气动人工肌肉手臂的神经网络Smith预估控制

针对含时滞d的1关节气动人工肌肉(PAM)手臂,用三层递归神经网络(RNN),建立PAM手臂包含时滞的模型(即非线性Smith预估器),并超前d步预测PAM手臂的输出角度。将此超前d步的预测值作为反馈量,与设定值相比较得到的误差作为PID控制器输入量,实现Smith预估PID控制。同时每一步都用RNN模型当前时刻的输出值与PAM手臂当前时刻实际输出值之差的平方做为RNN权值的在线调整准则对RNN预测模型的权值进行在线调整,以自适应PAM手臂的不确定性和时变性。使用Matlab通过串口和研华亚当模块对实物PAM手臂进行控制,控制效果表明所提出的Smith预估PID控制算法比常规PID控制算法的性能有显著提高,证明所提出的算法是有效的和切实可行的。

柔性联轴器刚度非线性对扭转振动的影响

柔性联轴器在旋转机械系统中,不但起传递转矩的作用,而且还有减小扭转冲击的作用。柔性联轴器的刚度、阻尼特性直接影响着旋转系统的固有特性和扭转减振的效果。因此以具有非线性刚度的柔性联轴器接结的两转子系统为研究对象,通过对其在冲击力矩作用下,旋转系统非线性运动方程的建立、求解,得到了转子扭转振动响应的解析解。经过对转子角加速度随非线性刚度、阻尼、转动惯量变化规律的仿真计算,发现,在相同初始条件下, 冲击角加速度随柔性连接器硬非线性刚度的增大而增大,随柔性连接器软非线性刚度的增大而减小,随转子转动惯量和柔性联轴器阻尼的增大而减小。另外,非线性刚度使旋转系统的固有频率发生变化。

子结构灵敏度综合在结构动力重分析中的应用

提出了一种利用子结构灵敏度综合进行基于灵敏度分析的结构动力重分析的新方法。通过固定界面子结构模态综合技术,有效减少了自由度数目,达到了减少计算量的目的。同时,还给出了利用子结构灵敏度综合求解结构n阶特征灵敏度的一般表达式。所提出的结构动力重分析方法操作简单,易于实现,适用于大型复杂结构的结构动力重分析。

基于有理逼近和灵敏度分析的结构动力重分析方法

提出了一种新的结合特征灵敏度直接法和向量值函数有理逼近的结构动力重分析方法。给出了直接法简单特征对n阶灵敏度分析的一般表达式。利用向量值函数有理逼近,减小固有振型n阶Taylor展开的截断误差。数值算例表明,对结构设计参数作大修改时,该方法能够给出高精度的逼近结果。新方法不需要系统的全部模态,因此,适用于大型复杂结构的动力重分析。

结构动力重分析的子结构有理逼近

在基于子结构灵敏度综合的结构动力重分析方法的基础上,应用向量值函数有理逼近,提出了一种新的结构动力重分析方法。子结构方法的应用,有效减少了结构自由度数目,达到了减少计算量的目的。将向量值函数有理逼近应用于截断的Taylor级数,提高了计算精度,扩大了收敛范围,适用于结构作大修改的情形。数值算例表明,所提出的方法对结构参数发生大修改能够有效降低Taylor级数截断的误差,给出高精度的逼近结果。

车辆多体动力学模型的动态仿真

利用多体动力学分析软件对某国产轿车的动力学特性进行仿真。首先建立了包含前后悬架系统、转向系统以及轮胎的整车模型,并对与整车性能影响最大的悬架系统进行模拟测试和优化修改,从而提高车辆的操作稳定性和平顺性。最后用频率正弦扫描的方法测试了整车模型的动力学特性。仿真结果显示,该车辆模型具有转向不足的特性,同时平顺性能也比较理想。用频率扫描仿真方法可以简单快速地获得车辆的整体模态特性,避免了随机振动分析方法要考虑随机振动信号的不确定性,为分析车辆动态特性提供了一种快速便捷的方法。

固定Ritz基子结构灵敏度综合方法

针对在动力系统的设计、分析和识别过程中,由于工程实际需要或设计精度要求,经常需要用到结构的高阶特征灵敏度的问题,提出了一种利用固定Ritz基子结构灵敏度综合求解结构n阶特征灵敏度的新方法.通过部件模态综合技术,有效减少了结构的自由度数目,达到了减少灵敏度分析计算量的目的.同时,用该方法进行灵敏度分析时,Ritz基是固定的,即不随设计参数变化.因此,Ritz基对设计参数的各阶导数均为零,使子结构灵敏度方法操作更加简单,更易于实现,亦减少了计算量.

基于新杂合进化算法的蛋白质折叠计算

蛋白质能量最小化是蛋白质折叠的重要内容。用于蛋白质折叠的新的杂合进化算法结合了交叉和柯西变异。基于toy模型的蛋白质能量最小化算例表明,这个新的杂合进化算法是有效的。

单根聚己内酯电纺亚微米纤维的动力学特性分析

通过静电纤维制造技术得到直径范围在100～500nm的PCL亚微米纤维,并使用信号发生器和压电片联用对收集到的单根纤维进行振动实验,由共振频率数据得到单根纤维的弹性模量,并同时对直径的测量方法进行了修正.实验结果显示,PCL亚微米纤维的弹性模量随直径变化而显著增加,存在明显的尺寸效应.通过引入应变梯度的振动模型对实验中观测到的尺寸效应进行了理论解释,等效弹性模量的理论预测值与实验数据吻合良好.

聚己酸内酯纳米纤维的拉伸试验及表面表征

文中采用静电纺丝法制备了纳米聚己酸内酯纤维,对单根纤维进行了单向拉伸试验,研究了单根纤维在纳米尺度的基本力学性能;并通过原子力显微镜研究了纤维表面结构特征对纤维力学性能的影响。结果表明,在拉伸载荷作用下,随着纤维直径的减小,纤维的杨氏模量没有显著的变化;纤维表面特征对纤维的拉伸强度有重要影响,但对纤维的杨氏模量影响不大。

基于AFM的聚己酸内酯纳米纤维的弯曲力学性能

采用原子力显微镜(AFM)对静电纺丝法制备的纳米级聚己酸内酯纤维进行了三点弯曲实验。纳米纤维收集在经光刻处理后带有U型凹槽的硅片上,凹槽的深度为10μm,待测纳米纤维的直径范围为83nm～800nm。利用原子力显微镜的探头测量纤维直径并对纤维中点施力获得纤维的力-挠度曲线,结合经典的梁弯曲理论,计算出聚己酸内酯纳米纤维的弹性模量。实验结果显示,当纤维直径减小到某一临界值时,纤维的弹性模量呈现显著增大的趋势,这说明在研究纳米尺度聚己酸内酯纤维的力学性能过程中,需要考虑其尺寸效应。

电纺制备PCL纳米纤维材料及对其直径测量的修正方法

电纺方法中纳米纤维材料在收集器表面因重力和黏性的作用横截面将从圆形变为椭圆形。定义AFM的测量结果为垂直直径,SEM的测量结果为水平直径,研究了电压和浓度两个重要参数对电纺方法制备PCL纳米纤维平均直径的影响,并得到了质量分数为10%的PCL溶液制备的纳米纤维、并且其水平直径为垂直直径的1.5倍。

第三组份端基对有机太阳能电池性能的影响（英文）

我们用宽带隙聚合物FTAZ(苯并二噻吩-二氟苯并氮三唑共聚物)作为给体,窄带隙稠环电子受体FOIC(六噻吩稠环-氟代腈基茚酮类化合物)作为受体,中带隙稠环电子受体IDT-IC (引达醒-腈基茚酮类化合物)和IDT-NC (引达醒-腈基苯并茚酮类化合物)分别作为第三组分,制备了三元共混有机太阳能电池,研究了第三组分端基对器件性能的影响。IDT-IC和IDT-NC具有相似的化学结构,仅端基不同;IDT-IC端基是苯环,而IDT-NC端基是萘环。与IDT-IC相比,IDT-NC吸收光谱红移40nm,LUMO能级下移0.11 eV,电子迁移率提高50%。基于FTAZ:FOIC,FTAZ:IDT-IC,FTAZ:IDT-NC二元共混体系的有机太阳能电池效率分别为9.73%,7.48%,7.68%。FTAZ:FOIC:IDT-IC和FTAZ:FOIC:IDT-NC三元共混器件的效率分别提升到11.2%和10.4%。对于FTAZ:FOIC:IDT-IC三元共混器件,由于IDT-IC比FOIC具有更高的LUMO能级,开路电压(V_(OC))随着IDT-IC含量的增多而增加。由于IDT-IC与FOIC吸收光谱高度互补,短路电流(J_(SC))也显著提高。第三组份IDT-IC的加入改善了薄膜形貌和载流子传输,填充因子(FF)有所提高。对于FTAZ:FOIC:IDT-NC三元共混器件,由于IDT-NC比FOIC具有更高的LUMO能级,V_(OC)随着IDT-NC含量的增多而增加;但由于IDT-NC的LUMO能级比IDT-IC的LUMO能级低,其V_(OC)比FTAZ:FOIC:IDT-IC体系低。由于FOIC和IDT-NC吸收光谱高度重叠,J_(SC)降低。第三组份IDT-NC的加入改善了薄膜形貌和载流子传输,FF提高,甚至比FTAZ:FOIC:IDT-IC体系有更好的载流子传输和FF。

柔性联接对提高转子系统运动稳定性的作用

以柔性联接的两转子系统为研究对象,通过对其在冲击转矩作用下,旋转系统非线性运动方程的建立、求解,得到了转子冲击扭转振动响应的解析解.经过对转子冲击角加速度随线性刚度、阻尼和非线性刚度变化规律的仿真计算发现:在相同初始条件下,冲击角加速度随柔性连接器阻尼的增大而减小;随柔性连接器扭转刚度的减小而减小;随柔性连接器硬非线性刚度的增大而增大,随柔性连接器软非线性刚度的增大而减小.说明可以通过调节柔性联接器的刚度和阻尼,提高旋转系统运动的稳定性.

双目视觉系统的测量误差分析

通过对双目视觉测量系统的研究,建立了双目视觉测量系统的误差模型,并分析了系统结构参数对测量结果的影响。在理论上对系统结构参数(两光轴夹角、基线距离)与测量精度之间的关系进行了系统、详尽的分析,得出了测量系统的位置误差对距离方向上的精度影响较大;光轴夹角的变化对测量误差影响不大,而距离方向的误差随着基线距离的增加而减小的结论。本文建立的误差模型对具体的双目视觉测量系统的设计具有指导作用。

基于AFM的PCL纳米纤维动力学实验和尺寸效应研究

该文通过静电纺丝法制备了直径范围在100nm-500nm之间的PCL(Poly(ε-caprolactone))纳米纤维。并成功使用原子力显微镜(AFM)测量了单根纳米纤维的动力学性能,发现PCL纳米纤维有显著的尺度效应,弹性模量随直径的减小而增加。为解释该现象,该文发展了包含应变梯度效应的两端固支纤维振动模型,利用该模型对PCL纳米纤维的尺寸效应进行了分析。结果显示,当材料尺度参数leff=78nm时,新模型与实验结果吻合良好。而应变梯度效应可忽略时,新的振动方程退化为经典的Euler-Bernoulli振动方程。

酿酒酵母孢子壁结构及其合成相关基因研究进展

细胞壁是酵母细胞区别于哺乳动物细胞的重要特征结构。酵母细胞壁的结构组成、合成、再生等与酵母自身繁殖及环境胁迫压力密切相关。目前,酵母孢子壁的形成机理、调控过程机制及孢子壁合成相关基因的功能尚未研究清楚。本文以酿酒酵母为例,简要描述酵母孢子壁的形成过程,重点阐述孢子壁甘露糖层、葡聚糖层、壳聚糖层和二酪氨酸层的结构组成及其合成相关基因的国内外研究进展,以期为抗真菌药物的新靶点研究提供参考。