微半球陀螺交直流混合电压切换驱动方法研究

微半球谐振陀螺的标度因数受阻尼不均匀程度和幅值控制精度影响,保证陀螺结构高度对称性的同时,驱动模态幅值控制精度也尤为重要。针对常见一倍频、1/2倍频电压驱动方式存在同频驱动噪声干扰和补偿相位延时导致微半球谐振陀螺驱动模态幅值控制精度较低,标度因数稳定性不足等问题,由于起振后陀螺等效驱动形式变化,基于微谐振子电压驱动原理构建了稳幅阶段微谐振子动态振动模型,提出了一种用于稳幅阶段的同相位二倍频电压驱动方式,设计了一种用于陀螺模态控制的交直流混合电压切换驱动方法,避免了相位补偿和同频驱动引起的幅值波动干扰。最后经力平衡模式仿真试验对比验证,混合电压切换驱动方法下驱动模态幅值控制精度提升5.882%,陀螺仪标度因数稳定性提高6.625%。

基于自适应EKF的空天飞行器再入段大气参数估计方法

针对空天飞行器再入段计算虚拟大气参数时,风速状态系统噪声和导航系统量测噪声具有时变特性导致滤波精度下降问题,提出一种基于自适应EKF的大气参数估计方法。首先,基于气动模型下的动力学方程组,建立风速和大气参数估计模型;其次采用Sage-Husa自适应滤波方法对风速状态系统噪声和导航量测噪声进行自适应调整,并且针对可能存在的滤波发散问题,引入滤波发散判据,调整滤波过程参数,提高了滤波稳定性。最后进行了仿真验证,仿真结果表明,所提出的自适应EKF滤波方法具有较好的风速和大气参数估计精度和收敛稳定性,其中在风向、真空速和侧滑角估计精度上较EKF和传统Sage-Husa滤波算法均提高了20%以上。

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF POLISHING PROCESS BASED ON COUPLING VIBRATIONS OF LIQUID

Molecular dynamics method is applied to study the machining mechanisms of polishing based on coupling vibrations of liquid. The physical phenomena of abrasive particles bombarding on silicon monocrystal surface are simulated using Tersoff potentials. The effects of vibration parameters, particle size, incident angle and particle material are analyzed and discussed. Material removal mechanisms are studied. Deformation and embedment phenomena are found in the simulations, Bombardment will destroy the crystal structures near the impact point, and adhesion effect is responsible for final removal of material.

毫米波雷达点云的密度和划分联合聚类方法

针对室内人员检测环境毫米波雷达点云数据特性,并考虑多目标点云密集复杂情况,提出一种毫米波雷达点云的密度和划分联合聚类方法。毫米波雷达点云数据具有稀疏、均匀性差的特征。首先采用基于DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)改进的参数自适应算法进行密度聚类,并对其存在的无限制密度扩张问题,通过决策树归类,对异常数据簇进行二次划分,保证了数据簇属性的单一性。试验结果表明,改进的密度聚类算法可自适应地寻找聚类过程中所需要的最佳参数并实现聚类,更适应毫米波雷达点云数据的特性,同时结合划分聚类对异常数据进行二次划分,使得聚类效果更加细腻和准确,实现了多目标密集情况下点云数据精准聚类划分的效果。

Zintl相Mg_(3)X_(2)(X=Sb,Bi)基晶体生长及热电性能研究进展

Zintl相Mg_(3)X_(2)(X=Sb,Bi)基热电材料以其无毒性、价格低及性能高等优点而备受关注。与多晶相比,Mg_(3)X_(2)晶体在揭示材料本征热电性能、各向异性性质及电声输运调控策略等方面极具研究价值。本文系统归纳与总结近年Mg_(3)X_(2)基晶体的生长及热电性能发展现状。针对Mg_(3)X_(2)晶体生长过程中Mg元素易挥发和活泼金属性的难点,多种技术如合适的温度冷却法、定向凝固法、助熔剂法、助熔剂坩埚下降法等被开发运用于生长Mg_(3)X_(2)晶体,其中助熔剂坩埚下降法在获得大尺寸块状晶体方面更有竞争力。n型和p型Mg_(3)Sb_(2)晶体都呈现出各向异性的热电性能。调控晶体生长速度、Mg元素自补偿含量、杂质元素掺杂与固溶含量等手段,都会影响Mg_(3)X_(2)晶体的电学性能和热学性能。目前p型和n型Mg_(3)Sb_(2)基晶体的最高ZT值可分别达到0.68和0.82。本文综述了Zintl相Mg_(3)X_(2)基晶体生长与热电性能的研究进展,发现助熔剂坩埚下降法是制备大尺寸Mg_(3)X_(2)基晶体的关键,通过元素掺杂及固溶方法调控载流子浓度和能带结构可以进一步提高Mg_(3)X_(2)基晶体性能。该生长方法和研究思路对将来Mg_(3)X_(2)基晶体制备与热电性能深入研究具有重要指导意义。

基于多重渐消因子变分贝叶斯的陀螺阵列融合算法

针对由多个MEMS陀螺仪组成的阵列系统在动态情况下噪声时变导致输出精度低的问题,提出了新的动态滤波模型和滤波方法。通过分析MEMS陀螺的误差特性和对角速度进行动态建模,构建了基于角速度估计的阵列陀螺随机误差动态滤波模型。由于动态情况下模型的不确定性导致传统方法精度较差,设计了一种多重渐消因子变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波算法,利用变分贝叶斯思想和强跟踪理论提高了滤波器量测噪声估计精度、收敛速度和鲁棒性。最后在高精度转台上进行了静态实验和动态实验。实验结果表明:在静态条件下,“虚拟陀螺”方差降低为单个陀螺的4%,零偏不稳定性降低为47.2%;在动态条件下,“虚拟陀螺”能有效跟踪角速度的变化且角速度残差方差降低为单个陀螺的6.2%。该滤波算法能有效提高MEMS陀螺阵列系统的输出精度。

基于LSTM深度神经网络的MEMS-IMU误差模型及标定方法

针对微惯性传感器受热、力学等环境的影响显著,传统的多项式误差模型补偿效果不理想的问题,建立一种基于长短时记忆(LSTM)深度神经网络的MEMS-IMU误差模型。模型输入信息为MEMS-IMU输出的角速度、加速度、温度,输出为角速度误差、加速度误差。同时,设计了基于长短时记忆神经网络的MEMS-IMU误差模型标定流程,构建了MEMS-IMU热、线运动、角运动等多维误差因素的综合激励训练集,对长短时记忆神经网络模型进行训练。对训练得到的模型进行验证,结果表明,相对于传统方法,采用所提出的模型对加速度和角速度进行误差补偿后残差均值减小约70%,均方差分别减小39%和64%,补偿效果更好。

基于校企合作的物联网创新实训基地机制探究

物联网技术发展迅速,高职院校物联网专业独立构建完善的实训体系难度逐年加大,培养符合社会需要的物联网应用技术人才变得尤为迫切.通过学校、企业和研究机构三方深度融合,创新校企合作机制,发挥高职院校和企业的优势,通过资源共享,建设一个教学合作、实训合作、科研合作的综合性资源物联网实训平台.实训平台通过师资培养、顶岗实习、培训认证、科研合作等为学生及周边企业提供全方位的服务,进而提高高职院校物联网应用技术专业学生素质.

3D打印ABS材料表面楔形织构的摩擦性能

为了制备出复杂、非对称的楔形三角织构,并验证织构具有减摩效果,以期此种表面织构在发动机部件中良好应用提供理论支持和技术指导,以丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)高分子材料为样品,利用3D打印技术(FDM)分别加工出具有楔形凹坑表面试样与光滑表面试样。在MRTR-1摩擦磨损试验机上进行回转式销-盘摩擦磨损试验,用体式显微镜观察工作表面的磨损形貌,通过Fluent有限元软件模拟仿真润滑油膜内部压力,并对仿真结果进行验证。研究结果表明,与光滑无织构试样相比,表面楔形织构试样均有不同程度的减摩效果,且当尺寸为2.7mm和面积占有率为15.94%时减摩效果最明显。尺寸2.7 mm,固定转速150 r/min,10 N载荷和5 N载荷工况下,顺时针楔形织构的摩擦因数比逆时针楔形织构的摩擦因数低。这是因为在润滑油流动方向上,非对称织构也呈现出不同的流体动压效应,顺时针楔形织构比逆时针楔形织构流体动压力更大,承载力更高,减摩效果也就更好。可为复杂形状表面织构的制备与应用提供良好的理论支持与技术指导。

基于集值决策的机载冗余惯导系统状态判决方法

针对多套惯导系统冗余配置中,余度管理策略的有效性和完备性难以分析和评估的问题,采用集值信息系统构建机载冗余惯性参考系统状态集值决策系统,为余度管理策略的评估和分析提供理论依据。分析传统机载惯性余度管理策略存在的决策风险,建立包含不确定项的冗余惯性参考系统状态决策系统,并基于各状态隶属度函数评价各子系统状态变化特性,确保决策系统的完备性。开展仿真试验,验证对比两种余度管理策略对三种典型的惯性传感器故障类型的故障识别率。试验结果表明:改进的策略对于典型故障类型中的两种时变故障的识别率,相较于传统策略分别提高了3.9%和6.9%,提高了判决指标接近判别门限时的状态判决准确性。

基于工业云的模具行业协同创新与精益研发解决方案研究

在剖析我国模具行业面临的主要问题和两化融合发展需求的基础上,开展面向模具企业协同创新与精益研发的云服务解决方案设计研究,对理论依据、平台架构、主要功能、基础支撑和安全保障体系进行详细阐述。解决方案的提出为模具企业实现开放式协同创新与服务化转型提供借鉴,为未来模具企业实现智能化生产运营奠定基础。

面向相对导航的UWB测距误差估计与补偿方法

基于无人飞行器和智能机器人等载体构成的智能集群是当前的研究热点,相邻或相近集群成员之间精确的相对距离是密集集群实现协同控制的关键信息。超宽带(UWB)无线传输技术能传输信息,同时具有厘米级的理论测距精度,在集群的协同导航与控制中具有广阔的应用前景。面向集群成员间相对导航的厘米级测距需求,阐述了UWB的测距方案,分析了实际环境中UWB天线的时钟偏移、节点之间有相对速度和非视距环境引起的测距误差的特性,研究了UWB距离测量的状态检测和误差补偿、估计的方法,采用DW1000超宽带模块构建了实验环境,对所研究的方法进行实验验证。结果表明,所研究的方法可显著提高UWB在实际应用中的测距精度,与传统的测距算法相比,在空旷环境(LOS)状态下误差降低了70%,在非视距环境(NLOS)状态下误差降低了50%。

自我调节学习辅助教学在前列腺靶向穿刺教学中的应用研究

目的探索自我调节学习辅助教学在前列腺靶向穿刺教学中的应用,提高学员学习效率,取得良好学习效果。方法将10名住院医师规范化培训学员随机分为两组,试验组采用自我调节学习辅助教学法,对照组采用传统的理论教学+穿刺视频学习+教师现场操作示范+学员独立操作教学法。21天后对两组学员均进行同一理论与操作考核并取得学员学习反馈。结果21天后试验组的理论考核与操作考核成绩均好于对照组,调查反馈显示,试验组学员普遍在教学过程感到愉悦,对教学内容感到有趣,更愿意主动去学习与了解穿刺相关内容,而传统教学方法组学员则普遍对教学过程感到枯燥,对教学内容感到复杂,对知识理解与接受感到困难。结论应用于前列腺靶向穿刺教学的自我调节学习辅助教学法能通过激发学员学习兴趣与积极性,提高学习效率,从而取得良好的学习效果。

激光雷达/MEMS微惯性组合室内导航算法研究

激光雷达是一种基于激光扫描测距的精密传感器,是室内自主导航中的环境探测装置。与微机电系统(MEMS)微惯性系统组合,是实现室内载体自主导航的重要途径,激光雷达与惯性系统通常以同步定位与建图(SLAM)的方式运行。针对SLAM算法随环境特征增多导致的运算量快速增大的问题,设计了限制特征库增长速度的约束条件,提出了以SLAM定位结果为观测量的激光雷达/MEMS惯性的组合导航方案,建立了面向室内平面运动环境的组合滤波模型,搭建了试验验证系统,对算进行了验证,结果表明:所提的激光雷达与微惯性系统的信息融合架构与算法是有效的室内导航方案。

基于同态滤波和直方图均衡化的图像增强算法

基于图像的目标识别是构建智能交通的基础,对提高智能驾驶的安全性具有重要意义。考虑到实际环境下图像质量由于光照不均匀影响而出现不同程度的降低,提出了一种结合同态滤波和直方图均衡化的图像增强算法。首先基于频域增强处理的同态滤波,研究了一种单参数滤波算法,减少调节参数,校正光照不均影响,提高图像清晰度。然后应用基于线性插值的对比度受限的自适应直方图均衡化算法对图像HSV色彩空间中的透明度分量进行非线性拉伸,提高图像对比度。对该算法、传统高斯型同态滤波算法、对比度受限的自适应直方图均衡化算法进行了仿真对比试验,实验结果表明,该算法能有效改善光照不均匀对图像的影响,增强图像细节、提高图像对比度和清晰度,可提高图像识别的准确度和环境适应性。

基于改进自适应渐消卡尔曼滤波的通用航空GNSS/微惯性组合导航算法研究

通用航空产业的迅速发展,对我国的经济发展和改善民生有着重要的意义。考虑到通用航空飞行器体积和成本的限制,微小型组合导航系统是其首要选择。在硬件性能无法进一步提升的条件下,使用高效的卡尔曼滤波算法是提高组合导航系统精度和稳定性的关键。针对卡尔曼滤波模型建立不准确和卫星数据响应滞后会引起常规卡尔曼滤波发散的现象,在充分考虑反馈调节时滞特性的基础上,设计了带有前馈调节的指数渐消因子自适应卡尔曼滤波器,通过调节卡尔曼滤波方程中的预测误差协方差阵和增益矩阵调整历史新息和当前新息的权重达到抑制滤波发散的目的。仿真实验表明,该算法可以有效的抑制滤波发散,并且比常规的卡尔曼滤波效果更好,同时提高了算法的及时性。

基于惯性/GNSS/UWB的小型无人机相对导航算法研究

无人机编队协同技术利用多无人机传感器之间的信息交互,在执行任务时有更佳的操作性、稳定性、安全性,具有非常广阔应用前景。编队成员与相邻或者相近成员之间精确的相对距离是密集集群实现协同控制的关键信息,其精确性和可靠性的保证具有重要意义。超宽带(UWB)无线传输技术可在传输信息,同时具有厘米级的理论测距精度,在集群的协调导航与控制中,具有广阔的应用前景。本文围绕小型无人机之间的近距离相对导航信息的需求,基于全球导航卫星系统(GNSS)载波相位差分技术、点对点UWB测距和低成本惯性导航系统(INS)的融合设计了一套基于无人机之间测距信息的相对导航方案,根据方案建立了组合导航系统的状态方程、观测方程,并利用无迹卡尔曼滤波器对相对状态进行估计。利用UWB的测距信息,建立了搜索辅助空间,降低了载波相位噪声对整周模糊度的搜索成功率产生的影响,基于整数最小二乘去相关平差法(LAMBDA)算法得到相对位置固定解。仿真结果表明,该融合算法将相对导航的定位精度相对INS/GNSS紧组合提高了至少一个量级,绝对精度在10cm左右;另外,UWB辅助下的模糊度整数解搜索的成功率提高了4%。

基于分段匹配滤波与FFT的北斗信号捕获算法

北斗B1I、B2I和B3I信号二次编码调制了速率为1kbps的NH码,频繁的数据比特符号跳变导致传统1ms相干积分峰值发生衰减和裂变,使得传统信号捕获算法错误率较高。针对此问题,提出了一种基于分段匹配滤波和快速傅氏变换（FFT）的北斗信号捕获算法。首先,分析了数据比特符号跳变对捕获算法性能的影响;其次,研究并设计了一种适合北斗信号的捕获算法,采用匹配滤波和FFT实现了对码相位和载波频率二维的并行搜索,和常规方法相比,信号处理效率和速度有了非常大的提高;最后,采用北斗中频信号采样数据对所提出的算法进行测试和验证。结果表明所提出的算法能够正确捕获北斗信号,消除了NH码相位的影响,不存在峰值裂变现象,该算法适用于北斗信号的捕获。

面向精密进近的RAIM故障检测算法研究

全球导航卫星系统采用接收机自主完好性监测RAIM来保障安全性能,然而RAIM的可用性不足限制了卫星导航系统在精密进近阶段的应用,针对该现状,并结合RAIM算法难以检测微小故障的问题,提出了一种基于加权累加的改进奇偶矢量RAIM算法,通过提升RAIM故障检测性能,全面增强卫星导航系统性能。仿真结果表明,累加历元数为10的改进算法能够明显提升对于微小故障的检测率,并且保持了奇偶矢量法对于突变故障的灵敏度,在单故障以及可见星充足条件下,该算法显著缩减了故障检测以及告警时间,能够满足LPV-200中的精度以及告警限值要求,提升了RAIM在精密进近阶段的可用性。

膀胱癌膀胱全切术后继发尿道癌的原因、诊治及预防观察

目的探究膀胱癌膀胱全切术后继发尿道癌的原因及诊治方式,并提出相应预防方案。方法对102例行膀胱全切术的膀胱癌患者的临床资料进行回顾性分析,总结继发性尿道癌的原因、诊治方案,提出相应预防方案。结果102例行膀胱全切术的膀胱癌患者中,术后尿道癌发生率为10.78%。当患者出现尿道口出血或存在肉眼可见血色分泌物时,其肿瘤类型以浸润性为主,当患者通过尿道冲洗脱落细胞学检查阳性确诊为尿道癌时,其肿瘤类型以非浸润性为主。多因素Logistic回归分析:病理类型为浸润性(OR=1.281,95%CI=1.085~1.512)、肿瘤类型为原发(OR=1.755,95%CI=1.351~2.280)及肿瘤体积巨大(OR=1.150,95%CI=1.008~1.312)3个因素为发生继发性尿道癌的独立危险因素。结论虽然膀胱癌膀胱全切术后继发尿道癌的概率较低,但仍不可忽视其危害性,当患者存在较多的危险因素时,可施行预防性尿道切除,患者术后应定期进行尿道镜检查和尿道冲洗脱落细胞学检查。