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先进制造与机电一体化技术 车用发动机全可变液压气门系统
全可变气门机构(Fully Variable Valve System, 简称 FVVS)可实现气门最 大升程、气门开启持续角和配气相位三者的连续可变,对发动机的节能减排具 有重要意义。FVVS 能够采用进气门早关(EIVC)的方式控制进入气缸内的工 质数量,从而取消节气门,这种无节气门汽油机将大幅度地降低泵气损失,使 中小负荷时的燃油耗降低 10-15%。此外,全可变气门机构与增压系统匹配可实 现米勒循环(Miller cycle),大幅度改善发动机热效率;全可变气门技术可以 拓展 HCCI 运行范围,并通过发动机内部 EGR 减少有害气体的排放;因此 FVVS 技术已成为内燃机新技术的重要发展方向之一。 目前,典型的全可变液压气门机构是舍弗勒的 MultiAir 系统。该系统的工 作原理如下:由凸轮推动液压活塞,液压活塞通过液压腔与驱动活塞相连,而 液压腔则由一个开关式电磁阀控制。通过对电磁阀开闭时刻的控制,即可实现 各种不同的气门运动规律,实现全可变气门机构的功能。舍弗勒 MultiAir 系统 被美国《汽车新闻》评为“2012 年度汽车供应商杰出贡献奖”(2012 Automotive News PACE)。 山东大学车辆系多年来一直从事全可变液压气门机构的研究工作,研发了 一种配气凸轮驱动的全可变液压气门机构,简称 SDFVVS 系统。该机构通过设 置在配气凸轮与进气门之间的液压气门驱动机构驱使进气门开启,用泄油控制 机构释放液压系统中的油压使进气门关闭,并采用落座缓冲机构控制气门落座 速度。SDFVVS 系统的工作原理与舍弗勒的 MultiAir 技术基本相同,都属于电 控全可变液压气门机构。但其核心技术却有本质的区别,MultiAir 技术采用高 频电磁阀(200Hz 以上)作为液压系统的油控开关;而山大研制的 SDFVVS 系 统采用了泄油控制机构作为液压系统的油控开关。SDFVVS 系统已在北汽福田 BJ486 汽油机上已成功实现了实现气门最大升程、气门开启持续角和配气相位 三者的连续可变。
山东大学 2021-04-13
一种通过scout ESI和CNN解码EEG运动想象四分类任务的新方法
导读东北电力大学和长春理工大学研究团队开发并实现一种结合脑电图源成像(ESI)技术和卷积神经网络(CNN)的新方法,以对运动想象(MI)任务进行分类。ESI技术采用边界元法(BEM)和加权最小范数估计(WMNE)分别解决EEG的正向和逆向问题。然后在运动皮层中创建十个scout来选择感兴趣的区域(ROI)。研究者使用Morlet小波方法从scout的时间序列中提取特征。最后,使用CNN对MI任务进行分类。实验结果:在Physionet数据库上的整体平均准确率达到94.5%,分别对左拳头、右拳头、双拳和双脚的单个准确率达到95.3%、93.3%、93.6%、96%,采用十倍交叉验证进行验证。研究人员表示,他们的研究成果与最先进的MI分类方法的结果相比,总体分类增加了14.4%。研究者为验证方法的有效性,加入了4个新的受试者进行验证,发现总体平均准确率为92.5%。此外,全局分类器适应单一对象,整体平均准确率提高到94.54%。研究者表示,他们提出的结合scout ESI和CNN的方法,提高了脑电解码四类MI任务的BCI性能。系统框架图1 系统框架图系统框架如图1所示。原始数据来自国际10-10系统的64个电极(不包括Nz、F9、F10、FT9、FT10、A1、A2、TP9、TP10、P9和P10电极),并以每秒160个样本的速度采集。根据国际10-10系统从64个通道采集原始脑电图,并使用BCI2000系统进行记录。记录的数据被分为四个独立MI任务包括左拳MI,右拳MI,双拳MI和双脚MI。首先,由于ERD在执行运动想象时在alpha和beta中不同,因此使用FIR滤波器对EEG进行了8 Hz至30 Hz的带通滤波。然后,通过计算包含正问题和逆问题的源,将传感器空间的活动转化为源空间的活动。接下来,创建scout并提取特征。研究者在运动皮层中创建了10个scout,因为我们只关心与运动相关的活动。十个scout中的每一个都代表了可用源空间中的一个感兴趣的区域(ROI),并且是定义在皮层表面或头部体积上的偶极子的子集。左脑的scout称为L1、L2、L3、L4、L5,右脑的scout称为R1、R2、R3、R4、R5。利用JTFA从10个scout的源时间序列中提取特征。最后,利用CNN对时频图进行分离并进行分类。实验在实验中,研究人员仅使用了随机选择的十个受试者的MI trail (S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14)。这里用于分析的数据集包含每个受试者84次试验,每一类包含21次试验。在记录64通道脑电图时,受试者执行了不同的运动想象任务。每个受试者针对以下四个任务中的每一个执行了3轮21试验:当目标出现在屏幕左侧时,受试者想象打开和合上相应的拳头,直到目标消失。然后受试者放松。当目标出现在屏幕的右侧时,受试者想象打开和合上相应的拳头,直到目标消失。然后受试者放松。当目标出现在屏幕顶部时,受试者想象打开和合上双手的拳头,直到目标消失。然后受试者放松。当目标出现在屏幕底部时,目标会想象双脚张开和合拢,直到目标消失。然后受试者放松。为了统一数据维数,研究者选择了4s的数据,因为每次想象任务的执行时间都在4s左右。此外,脑电图任务是分开的,研究人员在实验中将左拳,右拳,双拳和双脚MI任务分别称为T1,T2,T3和T4。图2 scout命名左右运动想象的scout分别命名为L1、L2、L3、L4、L5、R1、R2、R3、R4、R5,如图2所示。10个scout每一个都被扩展到40个顶点,每个顶点只有一个源。L1区域对应40个信号,其他scout也一样。在计算了来源后,研究者在运动皮层中创建了十个scout,如图3所示。图3 创建10个scout使用ESI计算十个受试者(S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14)每次试验的四个任务(T1、T2、T3、T4)的源。对于这四项任务中的每一项,每个受试者每次都要进行7次测试(#1,#2,#3,#4,#5,#6,#7)。展示了第一个步的10个被试的10个scout的4项任务的来源。然后提取10个scout的时间序列进行进一步分析。特征提取在计算源之后,研究人员在运动皮层中创建了包含40个源的10个scout,并提取了scout的时间序列。如图4所示为提取R5 scout时间序列作为示例。图的右边显示了R5 scout的时间序列。本文利用小波变换从scout时间序列中提取特征。图4 提取R5 scout时间序列作为示例在这项研究中,研究者提出利用CNN来解决运动想象任务分类的问题。该模型基于Schirrmeister等提出的Deep ConvNet架构,该网络模型由一个六层卷积网络组成,其中两个最大池层和三个全连接层,如图5所示。图5对于Physionet数据库,研究者首先采用Deep ConvNet架构,包括四个卷积层、四个最大池层和一个全连接层。在实验中,研究者依据经验使用两个最大池化层。并尝试了不同数量的卷积层和完全连接层。时频图利用Morlet小波方法得到了scout的特征。对于每个任务,R5 scout的时频图如图6所示。包含时间和频率互补的时频分析方法提供了时域和频域的联合分布信息,清晰地描述了信号频率与时间的关系。图6 R5 scout的时频图显然,只有部分时频映射是红色的,表明每个任务只对特定的频率和时间敏感。由于图的数量比较大,研究者使用CNN来选择和学习这些图中最基本的特征。研究人员随机选择了几个样本,并将一些特征图可视化,作为MI任务的学习表示,如图7所示。图7为了获得有效的结果,将数据集分为90%作为训练集,其余10%作为测试集。首先,将十个受试者的数据集(总共19320个样本)分为17388个样本以训练所提出的CNN模型,以及1932个样本以验证模型的有效性。在实验中,研究者还选择了另外四个受试者的数据集以增加数据集的规模(27048个样本),其中24343个样本是训练集,其他样本是测试集。在选定的scout上对所提出的CNN架构进行了十次训练和测试,以验证所提出模型的鲁棒性。图8(a)显示了10个scout中每个的全局平均精度。图8 统计结果R5的全局平均精度最高,达到94.5%,而L2的全局平均精度最低,为91.3%。对应L1、L3、L4、L5、R1、R2、R3、R4的整体准确率分别为92.4%、92.5%、93.6%、91.9%、93.0%、91.8%、92.1%、92.6%。所有scout的总体精度均在91%以上,标准差均在0.20%以下。图8(b)显示了十个scout中每个scout四个MI任务的组级统计结果及其标准差。一般来说,R5表现的要比其他的好,而L2在迭代2000中表现最差。标准差较小,说明这些精度更接近平均值且稳定。图9 统计结果图9(a)显示了带有标准差的混淆矩阵,说明了group level分类结果。T1、T2、T3和T4的全局平均精度峰值分别为95.3%、93.3%、93.6%和96.0%。R5 scout的四个MI任务中的每一个都如图9(b)所示。通过改变训练集和测试集顺序的10次试验,确定了scoutR5的性能,结果如图10(a)和(b)所示。在10次试验中,scout R5的T1、T2、T3、T4的平均准确率分别为93.3%、93.8%、94.2%、94.1%。换句话说,四个任务中每一个的平均准确率都超过了93%。全局平均准确率为93.7%。10次试验结果表明,该方法对scout R5的分类效果较好。从以上结果可以清楚地看出,R5 scout在四种MI任务的分类中扮演着最重要的角色。因此,选择R5对四个MI任务进行分类。图 10图11. (a)是不同模型的全局平均准确性的比较。可以发现,该研究提出的模型可以达到最大的精度。从图11. (b)不同模型的ROC曲线可以看出提出的模型比其他模型表现更好。©不同模型T1上的精度比较。(d)不同模型T2的精度比较。(e)不同模型T3的精度比较。(f)不同型号T4的精度比较。图11 不同模型的精度比较结论东北电力大学和长春理工大学研究团队开发并实现一种结合脑电图源成像(ESI)技术和卷积神经网络(CNN)的新方法。该方法可以对运动想象(MI)任务进行分类。实验结果表明,他们的研究成果与最先进的MI分类方法的结果相比,总体分类增加了14.4%。研究者加入了4个新的受试者进行验证来验证方法的有效性。研究者表示,他们提出的结合scout ESI和CNN的方法,提高了脑电解码四类MI任务的BCI性能。论文信息:A novel approach of decoding EEG four-class motor imagery tasks via scout ESI and CNN
东北电力大学 2021-04-10
一种电动汽车用高效率、大功率直流有刷电动机控制器
利用1组并列的IGBT作为驱动原件,利用多个电磁继电器进行换向。由于只使用1组并列的IGBT,克服以往4组IGBT组合的换向缺点。
南京工程学院 2021-01-12
一种三相四开关感应电动机变频调速系统的预测控制方法
本发明公开了一种三相四开关感应电动机变频调速系统的预测控制方法,包括:A、通过感应电机驱动系统中电流传感器、电压传感器和速度传感器分别测出三相电流、两个直流侧电容电压和电机转速;B、通过测量的直流电容电压计算出四种开关组合(00,01,11,10)对应的电压矢量;C、根据测量的相电流和转速估算感应电机的定子、转子磁链;D、预测四个电压矢量对应定子磁链的绝对值、预测转矩和预测直流电压;E、计算四个电压矢量代价函数:预测
华中科技大学 2021-04-14
贵州省科技厅关于组织申报2023年度科研机构创新能力建设专项资金项目的通知
为贯彻落实《贵州省科技创新实施纲要》《中共贵州省委 贵州省人民政府关于进一步加强科技创新推动高质量发展的意见》,支持建设高水平科研机构,推动科研机构和科研人员投身经济社会发展主战场,促进经济社会高质量发展,现启动2023年度科研机构创新能力建设专项资金(以下简称专项资金)项目申报工作,有关事项通知如下。
省科学技术厅资配处 2023-08-04
基于力觉信息和姿态信息的肢体运动意图理解与上肢康复训练机器人及其控制方法
本发明公开一种基于力觉信息和姿态信息的肢体运动意图理解与上肢康复训练机器人及其控制方法,通过姿态传感器分别获取人体手臂的各个姿态信息,并输入至控制器,人体手臂发力通过摇杆作用于六维力传感器上,六维力传感器输入相应信号至控制器,控制器将获取到的姿态参数以及力觉参数,通过建立的意图识别模型解算,并控制康复训练机器人做出相应动作,对康复训练机器人实现控制,以实现微弱主动力下的辅助主动训练。
东南大学 2021-04-11
一种服务于两台数控机床上下料移动机器人的控制技术
项目简介 行走装置增加一个辅助定位机构并采用视觉系统,能实现机器人精确移动和定位; 控制系统采用了无线收发模块,去除了传统网络中的传输线缆,利用微波、射频(RF) 等 无线技术构成网络,收发数据,这就解决了连线多,易出故障,安装较繁琐,布线不便 的问题;采用目前最低功耗和较低成本的短距离无线通信 ZigBee 技术,ZigBee 技术拥有 低数据速率和快速反应的特点。目前应用在数控机床上的无线通信技术主要有无线局域 网技术、蓝牙技术,由于无线局域网技术在抗干扰方面的不足,以及蓝牙协议的
江苏大学 2021-04-14
关于做好2023年湖南省自然科学研究系列(含科研机构实验系列)职称申报有关工作的通知
根据《关于做好2023年度全省高级职称评审工作的通知》(湘人社函〔2023〕118号)、《湖南省自然科学研究系列(含科研机构实验系列)职称申报评价办法》(湘科发〔2021〕86号)等文件要求。现就2023年自然科学研究系列(含科研机构实验系列)中、高级职称申报评审(认定)工作有关事项通知如下
湖南省科学技术厅门户网站 2023-07-24
两部门关于印发2022年度重点产品、工艺“一条龙”应用示范方向和推进机构名单的通知
涉及工业机器人RV减速机、高档数控、半导体等
工业和信息化部 2023-02-01
一种用于发动机尾气中的银掺杂钙镁复合储存还原催化剂及其制备方法和应用
本发明提供了一种用于发动机尾气中的银掺杂钙镁复合储存还原催化剂及其制备方法和应用,本发明以ZSM‑5分子筛颗粒为载体,以可溶性镧盐和银盐为原料,碱性溶液为共沉淀剂,将La与Ag负载于分子筛颗粒表面,焙烧得到负载第一层的催化剂;将该催化剂置于溶解了氢氧化钙和氢氧化镁的丙三醇溶液中,向溶液内滴入氨水再加入硫醛或硫脲等有机物,将Ca、Mg和S负载于已负载有第一层催化剂颗粒的表面,干燥后得负载有两层活性组分的催化剂颗粒。所述催化剂可同时存储尾气中的硫氧化物和氮氧化物气体,可解决传统氮氧化物存储催化剂价格偏高、于含硫尾气中脱氮效率下降较快等技术问题,且本发明合成工艺简单,缩短合成周期,降低生产成本。
青岛农业大学 2021-04-11
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