基于Udwadia-Kalaba方法的平面冗余并联机器人建模与轨迹跟踪控制

以平面冗余驱动并联机器人为研究对象,利用Udwadia-Kalaba(U-K)方法,将并联机构的物理连接抽象成系统约束,建立了平面2自由度冗余驱动并联机器人的闭链运动方程.首先,将2自由度冗余驱动并联机器人分割成3个无约束开链子系统,子系统的动力学方程由Lagrange法获得;然后,采用运动学约束来描述各子系统和末端执行器、子系统与基座之间的物理连接.对约束进行微分,并转化为二阶Pfaffian标准微分形式,通过应用U-K方程,可以获得满足该物理约束的约束力的解析解.根据U-K理论,将该约束力附加到无约束开链系统方程即可建立平面冗余驱动并联机器人的动力学模型.在轨迹跟踪控制器设计中,将期望的位置或者速度轨迹抽象成虚拟约束,并将约束条件转化为Pfaffian标准微分形式,再通过U-K方程求解各驱动关节满足给定轨迹约束所需要的输出力矩.该方法不需要Lagrange乘子或伪广义速度等辅助变量,并可以同时处理完整约束和非完整约束.数值模拟和分析结果表明,该建模与控制方法能够高效、系统、快速地建立平面2自由度冗余驱动并联机器人的动力学解析解耦模型,实现给定轨迹的高精度跟踪控制.

基于Udwadia-Kalaba方法的并联机器人鲁棒伺服约束控制

针对2自由度冗余驱动并联机器人轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于Udwadia-Kalaba方程的鲁棒伺服控制方法.在负载、外部干扰以及制造误差的影响下,无法得到机器人精确、完整的运动模型,导致机器人控制性能变差.为解决这类不确定性带来的影响,提出了一种鲁棒控制方法.该方法通过保证系统的一致有界性和一致最终有界性,使系统能够精确跟踪理想约束轨迹.此外,该方法采用Udwadia-Kalaba方程,求解控制过程中满足系统理想约束所需要的约束力.Udwadia-Kalaba方程不需要Lagrange乘子或伪广义速度等辅助变量,可以同时处理完整约束和非完整约束,且可以获得满足轨迹约束的约束力解析解.利用Lyapunov函数对该鲁棒控制方法的稳定性进行了理论证明,并且通过仿真实验,验证了该鲁棒控制方法能够在非理想条件下实现给定轨迹的高精度跟踪控制.

基于修正Udwadia-Kalaba方法的刚体系统动力学模拟

借助于Udwadia-Kalaba方法,在受约束系统的动力学建模中,无需引入拉格朗日乘子,从而直接得到广义约束力。当处理理想约束力与非理想约束力存在耦合的系统时,Udwadia-Kalaba方法的应用存在缺陷。采用针对非光滑系统的修正Udwadia-Kalaba方法,研究了含摩擦的刚体系统的动力学模型,并建立了包含滑动和黏滞两种状态的非光滑刚体系统动力学的计算框架。结合具体实例,对修正后的Udwadia-Kalaba方法进行了动力学模拟,并与用经典的刚体动力学方法和未修正的Udwadia-Kalaba方法所得的结果进行了对比,验证了修正的Udwadia-Kalaba方法的正确性及有效性。

基于Udwadia-Kalaba方法的全向移动机器人轨迹跟踪控制

针对三轮全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,文章提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)方程的约束跟踪控制方法。根据牛顿力学构建无轨迹约束时的移动机器人动力学模型;基于U-K理论,将期望运动轨迹抽象为一种虚拟约束施加在系统上,并将该约束转化为Pfaffian标准形式,再通过U-K基本方程获得满足期望轨迹要求的控制力矩解析解,该控制设计过程简单明确,且可以同时处理非完整约束与完整约束;最后以数值仿真的形式跟踪了2种轨迹。仿真结果表明,该约束跟踪控制方法可以实现对给定轨迹的高精度跟踪。

关于高纯石英原料矿石地质学评价方法的探讨

高纯石英资源是一种重要的战略性资源。本文结合高纯石英成矿地质特征及其对后期选矿提纯、材料加工等的影响,系统总结了高纯石英原料中杂质的赋存状态、形成机理以及评价方法等,得出:(1)可以作为高纯石英原料的潜在岩石类型有花岗伟晶岩(包括不含暗色矿物的伟晶状花岗岩)、脉石英以及水晶,岩浆演化晚期的伟晶状花岗岩-伟晶岩早期阶段的NYF型花岗伟晶岩结晶形成的石英纯度更高,后期适当的变形变质作用更有利于高纯石英矿床的形成。高纯石英原料矿石中石英矿物呈现无色透明至半透明,矿物构造裂隙少,伟晶岩型矿石矿物组成通常为石英、钠长石、条纹长石、白云母等,黑云母等暗色矿物含量极少,基本不见锂辉石、独居石等稀有金属矿物和电气石、萤石等含挥发分矿物。(2)影响高纯石英的主要地质因素包括脉石矿物及晶界杂质、包裹体、晶格杂质等。其中包裹体类型、数量和尺寸是包裹体评价的关键指标,天然石英矿物中的气液两相包裹体、矿物包裹体和<10μm包裹体应尽量少;Al和Ti是晶格杂质元素评价标志性元素,通常要求天然石英矿物中Al<50×10-6和Ti<10×10-6。(3)建议按照手标本特征-石英矿物特征-石英中包裹体特征-晶格元素赋存状态及含量的顺序,从宏观到微观,综合借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、阴极荧光光谱分析系统(SEM-CL)、激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)等开展地质学评价和研究工作。

细毛羊主要毛用性状检测及其评定方法

羊毛品质的检测方法、检测标准在推动毛纺工业发展、羊毛贸易以及细毛羊育种中具有重要作用。通过归纳国内外相关文献及标准,总结了国内外主要毛用性状及其检测标准;依据已有标准并结合国内在生产中的实际应用,详细介绍了2个羊毛产量性状与6类羊毛品质性状的客观测定方法,最后系统介绍了澳大利亚和中国开发的羊毛表型目测评定方法。文章可为开展羊毛纤维品质的统一测定和评估提供参考。

气相色谱法测定猪肉脂肪的脂肪酸方法优化

比较在3种程序升温条件下的37种混合脂肪酸甲酯标准品的谱图,确定最适合分析猪肉脂肪的脂肪酸的程序升温条件;比较索氏提取法、酸水解辅助提取法、有机溶剂浸提法、超声波辅助提取法提取猪肉脂肪,确定最佳猪肉脂肪提取方法;比较碱法甲酯化、酸法甲酯化、碱皂化酸酯化法、碱皂化三氟化硼酯化法对猪肉脂肪的脂肪酸进行甲酯化处理,确定最佳甲酯化方法。结果表明:最适合分析猪肉脂肪的脂肪酸的程序升温条件为在初始温度140℃条件下保持5 min,以5℃/min升温至220℃保持15 min;最佳提取方法是超声波辅助提取法;最佳甲酯化方法是碱法甲酯化。

国内外食品快速检测方法评价技术研究

相比于国外成熟的快速检测方法评价技术体系,我国的评价技术体系发展滞后且有较多问题,严重制约了快检行业的发展。本文主要从验证方法、性能指标、测试要求等方面对各个评价技术体系做了对比分析。同时梳理了国内不同监管部门的评价技术体系发展与侧重,以期为我国食品快速检测方法确认政策和技术研究提供良好的借鉴,引导食品快速检测方法及产品的评价标准进一步规范,形成完善的科学评价方法和评价技术体系,促进我国食品安全及快速检测行业的健康发展。

基于培养学生中医思维目标的经典课程教学方法探讨

中医思维体现和影响着中医人的素质和修养,是成就高水平中医师的一个不可或缺的重要因素。在“健康中国”国家战略方针的指导之下,随着“新医科”的建设与实施,中医思维成为新时代中医学人才必备的关键能力。因此,如何培养和构建中医学生的中医思维能力成为中医药高等教育质量内涵建设的重要课题之一。基于此,文章将从渗透传统文化、“点破”思维方法、重视思维训练三个方面略谈在经典课程教学中的一些粗浅体会,以供同道参考。

秦绣元素在服装设计中的运用方法

针对中国传统刺绣艺术秦绣在当代服装设计中面临的元素分类缺失和设计流程不明的问题,提出秦绣元素在服装设计中的方法。首先解析秦绣元素的外在表征及其隐藏意象,提炼并总结秦绣图案的构成要素;然后提取秦绣要素外在表征,建立针法、图案与色彩元素基因库,依据服装风格选择合适的元素基因并融入符合现代审美的设计语言;最后将针法工艺、图案造型与色彩搭配3个秦绣外在表征进行分类与整理,以保留传统秦绣样本隐藏意象为前提融入再设计,得出系统的秦绣元素在服装设计中的运用方法;总结了秦绣元素在面料、造型与科技方面融入现代服装设计的运用策略,为秦绣在服装设计中的转型发展提出指导建议。

基于水平集带方法的柔顺机构拓扑优化研究

水平集方法在拓扑优化问题中采用隐式函数的零水平集描述结构边界,由于可以方便的表达结构拓扑变化并使结构边界保持清晰和光滑的特性,水平集方法很快成为拓扑优化领域的重要方法之一。但是由于水平集方法在优化过程中存在拓扑变化的不连续性,容易出现数值不稳定、初始设计依赖性等问题。近年来水平集带方法的提出可以有效改善这一现象,成为提升水平集方法拓扑表达能力的重要手段。本文将水平集带引入到参数化水平集拓扑优化方法中,并对其在柔顺机构优化设计问题中的应用开展研究。水平集带方法在水平集函数的零水平集附近引入水平集带区域,采用水平集函数插值可以得到带宽范围内[0,1]区间连续分布的材料密度,并在优化过程中通过逐渐减小水平集带的宽度使带宽范围内的材料密度逐渐收敛至0-1分布。该方法结合了变密度法的优势,使优化过程中材料密度变化保持连续,可以提升参数化水平集方法的稳定性,得到更优的目标函数值,并有效改善水平集方法的初始设计依赖性问题。本文通过多个柔顺机构的拓扑优化算例从不同初始设计、不规则设计域及几何非线性等多方面分析和验证了该方法的有效性,计算结果表明该方法对面向实际工程的复杂设计问题具有较好的适用性。

成人压力性损伤减压方法研究进展

压力性损伤(pressure injuries,PI)是全球范围内的健康问题,其发生率介于0%~72.5%之间[1]。Li等[2]的研究发现,全球PI发生率为12.8%,其中院内获得性压力性损伤(hospital-acquired pressure injury,HAPI)发生率为8.4%,II期及以上HAPI发生率为5.1%。PI的发生不仅会增加患者致残率、致死率和医疗负担,同时会严重降低患者及照顾者的生活质量[3]。压力是压力性损伤形成的最主要原因,减压不仅可以有效促进PI伤口的愈合.

如何在旅游管理研究中使用严谨规范的扎根理论和案例研究方法

扎根理论和案例研究方法在当前旅游管理、工商管理研究中应用普遍,但学界对于这两种方法的本质特征、评价标准和关键操作步骤仍然存在诸多争议和不清晰之处。因此,本文围绕如何用好扎根理论和案例研究方法这一话题展开讨论,得出主要结论为:(1)高质量的质性与案例研究方法具有5个主要特征,即研究设计具有高可信度及高可靠性、样本与案例选择与研究问题及研究范式相匹配、数据分析过程严谨及规范、理论构建能找到“最优区分”平衡点、文章写作注重研究方法的独特性。(2)学界需要深入反思扎根理论的内涵体系并规避4种典型误区,要重视处理理论抽样、编码技巧、信效度检验等核心问题。(3)扎根理论数据分析的规范性特别是编码过程在文章中的说明与展示越来越受到重视,但值得注意的是对数据进行“持续比较”与合理解释才是扎根理论数据分析的核心,不能为了编码而编码。(4)案例研究的数据分析与理论构建可以概括为“数据—概念—概念间关系—理论”逻辑链条,首先是从数据到概念,即通过将案例数据进行压缩和抽象,使之与相关概念联系到一起,其次是概念间关系及理论解释,即将这些概念以一定的逻辑联系起来,描述案例现象的模式,解释其背后的机制。(5)案例研究适用于揭示理论机制和构建新理论,选择相匹配的数据处理方法能有效提升案例研究的质量,根据理论类型不同可将案例研究分为过程理论型和因素理论型,且分别适配不同的研究设计和数据处理方法。

高中化学实验教学的目标任务和方法路径

基于“科学探究与创新意识”核心素养及其学业质量要求,系统整体规划高中化学实验教学主要任务目标。一是实验基本知识技能掌握目标,可通过建构基础实验认知模型和强化模型应用教学予以达成;二是有关思想观念思维方法形成目标,可通过加强实验探究促进学科理解融合教学予以实现;三是关键能力素养发展目标,可通过变革实验活动形式、设计实验组织逻辑和开展主题综合实验予以发展。

自然语言处理领域中的词嵌入方法综述

词嵌入作为自然语言处理任务的第一步,其目的是将输入的自然语言文本转换为模型可以处理的数值向量,即词向量,也称词的分布式表示。词向量作为自然语言处理任务的根基,是完成一切自然语言处理任务的前提。然而,国内外针对词嵌入方法的综述文献大多只关注于不同词嵌入方法本身的技术路线,而未能将词嵌入的前置分词方法以及词嵌入方法完整的演变趋势进行分析与概述。以word2vec模型和Transformer模型作为划分点,从生成的词向量是否能够动态地改变其内隐的语义信息来适配输入句子的整体语义这一角度,将词嵌入方法划分为静态词嵌入方法和动态词嵌入方法,并对此展开讨论。同时,针对词嵌入中的分词方法,包括整词切分和子词切分,进行了对比和分析;针对训练词向量所使用的语言模型,从概率语言模型到神经概率语言模型再到如今的深度上下文语言模型的演化,进行了详细列举和阐述;针对预训练语言模型时使用的训练策略进行了总结和探讨。最后,总结词向量质量的评估方法,分析词嵌入方法的当前现状并对其未来发展方向进行展望。

沙门菌血清分型方法的比较

血清分型是沙门菌最基本和最重要的流行病学调查手段,不同血清型沙门菌引起的临床症状和造成的危害不同,快速准确地进行血清分型对于畜禽沙门菌病的防控和公共卫生安全意义重大。基于此,本试验选择我国1971—2020年分离的51株沙门菌(13种血清型),分别用全基因组测序(WGS)分型方法和液相芯片分型方法进行血清分型,并与玻片凝集法进行比较,分析3种分型方法的优劣。结果显示,玻片凝集法测得51株沙门菌的血清分型结果与原始结果一致;WGS分型方法和液相芯片分型方法分别测得34株和23株沙门菌血清分型与玻片凝集法结果一致。3种分型方法相比,WGS分型方法可鉴定出玻片凝集法和液相芯片分型方法无法分型的菌株,在操作时间和成本上更具优势。本试验可为沙门菌的血清分型研究提供参考。

土壤有效硅检测方法样品前处理改进研究

为明确有效硅检测方法试液制备摇匀的处理条件,以达到每个样品浸提条件一致,保证数据准确度和精密度,对检测方法样品前处理进行探索研究。采用粘性较重的黄壤进行预试验,使用恒温振荡器,筛选较优的浸提转速和时间,再用标准物质考察准确度和精密度。预试验筛选出3组较优的处理分别是180 r/min-3 min、200 r/min-1 min、200 r/min-3 min,用标物对3种处理进行验证后,200 r/min-3 min处理有效硅的浸出量最大,准确度满足要求,精密度更高。土壤有效硅检测试液的制备可用恒温振荡器代替恒温箱保温5 h,每隔1 h在200 r/min下振荡3 min即可达到检测要求,使待检样品在同一条件下完成浸提,对粘性较重的土壤同样适用。

实船试航中不同浅水效应修正方法的对比分析

船舶航行时,当水深吃水比小于4或水深傅汝德数大于0.6时,会出现“浅水效应”。在实船测速试验中,需要对浅水效应进行适当修正,才能准确评估船舶的航速。目前常用的船舶浅水效应修正方法有Lackenby方法和Raven方法。本文介绍了这2种方法的基本原理和适用条件,并基于9艘船舶的实船测速试航数据,对这2种方法进行计算和比较,并分析2种方法对实船航速修正结果的影响,可为我国船舶测速试航及航速修正提供参考。

改进k-means的多域光纤通信非线性失真补偿方法

为了解决光纤通信信号在传输过程中受到非线性影响而产生的失真问题,提高光纤通信系统的稳定性,提出了改进k-means的多域光纤通信非线性失真补偿方法。构建多域光纤通信传输模型,在传输端利用波长转换器将输入信号传输到光纤,结合干扰原理线性化脉冲恢复光信号。以信噪比描述光纤通信的色散特性,明确信号交互出现非线性失真变化。通过Dijkstra方法改进k-means方法,解调失真星座,避免聚类陷入局部最优,使全部簇信号尽可能接近原始调制中心,实现失真补偿。实验结果表明:利用所提方法对光纤通信非线性失真进行补偿后,聚类效果较佳,信息误码率可降至10^(-7),有效减少了网络传输消耗,提高光纤通信信号质量。

临床教师对科研方法学教育培训课程满意度的调查研究

目的:本研究以国家儿童健康与疾病临床医学研究中心举办的科研能力培训班对临床教师的问卷调查为依据,探讨不同类型临床教师对本项目的满意度,以期提升各层次教师的科研教学能力。方法:本研究通过对2020~2022年参与本项目的20个省市的214名教师进行问卷调查,收集其基本信息及对本项目课程的评价,采用卡方检验比较不同教师类型的组间差异。结果:学历为本科及以下者、医院工作者、临床专业类教师及初级以下职称者对临床研究方法的知晓情况较差,与对照组比较均存在显著的组间差异(P<0.05);学历为本科及以下者对本项目的教学安排及课程内容满意度高于学历为硕士及以上者,从事临床工作的教师对二者的满意度高于其他非临床部门工作者;不同学历、工作单位、专业类别及不同职称的教师在希望增设课程内容方面存在统计学差异(P<0.05);此外,教师从培训形式、时间及内容三个方面对课程提出修订建议。结论:临床教师对培训的满意度较高,未来科研能力培训可根据教师的学历、职称或专业等的实际需求调整课程的形式、时间及内容,以开展分批次、多层次、针对性更强的培训,以提升其科研能力。