基于外力矩观测器的机器人碰撞检测

碰撞检测技术可以降低设备损坏和人身伤害的几率,在现代化的人机协作生产中起着重要的作用。实现免外力矩传感器的碰撞检测需要准确地估计工业机器人受到碰撞时的关节外力矩。然而,动力学模型的参数辨识误差以及电机电流的测量误差等因素会影响外力矩估计的准确性。为了解决这些问题,本文设计了一种扰动卡尔曼滤波外力矩观测器。该观测器基于扰动原理将外部碰撞等效的外力矩作为扰动项,并定义关节扰动模型。同时,引入机器人的广义动量构建状态空间方程。考虑到动力学模型的参数辨识以及电机电流的测量存在误差,基于卡尔曼滤波算法进行迭代估计,从而得到最优的外力矩观测值。为了提高碰撞检测的灵敏度,本文提出了一种随关节速度变化的时变对称阈值函数,用于实现碰撞检测。该方法可以根据关节速度的变化调整阈值,以适应不同工作速度下的外力矩观测值。实验结果表明,与广义动量观测器相比,所提出的观测器在外力矩估计的整体精度上提高了52.03%。为了验证所提方法的有效性,本文利用6自由度串联关节型工业机器人进行了碰撞检测实验。实验结果显示,相比于静态阈值,采用时变阈值的方法缩短了58.06%的检测延时,从而可以提高碰撞检测的灵敏度,更有利于工业机器人的安全操作和碰撞防护。

环境友好型政策演进中粮食生产效率及分异特征研究——基于保护性耕作政策的验证

文章基于时变动态阈值面板随机前沿模型,对2002—2021年保护性耕作政策不同演进阶段的粮食生产技术效率进行估算,并将不同模型的估算结果进行比较分析,探究粮食生产技术效率水平的阶段性特征和时空分布格局。研究发现:基于时变阈值面板的随机前沿生产函数模型对生产效率的估计更准确;在多种投入要素中,土地和资本对粮食生产的贡献较大,但要素配置结构仍有优化空间;在政策的不同演进阶段,制度改革推动技术效率波动上升,资源禀赋差异是技术效率区域差异化的主要诱因。应不断完善环境友好型政策的引导与支持,健全地方自主实践机制;因地制宜推广环境类技术;持续深化农村土地制度改革,有效激发土地活力。

基于时变性聚团识别方法的高密度循环流化床内聚团分布特性

为研究高密度提升管内的聚团分布特性,在18 m高循环流化床提升管系统中测定了不同固体循环速率下(G_(s)=100~1800 kg·m^(-2)·s^(-1))的瞬时颗粒浓度。采用基于时变性的聚团识别方法对聚团进行识别,进而得到了聚团浓度、聚团持续时间和聚团速度在提升管中的分布。研究结果表明,高密度循环流化床中的颗粒浓度和聚团特性参数和与低密度循环流化床相比存在较大差异。高密度条件下,提升管内聚团浓度最高可达0.41。聚团持续时间最高可达5.5 ms。提升管截面内的聚团净向上运动,r/R=0.949时,聚团的净运动速度高达1.83 m·s^(-1)。此外,在极高的颗粒循环速率下(G_(s)=1800 kg·m^(-2)·s^(-1)),聚团特性参数的轴径向分布变得更均匀。

脉内频率 时延捷变雷达抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰凭借快速准确的采样和转发手段,利用脉压雷达的匹配滤波特性形成假目标群,严重影响目标检测和跟踪性能。针对这一问题,结合波形设计和滤波思想,设计一种脉内频率时延捷变波形,并在此基础上提出一种基于时频分析的抗间歇采样转发干扰方法。首先,将线性调频信号划分为多个子脉冲,并在子脉冲之间增加随机时延。然后,提取未被干扰的子脉冲进行目标位置的准确判断,结合子脉冲的频率和随机时延等先验信息,利用迭代阈值分割算法去除强干扰信号。最后,通过构造时频域和时域带通滤波器分别进行子脉冲滤波和时域滤波处理。仿真实验结果表明,所提方法在不同干信比、信噪比和非同步采样情况下具有较好的抗间歇采样转发干扰性能。

青海省临床实验室临床基础检验专业急诊标本TAT的调查分析

目的调查青海省临床实验室临床基础检验专业急诊标本检验前和实验室内周转时间(TAT)现状,分析TAT超时的影响因素,为实验室质量改进提供依据。方法通过检验医学信息网网络平台向参加2022年青海省临床检验中心室间质量评价的临床实验室发放《2023年临床检验医疗质量控制指标室间质量评价(全年)质评上报表》,要求各实验室统计上报2022年1-12月不同专业急诊标本检验前TAT、实验室内TAT的年中位数和年第90百分位数(P_(90)),根据国家卫生健康委临床基础检验中心和青海省临床检验中心提供的《临检专业2023年临床检验医疗质量控制指标室间质评报告》摘取数据,采用SPSS22.0软件对回报数据的全血、尿液、粪便常规(简称三大常规)和凝血TAT相关信息进行统计分析,统计TAT在不同时间段内的实验室比率及超出阈外值的实验室比率。结果青海省参加该次调查的临床实验室共159家,实验室填报率为100.00%。其中,三级医院、二级医院及二级以下医院分别占16.35%、45.28%、38.36%。调查结果显示青海省临床实验室三大常规急诊标本检验前TAT年中位数、年(P_(90))小于30 min的实验室分别约占72.98%、56.61%,超出阈外值(≥30 min)的实验室占27.02%;实验室内TAT年中位数、年(P_(90))小于30 min的实验室分别约占53.46%、39.00%,超出阈外值(≥30 min)的实验室占46.54%。临床基础检验专业凝血急诊标本检验前TAT年中位数、年(P_(90))小于30 min的实验室分别约占68.35%、52.52%,超出阈外值(≥30 min)的实验室占31.65%;临床基础检验专业凝血急诊标本实验室内TAT年中位数、年(P_(90))小于60 min的实验室分别约占89.21%、74.10%,超出阈外值(≥60 min)的实验室占10.79%。结论青海省临床实验室临床基础检验专业急诊标本检验前和实验室内TAT超出阈外值的实验室较多,部分实验室需要优化标本周转环节,缩短标本TAT,应根据自己实验室的情况,建立自己的目标TAT。

基于频域阈值处理广义互相关和空间筛选的多源局部放电定位方法

该文针对电力设备的多源局部放电定位问题,提出了基于频域阈值处理广义互相关(frequency domain threshold processing generalized cross-correlation,FDTP-GCC)和空间筛选的多源局部放电定位方法。为实现多源局部放电超声信号的同源时间差提取问题,该文提出了FDTP-GCC算法,该算法直接应用于超声传感设备采集的原始信号,在频域内通过设置幅度谱阈值排除干扰频段,幅度谱归一化突出多源信号时间差的冲激函数特征,直接得到对应同源信号的时间差。通过仿真证明了FDTP-GCC算法进行时间差估计的高准确性、高稳定性、高抗噪能力。为解决FDTP-GCC算法带来的同源时间差分离的问题,该文提出了基于空间筛选的多源局部放电定位方法,并分析了采用基于解析解的算法和智能算法进行空间筛选的定位性能。最后采用双局部放电源进行了定位试验,试验结果表明该文方法提取的时间差误差均在1μs以内,两个局部放电源的定位误差为20.53cm和4.93cm。

改进型过阈时间法多通道幅度测量中的基线恢复方法

过阈时间法将信号幅度测量转换成为对过阈时间的测量。采用可变阈值的改进型过阈时间法能够显著优化系统的线性,使其在能谱测量中发挥作用。其所需的比较器和时间数字转换器均可在FPGA内实现,在多通道幅度测量中可大大简化数据采集系统。过阈时间法对波形和基线稳定性有较高要求,在高计数率下,堆积和基线偏移会对测量造成影响。提出一种通过可变阈值采样基线的校正方法,基于信号模拟系统验证了该方法的可行性,初步分析了其基线恢复的效果。该方法可显著提升过阈时间法在高计数率下的稳定性。

高水平开放下粮食市场政策干预对国内外市场整合的影响

国内外粮食市场整合是新时期高水平开放下国家粮食安全战略保障体系的重要内容。本文利用2002年1月至2021年12月的周度时间序列数据,基于非线性门阈模型识别粮食的国际贸易成本,并构建结构变动下的时变阈值模型,从价格调整和贸易成本两个方面,实证分析加入世界贸易组织以来中国粮食市场政策干预对国内外市场整合的影响。结果表明,国内外粮价存在显著的阈值效应;最低收购价政策和临时收储政策均显著降低了国内粮价向均衡调整的速度,提高了国内外粮食市场的贸易成本,导致国内外粮食市场趋于分割,在统筹利用国内国际两个市场与两种资源的过程中造成了效率损失;而玉米和大豆收储政策改革通过“价补分离”、精准补贴的调整方式,完善市场价格形成机制,显著提高了国内外市场整合程度,有利于在全球范围内优化资源配置。深入推进市场化改革,推动国内农业支持政策向国内外接轨转型,是高水平开放下保障国家粮食安全的应有之义。

补偿声波测井扩径校正方法

准确的声波测井数据对地震资料时—深转换、合成记录制作、地震反演、油藏建模等具有重要作用。双发双收补偿声波测井能够较好地消除井径及泥浆的影响,消除记录点与测量点之间的深度误差,但当井径扩径大于校正门限时,产生的异常无法消除。文中从双发双收补偿声波测井仪器参数出发,基于费马时间最小原理,分析了井眼不同扩径状况下声波首波的传播路径,并推导了三种情况对应的声波时差校正公式。研究结果表明:应用推导的校正公式对实际声波时差数据进行处理校正,得到的声波时差更合理,更接近于地层的真实值。最后通过应用实例验证了方法的有效性。

基于LVQ神经网络的水果图像分割研究

由于传统边沿检测算子在水果颜色多样、亮度不均匀时,难以分割得到完整、无噪声的二值图像且依赖优化的阈值,本研究提出了一种基于LVQ神经网络的水果图像分割方案。首先将彩色图像转变为灰度图像;然后对Canny算子获得的边沿图像随机选取一些像素作为网络的学习监督信号,仅以灰度图像中相同位置像素3×3邻域的Kirsch算子梯度值作为输入,训练权值;最后重新将原灰度图像的Kirsch算子梯度值输入到训练好的网络中,获得封闭的边沿并填充得到二值图像。考察了14幅像素为640×480的水果图像,结果表明:网络在很宽广的阈值范围内(0.001~0.99)分割得到完整、一致的二值图像;面积误差最小为0.9%,最大为8.83%,不依赖于优化的阈值,不需要对原始图像滤波预处理。与没有阈值及滤波的算法相比,本方案的误差和时间复杂度均更低;与设置了阈值和/或滤波的算法相比,本方案与之相当,甚至效果更优。

基于物联网物理捕获阶段攻击检测方法研究

文章以优化物联网节点攻击检测的捕获率为研究目的,以多端柔性配电网管理物联网平台中的网络节点为研究对象,针对无线传感器网络节点捕获攻击的检测问题,分析了传感器节点被捕获时的特点,建立了传感器节点分级的网络拓扑模型。在此基础上,提出了改进的物理捕获阶段攻击检测方法,除了考虑缺席时间阈值外,还引入了心跳差阈值和异常事件数量阈值等多个阈值来增强检测能力。通过OMNET++仿真平台搭建传感器网络拓扑结构并进行了仿真实验,结果表明所提出的方法在检测率等方面具有一定的优越性。

掺杂纳米铝粒子硼硝酸钾的激光点火性能探讨

采用纳米铝粒子掺杂的方法进行了硼硝酸钾激光点火阈值的调制研究,结果表明,随着纳米铝含量的增多,药剂发火阈值和作用时间呈现先降低后增加的趋势,当纳米铝粒子质量分数为1.0%时,发火阈值和作用时间达到最小值(0.25 W,12 ms)。分析表明,纳米铝粒子对药剂的光吸收特性无明显影响,药剂热导率随铝含量增多而呈近线性增加。

基于小波时频图和ResNet18的焊接状态监测方法研究

针对焊接过程中因外部干扰因素或焊接参数选择不当而导致的气孔和未熔合缺陷的问题,提出一种小波时频图和深度残差网络(ResNet18)相结合的焊接质量检测方法。首先,搭建管道全位置自动焊接试验平台,利用拾音器记录熔合良好、未熔合和气孔焊接状态下的声音信号,将采集到的声音信号进行小波阈值降噪处理并且计算信号的信噪比,从而得到合适的信号降噪方法。其次,使用连续小波变换得到小波时频图,对时频图进行压缩和预处理,将时频图的大小设置为224×224,并剔除时频图上的标题、坐标和能量等。最后,将处理好的小波时频图作为输入,以未熔合、熔合良好和气孔三种状态作为输出,利用ResNet18网络进行训练。结果表明,该模型对三种焊接状态下的声音信号具有良好的监测效果,其准确率为90.78%。

触/延手榴弹引信开闭功能测试方法研究

针对性能鉴定试验需要考核测试触/延手榴弹引信第一碰撞信号的时阈和开闭灵敏度的问题,通过研制测试设备以及设计试验方案,实现了对触/延手榴弹引信开闭功能的考核评估。通过分析触/延引信的结构组成和作用机理,确定了引信中碰炸开关可靠闭合的临界条件,结合产品性能指标规定的时阈要求,提出了基于PLC程序控制手榴弹保险握片松开至跌落中硬地面全流程精准管控的设备研制方案,确保了手榴弹的跌落高度和与中硬地面的碰撞时间,有效解决了触/延引信开闭时阈和开闭灵敏度无法考核测试的技术难题。

动态心电图心率变异性时阈参数对老年冠心病合并高血压自主神经功能改变的诊断价值

目的探讨动态心电图心率变异性(HRV)时阈参数对老年冠心病(CHD)合并高血压自主神经功能改变的诊断价值。方法选取2021年1月至2023年6月期间上海市金山区朱泾社区卫生服务中心全科医疗科收治的160例老年冠心病患者,所有患者均进行动态心电图检查,收集患者心率变异性时阈参数。根据是否发生自主神经功能改变分为自主神经紊乱组和自主神经正常组,采用多因素Logistic回归分析法明确影响CHD患者合并高血压发生自主神经功能改变的危险因素,并采用受试者工作特征(ROC)曲线分析HRV时阈参数对老年CHD合并高血压自主神经功能改变的诊断价值。结果自主神经紊乱组正常R-R间期的标准差(SDNN),每5min正常R-R间期标准差(SDANN),相邻R-R间期差值>50ms的心搏数占比(PNN50)水平均低于自主神经正常组(P<0.05);自主神经紊乱组有吸烟史占比及收缩压均高于自主神经正常组(P<0.05);Logistic回归分析显示,收缩压,SDNN、SDANN、PNN50是影响CHD合并高血压患者发生自主神经功能改变的危险因素(P<0.05);ROC分析结果显示:SDNN、SDANN、PNN50单独及联合预测自主神经功能改变发生的AUC值(95%CI)分别为0.704(0.627~0.774)、0.673(0.595~0.745)、0.715(0.595~0.745)、0.862(0.798~0.911),3者联合预测效能高于各项单独检测(Z=3.150、3.728、2.911,P<0.05)。结论CHD患者HRV时阈参数异常,其中SDNN、SDANN、PNN50低水平是影响CHD发生的独立危险因素,3者联合对老年冠心病CHD合并高血压患者发生自主神经功能改变具有较高的诊断价值。

直埋热水供热管道泄漏定位检测实验研究

选用傅里叶滤波法和小波阈值法进行了管道泄漏信号降噪和泄漏定位的对比研究。在DN300管路的实验直埋热水供热系统上进行了泄漏检测实验,采用小管径支管和调节阀模拟泄漏点、加速度传感器测量声波振动信号,依次选用2种滤波方法对直埋热水供热管道泄漏的声波振动信号进行数据降噪处理,讨论了泄漏信号降噪前后的信号频域特征和定位精度。在北京市某小区直埋供热管道进行了声波降噪泄漏检测工程验证,定位偏差不超过1.0 m。研究表明,傅里叶滤波法和小波阈值法对直埋热水供热管道泄漏定位的声波振动信号降噪处理效果显著,小波阈值法保持了全频段的信号特征,可获得更高的定位精度。

柔性双工网络功率分配:边剪枝加速的GNN计算

由于用户间干扰的存在,无线通信网络中的功率分配问题往往是非凸的、计算量巨大。当前图神经网络(graph neural network,GNN)成为一种有效的计算方法被用来解决该问题。为了最大限度地提高网络传输速率的同时降低计算复杂度,提出一种将设备属性和通信连接属性纳入GNN的柔性双工网络图表示方法,并构建了相应的柔性双工图神经网络(flexible duplex GNN,FD-GNN)模型,首次将节点对之间的距离、信道增益和邻居作为动态阈值引入到FD-GNN中,以适应动态环境。排除GNN中邻居的信道状态信息,通过修剪FD-GNN中的边来减少计算时间降低网络时间复杂度。仿真表明,所提出的基于信道增益邻居的阈值设定方法,性能最优且达到加权最小均方误差(weighted minimum mean square error,WMMSE)的97%,相较于Full-GNN所需的训练时间下降24%。提出的基于阈值的边剪枝有效降低了GNN运算的时间复杂度,提高了算法有效性。

面向矿区沉陷监测的GNSS垂向时间序列降噪方法

GNSS技术作为开采沉陷监测的重要手段,其时间序列中的噪声会对监测结果造成较大影响.本文提出一种混合灰狼粒子群优化算法(improved hybrid grey wolf particle swarm optimization,IPSOGWO)和改进自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)联合小波阈值(wavelet thresholding,WT)的降噪方法.通过IPSOGWO优化ICEEMDAN算法的超参数,对GNSS时间序列进行分解,提取本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF).利用多尺度排列熵筛选出含有噪声的IMF分量,采用小波阈值对含噪分量进行二次处理,并与剩余IMF分量重构,获得降噪结果.利用仿真信号和某矿区自动化监测站的实测数据进行实验,结果表明:与小波阈值、完备集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)和GWO-ICEEMDAN相比,本文方法降噪性能更好,降噪后的数据可为后续工作面沉降分析提供支持.

基于自适应阈值的脉冲激光引信时刻鉴别方法

由于门限阈值电压固定,传统脉冲激光引信接收系统的时刻鉴别电路极易产生信号误判而引起虚警或漏警。针对此问题,提出基于自适应阈值的脉冲激光引信回波时刻鉴别方法,并进行电路优化设计。该方法通过将时刻鉴别电路中门限阈值和放大信号进行关联,使得门限阈值电压可以根据信号源中直流分量及噪声的变化而自适应调节,可显著降低时刻鉴别误差。LT spice软件仿真结果表明:随着直流分量的增加,门限阈值增加,该优化电路可根据直流分量的变化而自适应调节;随着信噪比的增大,门限阈值自动降低,该优化电路可根据噪声变化而自适应调节。该优化电路可将比较器输入两端的电压差控制在适当的范围,实现对脉冲结果的控制。该自适应阈值时刻鉴别电路结构简单、易于实现,为实现激光引信的高精度测距提供了有效的支持。

基于到达时间间隔差的ADS-B位置消息验证方法

广播式自动相关监视(ADS-B)是一种新型的航空器监视技术,具有定位精度高、更新速度快及覆盖范围广等优势,在民用航空监视领域获得广泛应用。由于ADS-B消息以广播方式传输,未采用加密与认证机制,ADS-B系统易受外部欺骗源的干扰。为解决该问题,提出了一种基于到达时间间隔差(IDOA)的ADS-B位置消息验证方法。建立基于IDOA的ADS-B位置消息验证系统模型,理论分析给出检验统计量的表达式及其统计特性,进一步分析给出检测门限的确定方法,通过仿真验证所提方法的正确性与有效性。结果表明:所提方法与基于到达时间差(TDOA)的验证方法具有相同的检测性能,且对时间测量误差和ADS-B位置误差不敏感,但所提方法可克服基于TDOA的验证方法存在的对地面站时间同步误差敏感的缺点。