非对称柔性支撑龙门双驱平台的解耦与同步控制

针对采用非对称柔性支撑结构的龙门双驱运动平台,提出基于模型补偿扩张状态观测器的解耦与同步控制策略.考虑柔性支撑结构特点和负载加速度对龙门平动、转动模态的影响,采用拉格朗日方程建立了龙门动力学模型.依据该模型设计平动和转动控制回路并采用带有已知耦合项补偿的扩张状态观测器,估计并抑制由建模误差和未知耦合项等因素组成的总扰动.试验结果表明,该控制框架与解耦策略能有效解除双驱动轴间的动态耦合并抑制扰动,显著提升龙门试验台的动态响应和同步精度,且具有部署简单、所需测量模型参数少等优点.

基于ReliefF算法与遗传算法的肌电信号特征选择

针对肌电信号特征维数高、运算效率低等问题,提出了一种基于ReliefF算法与遗传算法(GA)相结合的肌电信号特征选择方法.分析了肌电信号的特征,运用小波分析对肌电信号进行特征提取,采用ReliefF算法评估所提取的高维特征信号的权值,以选出对分类效果影响显著(权值较大)的特征子集,采用GA进一步筛选出分类效果最佳的特征子集,并对比分析了基于ReliefFGA-Wrapper算法与全局搜索算法对肌电信号处理的时间和分类效果.结果表明,所提出的方法能够提高运算效率并具有很好的分类效果.

基于模糊Petri网和Genetic-PSO算法的动态不确定性知识表示方法

针对复杂系统中不确定性信息的演变特性,提出对其动态适应的基于模糊Petri网和遗传-粒子群(GPSO)算法的不确定性知识表示方法.在基于模糊Petri网的不确定性知识表示模型的基础上,对该模型进行精确数学表示,并采用GPSO实现对不确定性表征参数的动态求解和自学习.最后通过在运载火箭伺服机构故障诊断上的应用验证基于GPSO的自学习模糊Petri网的有效性.

基于改进VGG16网络的TBM围岩识别方法研究

根据隧道掘进机(TBM)工程对前方地质条件的超前预警需求,开展围岩识别算法研究。针对原始VGG16网络结构待定参数过多以及知识蒸馏训练模式准确率不足的问题,提出一种基于改进VGG16网络的围岩识别方法。基于原始VGG16网络结构,优化其分类层结构,并减少网络复杂度,大幅降低网络待定参数量。基于传统知识蒸馏训练模式,优化其训练逻辑,提升网络对目标任务的特征提取能力。采用某隧道掘进工程的岩渣图像数据集,对上述方法进行验证。试验结果表明,该方法可在小幅提升准确率的同时,大幅减少网络的待确定权值参数。综上所述,该方法创新性地同时改进模型结构和训练模式,更适用于硬岩掘进条件下的围岩识别任务。

未知初始条件下连续时滞二阶系统的识别

在实际工业生产中有很多被控对象或控制过程都可被视为二阶纯滞后SOPDT(Second Order Plus Delay Time)的形式。在同时含有负载干扰及未知非零初始条件的情况下,针对待辨识参数过多而导致一些现有方法在实施最小二乘后只能获得部分参数的问题,提出首先给系统施加两次同方向的阶跃信号并对输出采样,进而对系统微分方程通式两边进行二重积分以获得两组回归方程,最后联立两次最小二乘结果便可获得所有待估计的参数值。

基于工程约束的传感油管自动设计系统

传感油管是一种工作在油层以下的石油管道产品,具有多品种、小批量、定制式的特点,设计极为耗时。从工程实践的角度出发,提出了结合工程约束和规则推理的自动设计方法。该方法首先建立参数化模型库和对应描述规则,用于产品选型;再提取设计约束、强度约束、干涉约束和标准约束,建立工程约束集;最后基于设计经验和数据构造优化设计规则库。实践证明,该方法可以在保证对原有设计平台兼容性的基础上实现自动设计,极大地缩短研发时间。

应用于内窥镜的聚酰亚胺涂覆双包层光纤束（英文）

本文研究了一种适用于临床前研究的小型化(<0.4mm)、低成本纤维束内窥镜装置。该装置包含有一个渐变折射率(GRIN)透镜,它安装在光纤图像引导器的近端。提出了一种简化、低成本的装置连接方案,并讨论了可应用的连接方案。装置中使用的纤维束表面包覆有聚酰亚胺,其在长期和短期植入时都具有生物相容性。最终制备的装置能够承受化学清洗、消毒和高压灭菌,满足普通实验室和临床程序的需求,并且对整体性能有较小的影响。为了验证纤维束的成像质量,本文使用标准测试靶标和荧光微球进行评估。结果表明,光纤与自发荧光之间的串扰对成像质量的影响很小,该纤维束无需复杂光路和激光扫描即可实现荧光样品分子级的分辨率。

显微镜自动对焦方法研究综述

自动对焦是全自动显微镜的关键技术,决定着显微镜成像的精确性和实时性。对焦方法包括主动式和被动式两种,主动式是指基于数字图像处理的对焦方法,被动式是指基于光学离焦量检测的对焦方法。介绍了两种方法的原理和研究现状,通过比较其优缺点,总结出基于离焦误差检测的主动式对焦方法具有更高的精度和速度,更适用于全自动显微镜系统。

基于支持向量机的肌电信号小波特征分类解码

采用小波变换进行肌电信号预处理与多尺度分解,并采用小波系数最大值与平均能量值作为肌电信号特征,采用支持向量机进行特征分类识别的运动解码,并用此方法进行了腕部动作识别的实验.与时域特征、频域特征、AR参数特征提取方法以及神经网络识分类别方法进行对比,结果表明:基于支持向量机的小波特征提取方法可以较好地区分不同腕部动作,具有最高的分类精度,极大改善前臂假肢的操纵性能.

生物电阻抗法测量体脂成分应用分析研究

目的比较生物电阻抗法(BIA)和双能X线吸收法(DEXA)检测体脂成分的相关性,评估BIA法用于日常体脂成分监测的可靠性。方法 2014年1月至2014年12月招募志愿者145例,同时采用DEXA和BIA法检测体脂含量。采用Pearson相关分析进行两组数据的相关性检测,Bland-Altman法分析BIA法与DEXA法测量结果的一致性。结果在男、女性受试者中,BIA法检测的全身体脂比例与DEXA法测得的数据显著相关(P<0.0001)。相对单频BIA法,双频BIA法测得的体脂比例与DEXA方法检测结果的相关系数更高(r=0.92,95%CI 0.89~0.94,P<0.0001)。Bland-Altman图形分析法表明BIA与DEXA法测量结果基本一致。结论 BIA法作为一种简单、便捷、无放射性的体脂检测方法,可用于日常体脂成分的检测和随访,其改进的双频BIA法更接近DEXA检测的体脂含量。

基于偏心光束法的离焦量探测装置及计算方法的改进

引入生物显微镜用于探测病理切片离焦量。针对反射光斑内部纹理缺陷、畸变严重的特殊情况,通过自适应中值滤波、基于Ostu算法的Canny边缘检测(去除非圆弧边缘部分)、畸变校正、最小二乘法拟合非完整圆等算法,直接计算光斑半径大小及离焦方向,建立光斑半径与离焦量的线性关系模型。实验结果表明,与传统的灰度重心法相比,离焦量计算方法抗噪性强、稳定性高,可大幅度地提高线性关系模型的范围及光斑半径、圆心位置的准确度。

Research on Function Based Method for Bio-Inspiration Knowledge Modeling and Transformation

Biological inspirations are good design mimicry resources. This paper proposes a function based approach for modeling and transformation of bio-inspiration design knowledge. A general functional modeling method for biological domain and engineering domain design knowledge is introduced. Functional similarity based bio-inspiration transformation between biological domain and engineering domain is proposed. The biological function topology transfer and analog solution recomposition are also discussed in this paper.