多自由度无人船系统建模

本文通过对多自由度下无人船的运行情况分析,提出了多自由度的无人船建模方法,主要是通过分析建立无人船的六自由度的MMG分离型模型,并依次减少一个自由度,推导出了其五自由度、四自由度与三自由度下的数学运动模型,解决了无人船在各个自由度下的建模问题。在建模时依次讨论了各个自由度下无人船舵、螺旋桨、粘性流体动力的力与力矩模型,以及其受到的风、浪、流的干扰模型,得出了比较完整统一的各个自由度船体数学运动模型。

下腰椎椎体在不同负荷下屈伸运动特点的分析

目的探索不同负重状态下直立位腰椎L_(3)、L_(4)椎体屈伸运动过程中体运动轨迹,分析负重状态下腰椎在体运动的规律和特点。方法招募2018年8月至2020年8月10名无症状的青年志愿者,使用双荧光透视系统DFIS与CT相匹配技术,经平扫CT获取L_(3)~S_(1)的图像进行三维重建。于放射线透视不同负重下0、5、10 kg完成下腰椎的前屈到直立到后伸动作获得X线影像,通过轮廓重叠实现二维到三维图像的匹配,还原下腰椎椎体的三维运动轨迹。结果下腰椎在前屈到站立位时:不同负重下腰椎椎体0、5、10 kg的X轴的运动位移分别为-1.05(-2.42,1.72)、0.63(0.15,4.26)、-0.39(-0.75,3.12)mm。X轴运动位移比较5 kg>10 kg>0 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。γ角度分别为-0.26(-1.30,5.43)、0.93(0.24,5.42)、-0.95(-2.12,4.32)°。γ角度比较5 kg>0 kg>10 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。下腰椎在站立到后伸位时:不同负重下腰椎椎体0、5、10 kg X轴的运动位移分别为0.90(-0.82,3.74)、-0.91(-1.55,4.26)、0.07(-0.92,3.25)mm。Z轴的运动位移分别为-0.25(-0.54,1.78)、0.40(-0.68,2.37)、-0.19(-0.92,1.03)mm。X轴运动位移比较0 kg>10 kg>5 kg,Z轴运动位移比较5 kg>10 kg>0 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。α角度分别为0.91(-0.82,2.85)、-0.61(-0.14,3.79)、0.54(-0.82,3.87)°。γ角度分别为1.15(0.24,5.32)、0.92(-0.67,5.45)、0.65(-1.24,5.32)°。α角度比较0 kg>10 kg>5 kg,γ角度比较0 kg>5 kg>10 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。结论负重5 kg下腰椎椎体在体运动的位移和旋转角度和0 kg相比差异有统计学意义,可能与腰椎退行性疾病有一定关联。下腰椎退行性疾病可能与X轴位移的关系更为密切。

新型无轴承无刷直流电动机结构与模型研究

目前研究的无轴承电机均是将电机和转子悬浮磁路合为一体,两个磁场的叠加一方面容易造成磁饱和,使电机的承载能力下降,影响电机的稳定悬浮;另一方面电磁转矩与径向悬浮力之间具有很强的非线性耦合,而实现解耦控制是非常复杂的。将无刷直流电机的优点与磁悬浮轴承的优点结合,提出一种六自由度可控的无轴承无刷直流电动机结构,通过研究其悬浮原理和运行原理,建立了转子偏心时的精确数学模型和PWM(脉宽调制)调速的精确数学模型,经仿真测试,表明了这种电机结构的合理性。主要特点是承载能力高且电磁转矩控制与径向悬浮力的控制相互独立,无需复杂的非线性解耦控制。