三维单向拉伸马蹄的寻找及其在Compass行走模型中的应用

对三维映射,因维数较高,混沌吸引子结构复杂.根据混沌吸引子维数相对较低的特点,在选定不稳定周期轨的附近,对吸引子的局部进行曲面拟合,提出了三维空间中单向拉伸拓扑马蹄的"降维-升维"寻找方法,并实现为MATLAB工具箱.以Compass行走模型为例,详细介绍拓扑马蹄的寻找过程,判定了混沌步态的存在性,刻画了混沌不变集的部分结构.

基于随机行走模型的人致振动舒适度研究

为研究人群密度对人行桥结构的振动影响,首先,建立了双向随机行走模型,推导了随机荷载作用下结构振动响应解析解;然后,对比分析了人群密度对结构振动响应的影响规律;最后,通过研究行人实感时程与总时程之间的相关关系,定义了舒适度放大系数,以荆州市某人行天桥为例,进行振动舒适度评价,验证了双向随机行走模型及舒适度放大系数的适用性。结果表明:人行桥结构加速度响应随人群密度增大呈现出先增大后减小的规律;行人实感时程与总时程具有显著的相关性,根据舒适度放大系数可建立对应关系;舒适度放大系数随着振动响应峰值的增大而减小,随着人群密度的增大而增大;该类结果对人行桥振动舒适度定量计算具有参考借鉴意义。

基于随机行走模型的行人实感振动响应分析

针对人群荷载随机性对行人振动感知的影响,研究随机行走模型中行人感知振动响应动态变化规律.首先,基于随机人群行走模型,建立了考虑行人实感的竖向振动响应分析方法 .然后,对比分析不同随机行走模型下行人实感最大振动响应、出现时刻以及位置区间上的变化规律.最后,通过研究行人实感最大振动响应与结构跨中峰值加速度之间的相关关系,定义振动响应折减系数和变异系数,提出行人实感最大振动响应的近似计算方法 .研究结果表明:有序排列模型(Ordered Arrangement Model,OAM)、随机到达模型(Stochastic Arrival Model,SAM)、随机分布模型(Stochastic Distribution Mode, SDM)、动态平衡模型(Dynamic Equilibrium Model, DEM)4种人群行走模型下,行人实感的最大加速度响应服从近似的正态分布,OAM的值域范围大于其他3类模型;最大响应出现位置以及出现时刻取决于行人的行走方式,随人群密度增长无明显变化;OAM与SAM分布规律相同,出现时刻主要集中在总时程内的中间段,而SDM与DEM分布相对均匀;行人实感的最大响应计算值与实际值最大误差不超过5%.

基于模型预测控制的双足高效行走系统

提出基于模型预测的双足高效行走系统.首先,利用最优能效算法对双足行进中的最优步态进行分析,包括行进步长和步速,并以此生成参考轨迹;然后,通过模型预测控制的思路对机器人的最优能效步态进行跟踪控制;最后,结合机器人逆运动学构建高效稳定的双足行走系统.通过仿真实验验证了该系统可以有效跟踪、生成高效的行走步态,探寻了双足机器人动态行走的新思路.

用随机行走模型评价生脉注射液治疗冠心病的临床疗效

目的:评价生脉注射液对证与不对证治疗冠心病的临床疗效。方法:利用冠心病临床个体化诊疗平台实时采集患者信息。将使用生脉注射液的患者按是否对证分为对证治疗组和不对证治疗组,并进行冠心病主症量化表计分,利用随机行走模型进行临床疗效评价。结果:对证治疗组273例,死亡4例(1.47%),不对证治疗组297例,死亡7例(2.36%)。对证治疗组综合评价指标随机波动最大值1472,行走步数13617次,行走正向增长率0.1081,比值9.25,随机波动幂律值0.6742,综合评价指标递增率0.4706,综合评价指标记录次数3128。不对证治疗组综合评价指标随机波动最大值1030,行走步数14588次,行走正向增长率0.0706,比值14.16,随机波动幂律值0.6606,综合评价指标递增率0.3128,综合评价指标记录次数3293。两组随机波动幂律值均大于0.5。结论:生脉注射液治疗冠心病时,患者综合评价指标和接受的干预措施存在长程关联,生脉注射液对证治疗效果优于生脉注射液不对证治疗。

高度角信噪比联合随机模型的抗差GPS/COMPASS实时差分定位算法分析

在抗差GPS/COMPASS实时差分定位的基础上,对比分析了等权随机模型、高度角随机模型和信噪比随机模型对导航定位的影响,并由此提出高度角信噪比联合随机模型。试验证明,该模型与等权随机模型相比,明显提高了定位精度,也优于高度角和信噪比随机模型。

行走激励的傅里叶级数模型及其参数的实验研究

利用三维动作捕捉技术结合三向测力板,开展了7种不同步行频率下行走激励的动力特性实验,得到73人次5 004条有效单足落步荷载曲线。利用实测的双足重合的准确时间点将单足落步荷载曲线拓展成连续时程曲线,进而得到行走激励竖向及横向分量的傅里叶级数模型的前5阶系数及相位角值。与其它国家现有模型的比较反映出了不同人群特性的差异,所建议模型可用于大跨工程结构考虑行走作用的振动舒适度问题的设计与分析。

橡胶履带车辆行走系统的动力学模型及脱轮问题仿真分析

橡胶履带在高速行驶中的脱轮容易导致行走系统部件的损坏和人身财产损失。本文在分析履带车辆行走系统工作原理的基础上,考虑了履带车辆的主要结构,建立了针对其高速行驶中脱轮问题的行走系统动力学模型,分析了第一支重轮垂向位移与行走系统结构参数以及地面激励的联系,并针对某型履带车辆的行走系统进行了计算机仿真和分析。结果表明所建立的动力学模型是可行的,本文方法可为履带车辆行走系统设计和动力学分析提供了参考。

基于随机行走介数的级联失效模型

将随机行走介数引入级联失效模型,提出了基于随机行走介数的级联失效模型,该模型较基于介数的级联失效模型更加符合实际情况。为了研究该模型的特性,针对无标度网络和随机网络,运用仿真方法,将其与基于介数的级联失效模型进行了比较。通过对两组共4个无标度网络模型和两个随机网络模型的仿真,发现基于随机行走介数的级联失效模型的节点介数相对较小,不同节点间介数大小的差距也较小,并分析了得到上述仿真结果的原因。

基于人类行走模型的步态特征提取方法研究

步态分析与评价是人类保健和康复的重要研究内容,运动学分析方法是步态分析中最有效最准确最直接的方法,因而被广泛采用。步态特征的提取是运动学分析方法的关键技术,也是进一步进行步态分析的基础。首先给出了人类行走的三维模型,接着提出一套从人类行走的运动学数据中提取相关步态特征的方法,包括步态周期特征和脚印特征的提取方法,最后对20到60岁年龄段的44个人的运动学数据进行分析,实验结果证明这套方法具有很高的准确性和实用性。

基于随机行走扩散模型的气相色谱分离模拟

利用粒子在受限空间内随机行走的扩散理论,构建了气相色谱毛细管柱分离的仿真模型,系统地考察了各模拟参数对粒子在色谱柱内的碰撞情况和峰宽的影响。模拟结果表明随机速度和时间步长的增加以及载气流速的降低均会加剧粒子碰撞和色谱峰展宽,而相互作用虽与碰撞行为无关,但峰宽会随着相互作用的增加而显著增大。模拟结果证实了该模型与色谱基本理论的一致性。

基于Rulkov神经元模型的四足机器人适应性行走控制

为了改善足式机器人的适应性行走能力,提出仿生控制和智能优化算法相结合的控制策略.利用Rulkov神经元模型对生物中枢模式发生器(central pattern generator, CPG)进行机理建模;设计了基于CPG模型的单关节和多关节耦合的网络拓扑结构,并利用多目标遗传算法优化CPG单元间的耦合系数矩阵,使得CPG网络的输出信号可以控制机器人关节按照一定的时序发生动作;设计机器人信息融合反馈系统并提出坡面适应性行走控制策略,并以四足机器人GhostDog作为实验对象,在Webots仿真平台上做实验验证.结果表明,所提出的行走控制策略可以控制机器人自主完成模式切换,具有一定的环境适应性.

生物组织中光传输的随机行走模型

假设生物组织是均匀的各向同性的简立方晶格 ,光子在内部进行随机行走 ,得出组织表面光分布的解析表达式 ,然后考虑组织散射的各向异性 ,将结果进行修正 ,所得结果与漫射近似理论及蒙特卡罗模拟进行了比较 ,结果显示在距离光源比较近处 ,随机行走模型比漫射近似理论更接近蒙特卡罗模拟结果 ,由此反演所获得的光学参数也较精确 ,证明随机行走模型是一个较好的模型 .

从随机行走模型到磁共振扩散权重成像

目的:利用布朗运动的随机行走模型导出磁共振扩散权重成像(DWI)公式,以验证随机行走模型对磁共振扩散权重成像的适用性。方法:从布朗运动的随机行走模型出发,分析存在梯度磁场情况下质子的扩散行为,计算梯度磁场对扩散运动中质子进动相位相散的积累,从而用统计方法算出在梯度磁场和扩散两个因素作用下导致的信号衰减,最后结合扩散成像序列导出磁共振扩散权重成像的信号强度公式。结果:证明了扩散运动中质子进动相位相散的积累符合高斯分布,导出了扩散所致信号衰减与梯度磁场及施加时间的关系,并进一步导出了脉冲梯度自旋回波序列(PGSE)的扩散权重成像公式——Stejskal-Tanner方程。结论:在磁共振扩散成像中人体水分子的扩散运动可视为随机行走。通过施加运动探测梯度(MPG)磁场,可将组织中水分子的扩散能力反映到图像亮度上。虽然Stejskal和Tanner也曾利用存在扩散和梯度磁场情况下的布洛赫方程导出了Stejskal-Tanner方程,但本文直接从随机行走模型出发导出该方程,为磁共振扩散权重成像的微观基础提供一个新的视角。

基于多刚体动力学模型的人体行走虚拟仿真

针对人体行走的特点,采用多刚体动力学模型。首先把人体骨架简化为16个刚体;然后通过刚体变分运动方程,构造系统的广义坐标矢量、质量矩阵及广义力矢量;接着对正向动力学分析、逆向动力学分析与静平衡分析,求出外力约束条件结果;最后建立虚拟人体运动控制模型。实验仿真给出步行肌肉力矩、连续帧以及单步行结果,其中踝关节前侧肌肉收缩,可产生较大的后蹬力,上行状态步速降低,躯干角度变化明显,单帧连接点转动的角度大。

应用Top-Down方法设计掘进机行走部三维模型

引用实例详细介绍了在Pro/E中用Top-Down(自顶向下)设计掘进机用行走部三维模型的方法,与以往的传统设计方法比较,节约了设计时间,为其他产品使用Top-Down方法设计三维模型提供了参考。

足球机器人定点行走模型的研究

针对线性比例反馈控制的双轮车型足球机器人,引入模型系数的概念,建立其定点行走的运动学模型,并推导出此类型的机器人在稳定、准确行走的要求下,反馈系数应满足的方程,从理论上来解决反馈控制系数取值的未知性、盲目性问题.同时以此模型为基础,采用程序仿真的方式,分析了机器人在速度限制、角度调整方式等方面存在的隐患,提出了应对措施,较好地解决了机器人偏转不足、不够迅速等问题.最后,通过分析机器人行走的一个隐蔽的收敛性问题,给出了反馈控制系数的完整约束条件.

一种多足步行机器人行走状态分析模型

结合步行机器人行走的动力学特性,通过对机器人的加速度传感器信息进行离散傅立叶变换,建立了行走相关特征值的概率模型.通过使用马氏距离作为判定标准,对步行机器人的行走稳定性给出定量描述.四足步行机器人平台上的实验结果表明,该模型能够实时反映机器人的行走特性,帮助机器人在行走状态受环境影响发生改变时,根据行走特征及时调整运动,保证其稳定性.

基于随机行走模型的人致人行桥振动响应分析

为研究人致荷载中的随机性对人行桥结构振动响应的影响,首先,提出了四种考虑时—空多尺度的随机行走模型,对随机步行荷载激励下的动力学方程进行了解耦;其次,分析了每种模型的峰值加速度响应、桥上驻留人数以及人群占位区间上的变化规律;最后,对比研究了不同模型之间的区别。研究结果表明:有序排列模型(ordered arrangement model,OAM)的响应值域范围较广,易出现大幅振动,人行桥峰值加速度出现时刻,人群荷载主要作用在跨中位置;随机分布模型(stochastic distribution mode,SDM)、随机到达模型(stochastic arrival model,SAM)以及动态平衡模型(dynamic equilibrium model,DEM)的峰值加速度响应均服从正态分布规律,且结构最大响应时人群主要分布在下桥端附近;SDM的驻留人数主要与初始时刻人数相同,DEM的驻留人数取决于稳态下的行人数,SAM则相对均匀;考虑行人行走随机性的4种模型可用于人致人行桥振动响应分析和舒适度评估。

类圆规双足被动行走模型及其稳定性

研究一种两杆三质点类圆规双足被动行走模型,在行走模型上增加支撑脚横向和纵向两个自由度,以该模型为研究对象,求解被动动态行走步态,并分析其局部和全局稳定性.结果表明当模型的雅克比矩阵最大特征值在单位圆内且初始状态在吸引域内时,行走步态稳定.为理解双足行走的运动机理提供指导,同时也为设计稳定、高效的双足机器人提供分析思路.