基于WOA的低温3D打印系统模糊PID温度控制策略研究

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作者 张跃瀚 胡嘉杰 +1 位作者 卜方鑫 朱莉娅 《南京师范大学学报(工程技术版)》 2025年第1期1-11,共11页

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.设计了一种基于鲸鱼优先算法(whale o... 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.设计了一种基于鲸鱼优先算法(whale optimization algorithm,WOA)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.然后,利用MATLAB/Simulink对传统PID、模糊PID、以及基于WOA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,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. 展开更多

关键词 低温3D打印 鲸鱼优先算法 水凝胶支架 多孔微观结构 生物修复

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个人导航用压力传感器的三维打印制备数字模型

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作者 李娜 程继红 杨继全 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期252-257,共6页

基于微喷三维打印机制造压力传感器,用于可穿戴的个人导航系统中。在基底表面不规则或者使用中经常被折弯的情况下,微喷打印工艺制备的MEMS器件精度更高,性能更好。研究了器件的可打印模型和工艺,给出压力传感器可打印的分层物理结构;... 基于微喷三维打印机制造压力传感器,用于可穿戴的个人导航系统中。在基底表面不规则或者使用中经常被折弯的情况下,微喷打印工艺制备的MEMS器件精度更高,性能更好。研究了器件的可打印模型和工艺,给出压力传感器可打印的分层物理结构;研究了平面结构投影到三维基底上的投影空间,基于Terzopoulos弹性模型使用材料弹性度和结构弹性度模型给出投影空间;使用射线投影NURBS曲线来拟合边界轮廓,给出分层切片模型。为验证打印PZT膜的压电性能以及设计的压力传感器件的功能,使用不同的机械负荷测试其刚度,使用不同的直流偏置来测试耗损因数、品质因数等。通过比较实验对象的测量值和理论预测值之间的关系可以看出,打印的压力传感器薄膜具有很好的机械和电气性能。 展开更多

关键词 三维打印机 微机电系统制造 定点制备 弹性模型 个人导航系统

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基于数字微喷的金属粉末三维打印实现方法研究 被引量：4

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作者 高宇 杨建飞 +5 位作者 邱鑫 程继红 郭爱琴 杨继全 王浩亮 刘训 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第3期1-6,共6页

金属三维打印能够实现复杂功能零件直接制造与净近成型,具有广阔的应用前景和重要的研究价值.在高精度金属三维打印领域目前以选择性激光烧结(SLS)工艺为主,但由于选择性激光烧结工艺的设备成本高、模型成型时间长、金属粉末材料选择范... 金属三维打印能够实现复杂功能零件直接制造与净近成型,具有广阔的应用前景和重要的研究价值.在高精度金属三维打印领域目前以选择性激光烧结(SLS)工艺为主,但由于选择性激光烧结工艺的设备成本高、模型成型时间长、金属粉末材料选择范围窄等原因,限制了其应用范围.本文提出一种"基于数字微喷与UV光固化相结合的金属粉末三维打印"实现方法,开发出一套完整的硬件平台与软件系统,并进行了相关的实验,验证了工艺的可行性和开发系统的可靠性.该方法为金属三维打印提供了新的实现方法,具有较高的研究价值和意义. 展开更多

关键词 金属粉末三维打印 数字微喷 三维喷墨打印 UV光固化

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生物三维打印机硬件控制系统研究

4

作者 徐泽玮 李宗安 +2 位作者 朱莉娅 戴鑫 杨继全 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2018年第4期65-71,共7页

提出了一种生物三维打印机硬件控制方法,并基于ATmega2560芯片实现了生物三维打印机的控制.研究了打印原理及成型工艺,采用Altium Designer软件绘制了控制系统的硬件电路,包括控制电路的主控单元、运动控制单元、喷头控制单元、加热控... 提出了一种生物三维打印机硬件控制方法,并基于ATmega2560芯片实现了生物三维打印机的控制.研究了打印原理及成型工艺,采用Altium Designer软件绘制了控制系统的硬件电路,包括控制电路的主控单元、运动控制单元、喷头控制单元、加热控制单元、限位开关控制单元、USB数据传输单元等,绘制PCB板并完成硬件电路的焊接及调试工作,提高了生物三维打印精度. 展开更多

关键词 三维生物打印 成型工艺 硬件控制系统

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基于3D打印技术的微电子器件制造 被引量：4

5

作者 樊宁 唐文来 杨继全 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第10期844-851,共8页

传统微电子加工工艺存在着诸多限制,尤其是无法实现具有复杂三维(3D)结构的微电子器件的加工。首先,简述3D打印的工艺流程,并详细介绍了用于微电子器件制造的三种典型3D打印技术。随后,从刚性电子器件、柔性电子器件和半导体器件角度出... 传统微电子加工工艺存在着诸多限制,尤其是无法实现具有复杂三维(3D)结构的微电子器件的加工。首先,简述3D打印的工艺流程,并详细介绍了用于微电子器件制造的三种典型3D打印技术。随后,从刚性电子器件、柔性电子器件和半导体器件角度出发,重点阐述了3D打印技术在微电子器件制造中的研究现状。最后,总结了3D打印技术在制造微电子器件中存在的主要问题,并讨论了基于3D打印技术的微电子器件制造的未来发展方向。未来微电子器件的加工将会向着体积小、重量轻、可靠性高和工作速度快等方向发展,可任意形状成型的3D打印技术的迅速崛起可为研究人员提供更多的思路,可推动交通运输、邮电通信、生物医疗、文化教育以及消费类电子产品等众多领域的发展。 展开更多

关键词 3D打印 微电子 微加工 柔性电子 传感器

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基于同步改性浸渍的碳纤维增强树脂复合材料三维打印工艺研究

6

作者 朱小刚 刘正武 +4 位作者 乔凤斌 韩宁达 程军 杨继全 李宗安 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2019年第1期45-50,共6页

克服现有三维打印工艺的缺陷,对连续碳纤维增强树脂基(CFRP)构件的三维打印过程进行建模仿真.通过分析胶液表面张力,研究了碳纤维与树脂的耦合机理,提出一种纤维表面改性方法,设计了基于同步改性浸渍的连续CFRP构件的三维打印工艺,经实... 克服现有三维打印工艺的缺陷,对连续碳纤维增强树脂基(CFRP)构件的三维打印过程进行建模仿真.通过分析胶液表面张力,研究了碳纤维与树脂的耦合机理,提出一种纤维表面改性方法,设计了基于同步改性浸渍的连续CFRP构件的三维打印工艺,经实验验证了该打印工艺的可靠性和优越性. 展开更多

关键词 连续纤维增强树脂 三维打印 同步改性 路径规划

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3D打印在软骨组织损伤修复中的应用进展 被引量：5

7

作者 吕超凡 朱莉娅 +2 位作者 李客楼 李宗安 杨继全 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第1期12-17,共6页

近年来,由于机械性创伤或骨病等原因造成的软骨损伤已成为一种普遍疾病,严重威胁着人类的健康.目前临床可行的治疗方案大多是从表面上愈合损伤,并不能促进细胞增殖分化并形成具有生物活性和力学特性的透明软骨组织.本文就软骨损伤修复... 近年来,由于机械性创伤或骨病等原因造成的软骨损伤已成为一种普遍疾病,严重威胁着人类的健康.目前临床可行的治疗方案大多是从表面上愈合损伤,并不能促进细胞增殖分化并形成具有生物活性和力学特性的透明软骨组织.本文就软骨损伤修复的研究进展,分别介绍了3D打印在软骨组织工程中的应用进展、软骨组织三维建模方法以及软骨组织快速成型方法.3D打印技术在软骨组织工程方面研究的不断进步,将会为人类健康事业的发展做出贡献. 展开更多

关键词 3D打印 软骨修复 组织工程 三维建模 快速成型

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利用三维脑核磁共振图像与RBF核支持向量机检测人脑轻度认知障碍

8

作者 王水花 张煜东 +1 位作者 杨建飞 施建平 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1342-1347,共6页

为了及早检测轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI),降低阿尔茨海默病的患病率,文章提出一种基于径向基神经网络及核支持向量机(Radial Basis Function-kernel Support Vector Machine,RBF-kSVM)的MCI检测系统,该系统首先读取... 为了及早检测轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI),降低阿尔茨海默病的患病率,文章提出一种基于径向基神经网络及核支持向量机(Radial Basis Function-kernel Support Vector Machine,RBF-kSVM)的MCI检测系统,该系统首先读取三维磁共振脑图像并预处理,然后通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)降低特征维数,采用RBF核支持向量机作为分类模型,RBF的参数通过优化选择。实验数据采用OASIS公共数据库,选择50例正常对照组(Normal Control,NC)与50例MCI患者。十折交叉验证结果显示文中所提出方法的敏感度为84%、特异度为78%、准确度为81%,优于前向神经网络、决策树、支持向量机、齐次与非齐次核支持向量机方法。文中构建的RBF核支持向量机有效,可用于MCI检测。 展开更多

关键词 磁共振成像 支持向量机 核支持向量机 轻度认知障碍 前向神经网络 决策树

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生物陶瓷3D打印技术研究进展 被引量：6

9

作者 司云强 李宗安 +4 位作者 朱莉娅 吕超凡 王俊杰 李客楼 杨继全 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第1期1-11,共11页

本文概述了生物陶瓷3D打印领域的技术研究进展,阐述了生物陶瓷的分类和特点,以及3D打印技术同传统加工工艺相比所具有的优势,综述了国内外专家在成型材料、性能优化和骨建模及成型技术方面所做出的研究,并对其应用和发展前景做了总结.

关键词 生物陶瓷 医疗领域 个性化需求 3D打印技术

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3D打印软体机器人及其传感器 被引量：3

10

作者 王广华 冯迪 +1 位作者 唐文来 杨继全 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2020年第3期57-64,共8页

软体机器人主要是由柔性材料制成,它模仿了软体生物如章鱼、蛇、蠕虫等.由于软体机器人能够任意改变自身的形状与尺寸,其在医疗、野外勘探、物品抓持等方面具有广泛的应用前景.3D打印作为一种新兴的制造方法,其与软体机器人的结合近年... 软体机器人主要是由柔性材料制成,它模仿了软体生物如章鱼、蛇、蠕虫等.由于软体机器人能够任意改变自身的形状与尺寸,其在医疗、野外勘探、物品抓持等方面具有广泛的应用前景.3D打印作为一种新兴的制造方法,其与软体机器人的结合近年来发展迅速.首先,介绍典型的3D打印技术及其在软体机器人主体结构制造方面的应用.然后,讨论软体机器人各类传感器的3D打印研究近况.最后,总结现有技术的不足之处并探讨该领域的未来发展方向. 展开更多

关键词 3D打印 软体机器人 智能材料 柔性传感器

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基于时域射线追踪算法的电场波形特性研究

11

作者 王泽典 顾剑锋 +3 位作者 段璐琦 毛仲虎 张陈旭 唐万春 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2024年第2期28-33,共6页

利用时域射线追踪算法,构建出简化开关柜模型并模拟局部放电,仿真分析局放电磁波到达不同检测点的时域特性.由于多径传播,最短路径与其它路径存在到达时间差,通过叠加时间差相近路径的波形幅值,分析检测点时域波形混叠的原因,对比不同... 利用时域射线追踪算法,构建出简化开关柜模型并模拟局部放电,仿真分析局放电磁波到达不同检测点的时域特性.由于多径传播,最短路径与其它路径存在到达时间差,通过叠加时间差相近路径的波形幅值,分析检测点时域波形混叠的原因,对比不同检测点的时域接收波形,分析波形畸变的原因.研究结果为开关柜内局部放电的电磁波传播规律提供新方法,为后续优化超高频检测天线的安装摆放提供参考依据. 展开更多

关键词 局放检测 射线追踪算法 时域特性 时间差 波形混叠

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高保真度超高频局放检测天线研究

12

作者 毛仲虎 顾剑锋 +3 位作者 张陈旭 王泽典 段璐琦 唐万春 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2024年第1期40-44,共5页

设计了一款用于超高频局放检测的超宽带椭圆缝隙天线.该天线具有时域保真度高、尺寸较小、馈电简单等特点.测试结果表明,天线在300~1500 MHz频段内的回波损耗低于-10 dB,平均等效高度15.7 mm,满足局放检测天线的指标要求.通过CST Microw... 设计了一款用于超高频局放检测的超宽带椭圆缝隙天线.该天线具有时域保真度高、尺寸较小、馈电简单等特点.测试结果表明,天线在300~1500 MHz频段内的回波损耗低于-10 dB,平均等效高度15.7 mm,满足局放检测天线的指标要求.通过CST Microwave Studio软件对其时域波形保真度进行仿真计算分析,对局放检测时天线的摆放方向提供参考.结果表明,椭圆缝隙天线在一些角度上的保真度超过0.9,能较好地还原局部放电波形,同时天线较小的尺寸也能更好地适应局部放电现场检测. 展开更多

关键词 超宽带天线 局部放电检测 超高频 时域保真度

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永磁同步电机直接转矩和矢量控制运行稳定性对比研究 被引量：2

13

作者 李昊洋 邱鑫 +2 位作者 李思祥 冯春梅 杨继全 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2018年第1期30-36,共7页

目前永磁同步电机的主流控制方式主要有直接转矩控制和矢量控制,而系统能否稳定运行是这些电机控制算法的基础.分别基于两种控制算法的基本原理,从实际运行工作点出发,结合转矩角、磁链、电流角限幅和系统的单调性等理论,分析了永磁同... 目前永磁同步电机的主流控制方式主要有直接转矩控制和矢量控制,而系统能否稳定运行是这些电机控制算法的基础.分别基于两种控制算法的基本原理,从实际运行工作点出发,结合转矩角、磁链、电流角限幅和系统的单调性等理论,分析了永磁同步电机直接转矩控制和矢量控制的稳定运行区间,并运用仿真实验对理论分析进行了验证,对比分析了两种控制算法稳定运行规律的异同点. 展开更多

关键词 永磁同步电机 直接转矩控制 矢量控制 稳定运行 单调性

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一种新型的永磁同步电机直接转矩控制方法 被引量：2

14

作者 刘建 杨建飞 +2 位作者 吴华仁 华心怡 郭爱琴 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2014年第4期17-24,共8页

永磁同步电机传统直接转矩控制方法采用磁链和转矩双闭环结构实现对电机转矩的直接控制.由于控制过程中要保持磁链幅值恒定,不仅限制了电机的动态性能,同时,为了实现恒定的定子磁链幅值,还需要额外的无功电流,降低了电机功率因数,增加... 永磁同步电机传统直接转矩控制方法采用磁链和转矩双闭环结构实现对电机转矩的直接控制.由于控制过程中要保持磁链幅值恒定,不仅限制了电机的动态性能,同时,为了实现恒定的定子磁链幅值,还需要额外的无功电流,降低了电机功率因数,增加了系统损耗.本文从转矩优化和无功电流优化控制的角度出发,提出了一种新型的直接转矩控制方法,控制过程中直接根据转矩控制要求选择电压矢量,不要求磁链幅值恒定,对转子位置要求不高,控制过程中能够实现磁链幅值的动态调整,电机在具有良好动态性能的同时具有较高的功率因数.仿真结果验证了理论分析的正确性和方法的可行性. 展开更多

关键词 永磁同步电机 功率因数 无功电流 直接转矩控制

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基于肤色增强和分块PCA的人脸表情识别方法 被引量：2

15

作者 谢非 龚俊 +2 位作者 王元祥 吴茜 杨建飞 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第2期49-56,共8页

人脸的表情识别在智能人机交互应用中具有重要意义.本文提出了一种基于肤色增强和分块PCA的人脸检测及表情识别方法.首先,使用同态滤波增强肤色图像的亮度范围及对比度,利用YCb Cr色彩空间分量分离肤色背景区域,再通过轮廓分析确定人脸... 人脸的表情识别在智能人机交互应用中具有重要意义.本文提出了一种基于肤色增强和分块PCA的人脸检测及表情识别方法.首先,使用同态滤波增强肤色图像的亮度范围及对比度,利用YCb Cr色彩空间分量分离肤色背景区域,再通过轮廓分析确定人脸目标,最后对分割出的人脸进行均衡化处理,并引入分块主成分分析(PCA)算法进行表情识别.结果表明,该方法在光线较弱以及背景较复杂的情况下均能有效地进行人脸检测与表情识别,相对于传统的LBP方法可提高识别率约为2.3%. 展开更多

关键词 人脸检测 表情识别 主成分分析 肤色模型

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基于零矢量的BLDCM DTC换相转矩脉动抑制方法 被引量：1

16

作者 郭勇 杨建飞 +1 位作者 邱鑫 曹伟 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第4期25-31,共7页

无刷直流电机直接转矩控制由于反电势非正弦以及两相导通模式,产生较大的换相转矩脉动.本文提出一种优化的无刷直流电机直接转矩控制电压矢量选择表,有效降低了换相转矩脉动幅值.通过数学推导对新定义的不同零电压矢量在换相过程所产生... 无刷直流电机直接转矩控制由于反电势非正弦以及两相导通模式,产生较大的换相转矩脉动.本文提出一种优化的无刷直流电机直接转矩控制电压矢量选择表,有效降低了换相转矩脉动幅值.通过数学推导对新定义的不同零电压矢量在换相过程所产生的换相转矩脉动进行对比分析.结果显示,通过上管和下管零矢量的组合使用,换相转矩脉动可以得到有效抑制.仿真及实验结果验证了理论分析的正确性. 展开更多

关键词 无刷直流电机 直接转矩控制 零电压矢量 换相转矩脉动

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基于混合高斯模型优化的运动人体跟踪方法 被引量：1

17

作者 沈世斌 谢非 +3 位作者 牛友臣 王天洋 钟港林 谷全琪 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2019年第1期51-57,共7页

复杂背景下运动人体目标的自动检测与跟踪效果常易受环境光线变化的干扰.面向变光线环境下运动人体检测与跟踪,提出一种基于混合高斯模型优化的Camshift检测跟踪算法,首先采用混合高斯模型进行前景建模,将外界扰动作为背景信息进行处理... 复杂背景下运动人体目标的自动检测与跟踪效果常易受环境光线变化的干扰.面向变光线环境下运动人体检测与跟踪,提出一种基于混合高斯模型优化的Camshift检测跟踪算法,首先采用混合高斯模型进行前景建模,将外界扰动作为背景信息进行处理;然后进行色彩空间转换并计算反向投影值,进一步利用Meanshift迭代定位运动目标;最后,通过更新混合高斯模型及后续帧的处理保持人体目标的有效检测及跟踪.实验结果表明,该方法相较于传统的光流方法及Camshift算法,可更好地适应环境光线变化及枝叶晃动影响,较好地获取运动目标前景信息,提高运动人体目标的检测及跟踪精度. 展开更多

关键词 目标跟踪 混合高斯模型 光流法 CAMSHIFT算法

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多源异构超紧组合非线性信息互耦合方法及特征分析

18

作者 谢非 赵静 +1 位作者 钱伟行 康国华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期517-523,共7页

惯性/卫星超紧组合技术核心将卫星导航接收机基带信号处理过程中的环路非线性信息与惯性导航信息进行深层次互耦合。在研究超紧组合多信息源异型耦合架构特征及互耦合机理的基础上,对比分析了超紧组合非相干及相干互耦合方法,总结了不... 惯性/卫星超紧组合技术核心将卫星导航接收机基带信号处理过程中的环路非线性信息与惯性导航信息进行深层次互耦合。在研究超紧组合多信息源异型耦合架构特征及互耦合机理的基础上,对比分析了超紧组合非相干及相干互耦合方法,总结了不同超紧组合观测矢量提取方法及环路模型,然后设计了超紧组合互耦合信息处理流程及信号NCO(数控振荡器)控制方法。最后,利用仿真平台对非相干及相干方式进行了卫星信号受干扰及载体动态变化环境下的试验对比分析,结果表明超紧组合相干方法相较于非相干方式具有更优的观测矢量提取性能及抗干扰性能。 展开更多

关键词 超紧组合 组合导航 卫星接收机 抗干扰

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基于多传感器的直立循迹智能车硬件系统设计

19

作者 李昊洋 邱鑫 +1 位作者 杨继全 沈世斌 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第4期20-24,共5页

本文介绍了一种基于面阵CMOS传感器、陀螺仪及加速度传感器和绝对式旋转编码器的直立循迹智能车硬件结构及设计方法.该智能车采用模块化设计思想,将硬件电路划分为多个子模块,对其分别设计再予以综合.其中姿态采集模块通过MPU6050运动... 本文介绍了一种基于面阵CMOS传感器、陀螺仪及加速度传感器和绝对式旋转编码器的直立循迹智能车硬件结构及设计方法.该智能车采用模块化设计思想,将硬件电路划分为多个子模块,对其分别设计再予以综合.其中姿态采集模块通过MPU6050运动传感器获取角度和角加速度数据,进而拟合得到智能车姿态,图像采集模块通过MT9V022 CMOS传感器获取道路图像信息,速度采集模块通过绝对式旋转编码器采集车速信息,最终通过CPU控制模块对上述信息综合分析,实现智能车直立且自主循迹的稳定运行控制. 展开更多

关键词 自平衡 循迹 智能车 多传感器

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永磁同步电机直接交轴磁链控制

20

作者 杨建飞 胡育文 +1 位作者 吴华仁 杨继全 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2014年第3期1-6,14,共7页

隐极式永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,两者的共同作用效果即为交轴磁链.以定子绕组星形连接的永磁同步电机为例,提出了一种通过控制交轴磁链实现对电机转矩直接控制的方法.该方法直接根据转矩控制要求选择优化的... 隐极式永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,两者的共同作用效果即为交轴磁链.以定子绕组星形连接的永磁同步电机为例,提出了一种通过控制交轴磁链实现对电机转矩直接控制的方法.该方法直接根据转矩控制要求选择优化的电压矢量实现对电机交轴磁链的控制,不要求保持定子磁链幅值恒定,不需要复杂的坐标变换.仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性. 展开更多

关键词 永磁同步电动机 交轴磁链 空间电压矢量 直接转矩控制

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