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基于有限/固定时间的机械臂柔顺控制研究

基于有限/固定时间的机械臂柔顺控制研究

作者：印帅盐城工学院

学位级别：硕士

近年来,机械臂在复杂环境中执行较为困难的接触式任务时,仅依赖单一的位置控制已无法满足机械臂的柔顺控制需求。因为当机械臂与外部环境接触时会产生接触力,接触力太大会影响机械臂的柔顺性和稳定性;而接触力过小则会导致机械臂无法顺... 详细信息

近年来,机械臂在复杂环境中执行较为困难的接触式任务时,仅依赖单一的位置控制已无法满足机械臂的柔顺控制需求。因为当机械臂与外部环境接触时会产生接触力,接触力太大会影响机械臂的柔顺性和稳定性;而接触力过小则会导致机械臂无法顺利完成预期任务。因此,机械臂需要在确保自身拥有足够柔顺性和稳定性的同时顺利完成任务,阻抗控制和轨迹跟踪控制则是实现这一目标的关键。轨迹跟踪控制可以让机械臂精确完成给定任务,而阻抗控制则可以根据接触力的大小对机械臂进行位置控制,使机械臂做出柔顺动作,从而提高机械臂的柔顺性。此外,复杂的工作环境中存在着各种干扰,在这些干扰的影响下,会使机械臂控制系统出现跟踪精度低、收敛速度慢等问题,这些问题的研究对机械臂柔顺控制的发展至关重要。因此,本文以柔顺控制策略中的阻抗控制为基础,结合有限/固定时间控制理论,对机械臂的轨迹跟踪进行研究,主要研究内容如下:(1)以双连杆工业机械臂为研究对象,建立基于改进型DH参数法的运动学模型,并对机械臂的正运动学和逆运动学进行了详细推导,使用MATLAB中的机器人工具箱(Robotic Toolbox)对机械臂进行了运动学建模,以检验用DH参数法建立的机械臂运动学模型的准确性,并验证了机械臂正运动学和逆运动学推导结果的正确性,最后分别采用数值法和Monte Carl法对机械臂工作空间进行可视化仿真分析,为后续柔顺控制研究提供基础。(2)针对机械臂在复杂环境中进行柔顺控制时存在未知扰动影响导致跟踪精度差、柔顺性低的问题,提出了基于实际有限时间的双幂次滑模阻抗控制方案。首先,建立带有未知干扰项的机械臂动力学模型,并将机械臂动力学进行空间转换。然后引入滑模控制,提高系统响应速度,并结合阻抗控制和双幂次函数设计了双幂次滑模阻抗来控制机械臂末端的运动轨迹,将接触力转化为位置控制,提高了机械臂系统的跟踪精度和柔顺性。接着设计了Lyapunov函数证明系统是实际有限时间稳定。通过仿真对比实例,对所设计的控制方案进行了仿真验证,结果证明了控制方案的有效性。(3)针对机械臂在受到关节摩擦等不确定因素影响下导致柔顺控制时跟踪误差高、系统收敛慢等问题,设计了一种基于模糊自适应滑模算法的固定时间机械臂阻抗控制方案,该控制方案首先建立了含有关节摩擦等不确定因素影响的机械臂动力学方程,并对关节摩擦力和其他不确定因素等非线性项进行补偿。通过模糊自适应控制对机械臂轨迹运动进行实时轨迹调整以提高控制精度。结合滑模控制,加快系统柔顺控制的响应时间和提高系统的鲁棒性,然后将阻抗控制、模糊自适应控制和滑模控制组成复合控制方案,并设计合适的Lyapunov函数,证明了系统是实际固定时间稳定。最后的仿真实例和对比实验表明,该柔顺控制策略能有效提高机械臂柔顺性以及鲁棒性。

关键词：机械臂柔顺控制有限/固定时间稳定性轨迹跟踪模糊自适应控制

未知障碍环境下的无人机集群协同控制技术研究

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未知障碍环境下的无人机集群协同控制技术研究

作者：何印中北大学

学位级别：硕士

基于界面优化提升铁电有机薄膜晶体管存储器性能的研究

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基于界面优化提升铁电有机薄膜晶体管存储器性能的研究

作者：丁印吉林大学

学位级别：硕士

铁电型有机场效应晶体管非易失性存储器（Fe-OFET-NVM）具有质轻、成本低、可溶液法加工、机械柔性好等天然优势,在柔性电子学与可穿戴电子学等领域有广阔的应用前景。近二十年来,Fe-OFET-NVM的研究取得了良好的进展。然而,作为柔性应用... 详细信息

铁电型有机场效应晶体管非易失性存储器（Fe-OFET-NVM）具有质轻、成本低、可溶液法加工、机械柔性好等天然优势,在柔性电子学与可穿戴电子学等领域有广阔的应用前景。近二十年来,Fe-OFET-NVM的研究取得了良好的进展。然而,作为柔性应用的Fe-OFET-NVM普遍性使用铁电材料poly（vinylidenefluoride-trifluoroethylene）[P（VDF-TrFE）]作为栅绝缘层,其较高的矫顽电场导致了过高的擦写电压。此外,P（VDF-TrFE）栅绝缘层的多晶微结构导致了粗糙的、及多缺陷的铁电栅绝缘层/沟道层界面,进而产生了较高的界面陷阱密度;这是制约Fe-OFET-NVM迁移率提升的重要因素。低功耗是Fe-OFET-NVM能够实用化的重要先决条件之一;可高速运行也是存储器应用所期望的一项优秀品质。针对上述问题,本论文提出了基于界面优化技术、以研制出可低电压擦写、且具有高迁移率的Fe-OFET-NVM的研究目标和思路。论文的具体研究内容如下:1.在本论文中,作者设计、并研制了基于低矫顽电场的三元铁电聚合物poly（vinylidenefluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene）[P（VDF-TrFE-CTFE）]、代替常规的铁电聚合物P（VDF-TrFE）、作为栅绝缘层的Fe-OFET-NVM,该存储器在低至±20 V的VP/VE下,呈现了明显的存储特性;遗憾的是,其迁移率较低,仅有10-3 cm2/Vs。在系统性地分析研究了导致迁移率较低的因素之后,作者提出了:通过UVO处理铁电绝缘层,改变其表面能,进而改善小分子半导体C8-BTBT的生长模式、及沟道层的微结构,以减小栅绝缘层/沟道层的界面陷阱密度、显著提升Fe-OFET-NVM迁移率的研究思路与技术路线。相关的表面能测试、AFM分析、及器件的测试结果证实了作者的研究思路。作为结果,在玻璃衬底上研制的Fe-OFET-NVM呈现了显著的存储效果,其迁移率高达1.4 cm2/Vs。较高的迁移率不仅有利于提升Fe-OFET-NVM的擦写速度,也显著增大了其存储电流比;这结合P（VDF-TrFE-CTFE）栅绝缘层极化程度对栅电压的依赖性,对单个Fe-OFET-NVM分别设定+20、-10、-15和-20 V的VP/VE下,实现了可靠与稳定的2位信息存储功能。进一步地,作者研制了具有2位信息存储功能的、柔性Fe-OFET-NVM;适当减薄铁电栅绝缘层P（VDF-TrFE-CTFE）的厚度,VP/VE进一步地降至±15 V,并呈现出非常好的存储性能:其迁移率达到1.3 cm2/Vs,具有快的擦写速度、高度可靠的擦写循环、稳定的存储保持特性、以及优秀的机械弯曲耐用性。2.作者设计、并构建了基于P（VDF-TrFE-CTFE）/PVPy/C8-BTBT核心体系的Fe-OFET-NVM,研制出了具有2位信息存储功能的、可低电压工作的、高迁移率Fe-OFET-NVM;其迁移率也高至1.1 cm2/Vs,2位存储的VP/VE被进一步降低至±13 V。进一步地,基于此体系研制的柔性Fe-OFET-NVM、在+15、-5、-10和-15 V的4级VP/VE下,也呈现了可靠、稳定的2位信息存储功能,其迁移率达到0.9 cm2/Vs。作为对比,作者研制的Fe-OFET-NVM在擦写电压、迁移率这两项性能参量方面所取得的结果,明显优于已报道的同类Fe-OFET-NVM;本论文所展示的器件设计与研制思路对Fe-OFET-NVM的性能提升、及实用化发展能起到一定的启发与借鉴意义。

关键词：柔性铁电型有机场效应晶体管非易失性存储器低电压界面优化多级存储

CdLa2S4基光催化剂的制备及其光催化分解水产氢的研究

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CdLa2S4基光催化剂的制备及其光催化分解水产氢的研究

作者：何建印广西大学

学位级别：硕士

MoS2场效应晶体管及反相器的TCAD仿真

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MoS2场效应晶体管及反相器的TCAD仿真

作者：王德印电子科技大学

学位级别：硕士

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基于GA-BP神经网络的铁路造价估算研究

基于GA-BP神经网络的铁路造价估算研究

作者：王光印石家庄铁道大学

学位级别：硕士

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氨噻肟酸的酶法制备研究

氨噻肟酸的酶法制备研究

作者：李生印上海师范大学

学位级别：硕士

基于区块链的电子医疗记录访问控制与共享机制研究

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基于区块链的电子医疗记录访问控制与共享机制研究

作者：赵培印河北大学

学位级别：硕士

在当今数字时代背景下,信息技术的飞速发展驱动着医疗保健行业的革命性变革。这种变革尤其体现在电子医疗记录(Electronic Medical Record,EMR)正在逐步取代传统的纸质医疗记录。EMR中含有大量敏感的个人信息,其泄露可能对个人隐私安全... 详细信息

在当今数字时代背景下,信息技术的飞速发展驱动着医疗保健行业的革命性变革。这种变革尤其体现在电子医疗记录(Electronic Medical Record,EMR)正在逐步取代传统的纸质医疗记录。EMR中含有大量敏感的个人信息,其泄露可能对个人隐私安全造成重大威胁。目前,EMR的访问和共享面临着两方面的问题,具体表现为:一是部分访问者可能存在过度访问,导致数据拥有者的敏感信息泄露;二是现有的数据共享机制在确保数据安全的前提下,共享效率有待提高。本研究旨在解决EMR访问控制与高效共享过程中的安全性与效率问题,主要工作内容如下:(1)针对部分数据访问者可能存在的过度访问问题,提出了一种基于区块链的风险自适应EMR访问控制方案。通过将EMR、数据访问者的历史访问记录和历史信任值等原始数据存储于星际文件系统中,并将相关数据摘要、存储地址以及哈希值打包存储在区块链上,实现了数据访问者行为的可信追溯和验证。通过运用信息熵和模糊推理技术结合数据访问者的访问行为、推荐信任度以及历史信任值对数据访问者的访问风险进行量化与预测,并设计智能合约对访问行为进行合理控制。实验表明,该方案在访问控制的准确性和可靠性方面相较于现有方案有显著优势。(2)针对现有共享方案中的隐私泄露和效率低下问题,提出了一种轻量级可搜索可控的EMR共享方案,采用大属性域和线性秘密共享方案,大幅度降低了加解密的计算开销,并通过支持关键词搜索和策略隐藏来提高EMR共享的效率和安全性。利用动态累加器技术,实现了对数据访问权限的灵活控制,同时,通过Intel SGX技术对数据进行重加密,增强了抵抗离线字典攻击的能力。此外,区块链技术的应用还实现了对共享过程中异常行为的可信追责。通过实验,证实了该方案的可行性以及在功能和效率上的优越性。

关键词：区块链数据共享访问控制模糊推理关键词搜索动态累加器

冰片对交泰丸在抑郁模型大鼠药效学、主要活性成分药动学及脑组织分布的影响

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中国实验方剂学杂志 2024年

作者：于美双戴国梁杭华茜叶峪王一然邵雪文居文政南京中医药大学附属医院

目的：探讨交泰丸单用及与冰片联用时，对脂多糖（LPS）诱导抑郁模型大鼠药效学、7种主要成分药动学及脑组织分布的作用差异。方法：将40只SD大鼠随机分为空白组、模型组、氟西汀组(10 mg·kg-1)、交泰丸组(1.50 g·kg-1)、交泰丸冰片... 详细信息

目的：探讨交泰丸单用及与冰片联用时，对脂多糖（LPS）诱导抑郁模型大鼠药效学、7种主要成分药动学及脑组织分布的作用差异。方法：将40只SD大鼠随机分为空白组、模型组、氟西汀组(10 mg·kg-1)、交泰丸组(1.50 g·kg-1)、交泰丸冰片联用组(交泰丸1.50 g·kg-1+冰片0.05 g·kg-1)，每组8只。除空白组外采用腹腔注射LPS建立抑郁模型，各组分别灌胃给予相应药物或等体积纯水，连续14 d。比较各组大鼠行为学指标及血清中白细胞介素（IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平。苏木素-伊红（HE）和尼氏（Nissl）染色观察大鼠海马组织神经元形态变化。取行为学结束后的交泰丸组和交泰丸冰片联用组，分别于灌胃后在设置的时间点采血，采用超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱法（UPLC-QqQ-MS/MS）测定血浆中7种成分含量，采用DAS 3.2.2软件对各成分药代动力学参数进行分析。比较7种成分在脑组织中的含量变化。结果：与空白组比较，模型组大鼠糖水偏好率降低、旷场总路程减少、体质量降低、游泳不动时间延长，血清中炎症因子表达升高（P<0.01）；与模型组比较，各给药组大鼠糖水偏好率增加、旷场总路程增加、游泳不动时间缩短，交泰丸组和交泰丸冰片联用组大鼠血清中炎症因子表达降低（P<0.05，P<0.01）。HE和Nissl染色结果显示，两给药组均对海马神经元有一定保护作用。药动学结果显示，与交泰丸组比较，交泰丸冰片联用组中小檗碱、表小檗碱的药时曲线下面积(AUC0-t、AUC0-∞)、达峰浓度(Cmax)、平均稳态血药浓度(Cav)增加（P<0.05，P<0.01）；黄连碱的AUC0-t、AUC0-∞、平均驻留时间(MRT0-∞)、Cav增加（P<0.05，P<0.01）；7种生物碱的药动学变化趋势一致。脑组织分布结果显示，与交泰丸组比较，交泰丸冰片联用组大鼠脑组织中药根碱、表小檗碱、黄连碱、巴马汀、小檗碱含量升高（P<0.01，P<0.05）；木兰花碱含量升高，小檗红碱含量下降，但差异无统计学意义。结论：交泰丸单用及与冰片联用均能改善大鼠抑郁样行为，减轻血清炎症因子水平，改善海马区病理损伤，具有抗抑郁作用；与冰片联用后，可增加交泰丸中多种有效成分在大鼠血浆及脑组织中的暴露量，提高其生物利用度，促进其在血浆及脑组织的吸收，提高药物的脑部靶向性，更有利于交泰丸发挥抗抑郁作用。

关键词：交泰丸冰片抑郁药动学药效学组织分布