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智能背景下机器学习在柔性应变传感器中的应用研究进展

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纺织学报 2024年第5期45卷 228-238页

作者：卢妍洪岩方剑苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 苏州大学现代丝绸国家工程实验室江苏苏州215123

为深入研究智能纺织品中柔性应变传感器的发展,探讨了其在检测人体运动轨迹、力学/声学特征以及各类生理指标信息方面的应用,着重阐述了机器学习在提升整个柔性应变传感系统性能方面的作用。通过系统综述最新研究进展,旨在深化对机器学... 详细信息

为深入研究智能纺织品中柔性应变传感器的发展,探讨了其在检测人体运动轨迹、力学/声学特征以及各类生理指标信息方面的应用,着重阐述了机器学习在提升整个柔性应变传感系统性能方面的作用。通过系统综述最新研究进展,旨在深化对机器学习在基于智能纺织品的柔性应变传感器领域应用的理解。介绍了几种常见柔性应变传感器的原理结构和相关研究,并概述了与柔性应变传感器阵列相结合的先进机器学习算法;系统分析了基于智能纺织品的柔性应变传感器结合机器学习在不同领域中的最新研究,强调了在柔性应变传感器中使用机器学习的益处;最后针对基于智能纺织品的柔性应变传感器结合机器学习的应用所面临的挑战以及如何提升整个传感系统的实用性进行展望,以期能够推动机器学习在柔性智能可穿戴领域的广泛应用,从而进一步推动智能材料与智能纺织品的发展。

关键词：柔性应变传感器机器学习信号处理智能纺织品智能材料

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新型迅捷弹箭多源力组合控制方法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1734-1744页

作者：赵新运于剑桥北京理工大学宇航学院北京100081

为大幅度提高导弹的超大角度机动能力,提出一种新型迅捷弹箭多源力组合控制方法。首先通过在传统直接力/气动力复合控制敏捷导弹尾部加装一类柔性可控伞,设计一种新型弹箭构型,然后基于合理假设将柔性可控伞简化为作用在敏捷导弹尾部的... 详细信息

为大幅度提高导弹的超大角度机动能力,提出一种新型迅捷弹箭多源力组合控制方法。首先通过在传统直接力/气动力复合控制敏捷导弹尾部加装一类柔性可控伞,设计一种新型弹箭构型,然后基于合理假设将柔性可控伞简化为作用在敏捷导弹尾部的可控柔性力,并给出可控柔性力大小、方向、驱动机构动态响应特性的量化描述方法,进而建立铅垂平面内引入可控柔性力的动力学模型,最后针对强耦合、强不确定性、快时变性、强非线性的多输入多输出系统,设计柔性力/直接力/气动力复合控制律,实现了新型弹箭的迅捷转向。通过仿真验证了所提方法的合理性和有效性,并与传统敏捷导弹进行仿真对比,验证了所提方法有利于提高超大角度机动能力。

关键词：导弹敏捷转弯柔性可控伞可控柔性力滑模控制扩张状态观测器

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静电纺P(VDF-TrFE)纳米纤维在柔性压电传感与能量收集领域的研究进展

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1141-1152页

作者：屈展夏广波方剑苏州大学纺织与服装工程学院苏州215021 苏州大学现代丝绸国家工程实验室苏州215023

压电聚合物聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))作为聚偏氟乙烯(PVDF)典型的共聚物,具有优异的压电性能、机械性能及生物相容性。因此基于P(VDF-TrFE)静电纺压电网膜的柔性压电传感器与能量收集器在可穿戴电子设备、智能纺织品及医疗健康... 详细信息

压电聚合物聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))作为聚偏氟乙烯(PVDF)典型的共聚物,具有优异的压电性能、机械性能及生物相容性。因此基于P(VDF-TrFE)静电纺压电网膜的柔性压电传感器与能量收集器在可穿戴电子设备、智能纺织品及医疗健康系统等领域有着广阔的前景,能够将触觉/压力、应变、声波甚至生理微振动等信号转换为电学信号或低功率的电能。本文旨在深入分析P(VDF-TrFE)压电性能的机制,总结各种提升静电纺P(VDF-TrFE)纳米纤维压电性的策略,全面概述P(VDF-TrFE)基柔性压电传感与能量收集方面的应用,特别是在压力与触觉传感、声传感、生物组织传感、生理微振动传感及能量收集等领域的研究进展。阐述了静电纺压电聚合物纳米纤维的新兴应用场景,并讨论了该领域目前的挑战和未来前景。

关键词： P(VDF-TrFE) 静电纺丝法纳米纤维传感能量收集 PVDF 压电

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基于高阶滑模的机械臂主动容错控制策略研究

基于高阶滑模的机械臂主动容错控制策略研究

作者：方剑杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着工业控制技术的发展,机械臂在工业自动化和生产领域扮演着越来越重要的角色,然而,由于机械臂长期在恶劣环境中处于高强度运行状态,容易导致系统故障或传感器误差等问题,从而使机械臂可能面临意外情况。因此,研究机械臂容错控制策略... 详细信息

随着工业控制技术的发展,机械臂在工业自动化和生产领域扮演着越来越重要的角色,然而,由于机械臂长期在恶劣环境中处于高强度运行状态,容易导致系统故障或传感器误差等问题,从而使机械臂可能面临意外情况。因此,研究机械臂容错控制策略以提高系统的稳定性和鲁棒性成为关键。本文重点研究了执行器故障情况下机械臂系统的容错控制,以应对不同类型的故障和干扰。首先,以双连杆机械臂为研究对象,基于机械臂动力学特性以及可能遇到的执行器故障类型建立了机械臂故障动力学模型。接着深入研究了滑模控制和超螺旋算法,并由于其鲁棒性强、响应速度快和低抖振等优点,设计了一种基于超螺旋算法的非奇异快速终端滑模的被动容错控制方法。然后,针对被动容错控制杂性高、故障情况多的机械臂系统中存在一定的局限性;为了提高容错控制的控制性能,充分发挥神经网络的广泛逼近能力和对控制系统模型的免疫性,设计了一种基于极限学习机神经网络作为故障检测单元的超螺旋主动容错控制算法。并对极限学习机估计引起的抖动和超螺旋算法增益难以确定的问题进行了深入分析。针对上述问题,引入高阶滑模观测器,以实现对故障机械臂中故障和状态信息的估计;同时加入障碍函数自适应超螺旋算法,可根据误差信息自动调整有界幅值,从而提高容错控制的适应性。采用Lyapunov函数对所设计的容错控制方法进行稳定性证明,并利用Matlab仿真软件验证容错控制方法的控制性能。最后,在双联杆机械臂实物平台上对上述容错控制方法进行了可行性和优越性验证。本文在双连杆机械臂容错控制策略的仿真和实验结果表明所设计的三种容错控制方法都具有较好的控制效果。其中,基于高阶滑模的自适应主动容错控制方法在性能和鲁棒性等方面表现最为优越,其高阶滑模故障检测单元不需要速度信息,易于故障估计的实现;其自适应容错控制结合了障碍函数和传统超螺旋算法的优点,能够有效地保证跟踪精度高、抖振小、动态响应快、鲁棒性强,可成功应对各类执行器故障情况。

关键词：机械臂容错控制高阶滑模超螺旋算法极限学习机

采用可控负荷灵敏度的DFIG并网电力系统低频振荡模式抑制

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2641-2654,I0011页

作者：李生虎方天扬叶剑桥新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学电气与自动化工程学院) 安徽省合肥市230009

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)并网加剧了低频振荡(low-frequency oscillations,LFO)。电力市场和智能用电设备,使得负荷可参与阻尼控制。此时危险模式阻尼比受负荷影响,增加特征灵敏度解析表达难度。现有恒阻... 详细信息

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)并网加剧了低频振荡(low-frequency oscillations,LFO)。电力市场和智能用电设备,使得负荷可参与阻尼控制。此时危险模式阻尼比受负荷影响,增加特征灵敏度解析表达难度。现有恒阻抗模型,不能反映综合负荷对小扰动稳定影响;异步电机模型精确,但参数辨识难度大,很难用于小扰动稳定分析。该文为避免潮流计算和稳定分析中负荷模型差异,采用ZIP负荷模型修正系统状态方程。以潮流解对负荷灵敏度为中间变量,提出危险模式阻尼比对负荷灵敏度的解析表达。引入准比例谐振控制(quasi-proportional resonance,qPR)调节负荷,相应修正阻尼比灵敏度,以改善阻尼控制的鲁棒性。仿真结果验证了所提算法的控制效果。

关键词：双馈感应发电机低频振荡阻尼控制 ZIP负荷准比例谐振控制灵敏度

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微尺度静动摩擦转变行为的机理研究

固体力学学报 2024年

作者：武鑫胡剑桥刘小明中国科学院大学工程科学学院中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室

微尺度接触与摩擦行为广泛存在于各种重要工业器件与系统中，随着各类机电系统高集成化和微小型化的发展，摩擦对器件的影响越发不可忽视。在微尺度下，摩擦行为表现出对界面粘性与接触尺寸的强依赖性，认识微尺度下静动摩擦转变对控制... 详细信息

微尺度接触与摩擦行为广泛存在于各种重要工业器件与系统中，随着各类机电系统高集成化和微小型化的发展，摩擦对器件的影响越发不可忽视。在微尺度下，摩擦行为表现出对界面粘性与接触尺寸的强依赖性，认识微尺度下静动摩擦转变对控制摩擦、减小能耗具有重要的意义。本研究工作采用分子动力学方法对微尺度摩擦行为的静动转变过程开展了研究，通过发展一系列可修正势函数来定量调控摩擦界面物性，进而阐明了界面粘性与界面接触刚度对静摩擦系数的影响规律并揭示了两者的竞争机制。此外，本工作还研究了微尺度下临界静摩擦系数的尺寸效应，观察到了临界静摩擦力的饱和现象并通过接触层云图揭示了饱和现象的微观机制。

关键词：摩擦原子级光滑界面分子动力学界面势能模型长度

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浙江近期发展对日经贸的对策刍议

浙江社会科学 1994年第1期 20-24页

作者：方剑桥宁波大学

浙江近期发展对日经贸的对策刍议方剑桥当前日本经济状况与日本政府整治对策资本主义经济周期性危机引发的全球经济疲软，既阻碍了欧美经济的前进速率，又加速了区域经济和贸易保护主义的发展。而日本经济所固有的金融资本高速积累，使... 详细信息

浙江近期发展对日经贸的对策刍议方剑桥当前日本经济状况与日本政府整治对策资本主义经济周期性危机引发的全球经济疲软，既阻碍了欧美经济的前进速率，又加速了区域经济和贸易保护主义的发展。而日本经济所固有的金融资本高速积累，使产业资金随股市行情流向不动产，形成...

关键词：近期发展日本政府《日本经济新闻》中日贸易日本企业浙江国内市场乡镇企业今年上半年贸易保护

基于文献计量学的真菌与碳循环研究热点与进展分析

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土壤通报 2024年

作者：刘嘉琳王剑桥广州大学环境科学与工程学院教育部珠江三角洲水质与保护重点实验室

通过文献计量法，结合使用CiteSpace和VOSviewer进行可视化分析，对2013年至2023年Web of Science核心合集数据库中关于真菌与碳循环的文献进行分析，探究近十年关于真菌与碳循环研究的发展热点，为把握该领域研究方向提供理论参考。分... 详细信息

通过文献计量法，结合使用CiteSpace和VOSviewer进行可视化分析，对2013年至2023年Web of Science核心合集数据库中关于真菌与碳循环的文献进行分析，探究近十年关于真菌与碳循环研究的发展热点，为把握该领域研究方向提供理论参考。分析结果表明，相关领域的论文发文量呈现稳步上升的趋势，预示着该领域具有广阔的发展潜力。中国的发文量最多，而德国在合作网络中的中心性最高。此外，中国科学院是发表相关论文最多的研究机构，其中心性也是最高，证明了其在真菌碳循环研究领域的综合科研实力较强。通过对关键词进行共现、突现和聚类分析，发现当前的研究热点主要集中在菌根真菌、微生物群落、土壤有机质、气候变化和生物量等方面。总体而言，真菌碳循环研究具有广阔的前景，但仍然面临诸多挑战，未来的研究应更加注重多学科交叉融合和多研究方法的综合运用，以系统地探究全球变化背景下的真菌碳循环相关问题。

关键词：真菌碳循环文献计量可视化分析

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开放热管理式三维织物基光热海水淡化系统

纺织学报 2024年第2期45卷 153-161页

作者：葛灿雍楠杜恒吴天宇方剑苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 上海纺织集团检测标准有限公司上海200082

界面光热海水淡化系统可实现低碳低成本的除盐净水。为解决传统器件在海水淡化过程中效率较低的问题,提出一种额外捕获环境热量用于促进立体多级蒸发的开放式热量管理方案。将具有宽带谱光吸收性能的乙炔碳黑颗粒作为光热负载,混纺织物... 详细信息

界面光热海水淡化系统可实现低碳低成本的除盐净水。为解决传统器件在海水淡化过程中效率较低的问题,提出一种额外捕获环境热量用于促进立体多级蒸发的开放式热量管理方案。将具有宽带谱光吸收性能的乙炔碳黑颗粒作为光热负载,混纺织物作为基材及供水材料,利用系统与环境间的热量传递,额外捕获热量,用于促进供水层的冷蒸发。结果表明:在优化负载和平衡能量供需等策略下,系统呈现出优异的水蒸发性能蒸发速率为1.80 kg/(m^(2)·h),水蒸发效率为97.1%;在海水淡化运行15个循环后,织物的海水淡化速率仍保持约1.73 kg/(m^(2)·h),处理后的冷凝水符合健康饮水标准,具有广阔应用前景。

关键词：光热转换海水淡化冷蒸发热管理织物