悬浮抱杆组塔工艺承力检测系统设计与应用

电力铁塔组立是危险系数极高的工作。为了保障施工安全，施工前有安全作业理论验算和严格的施工流程步骤管理，施工中有各种规章制度约束并采用视频监控等方式进行监督。但上述方式缺乏直接的力检测手段，为解决此难题，提出一种适用于内悬浮外(内)拉线组塔工艺承力系统的力检测方案，检测其吊装过程中抱杆系统的受力情况。以实际应用为目标，针对抱杆系统开发出卸扣力传感器、钢丝绳张力传感器和抱杆姿态仪等设备，详细说明了各传感器的安装位置，结合ZigBee无线通信技术，配合上位机软件，实现对组塔吊装过程的实时监控和预测预警。通过现场试用，表明该检测系统测量精确、安装方便，能满足现场检测要求。     

基于Karnopp模型和数据驱动的虚拟针灸手法力建模

针灸学是一门实践性学科，操作训练的经验对针灸医学生掌握针灸技术十分重要。本文针对传统训练方法准确性和真实感低的问题，基于Touch X和 wity搭建了虚拟针灸训练平台，并通过采集针刺猪肉的数据建立提插和捻转手法力模型。针对提插手法可分为刺人力和提插力两部分，在刺人力模型中增加了衰减力建模，使刺人的分层感更加真实；借鉴 Kamoup模型建立不同组织层的单位长度阻尼函数，结合刺入力和提插力建立完整的提插手法力模型。针对捻转手法采用数据驱动建模，分为动态捻转和静态衰减两部分，两者测试集准确率分别为0.985 08和0.992 49。最后通过左右手对比实验和用户使用感受对模型进行评估，结果表明，本文建立的两种针灸手法力模型准确度高，真实性强，可扩展性好。     

基于随机搜索策略确定介质间边界的非线性规划方法

利用非线性规划方法对不同属性介质间的边界确定问题建立了相应的数学模型,为了克服目标函数的Hesse阵不能满足半正定条件,不能用凸规划的方法进行直接求解,本文在迭代寻优的过程中引入了混沌机制,提出了一种基于混沌搜索策略的混合优化方法.借助于混沌系统的遍历性和非线性规划方法的选择性达到了快速整体寻优的目的.该方法能有效地实现不同介质之间的边界辨识,从而可以解决诸如空洞探测等无损检测问题.相较于此前提出的方法,本文的算法不需要计算目标函数的导数,而且对迭代初值也没有特别的限制,从解空间的任意点出发均能收敛到全局最优解,避免了常规进化算法中容易出现的停滞现象,强化了发现全局最优解的能力,因此具有更强的鲁棒性和更灵活的计算尺度.试验结果表明,该算法是一种有效的随机优化算法.     

基于 GA-模糊 RBF 的发电机组滑模自抗扰控制

针对燃煤发电机组风烟系统大惯性、大滞后、参数不稳定等特点，提出一种基于发电机组的滑模自抗扰控制策略。选择模糊径向基函数(RBF)算法辨识模型，以梯度下降法和遗传算法分别对神经网络权值进行粗调和细调，通过扩张状态观测器估计系统内外部扰动，将非线性状态误差反馈控制律与滑模控制策略相结合以克服系统惯性、滞后和扰动的问题，并设计Lyapunov函数验证控制系统稳定性。仿真结果表明，滑模自抗扰控制与串级比例-积分-微分(PID)控制、滑模控制和自抗扰控制相比，在模型适配的情况下，所设计的控制策略在38 s达到设定值，无超调量；当向系统施加20%的反向阶跃干扰时，系统调节时间为39.5 s,超调量为3.4%。在模型失配情况下的调节时间为43.2 s,无超调量；当向系统施加20%的反向阶跃干扰时，系统调节时间为46.4 s,超调量为3.87%。工程应用结果表明，一次风量控制偏差在±10 000 m³/h以内，相比串级PID控制策略波动范围降低21%,系统抗干扰能力和鲁棒性得到有效提升。     

地外风化层采样机械臂自主避障控制方法

由于地外天体风化层环境的不确定性，执行浅层钻取采样任务时易受到潜在障碍物的干扰，而对于采样时感知环境并进行机构姿态调整的研究相对较少。为提高采样成功率、改善作业时末端机构受力情况，提出了一种应用于地外风化层采样任务的机械臂自主避障控制方法。设计了能够辅助旋转避障与平移探进的三自由度机械臂，并进行了运动学分析。通过搭载三维力传感器获取采样器受力信息，结合导纳控制与旋转避让进行障碍规避。为验证方法可行性，进行了多组仿真实验和实物实验。实验结果表明，所提出的方法能够有效帮助采样器避让障碍物体，显著减小了作业阻力，X、X三方向最大受力的改善分别达到46.7%、57.0%、64.9%，改善了常规柔顺方法应用于浅层钻取时易受干扰的不足。