基于FBS-TRIZ的园艺拖拉机设计研究

目的关注园艺拖拉机使用过程中驾驶者的相关行为,提取园艺拖拉机驾驶者的使用需求,并将其转化为产品技术特性的设计要求,提升园艺拖拉机驾驶者的用户需求满意度。方法将FBS-TRIZ理论融合作为研究园艺拖拉机功能需求映射的方法。通过对用户行为特征的分析,结合用户访谈、问卷调研等方式获取用户需求,运用FBS模型,构建出园艺拖拉机功能需求模型,将行为作为连接功能需求与产品结构的纽带,通过分析获取解决设计问题的方法;运用TRIZ理论进行冲突问题的分析与转化,并针对设计层面产品特性的矛盾提出解决方案。结论FBS与TRIZ理论的融合应用能够将用户需求精准转化为技术特性层面的设计要求,对园艺拖拉机用户需求设计方面的不足提出了相应的解决方案,为设计师提供了将用户需求向功能结构的映射转化的指导,验证了该方法的有效性。

基于用户需求导向的智能座舱柔性试验台概念设计集成方法

为解决传统座舱试验台结构同质化及模块化设计不足等问题,采用亲和图法整理了汽车故障及用户初始需求;采用模糊Kano模型进行需求指标权重计算,并结合质量特性要素进行用户核心需求汇总;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique,FAST)黑箱模型将用户需求转化为功能需求,并引入公理设计(Axiomatic Design,AD)理论与功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)模型进行逐级映射,最终确定智能座舱柔性试验台的结构设计要素。该设计过程以用户核心需求为导向,通过FAST-AD-FBS集成方法的应用,克服了传统产品概念设计中用户需求与产品功能结构设计间存在矛盾的问题,为提高产品创新设计的完整性及准确性提供了理论参考。

2205 DSS在硫酸盐还原菌及铁细菌微生物环境下的腐蚀行为

针对页岩气田集输管道的细菌腐蚀问题,以2205 DSS为对象,采用SEM、EDS、AFM及电化学分析等方法,对比实验研究了其在无菌及有菌模拟介质[含2.5×10^(4)个/mL硫酸盐还原菌(SRB)和6.0×10^(3)个/mL铁细菌(FB)]中的腐蚀行为。结果表明:2种环境下2205 DSS均出现点蚀,但有菌模拟水中试样的点蚀情况更为严重;有菌模拟介质腐蚀试样表面存在许多分散的含Fe、O、S等元素附着物;通过阻抗分析,试样表面钝化膜在微生物影响下发生硫化,导致极化电阻有所下降;极化曲线分析表明,在微生物的影响下试样的腐蚀电位降低,说明其耐蚀性有所下降。通过实验结果分析,2205 DSS在页岩气输送环境下的腐蚀机理为:前期有氧气残留时,主要是FB的活动为主,会产生富含铁的厌氧环境,之后SRB在Cl^(-)作用下在厌氧区繁殖产生硫化物沉淀,加剧了不锈钢的腐蚀。

基于FB-PS-PWM软开关技术的光伏发电MPPT研究

对两级式光伏发电方案中DC/DC变换器进行了研究和设计。在变换器中同时采用了FB-PS-PWMZVS软开关技术和稳定性好、可靠性高的改进型CVT控制策略,并对FB-PS-PWMZVS技术存在的滞后桥臂实现软开关较为困难、副边整流尖峰干扰和CVT控制策略的温度影响等问题进行了分析。通过采用可饱和电感和增加辅助谐振网络解决了滞后桥臂实现软开关较为困难的问题;通过选用超快恢复二极管、在二极管回路中串入小电感、在变压器副边接入RC吸收网络等措施有效克服了副边整流尖峰;通过增加一块相同特性的较小光伏电池,实时检测其开路电压并按固定系数确定光伏最大工作点电压给定值,解决了传统CVT受温度影响大的问题。变换器实验效率达91.5%,优于不采取软开关技术的其他MPPT方案。

示踪剂^(18)F-FB-RGD在肺癌模型中的生物分布研究

目的:研究1 8F-FB-RGD在Lewis肺癌模型体内的生物分布。方法:24只荷Lewis肺癌C57BL/6小鼠随机分为实验组和对照组(每组12只),实验组和对照组经尾静脉分别注射示踪剂18F-FB-RGD和18F-FDG,并在注药后不同时相点(30、60、90、120min)分别测量血液及各主要组织器官(心、肝、脾、肺、肾、小肠、脑、肿瘤)中的放射性浓度,获得其体内生物学分布数据。结果:(1)在1 8F-FB-RGD的生物分布研究中,肿瘤部位有相当高的放射性摄取,肿瘤对血、肌肉及肺的T/NT比值均大于2.0。(2)示踪剂1 8F-FB-RGD对包括原发肿瘤和对侧肺转移瘤都作出了清晰显像;1 8F-FDG则由于心脏高摄取及肺部的高本底而无法区分肿瘤与纵隔,特异性不强,而且未发现转移瘤,灵敏度较1 8F-FB-RGD差。结论:同1 8F-FDG相比,1 8F-FB-RGD示踪剂对肺癌显影具有更高的特异性和灵敏性,有望成为肿瘤受体显影的高敏感性特异性示踪剂,在肺癌诊断、分期、转移和疗效监测方面发挥重要作用。

基于SS-FB-PFC的纯电动汽车车载充电系统的研究

针对现有车载充电系统的主要问题,提出了一种基于单相单级全桥功率因数校正拓扑的车载充电系统结构和改进型单体电压控制的新型整车充电策略。开发了一台3.6kW的样机,其实验结果表明,该系统具有效率高、体积小、功率因数高和谐波污染少等优点,充电控制策略提升了充电的安全性。

FB-DFWM技术的实验研究

介绍了燃烧场微量分子探测简并四波混频技术的工作原理,建立了前向简并四波混频(FB-DFWM)实验系统,利用该系统,测量了甲烷-空气火焰中OH分子的DFWM光谱信号和OH分子的浓度分布,研究了激光能量、调协波长及其他实验条件与信号强度的关系,并探索了如何有效抑制杂散光干扰及提高信号强度等问题。FB-DFWM技术测量OH分子浓度分布结果与微量分子测量技术——激光诱导荧光技术的测量结果一致,验证了该技术测量结果的准确性。

基于用户需求综合模型与VIKOR评价的手持式紫外消毒灯设计

在目前疫情放开管控的背景前提下,为增强人们的消毒意识,减小病毒感染风险,针对手持式紫外消毒灯进行研究及设计。以用户需求为基础,利用KJ法归纳总结用户需求,利用FAHP模型量化用户需求并计算权重,利用FBS模型将需求转化为具体的产品结构,接着根据转化结果进行手持式紫外消毒灯的方案设计,最后运用VIKOR法进行评价得出最佳方案。通过实践可知,利用综合模型将用户需求进行分级、量化与功能结构转化,有助于使设计更符合用户的实际需求,也能使设计的可实现性更强。

基于FB-CFAR的多径信道阶检测算法

多径信道阶的检测是无线通信参数化信道估计的首要步骤,对系统性能有着重要的影响.然而,目前使用的检测方法大多是基于Akaike信息理论准则(AIC)或最小描述长度准则(MDL)提出的.这些准则在高信噪比条件下性能较好,但在低信噪比时检测性能不好.本文提出了一种基于前后平滑恒虚警率准则(FB-CFAR)的算法来提高信道阶的检测性能.OFDM系统中的仿真结果表明该算法能有效提高低信噪比时多径信道阶的正确检测概率.

FB-样条曲线的奇拐点分析

FB-样条曲线是C-B样条曲线和H-B样条曲线的统一和推广。文章利用包络理论和拓扑映射的方法,讨论了FB-样条曲线的奇拐点和曲线性质,并给出了依据控制多边形判断FB-样条曲线出现1个或2个拐点、1个尖点、1个二重点以及处处为凸的充分必要条件;最后给出了FB-样条曲线的奇点、拐点以及二重点在λ-μ平面上的分布图。

一种新型PS-FB-ZVZCS-PWM移相全桥变换器的研究

所研究的移相全桥软开关变换器带饱和电感的电路结构简单,能在很宽的范围实现滞后臂的零电流关断即ZCS,减小了占空比的丢失,提高了高频变压器的利用率。讨论了饱和电感的特性,详细分析了该变换器的工作模态,给出了几个关键参数的设计原则。以此为基础试制了一台高频变换器样机,实验结果表明所研制的变换器具有较高的效率和较低的损耗,性能良好。

基于QFD-FBS的儿童游泳辅助产品创新设计研究

目的为消除儿童游泳时的恐水心理,助其更好地学习游泳,探索儿童游泳辅助产品的创新设计路径。方法首先,采用实地问卷调查法提取儿童初学游泳的需求并在层次分析法(AHP)中筛选出最大权重项;其次,运用QFD建立“用户需求-设计要求”关系矩阵,将关键设计目标转化为主要功能;最后,在FBS模型中映射出功能对应的结构模块。结果提出儿童游泳辅助产品以用户行为需求为导向的四大功能模块,即预警功能模块、学习功能模块、娱乐功能模块、调节功能模块,并以此为起点完成功能层-行为层-结构层的映射,从而指导游泳辅助产品的创新设计表现。结论QFD-FBS相结合能够填补空白点,在游泳辅助产品创新开发领域具有较好的指导意义,提高了儿童学习游泳的满意度,为游泳辅助产品设计领域引入新思路。

基于AHP/QFD/FBS模型的果园管理机创新设计研究

目的 改善本土农机装备现行设计流程在方案创新中的不足,实现果园管理机要素的优化和设计的创新。方法 面向农业4.0场景应用,引入工业设计创新思维到农机装备设计,构建层次分析法(AHP)、质量功能展开(QFD)和FBS(Function-Behavior-Structure)模型相结合的创新设计流程。首先,通过AHP和QFD的分析过程,将用户需求转化为关键产品特性。然后,结合相关特性指标,优化、更新、重组产品功能的内在属性,逐步建立概念性功能系统。最后,通过FBS模型的“功能-行为-结构”映射,求解功能实现的结构载体,以满足产品功能创新和结构要素为设计条件。最终完成果园管理机创新设计。结果 集成AHP/QFD/FBS的创新设计流程包含完整的需求分析、特性发掘、功能创新和结构求解过程。通过设计实践,果园管理机在用户体验、功能配置、适应性和智能化方面得到了提升。结论 该流程在农机装备方案创新中呈现出的有效性,能够为农业4.0中相关产品设计提供新思路和参考。

基于改进Forword-Backword Spliting算法的ECT图像重建算法

针对电容层析成像技术图像重建问题的不适定性和实时性要求,提出了一种基于改进前后向分裂(Forword-Backword Spliting, FBS)算法的ECT图像重建算法。首先,建立基于FBS算法的ECT逆问题求解模型,提升ECT图像重建的速度;其次将GMC惩罚项代替L1范数应用于ECT图像重建中,提高重建解的稀疏度以获得更准确的特征信号;最后建立基于GMC惩罚项的FBS图像重建模型并求解。采用COMSOL5.3和MATLAB2014软件搭建联合仿真平台,仿真结果显示,改进的算法最高将核心流模型成像相关系数提升至0.934 5,成像时间最快达到0.094 5 s,相较于Tikhonov正则化算法和Landweber算法,在成像速度和质量两方面均有明显提高。并通过实际实验验证了改进算法具有更好的可靠性和实时性。

基于TWH与FB-error约束的均值漂移无人机跟踪算法

针对无人机跟踪过程中目标遮挡和目标背景变化等因素导致的跟踪失败现象,提出一种M TF(M ean-shift by TWH and FB-error)跟踪算法。首先,在M ean-shift跟踪框架下引入目标加权直方图(TWH:Target-Weighted Histogram)描述目标,即在跟踪过程中,用目标的局部背景来削弱所有区域的内部背景特征,使目标特征突出;其次,添加FB-error约束,在目标被部分遮挡时,通过使用FB-error相关加权函数把目标当前位置的预测结果与Mean-shift矢量计算出的位置结果联合起来估计目标在t时刻的最终位置。实验表明,此跟踪算法在跟踪精度上有较大突破。

结合FAST-FAHP-FBS整合模型的适老化智能床头柜设计研究

为了优化现有适老化智能床头柜设计,改善当今适老化家具市场存在的定位失焦、同质化严重、智能乱象等问题。首先,依据扎根理论构建需求体系,通过FAST理论将需求转化为功能并进一步功能细化;其次,采用FAHP进行功能权重求解。基于权重计算结果并借助FBS将权重较高的功能转化为结构设计点进行设计,应用模糊综合评价方法进行设计反馈。FAST-FAHP-FBS整合模型设计流程将质性与量化研究整合,将适老化智能床头柜设计建立于用户需求之上,为今后适老化家具的设计提供理论与实践参考。

一种基于双环控制的S-FB-ZVS-PWM变换器研究

提出采用三端PWM开关模型法建立PS-FB-ZVS-PWM变换器的平均电路小信号模型。分析并推导出PS-FBZVS-PWM变换器的传递函数,设计了电流内环功率外环的双环控制算法,并分析了基于双环控制的开环传递函数幅频和相频特性,最后通过PSIM仿真软件搭建了变换器的仿真模型。实验结果验证了基于双环控制的PS-FB-ZVS-PWM变换器可以很好地实现对输出功率的控制。

基于Kano-FBS模型的智能桌面便签机设计

为帮助办公人群更高效率地完成工作并获得更多乐趣,同时缓解工作压力,将使用便利贴记事这一行为向智能化趋势靠拢,文章首先基于Kano模型深入分析智能桌面便签机用户需求,确定功能特性类型,并明确相对重要的用户体验需求。其次采用FBS模型将关键需求与产品设计相对应,确保设计方案的合理性。最后通过理论模型的应用得到更具创新性和实用性的设计方案,提高用户工作效率的同时增添趣味性,为办公用品创新发展和改进提供有针对性的指导。

FB-ZVZCS变换器小信号建模及补偿器设计

在研制一台功率为5 kW,开关频率为30 kHz的FB-ZVZCS变换器时,为了提高系统的控制精度和动态响应速度,利用状态空间平均法建立了该变换器的小信号模型,推导出了系统的开环传递函数。针对该系统,设计了极点-零点补偿器,并且给出了补偿器设计原则。通过仿真,给出了补偿前后的系统幅频特性图,仿真结果表明补偿后系统的快速性得到提高,稳态误差减小到零。通过实验,给出了系统输出电压的动态特性图。实验结果表明,系统的控制精度以及动态响应速度均达到指标要求。

一种FB-ZCS Boost倍压变换器工作原理的分析与仿真

分析了FB-ZCS变换器的工作原理,系统研究了软开关实现条件。这一变换器结构简单,容易实现。仿真分析证明,这一变换器具有高增益的特点。通过Pspice仿真,证明了FB-ZCS运用于28V直流输入的某新型行波管电源的可行性。