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关键词： 水下无人潜航器   水动力参数   灵敏度分析   非线性动力学模型  

摘要： 无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)动力学模型通常涉及大量水动力参数,不同参数对模型运动响应的影响权重存在显著差异。系统分析水动力参数灵敏度有助于降低模型复杂度。为此,提出了一种UUV动力学模型水动力参数的分阶段全局灵敏度分析方法。基于建立的UUV非线性动力学模型,首先采用Morris灵敏度分析方法,从32个水动力参数中初步筛选出18个重要参数;在此基础上,利用Sobol全局灵敏度分析方法计算各参数的灵敏度指数,定量识别出9个对UUV运动响应影响最显著的关键水动力参数;随后,分别对基于关键参数构建的简化操纵模型与原全参数动力学模型进行了仿真对比分析。在10°/10°Zigzag操纵工况下,简化模型与全参数模型在水平面主要状态量上的均方根误差在数值上不超过0.17,垂直面上的均方根误差在数值上不超过0.40;在水平面Spiral工况下,稳态艏摇角速度的均方根误差为0.037 rad/s,最大稳态偏差为0.048 rad/s,均保持在较小范围内,能较好地保持原模型的瞬态与稳态操纵特性。研究结果表明,所提出的分阶段灵敏度分析方法能有效量化水动力参数对UUV运动响应的影响程度,在保证模型精度的同时显著降低模型复杂度,可为UUV模型参数辨识与控制算法设计提供依据。

关键词： 自体动静脉内瘘术   超声   血流动力学   β2-微球蛋白   相关性  

摘要： 目的探讨维持性血液透析患者自体动静脉内瘘术(AVF)后内瘘成熟情况的影响与血流动力学参数及血清β2-微球蛋白(β2-MG)的相关性。方法选取2021年1月至2024年9月萍乡市人民医院收治的200例AVF术后维持性血液透析患者作为研究对象,根据患者术后8周的内瘘成熟情况分为未成熟组(n=49)和成熟组(n=151)。采用单因素、多因素logistic回归分析AVF术后患者内瘘成熟情况,Spearman相关性分析血流动力学参数及血清β2-MG的相关性。结果单因素分析结果显示,未成熟组和成熟组患者血流动力学参数桡动脉管径(RAD)、头静脉管径(CVD)、肱动脉管径(BAD)、桡动脉血流量(RAF)、肱动脉血流量(BAF)、收缩期峰值流速(PSV)、舒张末期流速(EDV)比较,差异有统计学意义(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,内瘘未成熟情况与血流动力学参数RAD(r=-0.398)、CVD(r=-0.618)、BAD(r=-0.459)、RAF(r=-0.501)、BAF(r=-0.484)、PSV(r=-0.510)、EDV(r=-0.508)存在负相关(P<0.05),与β2-MG(r=0.393)存在正相关(P<0.05)。RAD(β=-3.814,95%CI:0.003~0.535)、CVD(β=-3.106,95%CI:0.004~0.450)、BAD(β=-10.547,95%CI:0.002~0.135)、RAF(β=-0.014,95%CI:0.976~0.997)、BAF(β=-0.015,95%CI:0.973~0.997)、PSV(β=-0.102,95%CI:0.836~0.976)、EDV(β=-0.191,95%CI:0.700~0.974)均为内瘘未成熟的独立保护因素(P<0.05),β2-MG(β=0.755,95%CI:1.071~4.221)为内瘘未成熟的独立危险因素(P<0.05)。结论AVF术后超声血流动力学参数与血清β2-MG水平密切相关,监测和调控以上相关参数,或可为临床优化内瘘管理和血液透析方案提供重要的理论与实践指导。

关键词： 良性前列腺增生   下尿路症状   尿动力学   膀胱出口梗阻   压力-流率测定  

摘要： 目的探讨尿动力学参数对良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)合并下尿路症状(lower urinary tract symptoms,LUTS)患者膀胱出口梗阻(bladder outlet obstruction,BOO)的诊断价值。方法回顾性收集新疆生产建设兵团医院泌尿外科2023年1月至2025年12月收治的150例BPH合并LUTS患者的临床资料。依据临床综合评估结果,并结合术后随访反应确定BOO结局,将患者分为BOO组和非BOO组。比较两组尿动力学参数的差异。采用Spearman相关分析评价主要尿动力学指标与BOO结局的关系,并通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估各指标及其联用的诊断效能。结果两组患者年龄、体重指数(body mass index,BMI)、病程、前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)水平及前列腺体积比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。与非BOO组相比,BOO组最大逼尿肌压力(maximum detrusor pressure,P_detmax)和最大尿流率时逼尿肌压力(detrusor pressure at maximum flow,P_detQ_max)均较高(均P<0.05),最大尿流率(maximum flow rate,Q_max)较低(P<0.05)。P_detQ_max与BOO结局呈正相关(P<0.05),Q_max与BOO结局呈负相关(P<0.05)。ROC曲线分析显示,P_detQ_max的单项诊断效能较好;与Q_max联合后,BOO诊断效能进一步提高。结论尿动力学压力-流率参数可为BPH合并LUTS患者BOO的评估提供客观参考。P_detQ_max具有较好的单项诊断价值,联合Q_max可提高诊断效能,有助于患者的临床分层和个体化治疗决策。

关键词： 六自由度并联平台   遗传算法   两级物理约束   动态竞争   动力学参数辨识  

摘要： 为改善六自由度并联平台动力学参数辨识中传统遗传算法存在的早熟收敛、无效解占比偏高问题,本研究提出一种融合动力学先验的改进遗传算法。该算法首先基于混沌序列生成初始种群,采用mRMR准则对参数敏感度进行分层,并结合参数边界与物理约束筛选有效解;再基于余弦相似度划分子种群,通过循环链动态竞争、耦合感知自适应交叉、柯西变异及精英保留机制实现协同进化;最后通过迭代闭环优化,输出最优辨识参数。实验结果表明,该算法将参数平均误差从传统遗传算法的17.59%降至3.69%,所有参数误差均控制在6.83%以内,且收敛时间由0.9 s提升至0.03 s左右即可快速稳定,收敛速度显著提升,为平台高精度控制提供可靠的参数支撑。

关键词： 控制理论与控制工程   车辆控制   分层控制   自适应控制   参数辨识   模型预测控制  

摘要： 针对载重和路面变化导致的车辆控制性能下降问题,提出了一种集成参数辨识的优化控制方法。首先,分析了模型参数变化对传统模型预测控制器的状态预测和约束的影响;之后,基于李雅普诺夫理论设计了自适应律,在线修正模型参数并补偿控制输入,使真实系统与名义模型响应一致;同时,提出一种基于Brush轮胎模型和递归最小二乘法的路面附着系数在线辨识方法,确保控制约束的准确性。在此基础上构建了分层控制器:上层为集成参数自适应的模型预测控制,下层为轮胎力分配器。通过CarSim/Simulink联合仿真验证,该方法能有效修正参数误差并保持控制性能,提升车辆的安全性、稳定性和鲁棒性。

关键词： 儿童脓毒症   无创心排量监测   聚类分析   血流动力学亚型  

摘要： 目的:基于无创心排量监测参数,采用K-means聚类识别儿童脓毒症血流动力学亚型。方法:回顾性纳入2024年4月—2025年12月江门市妇幼保健院收治的64例脓毒症患儿,依据入院48 h内心脏指数、每搏量变异度、体循环血管阻力指数及胸腔液体含量进行聚类分型,比较亚型特征,并采用多因素logistic回归分析其与血管活性药物使用的关联。结果:分型结果为出高阻低排-容量敏感型与低阻高排-液体负荷型两种亚型。低阻高排-液体负荷型炎症指标更高,血管活性药物使用风险升高(OR=3.56,95%CI:1.03~12.30,P=0.04),两组预后指标比较,差异无统计学意义(P<0.05)。结论:基于无创监测的血流动力学分型有助于识别脓毒症患儿循环异质性,其中低阻高排-液体负荷型具有更高炎症活性及血管活性药物需求,该分型可为个体化循环管理提供参考。

关键词： 仿人臂   月面机器人   参数辨识   动力学建模  

摘要： 为保障仿人臂在月面环境下与航天员的安全精确协同,本文以6自由度(Six-degree-of-freedom,6-DOF)仿人臂为研究对象,在其动力学特性分析的基础上,提出了一种适用于仿人臂的动力学参数辨识方法。首先,建立仿人臂的运动学和动力学模型,在仿人臂极低速协作场景下,对仿人臂动力学模型进行简化,得到最小复合重力参数集及其对应的重力回归矩阵。其次,将重力回归矩阵参数可行域最大化作为辨识轨迹优化目标,并考虑仿人臂的运动限位和碰撞规避作为优化的约束条件。最后,分别在月面重力仿真环境和地球重力环境开展了模型的仿真和实验验证。结果表明,月面仿真辨识后的各关节计算力矩误差百分比的平均值仅为5.5%,实验验证中各关节力矩的平均绝对误差均远小于其平均噪声幅值,本文所用辨识方法建立的动力学模型能够反映仿人臂极低速运动时的动力学特性。

关键词： 力学计量   磁流变阻尼器   动力学参数辨识   改进趋磁细菌算法   爬山算法   禁忌搜索  

摘要： 磁流变阻尼器(MRD)可根据外界磁场变化快速精确调节阻尼力,但其动力学特性的滞后性与非线性导致其动力学模型参数辨识困难。在MRD阻尼特性试验的基础上,融合爬山算法的局部搜索能力与禁忌搜索的记忆功能,提出一种改进的趋磁细菌算法(IMBOA),以实现MRD动力学参数辨识;搭建了MRD改进唯象仿真模型,建立了各参数与电流的函数关系,并通过不同工况正弦激励仿真对比,验证参数辨识结果的准确性。与粒子群优化算法和灰狼优化算法的对比表明:IMBOA在计算精度、收敛速度及效率上均具显著优势,其中平均适应度值分别降低了29.62%和22.28%,计算时间分别缩短了33.9%和27.7%。

关键词： 经颅多普勒   颈动脉超声   脑电图   颈动脉狭窄   血流动力学  

摘要： 目的探讨不同狭窄程度颈动脉狭窄(CAS)患者的脑颈血流动力学和脑电参数变化特征。方法回顾性纳入2018年7月至2024年12月就诊于湖南省第二人民医院210例DSA确诊的CAS患者(轻度狭窄组、中度狭窄组和重度狭窄组各70例),采用经颅多普勒联合颈动脉超声检测血流动力学参数[包括颈动脉狭窄处收缩期流速(PSVst)、颈动脉狭窄处远端收缩期流速(PSVdis)、颈动脉狭窄处舒张期末流速(EDV)、大脑中动脉收缩期流速(PSV_(MCA))及大脑中动脉搏动指数(PI_(MCA))],脑电图评估背景节律、慢波及反应性(α阻滞、过度换气反应),组间比较采用Kruskal-Wallis H检验或χ^(2)检验。结果3组患者PSVst、PSVdis、EDV、患侧PSV_(MCA)及患侧PI_(MCA)组间差异均具有统计学意义(P<0.05),其中重度狭窄组的PSVst、EDV显著升高,而PSVdis、患侧PSV_(MCA)、患侧PI_(MCA)显著降低(P<0.05)。轻度、中度和重度狭窄组患者背景节律、α波幅不对称、慢波及反应性比较差异具有统计学意义(P<0.05)。轻度狭窄组背景节律以8~13 Hzα节律及无明显慢波为主,中度狭窄组背景节律以9~10 Hzα节律、无明显慢波及间断出现θ波为主;重度狭窄组背景节律以<8 Hz、伴α波幅不对称、持续δ波、弥漫性θ波增多、α波阻滞消失及过度换气后慢波增多为主。结论CAS狭窄程度加重导致特征性血流动力学改变及脑电慢波化,建议采用经颅多普勒联合颈动脉超声初筛,中重度狭窄患者补充脑电图评估。

关键词： 沥青摊铺机   熨平板   振捣机构   动力学仿真   离散元法   参数优化  

摘要： 针对沥青摊铺机熨平板振捣压实机构在工作过程中的动力学特性与参数匹配问题,基于多体动力学与离散元耦合仿真方法,开展振捣机构参数优化、振动系统均匀性分析与混合料压实过程模拟研究。通过建立熨平板虚拟样机模型,采用正交试验法优化主副振捣梁的相位差、行程及频率等关键参数;结合离散元法分析沥青混合料在振捣压实过程中的颗粒运动规律与力学响应。研究结果表明:当主副振捣相位差为180°、副振捣行程为6 mm时,振捣机构惯性力与碰撞力最小,运行平稳性最佳;将振动机构沿摊铺方向平移75 mm,可显著改善纵向振动均匀性,加速度标准差降低45%以上;AC-20沥青混合料在振动频率36 Hz时密实度达到峰值91.6%,高效压实频率区间为29~49 Hz。该研究为摊铺机熨平板结构设计与作业参数匹配提供了理论依据与优化方向。