PVDF压电纤维仿生柔性传感器水下传感特性研究

感知器官对于许多动物必不可少,尤其是生活在水下的生物。该文以聚偏二氟乙烯(PVDF)为材料,模仿水生动物海豹的触须设计制备了一种表面四电极PVDF压电纤维仿生柔性传感器。利用激振源测试所制备的传感器性能,包括输出不同的波形测试对不同激励的感知,对水动力的感知及对水下运动物体方向的感知。实验结果表明,该传感器对不同激励的感知性能很好,速度检测极限可达0.15 mm/s,且有良好的方向性检测能力,对水下情况感知的应用前景广。     

数学方法在物理化学课程中的应用研究——以循环关系用于偏导数简化运算为例

物理化学课程是化学、材料、环境等专业的一门重要基础课程,偏导数、全微分等数学知识贯穿着物理化学的各个章节,偏导数之间的简化运算与证明是热力学部分的重要内容.本文专门探讨循环关系用于偏导数的简化运算,并通过实例说明循环关系在简化热力学公式过程中的重要作用.     

基于近红外光谱技术的马铃薯叶片含水率高效预测

提出了运用近红外光谱技术检测新鲜马铃薯叶片中含水量的方法，并通过预测结果和运算量的对比得出一种高效率的预测方法。采集了900～2100 nm波段范围内110个新鲜马铃薯叶片的光谱反射率信息，经SG（Savitzky-Golay）平滑、多元散射校正（MSC）和标准正态变量变换（SNV）3种预处理后，分别建立偏最小二乘回归（PLSR）模型和BP神经网络模型，再运用回归系数（regression coefficients, RC）法在全波段光谱中提取特征波长，同样经3种预处理后分别建立预测模型。结果表明：在运用光谱全波段信息构建的模型中，经多元散射校正（MSC）预处理建立的BP神经网络模型预测效果最好，预测集决定系数R²为0.9791，均方根误差RMSE为0.3723；在基于特征波长构建的模型中，经SG平滑预处理建立的神经网络模型预测效果最优，预测集决定系数R²为0.9658，均方根误差RMSE为0.4759；验证了特征波段结合BP神经网络建立的模型与全波段建立的模型预测结果相差不大，因而能够极大地减少运算量，提高预测效率。     

球形机器人系统建模与仿真

针对目前球形机器人的完整动力学模型不能应用现有的非线性控制方法的问题,通过合理的抽象和简化,采用拉格朗日法选取适当的广义坐标,推导出一种完整的三维动力学模型,并将其转化为二阶非线性微分方程,相较其他的动力学模型降低了复杂度,为基于动力学模型的控制策略研究提供基础。同时针对该模型采用一种并联PID控制方法,在Simulink仿真实验中证明在此动力学模型基础上该控制策略能实现机器人的平衡控制与运动控制,并具有较好的响应特性和稳定性。     

Nb和时效时间对热轧中锰TRIP钢中P偏聚的影响

热轧态中锰TRIP钢首先经650 ℃退火2 h,随后在550 ℃进行等温时效热处理,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)研究该钢中P的偏聚和时效析出行为的变化情况。结果表明,中锰TRIP钢中P在晶界的偏聚是一种非平衡偏聚现象,临界时间约为50 h,与理论计算结果48 h较为吻合。在局部偏聚区域内,C与P存在共偏聚的关系,即P偏聚量高的地方,C含量也高。而合金元素Nb具有抑制P偏聚的效果,在20~70 h时效时间内,可以相对降低6.57%~19.5%的最大P偏聚量。根据电子背散射衍射(EBSD)菊池线分析,P偏聚量低于2.28at%时,P为固溶状态,高于2.28at.%时,P为析出状态。     

由低浓度钛液制备偏钛酸的水解工艺研究

钛是一种重要的战略资源,在废弃脱硝催化剂中钛含量远远高于我们常用的钛精矿。近年来,各种从废弃催化剂中回收钛新技术的发展,使得人们对钛回收过程水解工艺的研究更加重视。本文以废弃催化剂经过高温钠化焙烧后硫酸酸解得到的低浓度钛液为原料,采用常压自生晶种热水稀释水解工艺制备偏钛酸,通过对自生晶种常压水解工艺中影响钛液水解产品平均粒径的五个关键因素:钛液F值、水解温度、钛液初始浓度、熟化时间、搅拌速度进行正交设计,然后比较各因素的极差,最终得到影响水解产品偏钛酸粒径各因素主次关系如下:水解温度>钛液初始浓度>钛液F值>熟化时间>搅拌速度。然后采用单因素控制变量法,研究了水解温度、钛液初始浓度、钛液F值、熟化时间、搅拌速度对影响钛水解产品偏钛酸粒径的较佳条件。结果表明:在水解温度95℃,钛液初始浓度200 g/L,钛液F值为1.8,熟化时间在50 min,搅拌速度300 r/min时,得到的偏钛酸平均粒径更接近2 μm。     

考虑关节角加速度约束的仿人机器人偏摆力矩控制方法

针对仿人机器人步行过程中存在的机器人关节角加速度约束影响控制性能的问题，提出一种考虑关节角加速度约束的仿人机器人偏摆力矩控制方法.该方法充分考虑了双臂在摆动过程中对偏摆力矩的影响，根据力矩平衡条件得到需要抵消的偏摆力矩的大小与方向，将偏摆力矩的控制问题转化为带约束条件的二次规划问题，并设计了一种在线变步长迭代算法计算得到优化后的双臂摆动轨迹.实验表明，该方法能有效抵消机器人步行中产生的偏摆力矩，避免控制过程中的"削峰"现象，有效提高机器人的步行稳定性.