架的运动误差智能溯因方法。首先,建立数控机床圆运动误差轨迹基准圆模型,生成理论样本解决深度学数据训练问题;然后,基于深度学习目标检测框架,提出数控机床运动误差溯因模型,构建深度卷积网络层自动提取圆运动轨迹特征,改进候选区域生成机制实现轨迹判别及区域生成;最后,模型的区...
相位差估计是科氏流量计精确计量的基础,现有方法计算量较大,估计精度受频谱泄漏影响,且需要预知信号频率,难以满足复杂流量环境的测量需求。为此,提出一种科氏流量计相位差估计的ap-Hilbert法,首先对2路传感器信号进行全相位预处理,即对采样信号循环分段后移位对齐相加得到全相位序列,以消除频谱泄漏导致的端点效应;然后,对全相位序列进行Hilbe...
电能计量设备故障率分析机制是电能准确计量的前提,而通常计量设备故障率数据样本量少且数据缺失严重,难以对故障率数据进行准确评估分析。为此,提出一种基于多层贝叶斯B样条(MBBS)的电能计量设备故障率可靠性评估与分析模型:首先采用Z分数法检测原始故障率数据中的异常值;然后采用基于Weibull分布的MBBS模型对电能计量设备故障率数据进行拟合评...
针对二维微定位平台普遍具有体积大、行程小的问题,提出一种串级菱形位移放大机构,设计了嵌套式压电驱动二维微定位平台。根据平台运动原理建立了平台的力学模型并进行放大比分析;对平台进行静态特性分析,研究平台所受驱动力与输出位移的关系并进行理论与仿真对比,测试平台的输出位移特性;对平台进行动态特性分析,建立平台的动力学模型,研究平台...
为充分利用单频全球导航卫星系统(GNSS)接收机的卫星观测数据,提出基于单频码伪距和多普勒两类不同精度的观测值,联合解算接收机速度的方法,同时为平衡不同精度观测值之间的权重比例,抑制不良观测值对平差模型的影响,采用抗差等价权与方差分量估计相结合的方式建立适配的平差随机模型。通过大量的实验数据解算表明,所提出的联合测速方法使得码伪...
随着我国波浪能发电装置研发的迅速发展,多批波浪能发电装置均已开始投入实海况运行,提出系统可靠的波浪能发电装置功率特性评价方法日益迫切。参考国际电工委员会的波浪能发电装置功率特性测试规程,围绕波浪能发电装置运行特点以及测试海域实际海况测量情况,提出包括准备阶段、测试阶段、数据处理阶段以及功率特性分析阶段的完整的波浪发电装置...
毫米波频段矢量网络测试是射频半导体器件建模和电路设计中不可缺少的环节。提出了一种新型的旨在提高毫米波频段测试精度的校准方法。该方法通过反向注入回波的方式来降低毫米波频段矢量校准中传输线原始测量数据的不确定性,进而降低了校准过程中对校准件精度的要求,获得了更具鲁棒性的校准误差模型参数。基于国产AV3672矢量网络分析仪在1~50 G...
针对组成传统磁梯度仪的两个磁通门激励信号非同源性会导致磁梯仪准确度低的问题,设计了同源偶次谐波磁通门磁梯度仪,利用激励信号的同源性提高了磁梯度准确度。首先重构同源和非同源磁梯度仪的理论输出模型,通过拟合偶次谐波磁通门磁芯的磁滞回线,获取理论输出模型中各参数值,实现表达式定量化;然后仿真一定频率误差范围内同源和非同源磁梯度仪...
首先建立了动态测试信号统一模型,并给出两种实现形式。将动态测试信号分解为稳态信号和动态本征信号,根据动态本征信号先验结构信息构造压缩感知(CS)测量矩阵,推导了动态测试信号CS间接测量模型,解决了动态电能量值溯源和准确测量的理论问题;提出了动态测试信号电能量值CS间接测量新方法,并建立了智能电能表动态误差测试系统。最后,实验验证和...
传统机器人手眼(机器人手腕法兰和相机)标定精度受限于机器人运动链的准确性,而且往往很难标定工具与机器人手腕法兰之间位姿关系。提出一种基于三坐标测量仪的高精度手眼标定新方法,利用三坐标测量仪将机器人末端工具、法兰盘、相机构建成闭环系统,避开了机器人的运动链,能够同时标定相机及工具-法兰三者之间的位姿关系,具有很强的实用性。实验...
面向软体机器人、变构型飞行器、可穿戴医疗装备等领域的柔性传感应用需求,提出一种植入光纤光栅敏感元件的聚酰亚胺薄膜柔性曲率传感器。研究了柔性薄膜光纤光栅传感器的传感原理、传感结构设计与光栅植入方法,建立了光纤传感、解调及曲率标定装置;实验分析了聚酰亚胺薄膜曲率与光栅中心波长漂移量关系,实验测得光纤光栅植入深度与柔性曲率传感...
为解决胶封布拉格光纤光栅(FBG)传感器在飞行器恶劣环境下难以长期存活的问题,提出一种基于一步超声波焊接的金属化方法,实现了FBG的柱体金属化封装。根据热弹性力学建立了温度传感的理论模型,对金属化封装FBG内部产生的热应力进行了分析,研究了封装后FBG的温度传感重复性,并利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对其截面进行形貌观测和元...
为实现物流包装的身份和受潮信息双重检测,设计了一种新型的低成本无芯片RFID湿度传感器,使用电耦合LC谐振器(ELC谐振器)作为湿度传感器监测目标环境相对湿度、U型环谐振器作为无芯片编码结构识别目标身份。通过射频仿真软件HFSS研究谐振器结构参数与谐振频率的关系,获得相应拟合公式,为结构参数设计提供理论依据,并在此基础上设计了8位编码结构...
时间同步是多智能体网络协同工作的基础,具有重要意义。低成本无线传感器网络节点时钟易受到环境因素的影响,导致节点时间同步误差增大,网络信道负载增加。针对上述问题,提出了一种低时钟再同步周期、自适应温度补偿的无线传感器网络时间同步方法。首先,基于双向通信时间同步模型,提出了温度补偿的节点频移量动态估计模型;然后,采用Almon函数加...
针对爆炸场热毁伤测试的需求,提出一种基于改进模型的热容式量热计动态特性优化方法。在量热计数学模型构建的过程中,考虑高阶项影响,建立高阶项改进模型,并在考虑热电偶热耗散影响的情况下,采用数值仿真的方式,分析该高阶模型对量热计动态特性的影响。仿真结果显示,量热计响应速度及工作频带随模型阶次的增加而增加,且在二阶时增加幅度最大;量...
针对当前空耦Lamb波缺陷检测的不足,通过有限元仿真与实验验证的方法,对多种复合板缺陷类型的空耦Lamb波扫描成像进行了研究。首先,利用ABAQUS建立了Lamb波在复合板内的三维传播模型,基于该模型研究了空耦Lamb波在不同类型复合板缺陷扫描检测下的衰减特性,仿真结果表明,根据Lamb波扫描信号可以识别出缺陷在扫描方向上的位置与尺寸;然后,基于仿真...
高速列车双通道速度传感器在随列车高速运行时受粉尘、振动、温度变化等因素影响,易出现车轴故障检测虚漏警或误诊等问题。现阶段工程中常利用测试对比等方法检测速度传感器状态,但无法及时监测且易产生虚报警。因此,利用改进主元分析法(PCA)和改进重构贡献图法(IRBCP)建立全新的速度传感器故障检测隔离系统。首先,利用可检测故障幅值选择合适的...
超声导波技术越来越多地应用于石油和天然气工业中各类管道的无损检测。但管道中的超声导波会涉及复杂的传播与交互问题,因此需要利用仿真手段指导实验设计及理论研究方向,而如何保证有限元建模仿真的正确及高效是首要考虑的问题之一。针对管道点蚀型缺陷的导波检测仿真研究,提出了基于多量化评估指标综合分析实现仿真系统参数设置的优化方案,以...
锥束CT的几何参数不准确会导致重建图像出现伪影,影响分析与判断。为快速可靠地获取锥束CT的几何参数,提出了一种基于标定量具的锥束CT几何参数校准方法。标定量具的基本结构为有机玻璃管内置金属细丝,外嵌金属球;通过获得量具一定幅数的单圆轨迹扫描投影,并将得到的投影图像进行叠加,根据叠加图像的对称特性,进行对称轴拟合,所得对称轴即为旋转...
本文以单自由体系推导的统计矩理论为基础,提出一种利用融合位移四阶矩和加速度八阶矩作为损伤指标,结合模型修正对框架结构进行检测的方法。基于理论分析,先通过某12层标准框架结构数值模拟模型,对两个不同损伤指标并考虑一定的环境噪声的不同损伤情况进行分析对比,发现提出的损伤指标更适合于框架结构的损伤检测。然后通过振动台试验数据对建...
雷电冲击下地中散流对设备、生物的影响已经得到了广泛关注。目前杆塔接地装置附近冲击散流缺乏直接、有效的测量,因此研究了冲击散流的测量技术。首先利用平板型电场测试结构设计并制作了地中散流测量装置并给出了地中散流空间的电流密度计算方法;然后搭建了测试平台以确定合适的装置尺寸,为了满足测量要求,电极板的间距需控制在0.01~0.02 m,电...
为了实现机器人的内在主动柔顺,应用磁流变液的可控特性,设计了基于磁流变液传动的多盘式柔顺关节。基于Bingham塑性模型建立了柔顺关节的扭矩传递模型,仿真分析了盘片直径、盘片间隙、励磁电流等因素对输出扭矩的影响规律,根据理论分析和仿真,得到柔顺关节的机械结构参数。设计实验平台对柔顺关节样机进行了盘片壁面形貌对动力传递性能影响、空...
基于触觉进行物体识别对于机器人实现精细操作、人机交互有着重要意义。结合深度学习理论,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)神经网络的融合模型的机器人触觉序列识别方法,使用14种实验样品组建的触觉数据库进行了十四分类和四分类测试,分别达到了94.2%和95.0%的识别正确率;在此基础上搭建了一套结合物体在线识别的稳定抓取系...
针对两栖环境中机器人多自由度灵活稳定运动的需求,设计了一种具有'轮-腿-矢量喷水'复合驱动机制的小型两栖球形机器人。首先介绍了机器人的主要结构组成:一个密闭的上半球壳、两个可开关的1/4球壳、4条复合式驱动腿以及滑行模块等;其次,对球形机器人的复合驱动机制进行分析和建模;接着,根据水下环境和机器人的特性,设计了基于传统PID算法的神经...
为实现对行人目标进行快速稳定地跟踪并简化机器人系统,提出一种快速判别尺度空间相关滤波目标跟踪算法(fDSST)与卡尔曼滤波结合的跟踪方法,解决了跟踪过程中因遮挡造成的目标坐标信息丢失问题。根据相关滤波响应图的震荡剧烈程度设置遮挡判断标准,利用遮挡判断标准实现fDSST跟踪算法与卡尔曼滤波算法的切换,持续输出目标的位置坐标信息,提升了...
激光振镜内部结构较为复杂,如何对其进行高效、准确的标定一直都是基于激光振镜相关应用的核心问题。提出了一种基于模型参数分步式求解的激光振镜扫描系统标定算法。根据振镜扫描系统物理模型各参数对出射光光路产生的影响将其划分为影响出射光方向的参数和影响出射光位置的参数两类,并分别给出了求解方向参数与位置参数的优化模型。此外,分析...
当摄像机在某个平面作平面运动,即平移平行于该平面而旋转平行于该平面的法线,那么该平面的圆环点的像即为由该平面诱导的图像单应变换的复特征向量。根据所推导出的此结论,提出了一种基于平面运动约束的线性自标定算法。该算法只需摄像机在某个平面上作两次以上姿态不同的平面运动,每次平面运动前后采集该平面的两幅图像,计算它们的单应变换并...
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