电液位置伺服系统的MPC控制仿真分析

电液位置伺服系统广泛应用在大负载、快速、精确反应的控制领域中,然而其存在时变非线性的特性,因此传统控制系统不能达到理想的控制效果。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)具有无需模型、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,较适合应用在时变非线性系统的控制中。分别采用PID控制、线性MPC、自适应MPC和非线性MPC 4种控制策略对电液位置伺服系统的控制性能进行仿真研究。结果表明:线性MPC、自适应MPC和非线性MPC都比PID控制性能好,非线性MPC控制精度较高、响应速度较快、抗扰动能力较强,自适应MPC控制精度、响应速度和鲁棒性次之。

隧道掘进机快速拆装举撑液压系统仿真

针对隧道掘进机(TBM)在施工现场因空间限制无法满足调试所需较大空地的问题,设计一种用于TBM洞内快速拆装变位的举撑液压系统。该液压系统由4组顶升单元构成,通过4组顶升单元同步运动实现TBM的起吊和举撑;液压顶升单元由4根四级液压缸、液压控制系统、激光位移传感器和机架构成。基于AMESim建立四级液压缸、变量泵和比例节流阀以及整个顶升单元的液压仿真模型,通过仿真分析负载下液压缸运动的速度、位移和压力曲线。结果表明:改变比例节流阀的输入信号可以实现四级液压缸速度的变化;泵出口压力可由比例溢流阀调整;在2.5×105 N的额定负载下,四级缸的换级工作腔压力逐级上升;随着换级,活塞杆伸出速度逐渐上升。与理论计算对比显示,建立的TBM洞内快速拆装液压系统顶升单元的AMESim仿真结果和理论值基本吻合。

磁致伸缩执行器数学建模与仿真分析

针对设计的磁致伸缩执行器的输出特性及其内部复杂物理现象,基于电磁学理论、Jiles-Atherton模型、能量守恒理论、结构动力学理论提出了更为准确的执行器动力学行为描述模型并分析。上述模型考虑输入电流、磁导率、动态损耗、电磁力等多种因素间的关系及其对输出特性的影响,以Jiles-Atherton模型定义磁致伸缩材料并通过maxwell软件对以磁致伸缩材料为核心的执行器进行有限元仿真分析,将仿真结果与数学解析模型结合并加以修正,得到更加准确的系统动力学模型。最终在MATLAB/Simulink中搭建系统动力学模型仿真分析发现,由电磁场所产生的交变电磁力导致磁致伸缩棒预压力偏置现象对执行器输出性能较大,而电流、动态损耗及磁导率通过影响磁场进而影响执行器输出。

射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.

血清甲状腺过氧化物酶抗体在自身免疫性甲状腺疾病诊断中的应用

目的探讨甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)测定在自身免疫性甲状腺疾病中的应用。方法用电化学发光法测定130例Graves甲亢患者、117例桥本氏甲状腺炎患者、43例淋巴细胞性甲状腺炎患者、29例亚急性甲状腺炎患者、34例单纯性甲状腺肿患者、24例分化型甲状腺癌患者及63名对照者血清TPOAb的浓度,作出TPOAb诊断自身免疫性甲状腺疾病的受试者工作特征(ROC)曲线,并对各组TPOAb的浓度及阳性率进行比较。结果 ROC曲线下的面积为0.867,在cut-off值为33.51 IU/mL时,TPOAb诊断自身免疫性甲状腺疾病的敏感性为82%,特异性为89%;组间比较显示TPOAb浓度和阳性率在各组间差异有统计学意义(H=170.203,P<0.05;χ2=236.593,P<0.05)。两两比较显示自身免疫性甲状腺疾病各组与非自身免疫性甲状腺疾病各组间差异有统计学意义(P<0.002 4),而自身免疫性甲状腺疾病各组间差异无统计学意义(P>0.002 4)。结论 TPOAb的测定在自身免疫性甲状腺疾病的诊断中具有重要临床意义。

电液位置伺服系统低阶自抗扰控制研究

电液位置伺服系统是一种时变非线性、外部扰动未知且数学模型复杂的高阶系统,对其采用的高阶自抗扰控制方法,需要整定参数较多,模型结构复杂,在实际工程应用中难以实现。针对这个问题,对电液位置伺服系统的一阶和二阶自抗扰控制(ADRC)性能进行研究,实现电液位置伺服系统的低阶自抗扰控制。基于Simulink建立的电液位置伺服系统的低阶自抗扰控制系统,给定阶跃和正弦信号指令,并对系统施加一个负载扰动力,分析系统的响应速度、准确性和抗干扰能力。结果表明,一阶和二阶自抗扰控制都可以使电液位置伺服系统达到稳定状态,且二阶非线性自抗扰控制系统响应速度更快,控制精度高,鲁棒性更强。

超磁致伸缩电—机转换器位移感知模型及滞环分析

超磁致伸缩电—机转换器响应快、可靠性高,但动态驱动时,因受磁滞、涡流等因素影响,输出位移的滞环较大。需要以准确的数学模型为基础,通过控制算法来补偿滞环,或通过优化其结构参数来降低滞环。通过实时测量超磁致伸缩棒上所绕线圈两端的感应电压和推导此感应电压与超磁致伸缩电—机转换器输出位移的关系,建立实时反映超磁致伸缩棒磁化状态的超磁致伸缩电—机转换器动态位移感知模型,并进一步推导出了超磁致伸缩电—机转换器输出位移的滞环与其结构参数的关系。通过与试验结果对比,当驱动频率小于300 Hz时,由所建模型计算出的位移峰—峰值的相对误差小于5.8%;通过仿真研究超磁致伸缩电—机转换器结构参数对输出位移滞环的影响,得出增加预压弹簧的刚度,可以降低动态驱动时的滞环。

电液位置伺服系统的RBF-ADRC控制仿真分析

电液位置伺服系统具有非线性、时变性、参数不确定性、负载扰动及测量噪声等问题,使得PID控制的电液位置伺服系统精度较低,在负载扰动和参数变化较大时,控制效果较差,ADRC能够有效解决此问题,但是ADRC参数过多,难以整定。针对此问题,采用RBF神经网络在线整定ADRC参数的方法,实现电液位置伺服系统ADRC控制的参数自整定。与传统控制对比,应用RBF-ADRC、ADRC、PID 3种控制算法对电液位置伺服系统的控制效果进行仿真分析。仿真结果表明:RBF-ADRC和ADRC控制具有更好的实时性、抗干扰能力和自适应能力,能够有效地解决电液位置伺服系统的高精度控制。

超磁致伸缩伺服阀用电-机转换器传热及热误差分析

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1 A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1 m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电-机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1 m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。

HbA_(1c)诊断2型糖尿病特性观察及在空腹血糖正常人群中的分布特征研究

目的：观察糖化血红蛋白（HbA1 c ）诊断2型糖尿病（T2DM）的特点及其在空腹血糖（FPG）正常者中的分布情况。方法同时测定729例FPG正常者尿酸（UA）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C ）；用免疫抑制比浊法测定247例接受口服葡萄糖耐量试验（OGTT）者（包括T2DM164例、糖耐量受损41例、空腹血糖受损18例、糖耐量正常者24例）的HbA1c，以OGTT和临床诊断结果作为标准，绘制HbA1 c和FPG的受试者工作特征（ROC）曲线，确定HbA1 c诊断T2DM的切点，通过对比分析观察不同性别及同性别不同年龄组中HbA1 c的分布情况。结果免疫抑制比浊法测定HbA1 c诊断T2DM的切点为6．36％，诊断灵敏度为86．50％、特异性为90．60％、阳性预测值为94．63％、阴性预测值为76．50％、曲线下面积为0．944[95％可信区间（CI）：0．917～0．971]，FPG＞7．0 mmol/L时诊断糖尿病的灵敏度为85．90％、特异性为93．80％、曲线下的面积为0．957[95％ CI：0．932～0．981]。FPG正常者中女性HbA1c、HDL-C水平明显高于男性（P＝0．000），男性血红蛋白（Hb）、FPG、UA、TG水平高于女性（P值分别为0．000、0．020、0．000、0．000）。随着年龄的增加，男、女性HbA1 c、FPG、TC和LDL-C均有增高的趋势；特别是在60岁以后，女性HbA1 c升高更高明显；但HDL-C在男性中有上升的趋势，在女性中有下降的趋势。结论免疫抑制比浊法测定HbA1c诊断T2DM的切点为6．36％，随着年龄的增加要定期测定HbA1c，以达到预防糖尿病的目的。

血清TGAb的测定在分化型甲状腺癌中的作用

探讨在电化学发光免疫法测定TG时TGAb对其测定的影响及TGAb在分化型甲状腺癌(DTC)患者中的阳性分布情况。在一高浓度的TGAb血清中加入一定量的高浓度TG(试剂R3),测定TG的回收率,并对74例DTC患者在术前及术后一个月分别进行TG和TGAb的测定。结果显示,TGAb的浓度在2840.20～81.15IU/mL之间时,TG的回收率在73.99%～93.34%之间,TG的回收率同TGAb的浓度呈负相关(r=-0.9909,P<0.01);TGAb在DTC患者中的阳性率为29.7%,其中以乳头状癌伴桥本甲状腺炎组为最高(56.5%)。结论:在用电化学发光免疫法测定TG时TGAb会对其产生负干扰,并呈浓度依赖性,且TGAb在DTC患者中存在一定的阳性率,这应引起临床的重视,以防发生错误的临床诊断。

血清TRAb水平在Graves’病诊治中的意义

目的探讨促甲状腺激素受体抗体(TRAb)在Graves’病诊断、治疗及复发监测中的意义。方法电化学发光法测定Graves’病患者治疗前及治疗中TRAb的浓度,绘制ROC曲线,比较治疗前后和复发前后TRAb浓度的变化。结果 ROC曲线下面积为0.931、cut-off值为1.67 IU/L,此时对Graves’病诊断的敏感度为94%、特异性为85%。治疗前后及复发前后TRAb浓度的变化有统计学意义(P<0.05)。结论电化学发光法测定TRAb是一种快速、敏感性和特异性较高的方法 ,有助于临床对Graves’病诊断、疗效观察和停药复发监测。

甲状腺功能亢进伴糖代谢异常患者的胰岛素抵抗及胰岛β细胞功能状态分析

甲状腺功能亢进是一种自身免疫性疾病,它常伴有一定比例的糖代谢异常的发生[1],本研究就甲状腺功能亢进并伴有糖代谢异常患者的胰岛素抵抗及胰岛β细胞功能状态进行分析,以探讨其在糖代谢紊乱过程中的作用。

电液伺服阀的研究现状

介绍了超磁致伸缩材料、压电材料、磁流变流体、电流变流体、形状记忆合金的功能以及其在电液伺服阀中的应用,对近几年电液伺服阀在结构改进方面的情况进行了论述,最后给出了电液伺服阀在数字化、水压方面的发展现状。

模块化多关节绳驱动并联机器人设计

绳驱动并联机器人具有惯性低、容易调整、质量轻、出现损耗容易更换等优点,应用前景广泛。但是绳子的柔性特点造成其运动时所需的控制电机数量要大于其运动自由度的数量且执行机构刚度不够,这样造成控制困难,控制精度低、环境适应性差等问题。为了解决这些问题,需要降低电机数量和提升机器人的刚度,本文基于标准万向节铰链,通过刚柔结合原理,实现了并联机器人的少电机、模块化、多关节绳驱动,并通过求解其运动学和轨迹规划,使其末端能够实现圆形轨迹。

基于最小二乘支持向量机的超磁致伸缩执行器磁滞非线性模型

为准确模拟超磁致伸缩执行器的磁滞非线性特性,基于最小二乘支持向量机与实验数据建立了超磁致伸缩执行器的模型,结果显示所建模型都能够充分逼近非线性实验数据点。为提高模型的求解速度,仅选用一半的实验数据建立了小样本模型,并与神经网络所建小样本模型对比,结果表明:基于最小二乘支持向量机所建模型的位移预测误差小于1.2μm,而基于神经网络所建模型的位移预测误差大于1.5μm。

β_2微球蛋白时间分辨荧光免疫检测法的建立及初步应用

为了建立β2微球蛋白(β2-m)时间分辨荧光免疫分析。以羊抗兔抗体包被板条,双功能螯合剂异氰酸苄基二乙烯三胺五乙酸络合Eu3+及标记β2-m,发光增强系统为以β二酮体为主的增强液。采用竞争法建立β2-m时间分辨荧光免疫分析,数据采用双对数法函数和四参数logistic函数数据处理程序处理。结果此法的批内和批间CV分别为2.25%和2.91%,平均回收率为101.06%,灵敏度为0.06mg/L,可测范围为0.06～12mg/L。本方法与白蛋白、肌红蛋白均无交叉反应。溶血对本法无影响。临床初步应用所检测结果与放免法吻合。试验结果表明,β2-m-TRFIA法的敏感度、特异性、准确度等指标符合临床诊断要求。

跑步机的机械传动系统参数优化及运动学分析

为优化跑步机的机械传动结构参数,基于其机械传动等效运动学模型和机构运动学理论,建立了机械结构参数的优化模型。并由跑步机的工作特点给出了约束条件,在约束条件下求解此优化模型,得出跑步机机械传动连杆的取值。采用此组优化参数并基于运动仿真软件COSMOSMotion对跑步机进行了运动学分析,获得了脚踏板和手柄的运动仿真曲线。由此运动仿真曲线可知,在轮子做圆周运动时,脚踏板以及手柄的运动平稳,在y方向和z方向的运动分解曲线接近正弦。

尿微量清蛋白时间分辨荧光免疫检测法的建立

目的建立尿微量清蛋白（UmALB）的时间分辨荧光免疫分析法（TRFIA）。方法以羊抗兔IgG包被板条,双功能螯合剂异氰酸苄基二乙烯三胺四乙酸络合Eu3＋及标记清蛋白（ALB）,采用竞争法建立UmALB-TRFIA检测方法。发光增强系统为以β-二酮体为主的增强液,数据采用双对数法数据处理程序。结果此法的批内和天间CV分别为4.8%和5.4%,平均回收率为100.93%,灵敏度为0.34μg/mL,线性范围为0.34135μg/mL。本方法与β2-微球蛋白无交叉反应,血红蛋白浓度小于4 g/L时对本方法无干拢,同放免法比较,结果相关性好。结论尿微量清蛋白的时间分辨荧光免疫分析法的敏感度、特异性。