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关键词： 动力学参数辨识   物理信息神经网络   四足机器人  

摘要： 本文提出一种基于物理信息神经网络(PINN)的四足机器人单腿动力学参数识别,通过将拉格朗日动力学方程的结构先验深度融入神经网络架构,构建一种具有物理可解释性的“灰箱”辨识模型,并采用最优激励轨迹设计采集实验数据,利用深度学习框架实现动力学参数的端到端精准辨识。仿真结果表明,相较于传统算法,该模型在力矩预测精度与鲁棒性方面均具备显著优势,能为构建机器人复杂腿结构的等效动力学模型提供一种高效、可靠的新途径。

关键词： 超导磁浮列车   悬浮架   多级悬挂   参数优化   联合仿真  

摘要： 【目的】为改善超导电动(EDS)磁浮列车的动力学性能,提高乘坐的舒适性与安全性,降低车辆振动,使其拥有更安全、更优秀的运行品质,对超导电动磁浮列车悬浮架的悬挂方案开展研究。【方法】为准确模拟列车实际响应,针对超导电动磁浮列车采用多体动力学软件SIMPACK与MATLAB/Simulink仿真软件建立联合仿真模型,对比分析不同运行速度对超导电动磁浮列车的动力学响应影响,并基于多级悬挂既有参数,通过动力学仿真对超导电动磁浮列车的橡胶弹簧悬挂、空气弹簧悬挂开展参数优化研究,采用构架、车体的振动响应作为优化评判指标,通过控制变量的方法对橡胶弹簧悬挂和空气弹簧悬挂进行单参数优化并提出参数建议。【结果】仿真结果表明,在直线工况下,相较于列车速度300 km/h,当列车速度为600 km/h时,超导磁体、构架、车体的振动加速度明显更大,300 km/h速度下车体的平稳性指标明显优于600 km/h。【结论】对悬挂参数的优化初步给出超导电动磁浮列车在速度600 km/h下各项优化指标的变化规律,确定对超导电动磁浮列车构架及车体振动响应影响较大的悬挂参数,并给出减小振动响应、提高列车稳定性的优化建议,初步实现悬挂系统的参数优化匹配。

关键词： GIS   振动   反演   缩聚传递函数   弹簧单元   遗传算法  

摘要： 为实现气体绝缘组合电器（GIS）内部机械缺陷的检测，本文构建了基于遗传算法增强缩聚传递函数（GA-CTF）法的GIS动力学欠定参数建模和内部异常振源辨识框架。首先，将GIS解耦并通过有限元方法建立缩聚传递函数矩阵，引入谐波平衡法求解耦合力方程组，构建GIS间隔的CTF正演模型；然后，使用弹簧单元模拟螺栓连接刚度，以试验与有限元固有频率的相对误差为适应度函数，采用遗传算法实现对正演模型中的欠定螺栓连接刚度参数修正；最后，将构建的GIS动力学正演模型与遗传算法结合，实现通过外壳振动测点对内部异常频率振源的辨识定位。结果表明：所提出正演模型的计算值与试验值的振动波形误差小于0.051m/s2，求解速度相比有限元法提升了57倍。同时，对内部异常振源位置和频率的辨识相对误差分别为9.48%和0.21%，为实现GIS内部异常振源的定位与故障诊断提供了一种高效手段。

关键词： 铁路桥梁   扣件参数敏感性   车–轨–桥耦合动力学   扣件参数   刚度与阻尼   振动响应  

摘要： 【目的】为揭示地铁高架箱梁桥段车辆–轨道–桥梁耦合动力学机理并量化扣件参数对振动响应的影响，建立地铁A型车辆-无砟轨道-32 m空心简支箱梁桥耦合动力学模型。【方法】车辆子系统采用多体动力学，轨道与桥梁子系统采用有限元法，轮轨力与扣件力由非线性接触关系计算，引入美国五级轨道不平顺谱作为激励，基于Lagrange方程建立运动方程并采用Newmark–β方法求解时域响应；在120 km/h工况下对扣件刚度（10～40 kN/mm）与阻尼（20～50 kN·s/m）进行敏感性分析。【结果】耦合效应与不平顺激励显著放大系统响应；扣件刚度增大使车体垂向加速度由0.13 m/s2增至0.18 m/s、轮轨垂向力由62.80 kN增至71.20 kN，钢轨与桥梁振动增强；增大扣件阻尼可有效减振，钢轨垂向加速度最大降幅达64%，桥梁位移与加速度响应明显降低。【结论】综合车辆响应、轮轨作用与桥梁响应控制，扣件刚度宜取20～30 kN/mm、阻尼宜取30～40 kN·s/m，可为地铁高架桥段扣件参数选型与振动控制提供定量依据。

关键词： 三维被动行走   拉格朗日力学   数值雅可比矩阵   非线性迭代   庞加莱映射与不动点  

摘要： 本文设计了一种四足(小球形足体)三维被动行走机器人模型，运动描述为三个自由度，旨在针对性突破传统二维被动行走模型因限制在前后方向大幅度摆动导致的抗干扰性低及地形适应性不高的问题。联合了(非)保守系拉格朗日分析力学和欧拉多刚体力学分析方法建立求解摆动和碰撞阶段的动力学模型，旨在突破现阶段侧重单一方式求解瞬时碰撞模型的局限性。同时以能量变化呈现、步态仿真等形式检验模型求解及结果的正确性。在此基础上，采用摄动向量施加法求解半周期映射的数值雅可比矩阵，并以牛顿下山法稳步迭代得到稳定步态；最后以控制变量法进行了部分单参数对行走步态影响的分析。结果表明：在质量分布常规范围里随着质量向上方集中，于稳定半周期步态内，模型行走幅度和半周期均减小，行走速率较稳定；在腿长常规范围里随着腿长增大，于稳定半周期步态内，模型在行走效率上也呈现了明显的负相关特点且运动频率增加。结果还体现此模型运动幅度稍小且有侧向拓展空间、频率可靠及效率可观的特点。研究结果为四足三维度被动行走机器人模型的具体设计及结构优化提供了动力学方面的借鉴参考。

关键词： 跨式站立   脚跟   运动   肌肉拉伸   髋关节  

摘要： 跨式站立。手臂贴腿直立,两脚张开比肩稍宽。屈膝,一条腿后跨一步,感受腿肌肉的拉伸感,保持片刻后换腿。注意脚跟不要离地,双腿各做数次。

关键词： 物理可行性   原始-对偶内点优化   全参数辨识   机器人  

摘要： 为精确获取机器人动力学参数以提升控制性能,提出了一种基于原始-对偶内点优化的参数辨识方法。首先,对机器人动力学方程进行线性化处理,随后利用QR分解推导出机器人的最小惯性参数集,以减少待辨识参数的数量并消除参数间的非零项和线性相关性。其次,依据动力学参数固有的物理属性,建立了参数的物理可行性约束条件。在此基础上,将参数辨识问题构建为一个带有约束的非线性优化模型,采用原始-对偶内点优化法对该优化问题进行求解,以获得满足物理约束的机器人动力学全部参数。为保证辨识数据的质量,设计了基于有限项傅里叶级数的激励轨迹,并通过最小化观测矩阵的条件数来优化轨迹参数。采集关节角度、角速度及关节力矩,并采用二阶巴特沃斯低通滤波器对采集信号进行滤波处理,以抑制测量噪声。最后,使用另外一组轨迹用来验证算法的可靠性,通过计算预测力矩和实际力矩的均方根误差来判断辨识结果的准确性。研究结果表明辨识出的预测力矩与实际力矩误差很小,总误差为2.61,从而验证所提算法的有效性,为机器人动力学控制奠定基础。

关键词： 全身麻醉   椎管内麻醉   肺动脉高压   非心脏手术   血液动力学  

摘要： 目的探讨全身麻醉与椎管内麻醉对肺动脉高压(PH)患者行非心脏手术后血液动力学参数的影响。方法选取2022年7月至2024年6月我院收治的96例PH患者,按随机数表法分为全身麻醉组和椎管内麻醉组。行非心脏手术,全麻组给予复合麻醉,椎管内麻醉组给予椎管内麻醉。比较两组患者麻醉诱导后(T_(1))、术中(T_(2))、术毕拔管后(T_(3))肺动脉收缩压(PASP)、肺动脉平均压(PAMP)、肺动脉舒张压(PADP)、心率(HR)、平均动脉压(MAP)变化,并统计术中及术后不良反应发生情况。结果T_(1)、T_(2)时,椎管内麻醉组PASP、PAMP、PADP高于全麻组(P<0.05);T_(3)时,椎管内麻醉组PASP、PAMP、PADP低于全麻组(P<0.05)。T_(1)时,椎管内麻醉组HR、MAP高于全麻组(P<0.05);T_(2)时,两组HR、MAP比较无统计学意义(P>0.05);T_(3)时,椎管内麻醉组HR、MAP低于全麻组(P<0.05)。比较不良反应发生情况,差异无统计学意义(P>0.05)。结论与全身麻醉相比,PH患者行非心脏手术时选择椎管内麻醉风险更小,但在临床实践中,应根据患者具体情况、手术类型等因素综合考虑选择合适的麻醉方式。

关键词： 血流动力学   临床特征参数   构建   动静脉内瘘   风险   预警模型  

摘要： 目的通过整合血流动力学监测指标与临床特征参数构建动静脉内瘘(autogenous arteriovenous fistulas,AVF)失功的风险预警模型,并分析其临床转化价值。方法选取2020年12月至2024年12月期间什邡市人民医院收治的300例维持性血液透析患者资料进行回顾性研究,根据患者是否发生AVF失功分为正常组(n=222)和失功组(n=78),收集2组患者的基线资料、透析和AVF相关资料、彩色多普勒超声检测结果及实验室指标。采用单因素分析及二元Logistic逐步回归筛选独立影响因素,基于R软件构建列线图预测模型,并通过Bootstrap法抽样、受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)、校正曲线及决策曲线评估模型性能。结果经二元Logistic回归分析,糖尿病史(OR=4.591)、透析龄(OR=10.327)、超滤率(OR=351.963)、内瘘侧肱动脉流量(OR=0.005)、透析时血流量(OR=0.133)是影响AVF失功的独立危险因素(P<0.05)。构建的预测模型曲线下面积(area under curve,AUC)为0.988(95%CI:0.979~0.997),决策曲线中真实值与预测值吻合度绝对误差为0.012,且实际观测值与预测值差异无统计学意义(χ^(2)=2.0913,P=0.9781),表明模型拟合度较好,具有较高的预测效能和准确性。结论本研究通过整合血流动力学监测指标(如内瘘侧肱动脉流量、透析时血流量)与临床特征参数(如糖尿病史、透析龄、超滤率),成功构建了AVF失功风险预警模型。该模型可早期识别AVF失功高风险患者,为临床制定个性化干预方案,降低AVF失功发生率提供参考依据。

关键词： 雷电冲击试验   过冲   过冲阻尼装置   阻尼衰减  

摘要： 某企业GIS出厂雷电冲击试验过程中,冲击电压的峰值过冲量超过标准要求的10%,最大过冲量为26.7%。通过选择参数合理的过冲阻尼装置(调波电阻),对试验回路高频振荡进行阻尼衰减,使得过冲量满足标准要求。