基于信息物理融合的骨折复位机器人系统构建

针对骨折治疗中传统复位方法（手法复位、牵引复位、手术复位）存在的二次损伤、肌能失调、患肢僵硬、破坏血运及术后矫正动态性能差等问题,提出了一种人-机-物融合的信息物理系统（CPHS）用于指导机器人的复位动作。首先,从CPHS的数字孪生、信息感知、系统集成、手术流程、模拟复位等方面论证了并联机器人信息物理系统的构成,将机器人的高定位精度及可重复性与微创方法有效结合,从而指导医生完成仿真规划及术中监控等一系列操作;其次,根据临床骨折复位过程,在机器人操作下对5组不同骨折姿态的模拟骨折病例进行了复位实验;最后,计算出每组实验复位后的移位残余及角度误差,并与传统复位方法的相应数据进行对比。实验结果表明,CPHS骨折复位机器人相较于传统复位方法,在骨折复位过程和患者术后康复上均有着明显的优势。     

基于tPUF的物联网设备安全接入方案

针对现有的物联网设备安全接入方案不适用于资源受限的物联网设备的问题,提出一种基于tPUF的物联网设备安全接入方案。利用物理不可克隆函数技术（Physical Unclonable Function,PUF）,物联网设备不需要存储任何秘密信息,实现设备与认证端的双向认证以及协商会话秘钥;利用可信网络连接技术（Trusted Network Connect,TNC）,完成认证端对物联网设备的身份认证、平台身份认证、完整性认证。安全性分析表明,方案能够有效抵抗篡改、复制、物理攻击等。实验结果表明,相较于其他方案,该方案明显降低了设备的资源开销。     

OFDM系统中基于降维PARAFAC模型的信道估计方法

针对采用正交频分复用(OFDM)技术的阵列天线系统,提出了一种基于降维平行因子(PARAFAC)模型的多径信道估计方法.该方案对单输入多输出(SIMO)场景下的接收信号进行建模,构造出具有空-时-频3个维度的PARAFAC信号模型,利用截尾奇异值分解(SVD)法对该模型进行降维,并采用三线性交替最小二乘(TALS)算法对降维后的信号模型进行拟合,实现了信号到达角(AOA)和传播时延的联合估计.与传统PARAFAC分解方法相比,所提方法在拟合过程中占用的存储空间更少,收敛速度更快.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

柔顺关节并联机器人固有频率分析

为了解含有片簧式柔顺关节的并联机器人振动特性,基于含有片簧式柔顺关节的并联机器人动力学方程,建立了频率方程,并对系统固有频率在机器人运动过程以及工作空间的变化情况进行分析,同时对理论轨迹、软件仿真轨迹与名义轨迹的差值进行幅频特性分析来说明理论计算结果和软件仿真结果的正确性,也相互验证了频率方程和幅频特性分析方法的正确性。     

模糊系统结合蚁群算法的金具温升建模

为了得到准确可靠的阀厅连接金具温升模型,运用模糊系统结合蚁群算法的方法进行建模。在分析基本蚁群算法与梯度下降法优缺点的基础上,将两种方法结合形成改进蚁群算法,即在基本蚁群算法基础上应用梯度下降算法。通过试验得到的训练数据分别用基本蚁群算法、梯度下降算法、改进蚁群算法训练模糊系统,改进蚁群算法的收敛效果优于其他两种方法;通过试验得到的测试数据对4种方法所得的模型进行测试,由改进蚁群算法训练模糊系统所得模型的测试效果是最好的。结果表明,若能通过试验得到足量训练数据,用改进蚁群算法训练模糊系统的方法对阀厅连接金具的温升进行建模是可行的。     

面向大曲率组合曲面的喷涂机器人喷枪轨迹组合与连接问题研究

摘要：针对喷涂机器人在大曲率组合曲面的面片上喷枪轨迹间的组合与连接问题,结合曲面拟合理论与喷枪建模方法,建立喷枪轨迹优化模型,提出一种满足大曲率组合曲面上喷枪轨迹首尾衔接的算法程序。首先,基于曲面拟合理论将大曲率组合曲面转换为自然二次曲面面片组合,建立涂层增长模型,对组合曲面上不同类型自然二次曲面面片交界处的喷枪轨迹进行优化;其次,基于该模型运用交换子和交换序列的思想,设计出实现喷涂大曲率组合曲面的喷枪轨迹组合与连接的新算法,并编写相应的算法程序,实现喷涂轨迹的全局优化;最后,通过某一种汽车外壳的喷涂实验,验证了模型的有效性和算法程序的可行性,实现了对大曲率组合曲面的连续性喷涂。     

一种基于并联机构的航天器姿态模拟装置的设计开发

航天器发射升空前进行地面测试和试验是航天器研制过程中的重要环节。文中针对一种基于并联机构的姿态模拟装置的设计开发,从位置分析、速度分析和虚拟样机的建造和仿真分析等方面对3UPS-PU并联机构进行研究,完成姿态模拟装置的设计,为航天器装配、试验和测试设备的设计提供一种新的思路。     

悬臂梁段不同拼接方式下延性节点静力性能分析

为了解决装配式钢结构的抗震问题,提出3种适用于模块化装配式钢框架的带Z字形悬臂梁段拼接的梁柱节点,通过拼接区的滑移或者削弱梁段的塑性变形实现节点良好的延性性能.为减少强震作用对梁柱连接焊缝的破坏,对3种不同的节点提出了各自的抗震设计要求.在对3组试件进行足尺静力试验的基础上,对节点进行了单调加载有限元分析.获得了节点的弯矩-转角曲线以及节点的破坏模式,并和试验结果进行了对比,得到了接触面摩擦力和螺栓拉力的变化规律.通过推导的简化计算公式对节点的初始转动刚度、滑移荷载和屈服荷载进行了计算.结果表明:节点静力加载的破坏模式为靠近拼接区域的悬臂梁下翼缘或者削弱梁段单独或者同时发生较大的局部屈曲变形,节点在破坏前经历了充分的塑性变形,属于延性破坏,3种试件都有良好的延性性能和塑性转动能力.节点简化计算公式得到的结果和试验结果吻合良好.     

小电流接地系统两点异相接地的故障分析

根据实际运行中发生的一起导致主变差动保护动作的故障,分析了不同接地情况下对小电流接地系统运行的影响,给出了线路电流互感器不完全星形接线时,互感器中性线断线对线路保护的影响,对调度和变电运维人员处理相关异常情况具有一定的指导意义。     

近距多座并行桥梁墩前壅水研究

为了研究近距多座并行桥梁的壅水规律,在分析了单座桥梁的壅水规律后,类比应用到两座并行桥梁壅水的研究中且得到相应的规律,然后基于这些成果可达到研究目的。研究结果表明,如果被动影响桥梁位于主动影响桥梁的下游,则主动影响桥梁的壅水除了受自身阻水影响外,还要附加上被动影响桥梁的壅水对其带来的正影响作用;反之,则会受到被动影响桥梁的壅水对其带来的负影响,且影响系数都会随着两桥的桥间距增大而减小。假设并行桥梁的壅水仅仅两两影响时会形成修正壅水,且该修正壅水对其它桥梁产生重复的二次影响后会无限接近真实壅水。在这个前提下,总结出多桥并行时各桥壅水的经验公式。