[發明專利]一種智能生物材料力學測試系統及方法

在審

• 申請號: 201810830307.2
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109238843A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 郭晶;齊輝;曲志偉;姚冬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

1.一種智能生物材料力學測試方法，其特征在于，所述智能生物材料力學測試方法包括：

步驟一，當測材料的壓力時，將材料放置在載物臺上，啟動電子壓力測試頭，啟動步進電機向下運動，電子壓力測試頭通電，當材料表面出現凹痕的時候，電子壓力測試頭電流發生變化，傳遞到力學測試控制器上；

步驟二，力學測試控制器為電阻，通過流入控制器電流的大小來控制到步進電機的運動，當出現凹痕時，電流變化，傳遞到力學測試控制器上，使得步進電機停止運動，將步進電機停止運動前的電流大小顯示在顯示屏幕上，作為壓應力值；

步驟三，測量壓應力時，將材料用上夾板和下夾板夾住后，再啟動步進電機，當材料斷裂時，停止步進電機的運動，將材料斷裂前通入步進電機的電流顯示在顯示屏上，作為材料的壓應力值；

所述顯示屏的分段分空間模型為：首先根據單通道的色品特性，將單通道的驅動值分成三段，每段三刺激值與驅動值的關系分別用二次多項式擬合；然后根據通道間的干擾特性，在三通道刺激值相加的基礎上插入適當的干擾因子，分段分空間模型的具體特征化方法如下：

(1)根據顯示屏的色品恒定性把單通道的驅動值分為三段，每一段的三刺激值直接用二次多項式擬合，以R通道其三刺激值模型表述為：

式中r為R通道的驅動值，d_r為r對應的歸一化驅動值，T_ri為三刺激值，a_ji，b_ji，c_ji(j＝1，2，3)為常量，M、N分別為三色通道驅動值的低中分界點和中高分界點，根據顯示屏的色品恒定和通道獨立特性確定，對于G、B通道可作同樣處理；

(2)通過每個通道M、N兩個分界點將整個RGB空間分為27個子空間，并根據通道間的干擾特性，再將這27個子空間分為3類：

i)三個通道的驅動值中最多只有一個大于M，共7個子空間；

ii)三個通道的驅動值中有兩個大于M，共12個子空間；

iii)三個通道的驅動值都大于M，共8個子空間；

對于第一類子空間，三個通道的三刺激值直接相加即得混合色的三刺激值；對于第二類子空間，當混合色三個通道的驅動值位于12個子空間中的子空間時M＜r，g≤N，b＜M，其三刺激值表示為：

T_i＝T_ri+T_gi+T_bi+d_i+e_i×d_r×d_g；

其中后面兩項為干擾項，d_i和e_i為常數，可通過該子空間的訓練樣本來擬合確定；

對于第三類子空間，當混合色三個通道的驅動值位于8個子空間中的M＜r，g，b≤N子空間時，其三刺激值表示為：

T_i＝T_ri+T_gi+T_bi+d_i+e_i×d_r×d_g+f_i×d_g×d_b+h_i×d_r×d_b+k_i×r×d_g×d_b；

其中后面五項為干擾項，d_i、e_i、f_i、h_i和k_i為常數，可通過該子空間的訓練樣本擬合確定，其它子空間也作同樣處理，通過分段分空間的劃分；

所述步進電機的BEL模型控制器為：

A_th＝V_thmax(S)；

輸入信號S、信號REW以及信號A_th，并對其進行學習；信號的個數為n，

式中：V_i為節點A_i的權值，權值V_i對應獎勵信號REW和節點A_i的差值成比例，其學習速度為：

式中：R為獎勵信號REW，α為調節系數，當S_i≥0時，則ΔV_i≥0，V_i增加，直至V_i≤R/S_i；當S_i＜0時，則ΔV_i＜0，V_i減小，直至V_i＞R/S_i；整個BEL模型的輸出為：

式中:A為輸出；O為輸出；n為組織內的節點個數。