人工关节材料复合运动磨损测试装置研究与开发

根据人工关节材料的体外磨损性能测试,开发了一种新型复合运动销盘测试装置(MPOD)。借助公理化设计原则,分析了仪器中不同功能之间的关系。根据独立公理生成了相应的设计矩阵,并在非耦合设计矩阵的基础上进行模块化开发,包含运动合成模块、销导向模块及加载模块。通过销传导模块中的力传感器可对试验中的摩擦力进行测量。     

基于sEMG和LSTM的下肢连续运动估计

针对下肢助力外骨骼的连续运动控制问题,提出了一种基于表面肌电信号(sEMG)与长短时记忆(LSTM)网络的连续运动估计方法.通过LSTM对肌电-运动的映射关系进行训练分析,基于奇异值分解特征值矩阵的误差算法获取主元分析(PCA)算法的主成分数量(降维维度),实现了对下肢三个关节在矢状面内的连续运动估计,且提高了连续运动估计的实时性.通过与传统网络支持向量机(SVM)、反向传播(BP)神经网络训练结果的对比分析,证明了LSTM网络在下肢连续运动预测中的优越性.     

一种少自由度并联机器人雅克比分析的新方法

提出一种对称少自由度并联机器人雅克比方阵的建立方法.利用螺旋理论分析单个支链的结构,找出动平台对驱动关节的映射系数,根据不同的输入选取,对映射系数进行组合,去除映射系数矩阵中非独立运动参数对应的列,得到满秩的映射系数矩阵.对映射系数矩阵求逆,得到对称少自由度并联机器人的雅克比方阵,说明了运动输入与运动输出之间的对应关系,并得到实例验证.     

基于广义雅可比矩阵的空间并联机器人运动学研究

针对自由漂浮空间并联机器人运动输出部分与载体之间存在运动耦合的问题,提出一种自由漂浮空间并联机器人广义雅可比矩阵的构造方法。基于螺旋理论建立速度映射关系,得到各分支输入速度与上、下平台的运动速度关系,结合动量守恒定律得到出上、下平台的速度运动关系,推导出自由漂浮空间并联机器人的广义雅可比矩阵,以6-SPS并联机构为例,进行数值计算和仿真分析对比,验证广义雅可比矩阵构造方法的正确性,也为自由漂浮空间并联机器人的精确控制奠定了基础。     

OTIS网络结构的并行矩阵乘算法

提出基于光交换互连系统(OTIS)网络结构的矩阵乘并行算法,分析它的时间复杂性.采用一种新映射策略来处理一般OTIS网络结构上的矩阵映射,即矩阵映射策略是根据基图中的哈密尔顿路径来分配处理器的.通过OTIS网络的拓扑结构模拟实验,结果表明,OTIS网络矩阵乘算法的性能优于Cannon算法,更加优于O(n3)串行矩阵乘算法.     

高超声速飞行器气动耦合分析及协调控制研究

为解决高超声速飞行器姿态运动之间存在的强耦合问题,针对飞行器的气动耦合进行分析,并在此基础上设计了削弱气动耦合的姿态协调控制器。在分析高超声速飞行器状态三通道气动力矩之间的关系基础上,运用动态方程的耦合分析方法得到三通道之间气动耦合关系,求解出耦合度矩阵,引入耦合熵的概念,根据耦合熵判断耦合是否可忽略,并对飞行器姿态协调滑模控制器进行了设计。仿真结果表明,所设计的控制器可有效削弱飞行器三通道之间的气动耦合,在保证姿态稳定的前提下提高系统的动态响应能力。     

计算机辅助外科中手术与计划空间标定以及视觉空间的误差校正

计算机辅助外科(CAS)系统中,多空间集成在一起,为了提高系统的操作精度,需要有效的标定方法校正空间之间的误差.利用机器人上特征在导航系统中视觉空间的运动误差,建立视觉空间与机器人空间的映射关系,递归校正两空间之间的局部转换矩阵.利用局部转换矩阵建立优化方程,求取全局最优转换矩阵.该方法对所有动态、静态误差进行校正.针对手术与计划空间中存在的耦合误差,利用设计的特殊结构力传感器和标定块解耦标定其误差,并根据求取的转换矩阵,调整计划空间中对象的位姿,保证计划空间与手术空间中的对象位姿一致.实验结果表明,动态标定方法可以使视觉空间中的全局误差减少到5个像素,力控标定方法可以使位置误差减小到0.25mm,姿态误差减小到0.1°.     

欠驱动跳跃机器人运动规划

通过对欠驱动跳跃机器人的动力学模型的分析,结合机器人的雅克比矩阵及主被动关节之间的动力耦合关系,推导出了欠驱动机器人的伪逆运动学方程,对运动轨迹的优化数学模型进行降阶处理,并进行了运动规划的仿真分析.仿真结果分析表明了该方法的正确性及有效性,该运动规划方法对其他跳跃机器人的运动规划及控制方法的研究具有一定的理论参考价值,同时,亦可推广至平面多自由度的欠驱动机器人轨迹规划的问题上.     

基于半耦合字典的快速图像超分辨率重建算法

为了提高图像超分辨率重建的效率与质量,考虑到高、低分辨率稀疏表示系数的不同,改进了锚定邻域回归算法,并结合半耦合字典学习算法提出了一种快速图像超分辨率重建算法.首先采用半耦合字典学习算法得到高分辨率字典、低分辨率字典及映射矩阵;再采用岭回归算法求解低分辨率稀疏表示系数,并根据高分辨率稀疏表示系数与低分辨率稀疏表示系数之间的映射关系,得到高分辨率稀疏表示系数;然后,根据输入图像块特征寻找字典中与其最相关的字典原子,计算该字典原子所对应的投影矩阵,进行超分辨率重建.仿真结果表明:提出的算法不仅在重建速度上表现更快,重建图像的质量也得到提高,在客观指标和主观效果上均取得更好的效果.     

用矩阵实现模糊本体映射

当前的本体映射技术主要是针对明确概念集合的本体,这些技术无法处理语义网上的不确定信息。文中提出了扩展现有本体映射方法来支持不确定信息的本体映射。这种扩展称为模糊本体映射(FOM),它主要是基于模糊理论和图理论。FOM主要是计算本体的概念之间的相似度所形成的矩阵,并定义了一系列算法来推理模糊本体概念之间的模糊关系。     

Coupling Relationship between Transport Superiority Degree and Urbanization in Sichuan,China

Relationship between transport superiority degree and urbanization is not quantified enough in recent researches.Combined with coupling model and coupling coordination model,the spatial analysis technique was applied to quantitatively analyzing the relationship between transport superiority degree and comprehensive urbanization in eighteen prefecture-level cities in Sichuan from 2000 to 2011. An evaluation index system was constructed,and index weights were obtained using the variation coefficient method. The traffic volume was found to be the main factor contributing to transport superiority degree, and space urbanization was the primary factor influencing comprehensive urbanization. The coupling degree between transport superiority degree and urbanization（ CU） was generally higher than the coupling coordination degree（ DU） in 2000-2011. DUvaried more significantly than CU. In 2011, Sichuan was divided into five regional types. Based on the above observations, targeted recommendations were developed.     

偏心敏感部件整体式隔振系统建模与分析

在航空航天领域,往往采用整体式隔振(WBVI)系统保护敏感设备。敏感设备质量偏心的存在会改变隔振系统的动力学特性,引起线振动与角振动的耦合,不仅增加了隔振系统设计的难度,而且会影响敏感设备的性能和工作精度。本文根据Lagrange方程建立了偏心敏感部件整体式隔振系统的动力学模型,其刚度矩阵和阻尼矩阵的非零非对角线元素体现了不同方向振动的耦合;依据此模型对系统进行了模态分析、谐响分析和宽频随机响应分析,并研究了谐振频率、响应峰值及对应频率、随机响应均方根值与偏心之间的关系。结果表明偏心的存在改变了系统的动力学特性,引起了不同方向振动的相互耦合,对结构动力学特性和响应特性有着不可忽略的影响。     

基于灰色关联的应力盘驱动力耦合度分析

提出基于灰色关联分析理论的能动磨盘各驱动器间耦合度分析方法。该方法选择某一驱动器策动力对应应力盘各测量点面形变化量为母序列、其它驱动器策动力对应面形变化量为子序列;运用初值化方法对序列进行预处理,进而计算各子序列的灰色关联系数;最后,由各子序列灰色关联系数计算灰色关联度。根据灰色关联度的内涵,本文选择关联度为其对母序列的耦合度,以实现应力盘各驱动器间耦合效应的定量计算,为深入分析应力盘控制系统,为制定合理的控制策略、方案提供了保证。对有效变形口径为420 mm,包含12个驱动器和60个微位移阵列传感器的能动磨盘进行了驱动器耦合度分析,分析结果与实际情况相吻合,表明模型能准确刻画驱动器间的耦合效应。     

基于DSR模型的新疆入境旅游流耦合关系研究

基于DSR模型构建入境旅游指标体系,以新疆2003-2017年入境旅游相关数据为基础,利用耦合度模型和耦合协调度模型分析其时序特征与系统间的作用关系,辨识未来新疆入境旅游的发展重点.结果显示:(1)2003-2017年新疆入境旅游流驱动、状态、响应系统及DSR模型综合评价指数变化差异明显,总体表现为跳跃式上升,响应系统发展大体滞后,其社会环境子系统滞后情况最为显著;(2)新疆入境旅游流驱动-状态-响应系统耦合度C∈[0.494,0.581],基本僵持在磨合阶段,表明系统之间作用能力弱;耦合协调度从严重失调逐渐提升为濒临失调,虽协调程度较低,但发展势头较好.综合来看,新疆需在注重目的地的建设基础上,从社会环境的创造和维护、经济发展、生态保护、基础设施完善和旅游服务水平等提高方面来促进新疆入境旅游的良性发展.     

城市房地产业与区域经济关系研究——基于陕西省整体及辖区10城

房地产业作为经济发展的支柱产业,其与经济的良好协调对区域可持续发展有重要作用。为了分析两者之间的关系,基于2005年—2014年陕西省域时间序列数据,引入系统耦合度及耦合协调度模型,利用Arcgis10.2从空间上进行了研究。结论表明,陕西省整体房地产业及区域经济在研究时段内两者间存在较高的耦合度,且随着时间推移耦合协调度在逐渐改善;部分来看下属10个地级市耦合协调度差异明显,不平衡现象较为严重,耦合度呈现由南向北递减的规律。     

乡村三生空间功能耦合协调关系及驱动因素分析

选择原中央苏区核心区域的福建省龙岩市作为研究对象,在定量识别乡村三生空间功能的基础上,利用耦合协调、趋势分析和地理探测器模型,对2012年、2014年、2016年、2018年龙岩市乡村三生空间功能耦合协调关系进行具体分析,探讨乡村三生空间功能耦合协调时空演化发展特征及耦合协调差异的驱动因素.研究结果表明:龙岩市乡村三生空间功能呈“高耦合,低协调”状态,耦合度和耦合协调度发展不均衡,空间分布较为分散;影响耦合协调关系的主要驱动因素是森林覆盖率和农作物播种比例;随着时间的演变,区域的生态因素对乡村三生空间功能耦合协调度的影响逐渐增强.     

中原经济区城市化与生态环境空间耦合分析

城市化系统与生态环境系统是城市经济发展的重要组成要素,二者之间存在着复杂的耦合关系.基于中原经济区32个地级市的城市化相关数据及生态环境指标,运用"PSR"模型构建了城市化与生态环境耦合评价指标体系,利用城市化与生态环境耦合度函数模型及耦合协调度模型,对中原经济区城市化与生态环境空间耦合度及耦合协调度进行了分析.结果表明:1)大部分地市城市化与生态环境空间耦合度处于磨合和高水平耦合阶段;空间耦合协调度分别为:低度协调耦合占21.88%,中度协调耦合占65.62%,高度协调耦合占12.5%.2)城市化与生态环境空间耦合强度和空间耦合协调度情况为:高强度中协调性的城市占31.25%,中强度中协调性城市占34.38%.3)城市化与生态环境耦合度与各地市的经济发展水平存在一定的空间对应关系,而耦合协调度与各地市的经济发展水平没有明显的对应关系.     

山西省经济增长与环境污染耦合关系研究

在分析经济增长与环境污染水平耦合关系的基础上,建立了二者之间的耦合发展度模型,并对山西省1999—2011年经济发展与环境污染的耦合度及耦合发展类型进行了分析.结果表明:1山西省经济发展和环境污染水平典型指标之间存在正相关关系,4个典型环境指标出现较高的拟合指数;2山西经济与环境耦合协调度从1999年的0.06增加到2011年的0.34,整体不断提高,经济环境协调有微弱的改善,但仍均处于较低水平;3从耦合协调度类型看,山西省近13年出现环境滞后型和经济环境同步型两种类型,二者发展的整体协调功能较低.山西环境整体比较脆弱,煤炭产业不合理发展尤其加剧了这种脆弱度,在今后的经济发展中要抽取更多的资金治理环境,综合各方面的因素达到经济环境的协调可持续发展.     

基于层次切片模型的JAVA相互作用耦合度量

在Eder等人提出的三维耦合度量框架基础上,基于层次切片模型对JAVA中的相互作用耦合进行了研究,得到了JAVA中存在的相互作用耦合类型,并建立了一系列形式化的相互作用耦合度量公式.相对传统的耦合性度量,基于层次切片技术的耦合性度量更加精确,它不仅描述了度量对象之间的耦合关系,并在一定程度上描述了度量对象之间的耦合程度,从而为程序分析和理解等软件活动提供更多有用的信息.     

基于灰色关联分析的山东区域物流与经济发展协调性评价

运用灰色关联分析法构建出区域物流与区域经济交互作用的关联度模型和耦合度模型,定量揭示出山东省区域物流与区域经济系统耦合的主要因素,并从时序角度分析了耦合度的变化,并揭示出山东省近年来区域物流与区域经济作用的阶段特性.研究结果表明,山东省区域物流对经济增长的影响主要表现在量的方面,而缺乏质的方面挖掘.虽然从整体上来说,山东省区域物流与区域经济交互耦合比较紧密、协调.但物流与经济耦合度存在明显的波动性,山东省的物流产业正逐步进入成长和成熟的有序状态.