基于EtherCAT总线的六维力传感器在线解耦技术

为了克服传统六维力传感器数据采集模块体积大、精度低、缺乏数据处理功能的弊端，设计了一种体积小、精度高、实时性高、采集速度快、采集处理一体化的基于EtherCAT总线的六维力传感器数据采集模块.为了减小六维力传感器的维间耦合，开发了遗传算法优化的神经网络来对实验数据进行离线训练.利用多重随机操作来提高算法的泛化性能，并将训练好的参数移植到微控制器中进行在线解耦.通过单维和六维力传感器加载实验，表明模块可在1 ms之内完成数据的采集及处理；解耦后相对误差在0.85%以下，相对于最小二乘法解耦矩阵计算得到的精度提高了37.1%.     

基于ISSA-GRNN的无线传感器网络定位优化算法

为了减少无线传感器网络(WSN)节点在传统方法上的定位误差,增强定位的准确度,提出了一种融合改进的麻雀搜索算法和广义回归神经网络(ISSA-GRNN)的节点定位优化算法。首先,对普通DV-Hop算法和Centroid定位算法的节点信息分别优化,利用加权优化思想和节点信号强度修正DV-Hop算法的跳距与Centroid算法的质心。然后将修正后的跳距、质心特征和节点其他特征相融合,作为GRNN的输入向量进行训练。为了解决网络调节参数随机设置的问题,通过ISSA改进网络参数,并得到未知节点的最优预测位置。仿真结果表明,与其他优化算法相比,该算法平均定位误差较小,定位精度得以提升。     

新型力解耦机器人六维力传感器研究

为获得仿人行走机器人脚部的力感信息,简化测力系统,设计了一个新型的六维力传感器的弹性体,并用ANSYS软件对传感器弹性体进行了有限元分析,根据应力测量原理并结合特定的应变片布片和组桥方案得到了一种新型力解耦六维力传感器,对传感器原型进行的实测结果表明：该传感器得到了1．26μV／N的灵敏度和2．0％的线性度,直接输出的维间力耦合在5％以内。     

基于改进人工蜂群算法的多目标绿色柔性作业车间调度研究

针对柔性车间生产排程问题,以最小化完工时间、最小化机器总负载以及加工总成本最低为目标函数,设计了一种多目标麻雀搜索算法(multi-objective sparrow search algorithm, MOSSA)进行求解. 首先,将父子代融合后的种群进行非支配排序,选取最优位置个体和最差位置个体;其次,采用两段式规则对机器选择和工序排序进行编码;最后,利用麻雀搜索算法完成种群的更新和寻优. 通过算例进行实验仿真,研究参数对MOSSA的影响,并将MOSSA与其他算法进行比较. 结果表明：该模型下,参数影响较小,MOSSA具有高性能全局搜索能力和较好的收敛性,对于解决多目标生产排程问题具有指导作用.

     

基于SSA-BP-SVM模型的云龙湖水质反演研究

利用遥感技术进行水质监测,全面地掌握水质分布情况对水环境保护具有重要意义.水质参数与地表反射率并非简单的线性关系,BP神经网络和支持向量机(SVM),因其非线性模拟的特点,被广泛应用于水质反演.传统BP神经网络存在收敛缓慢、容易陷入局部最优的问题;SVM虽然具有很好的拟合能力,但受惩罚系数及核函数参数影响较大.以云龙湖为研究区域,利用Sentinel-2影像和实测数据,针对重要水质参数电导率和浊度,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络及SVM的水质反演耦合模型,利用SSA对BP神经网络及SVM进行参数寻优,基于验证集MAE计算模型权重,对SSA-BP、SSA-SVM模型测试组输出层加权计算后获得最终反演结果.与BPNN、SVM、SSA-BP、SSA-SVM模型对比,结果表明:1)Sentinel-2影像对电导率及浊度的敏感波段均为可见光及短波红外波段;2)SSA-BP-SVM水质反演耦合模型精度更高,电导率及浊度反演模型R²分别为0.92、0.89;3)云龙湖具有典型的城市水体特征,电导率受上游南望净水厂排水影响较大,浊度受社会生产活动带来的颗粒污染物影响较大.基于Sentinel-2影像利用SSA-BP-SVM模型进行水质反演具有较好的应用潜力,能够为云龙湖水质监测以及制定保护措施提供一定的技术支撑.     

PVDF柔性传感器的制备研究

设计了一种PVDF柔性传感器结构,通过实验制备了高质量的PVDF压电薄膜,发现PVDF质量分数为15%的溶液具有很好的成膜能力。介绍了PVDF薄膜的制备方法和注意事项;设计了一种PVDF柔性传感器的制备流程,总结了其制备过程中的工艺方法和关键步骤,可为PVDF柔性传感器的制备提供借鉴和参考。     

多维力传感器的研究现状分析

本文根据传感器的敏感原理对多维力传感器进行分类讨论和对比分析,按照不同的测力维数,对近40年来国内外典型多维力传感器的弹性体结构设计进行回顾,并就其存在的技术难点作了归纳分析,最后指出设计多维力传感器的关键技术.     

基于互相关函数的神经网络解耦器在线学习算法

在分散解耦的系统框架上，提出了基于ＭＩＭＯ过程互相关函数的神经网络解耦器在线学习算法。该算法定义了一组ＭＩＭＯ过程的互相关函数作为神经网络解耦器的指标函数，采用了混合遗传算法在线训练神经网络。结合实际工业对象的仿真结果，表明了该算法的有效性。     

智能可穿戴柔性可拉伸应变传感器的研究进展

柔性可拉伸应变传感器可以附着在人体表面上感知外部信号,具有轻便、低成本、高柔性、高拉伸性和高耐久性等优点。柔性可拉伸应变传感器的柔性基底材料通常导电性较差,导致柔性可拉伸应变传感器的灵敏度也较差。将具有优异电导率的导电聚合物和纳米材料等导电材料与柔性材料集成在一起,在保证良好柔性的同时可以极大的提高柔性可拉伸应变传感器的电导率和灵敏度。阐述了智能可穿戴柔性可拉伸应变传感器的研究进展及应用前景。     

基于BP网络微位移传感器误差修正研究

对微位移传感器非线性误差的修正存在诸多问题,该误差是提高微位移传感器测量精度的＂瓶颈＂。本文介绍了用神经网络校正传感器系统非线性误差的原理和方法,提出了基于BP神经网络传感器非线性误差校正对测量数据进行修正。修正结果表明该方法是准确有效的,而且网络结构简单,准确度高。     

Fabrication and Characterization of One Interpenetrating Network Hydrogel Based on Sodium Alginate and Polyvinyl Alcohol

One interpenetrating network hydrogel based on sodium alginate(SA) and polyvinyl alcohol(PVA) was synthesized by combining the raw materials of PVA and SA with the double physical crosslinking methods of freezing thawing and Ca~(2+) crosslinking. The PVA-SA composite hydrogel have been characterized by scanning electron microscopy for surface morphology, infrared spectroscopy for investigating the chemical interactions between PVA and SA, X-ray diffraction for studying the PVA-SA composite structure property and thermal gravimetric for understanding the PVA-SA composite thermal stability. The swelling behavior and the degradation rate of the PVA-SA composite hydrogel were studied in simulated gastrointestinal fluid. Using bovine serum albumin(BSA) and salicylic acid as the model drugs, the release behavior of the PVASA composite hydrogel on macromolecular protein drugs and small molecule drug were evaluated. The results showed that the water absorption and degradation ability of the PVA-SA composite hydrogel was much better compared to the pure SA hydrogel or pure PVA hydrogel. The hydrogel exhibited remarkable pH sensitivity and the network was stable in the simulated intestinal fluid for more than 24 h. With the advantages such as mild preparation conditions, simple method, less reagent and none severe reaction, the PVA-SA composite hydrogel is expected to be a new prosperous facile sustained drug delivery carrier.     

聚乙烯醇降解工艺研究

降解聚乙烯醇作为一类新型防塌剂,表现出优良的防塌性能,它同时也可作为制备防塌性能更为优良的阳离子化聚乙烯醇类防塌剂的中间产物。以聚合度（DP）为指标,考察了聚乙烯醇降解工艺中反应时间、反应温度、H2O2（30％）用量、pH值对聚合度的影响,并在76-94℃温度范围内通过正交实验得出了降解聚乙烯醇最佳制备条件：pH为12,过氧化氢和聚乙烯醇的质量比m（H2O2（30％））：m（PVA）为1：2,反应时间为40min。     

基于葡萄糖氧化酶-聚苯胺修饰电极的电化学传感器的研究

在聚苯胺修饰的玻碳电极(PANI/GCE)上进行了葡萄糖氧化酶的固载,并探讨了葡萄糖在该修饰电极上的电化学响应情况。研究了p H值、电位、温度等条件对该传感器电化学信号的影响。在最佳实验条件下,在5.00×10~(-4)mol/L-2.25×10~(-3)mol/L范围内,电流信号和葡萄糖浓度呈良好的线性关系,线性相关度达到0.999,表明利用此传感器可对葡萄糖进行电化学检测。     

聚乙烯醇-聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备及吸附性能

采用聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)为原料,戊二醛(glutaraldehyde)为交联剂,制备了一种互穿网络(IPN)水凝胶。用傅立叶红外光谱仪对其结构进行表征,研究了PVA和PAM按不同配比及交联剂的不同用量制备的IPN水凝胶的吸水性和Cu²⁺的吸附性,主要探讨了吸附时间、pH、吸附温度等对吸附Cu²⁺的影响,分析了吸附行为及其动力学特性,并对其吸附机理做出了初步探讨。结果表明：在本实验研究范围内,30wt.% PAM含量的PVA-PAM IPN水凝胶在pH=5时对Cu²⁺的吸附效果最佳;在一定温度范围内,PVA-PAM IPN水凝胶对Cu²⁺的平衡吸附量随温度升高而增大;吸附行为符合准一级和准二级动力学方程,扩散机制为颗粒内扩散和膜扩散双重作用。     

一种基于神经元的解耦控制算法

根据解耦原理和神经网络的思想,提出一种新的解耦方法－神经元解耦。文章以三输入三输出系统为例,详细分析了神经元解耦的学习方法,及其在多变量系统中的工作机理。仿真结果表明,该方法是有效的。     

复合改性聚乙烯醇胶粘剂的研制

以硼砂和淀粉为改性剂，对聚乙烯醇（PVA）进行复合改性，使其耐水性和粘接强度得以提高，通过改性时间、温度、淀粉及硼砂用量和改性剂的加入方式等因素，对改性PVA胶性能的影响进行深入讨论，确定制备改性PVA胶的最佳改性条件，研究结果表明：少量硼砂和淀粉能较大程度地提高PVA胶水的耐水性能和粘接性能。     

十二加速度计阵列解耦算法研究

在无陀螺惯性测量组合中,加速度计敏感轴偏差使得加速度计能敏感到垂直于敏感轴方向上的加速度,由此产生的耦合效应是导致加速度计输出误差增大的重要因素.针对敏感轴偏差产生的耦合效应提出了相应的解耦算法,并制作了十二加速度计惯性测量组合模型及高精度同步数据采集实验系统.在三轴转台上进行的仿真实验结果表明了解耦算法的有效性.经过解耦,加速度计输出精度达到选用加速度计的分辨率级精度-10-3g,比未解耦的输出提高了2个数量级,从源头上降低了无陀螺惯性测量组合的误差.     

水溶性钛酸酯与聚乙烯醇交联的研究

采用水溶性钛酸酯与聚乙烯醇进行交联,考察了交联聚乙烯醇溶液的粘度与水溶性钛酸酯交联剂的用量、反应温度及反应时间的关系。结果表明,聚乙烯醇与水溶性钛酸酯交联反应速度很快,基本能在15min内反应完全,溶液的粘度随着水溶性钛酸酯用量和反应温度的升高而增大。交联聚乙烯醇溶液可用作无醛办公胶水。     

聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶机械性能的研究

研究了聚乙烯醇与壳聚糖质量比、溶剂醋酸溶液体积、交联剂戊二醛浓度等对聚乙烯醇—壳聚糖水凝胶机械性能的影响,正交实验的结果表明当m(聚乙烯醇):m(壳聚糖)=4:1、溶剂醋酸体积为80 mL、交联剂戊二醛的浓度为0.213 mol/L时凝胶硬度最大;当m(聚乙烯醇):m(壳聚糖)=6:1、溶剂醋酸体积为100 mL、交联剂戊二醛的浓度为0.213 mol/L时凝胶破裂强度最大.     

明胶／聚乙烯醇复合溶液的流变性

研究了明胶／聚乙烯醇复合原液流变性的各影响因素,如复合溶液的配比、温度、浓度和交联剂种类及用量等．结果表明：各复合溶液的非牛顿指数n均小于1,属于非牛顿流体中的假塑性流体,且随着温度的升高,n值不断增大．在所研究的明胶／聚乙烯醇复合原液中,随着浓度和交联剂用量的增大,其非牛顿指数n和结构黏度指数都均呈现增加的趋势．各配比下的明胶／聚乙烯醇共混纺丝原液均属非牛顿剪切变稀型流体．