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关键词： 轨迹优化   多目标优化   NSGA-Ⅱ算法   动态进化策略  

摘要： 针对传统NSGA-Ⅱ算法对机械臂运行过程中进行时间最优、能耗消耗低、脉动冲击小等多目标下的轨迹优化时，存在易陷入局部最优，收敛速度慢等不足，提出一种改进的多目标优化算法。通过采用佳点集优化多目标优化问题中初始种群的生成，提出DC算子与多种进化策略、设置种群优化策略改进新种群的生成，建立了机械臂多目标轨迹优化的SDE-NSGA-Ⅱ算法，并对改进算法性能进行仿真测试；最后在JAKA Zu3机械臂上进行算法验证。研究结果表明：改进算法求解Pareto最优解分布更加均匀，迭代时间更短，采用7次B样条曲线插值方法，可构造出机械臂关节空间速度、加速度、加加速度均连续平滑的轨迹，保证机械臂运行性能。

关键词： 沙柳   平茬圆锯片   减磨优化   PSO-BP神经网络   遗传算法  

摘要： 沙柳作为我国西北地区主要防风固沙树种,其机械化平茬更新对生态环境保护和社会经济发展具有重要意义。然而平茬圆锯片磨损严重,成为制约工作效率和平茬效果提升的主要技术瓶颈。为实现沙柳平茬圆锯片减磨性能的优化设计,通过野外平茬试验获取不同锯齿结构下的磨损退化量数据,基于磨损数据建立PSO(Particle Swarm Optimization)算法优化的BP(Back Propagation)神经网络模型,用于预测圆锯片的磨损量;然后,将训练好的PSO-BP神经网络模型与GA(Genetic Algorithm)算法相结合,以磨损量最小为优化目标,寻找圆锯片锯齿结构的最优参数。结果表明:所建立的模型成功实现了对圆锯片前角、后角、前刀面斜磨角等结构参数的多目标优化,优化得到的圆锯片参数使磨损量相对最小,提升了圆锯片的减磨性能。由此为进一步改善沙柳平茬圆锯片的切削及减磨损性能提供了新的设计思路,为提高沙柳平茬工作效率提供了技术支持,有利于生态环境保护和农业可持续发展。

关键词： NRPS合成酶   Stachelhaus密码通式   生物信息学   摆动位点  

摘要： 非核糖体肽合成酶（non-ribosomal peptide synthetase， NRPS）的腺苷化结构域（A域）能辅助NRPS合成具有生物活性的多肽分子，其分子类型取决于A域的结构。通过分析144个物种的458个A域序列，确立了28种氨基酸的Stachelhaus密码通式，揭示了选择性与底物疏水性、空间构型的关联。通过NRPSpredictor2软件分析，密码子存在不同保守程度及摆动性，高度摆动密码子残基决定了A域的底物偏好。这些密码子分布于活性口袋邻近的4个特征序列Motif中，这些特征序列嵌合在被高频变异区隔开的骨架区中，密码子类型和骨架区序列可能是决定氨基酸选择性的重要因素。该结论为NRPS重组与新型多肽分子合成提供了重要理论依据。

关键词： 激光超声检测   数值计算法   相位迁移法   合成孔径聚焦技术   成像算法  

摘要： 针对激光超声检测中激发点和检测点分离会导致传统相位迁移法(PSM)出现成像误差的问题，本文提出了一种等效速度的数值计算方法来改进PSM算法。首先，基于激光超声检测的几何配置，利用数值计算的方法在频率-波数域内计算等效速度，进而改进PSM算法并给出计算流程。为比较在激发点和检测点分离时传统PSM算法与改进PSM算法的成像效果，给出了两个包含点目标的模拟成像例子。结果表明传统PSM算法的深度定位误差随激发点和检测点之间的距离增大而增大，随成像深度的增加而减小。所有点目标在改进的PSM算法成像中都很好地聚焦于实际位置，验证了该方法的有效性。

关键词： 低温3D打印   WOA算法   水凝胶支架   多孔结构   生物修复  

摘要： 低温3D打印技术在组织修复中应用广泛，相较传统常温3D打印技术，打印的支架有成型精度高、结构稳定、孔隙率高的优点。但目前低温3D打印以成型平台制冷为主，针对大尺寸的凝胶类生物材料成型仍存在困难。因此，本文设计了一种基于WOA算法的低温3D打印系统模糊PID温度控制策略，可以实现整个打印腔室内低温环境稳定可控。首先，建立了半导体制冷器温度控制系统的模型；其次，利用MATLAB/Simulink对传统PID、模糊PID、以及基于WOA算法的模糊PID方法控温性能进行仿真，相较传统及模糊PID控制，基于WOA算法的模糊PID控制器相较传统PID控制器，上升时间缩短了22 s，调节时间缩短了249 s，超调量减小了4.1%；最后，搭建基于WOA算法的模糊PID温度控制策略的低温3D打印系统，完成常温与低温打印对比实验。实验结果表明，本文设计的低温3D打印系统打印的水凝胶支架成型精度高且结构稳定，有良好的多孔微观结构，有利于组织修复与再生。

关键词： 目标跟踪   Transformer   卷积神经网络   无人机  

摘要： 针对无人机目标跟踪任务中背景复杂，目标分辨率低、尺度变化大等挑战问题，本文提出了融合多尺度全局-局部特征的无人机目标跟踪算法。首先，设计了多尺度特征增强模块，充分利用多尺度信息来生成跟踪目标的判别性表示，以增强对不同尺度目标、低分辨率目标跟踪的鲁棒性。其次，提出了全局-局部特征融合模块，结合了Transformer对于全局关系建模的优越性以及卷积神经网络在提取局部相似性的优势，丰富了整体网络的表征能力，以应对各种复杂环境的挑战。所提算法在UAVDT、UAV123、UAV112L、DTB70等四个无人机跟踪数据集上进行实验，结果表明本文所提算法的性能优于目前一些先进的无人机跟踪算法，在各种复杂场景下表现出更优越的跟踪效果，并且满足了算法实时性的要求。

关键词： 分布式容积信息滤波   线性最小方差融合估计   一致性  

摘要： 针对非线性分布式无线传感器网络系统,本文提出了一种基于信息矩阵迹的分布式容积信息一致性滤波算法(TDCIF).本文首先分析了经典分布式容积信息一致性滤波算法(DCIF)的收敛性,并证明了所提出的TDCIF算法随着迭代次数的增加,收敛到次优标量线性最小方差融合估计. TDCIF算法虽然在精度上低于DCIF算法,但TDCIF在迭代过程中传输的数据量更少,这使得网络通信负担大幅度减少,系统的实时性和鲁棒性得到了明显改善.最后仿真实例验证了所提出算法的有效性.

关键词： 采摘机械臂   路径规划   快速搜索随机树算法   终点区域  

摘要： 面对采摘作业的复杂环境,提出了一种终点区域RRT(Goal Area RRT, GA-RRT)算法,以提高路径生成的效率并降低路径成本。根据环境系数确定初始步长与终点区域,当拓展节点进入终点区域后,随机点生成范围缩小至终点区域,同时调整步长;然后,在此基础上引入目标概率偏向方法,提高路径搜索效率;最后,对生成的路径进行简化节点处理以减少路径代价,并使用三次B样条方法平滑路径。仿真实验结果表明:二维环境下,GA-RRT算法相较于RRT、RRT-Connect算法,耗时缩短85.15%、29.86%,路径代价减少19.18%、18.26%;机械臂仿真环境下,与引入目标概率偏向方法的RRT算法进行比较,耗时缩短54.70%,路径代价减少51.59°。利用IRB120机械臂实验平台,验证了算法的可行性。

关键词： 扩散映射   反向传播神经网络   激光诱导荧光光谱   特级初榨橄榄油   掺假  

摘要： 为实现一种快速、无损、非侵入检测特级初榨橄榄油所含廉价植物油浓度的预测方法，本文提出一种基于扩散映射结合反向传播神经网络的算法模型实现激光诱导荧光光谱检测特级初榨橄榄油的掺假浓度。本研究采用360 nm的紫外激光作为荧光光谱的激励源，通过荧光探头激发油菜籽油、大豆油、葵花籽油等廉价植物油混合特级初榨橄榄油产生的激光诱导荧光光谱信号，分析了廉价植物油和特级初榨橄榄油的荧光光谱特征和差异，解译并判定了激光诱导荧光光谱谱峰对应的化学物质成分，利用扩散映射算法提取了荧光光谱的特征信息并完成了高维数据向低维数据的映射，基于反向传播神经网络算法实现了对廉价植物油掺假特级初榨橄榄油浓度的预测。实验结果表明激光诱导荧光光谱技术结合扩散映射和反向传播神经网络算法模型可以满足对油菜籽油、大豆油、葵花籽油等廉价植物油混合特级初榨橄榄油的浓度预测，其中定量模型测试集的决定系数均大于0.9890，均方根误差均小于0.0010。总之，本文提出的廉价植物油掺假特级初榨橄榄油的浓度预测方法具有良好的性能表现，其在规范我国橄榄油市场秩序、促进国内橄榄油生产企业的健康发展具有重要的意义和价值。同时，为市场监督管理部门的现场执法应用提供了一种可供参考的荧光方法。

关键词： 液压系统   动态时间归整算法   飞参数据   异常识别   视情维修  

摘要： 飞机液压系统是飞机在飞行过程中向各个用压部件提供必须压力支持的动力系统，是现代飞机飞行控制的核心系统之一。飞机液压系统异常会对飞机飞行造成严重影响，甚至导致坠机事件。针对飞机液压系统潜在故障难以准确识别的问题，提出了一套应用动态时间归整算法（DTW）的飞机液压系统性能异常识别方法。基于关键飞参数据，利用中位数滤波法对飞参数据进行数据处理，应用DTW算法评估两架次飞机之间的相似度，并根据3σ原理设定历史数据异常点的判据，以达到及时对液压系统性能异常的监测效果。该方法可在不增加机务工作量的前提下，为飞机液压系统视情维修提供决策依据。