基于样本熵与时频分析的手部抓握运动意图预测

针对上肢外骨骼控制信号产生与外部设备响应存在时间滞后导致脑机接口(BCI)系统实时性差的问题,采集被试手部自主抓握前运动相关皮质电位(MRCP) ,提出基于非线性复杂度特征样本熵 (SampEn)与线性幅值特征融合算法的手部运动意图预测方法. 从时频、神经复杂度分析不同大脑状态之间存在的差异,通过特征融合实现对手部抓握运动意图的预测. 基于特征融合意图离线预测准确率最高可达88.46%,可以在人体手部自主运动发生时刻?1 400 ms实现对手部运动预测. 与平静时期手部静止状态相比,被试产生手部抓握运动意图时脑电信号的功率谱与复杂度均产生明显变化,为基于手部运动意图预测提前驱动机器人实现人机协同提供控制策略.     

基于观测器摩擦补偿的机电系统高精度控制

针对机电作动系统在低速阶段摩擦非线性明显且同时存在其他干扰,易导致系统跟踪精度、稳定性下降这一问题,设计基于非线性观测器摩擦补偿的自适应鲁棒控制器. 针对摩擦非线性,利用LuGre摩擦模型描述系统的摩擦现象,提出非线性观测器对模型的内部摩擦状态进行观测. 针对系统摩擦系数、转动惯量及其他不确定性参数,设计参数自适应律进行估计. 利用前馈补偿的方法,对摩擦非线性和参数不确定性进行补偿,设计鲁棒项克服系统的其他扰动. 利用Lyapunov稳定性定理证明了提出的控制器在存在扰动的情况下可以实现系统的有界稳定性. 实验结果表明,提出的控制器具有较高的控制精度与较强的鲁棒性,跟踪精度较传统的PID控制器提高了一个数量级.     

QPSO算法在非线性观测器设计中的应用*

具有量子行为的粒子群优化(Quantum-behaved Particle Swarm Optimization,QPSO)算法是继粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)后,最新提出的一种新型、高效的进化算法.提出了运用QPSO算法设计的非线性观测器方法.该方法属于滚动时域估计方法,利用具有量子行为的粒子群算法优化获得系统状态的最优估计.仿真结果显示该方法对初始条件不敏感,具有很强的跟踪能力.     

基于模糊控制-扰动观察法的光伏MPPT跟踪技术

本文提出了基于模糊控制-扰动观察法的光伏MPPT跟踪技术。通过分析光伏电池的工作特性,建立光伏电池输出功率的数学模型,进一步建立了模糊控制-扰动观察法的实施步骤,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,对扰动观察法的光伏MPPT跟踪技术与提出的跟踪技术进行了仿真,并对两种跟踪技术仿真数据进行了对比。仿真表明,所提的方法功率波动范围小,跟踪精度高,能以很快的速度达到最大功率点等优点。     

基于扰动观察法的光伏电池最大功率跟踪控制

本研究提出了基于扰动观察法的最大功率点跟踪方法。该控制方法以光伏电池的数学模型为基础,检测太阳能发电输出功率的变化,根据检测结果,调整光伏电池的相关参数,以达到最大功率点跟踪的目的。通过Matlab/Simulink仿真,结果表明提出的改进算法能有效提高光伏发电系统的发电效率。     

先进控制技术在波浪发电系统中的应用

由于波浪储量丰富,具有随机性,如何控制波能转换系统捕获最大波能和控制并网电能质量成为波浪发电的核心问题。简述了波能转换装置实现最大波能捕获的方法,综述了滑模变结构控制、自适应控制、最优控制、智能算法、模糊控制、无源控制在控制最大波能捕获以及改善电能质量方面的研究成果。并提出未来的控制算法应是多种先进控制算法相结合。     

Synthesis and optical properties of polyacetylenes containing nonlinear optical chromophores

High molecular weight polyacetylenes bearing nonlinear chromophoric pendants poly[4-ethynyl-4′-(N,N-diethylamino)azobenzene-co-phenylacetylene]s [poly(EAAB-co-PA)s] were synthesized in moderate yields by [Rh(nbd)Cl]₂-Et₃N. The azo unit in the copolymers can be effectively controlled by the monomer feed ratio. Whereas the homopolymer of EAAB possessed low solubility, all the copolymers, however, dissolved readily in common organic solvents when the poly(EAAB) molar content was less than 41.7%. The structures and properties of the polymers were characterized and evaluated by UV, NMR, optical limiting, and nonlinear optical analyses. All the copolymers possessed high stereoregularity and thermal stability (≥300 °C). They can attenuate intense laser pulses, with solutions of high concentrations showing better performances. The third-order nonlinear susceptibility of the copolymers was as high as 4.62×10⁻¹¹ esu, which are two orders of magnitude larger than those of poly(PA), and larger than that of poly(N-carbazoylacetylene), and poly(1-naphthylacetylene).     

基于优进策略的遗传算法对重油热解模型参数的估计

针对常规遗传算法全局寻优效率偏低的弱点，提出了一种优进策略，用以改进常规遗传算法。该策略将从繁衍过程中获取进化信息，自适应地改进子代分布，适时引入确定性操作，以提高全局寻优性能。提出的相关技术包括维持种群的多样性、改进交叉算子、增加Powell寻优算子等。实例测试表明这种优进策略效果良好，并已成功地应用于重油热解三集总动力学复杂数学模型的非线性参数估计。     

The effective diffusivities in porous media with and without nonlinear reactions

The question of whether effective diffusivities in porous materials under reactive and nonreactive conditions are equal is addressed. Previous studies had considered the problem with first-order reactions. We study the issue with two nonlinear reactions—a second-order reaction and one governed by the Michaelis-Menten kinetics. Pore network and continuum models of porous media are utilized to estimate the effective diffusivities under reactive and nonreactive conditions. We show that the two effective diffusivities are significantly different. The difference is due to the heterogeneities of the porous material, and the fluctuations that they cause in the spatially varying local concentrations and diffusivities, and can be as large as a few orders of magnitude. Theoretical analysis of diffusion and reactions in porous media is also presented that supports the results of the simulations. In particular, it is shown that the results of pore network simulations cannot be fitted to the classical continuum equation of diffusion and reaction, and that a more complex continuum equation should be used for this purpose.     

GRIP管混凝土组合结构压弯构件非线性全过程分析

本文应用细观力学、经典层板理论、平截面假定、FRP约束混凝土本构模型及数值积分对GFRP管混凝土组合结构压弯构件进行了非线性全过程分析。通过理论计算发现GFRP管混凝土组合结构能有效地提高构件的承载力，且构件具有良好的变形能力。FRP壳体参与承载且有效地约束混凝土的变形，显著提高核心混凝土强度和变形能力。文中讨论了轴压比、长细比、径厚比、混凝土强度等级、纵筋配筋率、铺层角变化对极限水平荷载和极限水平位移的影响，从而得到了一些有益的结论。