基于粒子滤波算法的足底压力预测

针对人体下肢运动状态识别精度低的问题,提出了一种基于足底压力的下肢运动状态识别预测方法。以EMED足底压力平板采集的不同步速下各40组足底压力数据为试验样本,通过分析足底压力特征参数,构建步态相位,建立足底步态周期关系,以及步态位移模型。下肢运动是非线性运动,采用步态周期模型结合粒子滤波算法实现足底压力预测。先对粒子群初始化获取先验概率密度函数,对预测压力进行估计,其次对状态向量检验,使用多元线性回归推导出预测足底压力。实验结果表明,在不同步态速度下,粒子滤波算法性能好,精确度达到97%以上,从而证明了足底压力预测方法的有效性。补充不同年龄、性别、体重的实验者的足底压力数据进行分析,预测精度均在97.5%以上,验证了预测算法的稳定性和精准性。     

基于Web的虚拟校园漫游系统的开发

为实现在Web网页上进行漫游的3D体验以及校园四季场景360度实景展示,以华北理工大学(曹妃甸校区)为虚拟仿真环境,基于三维建模技术、信息技术以及虚拟现实技术等对三维场景建模与优化技术、角色与场景交互技术等进行深入研究.对系统设计方案和开发流程进行分析,在此基础上重点阐述系统实现的关键技术;集成整合并进行Internet发布,开发完成具有较强沉浸感和交互性的虚拟校园漫游系统.通过此原型系统运行的实例,验证了不需要任何插件直接在Web网页上实现三维场景信息的可行性.     

碳纳米管受介电泳作用三维运动仿真

利用溶于介电液中的碳纳米管在外加交变电场作用下极化产生介电泳力和液体粘滞阻力的共同作用,建立了碳纳米管受力和运动模型;对碳纳米管的运动过程进行了仿真,得到了碳纳米管从特定初始点开始的三维运动轨迹和可以实现组装的碳纳米管初始点分布区域.计算了碳纳米管运动过程中所受介电泳力和速度的变化规律,距离电极间隙越近,碳纳米管受力和速度越大,最大分别能达到10^-9 N和10⁵μm/s的数量级.仿真结果为碳纳米管介电电泳组装提供指导.     

磁浮列车受流器靴板选型试验研究北大核心

磁浮列车受流器与第三轨之间的摩擦很大程度上影响磁浮列车的稳定运行,其中受流器靴板的结构及材质的耐磨程度是重要因素。介绍一种新结构的磁浮列车受流器,并对受流器靴板的材质和选型进行分析。通过试验模拟受流器靴板和第三轨之间的摩擦情况,对比不同材质靴板的性能。结果表明:链条式球磨铸铁受流器靴板具有更优良的耐磨耗性能。     

Fe掺杂空位缺陷碳纳米管吸附SO_2分子:第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了本征碳纳米管、空位缺陷碳纳米管和Fe掺杂空位缺陷碳纳米管对SO_2分子的吸附性能。对几何结构、吸附能、电荷转移及电荷密度的分析结果显示,空位缺陷碳纳米管对SO_2分子的吸附作用稍强于本征碳纳米管,但与SO_2分子仍未形成化学吸附;掺杂Fe原子后,空位缺陷碳纳米管与SO_2分子间的吸附距离变小,吸附能和电荷转移量增加,二者间形成化学吸附,且碳纳米管对SO_2分子S原子端的吸附效果优于O原子端。能带和态密度分析发现,掺杂Fe原子提高了碳纳米管的费米能级,使带隙变窄,电导率增大;Fe原子与SO_2分子的态密度在费米能级处有明显的提升且二者发生强烈耦合,增强了碳纳米管与SO_2分子间的吸附作用。     

微型电动汽车车架结构轻量化设计研究

为了提高微型电动汽车车架材料的利用率,利用Creo软件建立三维模型,并导入ANSYS Workbench软件对原车架模型进行有限元静态、模态分析,依据分析结果进行结构改进。对改进后的车架进行力学特性验证分析,发现应力偏大。根据车架强度要求,基于Design Xplorer模块建立车架多目标驱动尺寸优化模型,对车架梁布局进行分析,获得较合理的优化方案;最后对优化后的样车进行动力性能试验研究,验证车架的安全稳定性。结果表明:轻量化后的车架质量比原车架减少了74. 58 kg,降低了27. 74%;而最大等效应力增大了15. 42 MPa,提高了17. 44%,但仍远远低于材料的屈服极限,符合车架强度要求。     

多台铣床与柔性基础耦合振动主动控制实验研究

针对数控铣床安装上楼时与楼板耦合振动问题展开研究。为了建立符合研究的实验模型,首先采用3个铸钢质量块模拟3台铣床,用四边简支柔性板模拟柔性基础;然后利用Lab VIEW图形化编程软件对基本流程进行程序设计,建立实验的软件系统,进而实现不同参数下的振动控制;最后运用最优控制方法进行控制系统的设计。实验结果表明:应用压电陶瓷作动器对实验系统实施振动主动控制的方案可行,且效果明显。多点激励的振动实验不仅控制效果良好,同时也应该是当今振动实验技术的发展方向。     

半挂牵引车牵引座尺寸优化设计

牵引座是半挂牵引车中的重要部件,为了保证其质量性能并实现轻量化,以ANSYS软件为平台,建立半挂车90#牵引座的有限元分析模型,以牵引座质量最小为目标函数,以牵引座在受压、受拉、制动工况下满足强度要求且不发生共振为约束条件,采用零阶优化方法对牵引座进行了尺寸优化。最终,通过MATLAB与ADAMS的联合仿真得到牵引座在C级路面激励作用下所受的动态载荷,并将其施加在优化后的牵引座上表面,进行了瞬态动力学分析。研究结果表明,优化后的牵引座在满足动态强度、刚度及动态特性要求下,轻量化效果明显。     

白噪声激励下双稳态压电发电系统的响应分析

研究了白噪声激励下双稳态压电发电系统的响应特性。首先利用蒙特-卡罗法模拟高斯白噪声;然后利用数值模拟和实验的方法分别分析了噪声强度、负载阻抗和初始值对系统响应特性的影响。得到了噪声强度的增加会减少双稳态系统两个稳定平衡点之间的跳跃时间。通过给出大幅运动的吸引域说明初始值会影响系统的运动状态,从而影响输出功率,当电阻为19.1kΩ时,输出功率最大。     

牵引式管道清淤机器人无线通讯系统设计

简述了一种新型排水管道清淤机器人无线通信系统的结构,提出了一种基于ZigBee技术的无线通信策略。针对排水管道管壁对信号的屏蔽效果,通信系统采用星型网络拓扑结构,在井口设置一个路由器节点,转发地面控制器与清淤机器人的指令数据,确保信号稳定传输。设计了地面控制台的电路原理图;制定了系统控制指令传输协议。实验测试结果表明,系统数据传输稳定,满足工作环境的需求。