数字孪生汉江流域建设先行先试关键技术探讨

针对汉江流域水工程种类多样、体量庞大、预报调度任务复杂且艰巨、水资源管理与调配业务信息化程度不足的现状，选取汉江流域作为数字孪生建设先行先试工作试点，重点围绕防洪调度和水资源管理与调配业务需求，开展数字孪生平台及预报、预警、预演、预案“四预”功能建设。目前，数字孪生汉江流域已初步构建与流域实体孪生的数据底板，搭建统一且通用的模型平台和微服务化的知识平台，融合专业模型、知识图谱与业务应用，基于水工程联合调度规则库、水位目标控制的水库调度方式优化、行蓄洪空间防洪调度知识图谱等关键技术，形成防洪调度和水资源管理与调配智慧应用。建设过程中在可视化技术、孪生平台、知识图谱等方面凝练相关技术成果，可为其他数字孪生建设提供支撑参考。     

一种导盲轮椅智慧控制系统设计及测试

针对盲人或残障人士出行难的热点问题，设计一种智能控制系统，为轮椅添加一双智慧“眼睛”，提高轮椅自动控制能力，方便其独立出行。导盲轮椅智慧控制系统的核心模块由硬件和软件两部分构成，硬件主要包括STM32F104单片机、避障模块、循迹模块和动力牵引模块等；软件主要包括电机驱动、避障系统和C语言程序等。通过模拟测试，控制模型在设定通道上，通过红外接收、GPS定位等传感器模块，将采集的路况信息传递到控制中心，由其判断和驱动轮椅自动完成了前进、倒退、转向和停止等运动，同时模型具有人行道循迹、红绿灯识别报警、自动避障和APP远程控制等功能。相比较已有的智能拐杖和导航手环等导盲产品，该控制系统功能更全面、使用更安全，为设计、制造新一代智慧导盲轮椅提供了技术基础。     

激光淬火对AISI 4130钢微观组织结构及腐蚀、磨损行为的影响机制

为改善AISI 4130钢表面硬度和腐蚀磨损性能，用高功率激光器在AISI 4130钢表面制备淬火层，利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究不同功率淬火试样的微观结构，利用电化学工作站分析淬火前后试样的耐蚀性能，利用维氏显微硬度仪对淬火试样截面进行硬度测试，采用往复摩擦磨损试验机，测试不同淬火试样的耐磨损性能。结果表明，激光淬火后AISI 4130钢表面主要为马氏体组织和富Cr碳化物颗粒。基材、2.0 kW淬火试样及2.2 kW淬火试样的维钝电流密度依次为60.00、102.28和108.58μA/cm²，淬火试样的耐蚀性降低。激光处理后，淬火层表面硬度提高了85%以上，AISI 4130钢基体与2.0和2.2 kW激光淬火试样的平均摩擦系数分别为0.366、0.293和0.195，摩擦系数下降，淬火试样的耐磨性提高。     

基于STM32的智能物流机器人

设计了以STM32F103C8T6芯片为主控的智能物流机器人，并对机器人系统性能进行分析。电机调速动态指标中调节时间平均为560 ms，超调量平均34.6%。随着电机转速增大，调节时间呈减小趋势。机械臂跟踪性能在PID控制下表现良好，平均每2.5 s完成跟踪目标并准确抓取，实物系统有良好的稳定性、可靠性和准确性。     

凝胶基仿生人工肌肉的输出力特性改善工艺与机理

在电致动凝胶基仿生人工肌肉产生输出力时，经常会出现“输出力震颤行为”，这严重影响了仿生人工肌肉的输出力特性和驱动平稳性。因此，文中基于冻干工艺的3种影响因素（丙三醇添加量、氯化钙交联浓度和冷冻温度），对海藻酸钠凝胶基仿生人工肌肉的输出力特性及震颤行为进行了对比研究，并深入分析了它们对输出力特性的改善机理。结果表明，在保湿剂丙三醇为3 mL时，仿生人工肌肉输出力最大为5.78 mN；氯化钙交联浓度为1%时，输出力最大为6.09 m N；冷冻温度为-60℃时，输出力达到最大值6.76 mN、输出力震颤幅度为0.4 mN，约为丙三醇0 mL时的1.29倍，氯化钙浓度为2%时的0.3倍；输出力震颤频率为1次，约为丙三醇3 mL和氯化钙交联浓度5%时的0.3倍。所以，冻干工艺的冷冻温度是影响仿生人工肌肉输出力特性及震颤行为的最关键因素，且最佳冷冻温度为-60℃。     

基于ESMD的局部放电信号自适应去噪方法

检测电力设备的绝缘缺陷对确保电网安全可靠运行具有重要意义，但电力设备信号易受到现场噪声干扰。因此，抑制局部放电信号背景噪声是准确诊断电气设备绝缘状态的关键问题之一。本研究提出了一种自适应阈值辅助极点对称模态分解(ESMD)的自适应去噪方法，采用ESMD对局部放电信号进行分解得到一系列模态分量，构建基于相关系数和峭度自适应重构准则，以减小噪声干扰对局部放电特征的影响；针对重构的局部放电信号，引入自适应阈值进一步去除重构信号中的残余噪声，从而实现干扰抑制。本算法分别针对局放仿真信号和现场实测信号进行了去噪实验，结果表明，基于ESMD的自适应去噪算法能够有效抑制噪声干扰，保留局部放电信号特征，波形相似系数接近1,提高了局部放电检测的准确性。