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辅助动力装置的自抗扰控制方法

航空动力学报 2024年第2期39卷 124-132页

作者：仇小杰张宇飞李业波中国航发控制系统研究所江苏无锡214063

辅助动力装置常被抽取轴功率、空气质量流量用于发电、引气,为降低该过程对涡轮发动机造成的干扰,提升原控制系统的抗扰性能,研究了自抗扰控制方法及其参数化设计方法,以便在工程应用中能够根据线性化模型设计相应的控制参数,并在某型... 详细信息

辅助动力装置常被抽取轴功率、空气质量流量用于发电、引气,为降低该过程对涡轮发动机造成的干扰,提升原控制系统的抗扰性能,研究了自抗扰控制方法及其参数化设计方法,以便在工程应用中能够根据线性化模型设计相应的控制参数,并在某型辅助动力装置模型上开展基于传统的增益调度PI控制方法与自抗扰控制方法的数值仿真验证。结果表明:自抗扰控制在保持与PI控制基本性能相似的前提下,具有更优的抗发电和引气干扰的能力,在干扰出现时能够更快速地恢复至原工作状态,转速波动量减少了35%,转速调节时间缩短了9%,具有良好的实际工程应用潜力。

关键词：辅助动力装置控制系统 PI控制自抗扰控制参数化设计方法

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基于力位控制的全自动弓片打磨工艺优化研究

基于力位控制的全自动弓片打磨工艺优化研究

作者：张宇盐城工学院

学位级别：硕士

目前高水平射箭运动对弓片的性能要求越来越高,对其表面质量的需求也日益提升。弓片主要由碳纤维和竹子等材料叠层制作,目前我国弓片打磨工艺仍是以手工打磨为主,打磨效率低且粉尘污染严重。机器人砂带打磨是改善工人工作环境、提升效... 详细信息

目前高水平射箭运动对弓片的性能要求越来越高,对其表面质量的需求也日益提升。弓片主要由碳纤维和竹子等材料叠层制作,目前我国弓片打磨工艺仍是以手工打磨为主,打磨效率低且粉尘污染严重。机器人砂带打磨是改善工人工作环境、提升效率的一项重要技术手段。然而,机器人在打磨过程中常常出现漏打少打、打磨不均匀等严重问题,这为碳纤维打磨加工提出了新的挑战。为此,本文开展了基于力位控制的全自动弓片打磨工艺优化研究,主要研究内容如下:(1)全自动弓片打磨系统总体设计基于碳纤维复合弓片的材料特性和结构特点,设计了一套机器人砂带打磨系统,包括打磨机器人、气动夹具和砂带打磨机等关键组成部分;并确定了打磨方式、设备布局以及一套具体的打磨工序,实现了机器人对弓片的全自动打磨。(2)机器人打磨系统工艺参数优化试验研究基于搭建的机器人打磨平台进行了工艺参数优化试验,分析了砂带线速度、砂带目数、机器人进给速度对表面亮度和磨削厚度的影响。依据正交试验结果,采用极差分析法和方差分析法获得了弓片打磨的最优工艺参数。并建立了精度良好的表面亮度和磨削厚度的多元非线性回归数学模型,为复合弓片打磨工艺参数的优选提供了理论参考依据。利用机器人打磨测力平台对最优工艺参数下复合弓片打磨过程中的受力进行了测定,通过HSV算法识别打磨前后表面亮度,多次试验确定了最优打磨力并为有限元仿真提供数据参考。(3)基于弓片最小变形原则的工艺研究利用测定的最优打磨力,基于Abaqus有限元仿真软件,对弓片施加载荷,分析了不同载荷大小、施加载荷位置、夹持位置对弓片变形量的影响,得出了弓片表面节点的变形曲线,并为接下来机器人打磨轨迹补偿提供了数据支撑。(4)机器人打磨轨迹优化对机器人运动学进行分析,采用SDH参数法对ER15-1400机器人的正逆运动学进行求解,并在Matlab中仿真出机器人运动空间。采用导纳控制实现了机器人最优打磨力的恒定控制。同时根据Abaqus仿真出的弓片表面节点的变形数据,在Tecnomatix软件中对打磨环境进行了搭建并对打磨过程轨迹进行了离线编程。并结合试验验证,在力、位控制上提升了打磨效果和打磨效率。本文研究了力位控制与工艺参数优化对弓片打磨效果的提升,为机器人打磨技术提供了理论参考。

关键词：复合弓片力位控制工艺参数优化轨迹优化

钠冷快堆钠-空气热交换器风阀流热固耦合研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 206-212页

作者：高博张宇景孙宝平刘盛兰州交通大学机电工程学院兰州730070 兰州长信电力设备有限责任公司兰州730101

针对核电钠冷快堆钠-空气热交换器风阀在高温工作环境下存在的叶片卡涩现象和阀体强度失效问题,设计了一种双叶片钠冷快堆钠-空气热交换器风阀。利用流热固耦合方法对该风阀在不同开度下的流场流动特性、阀体温度分布、阀体变形及应力... 详细信息

针对核电钠冷快堆钠-空气热交换器风阀在高温工作环境下存在的叶片卡涩现象和阀体强度失效问题,设计了一种双叶片钠冷快堆钠-空气热交换器风阀。利用流热固耦合方法对该风阀在不同开度下的流场流动特性、阀体温度分布、阀体变形及应力情况进行了研究。结果表明:①风阀在开度45°以下时,流体通过风阀前后会产生明显的速度梯度和压力梯度;②局部温差越大的区域热应力值越大,最大应力为206.94 MPa,出现在框架侧密封板边缘处,最大应力值符合材料强度要求;③阀体变形及应力主要为受热引起的热变形和热应力,风阀最大变形量为3.3368 mm且框架变形量在各个方向均大于叶片变形量,新设计的风阀不会产生叶片卡涩现象。

关键词：钠-空气热交换器风阀流热固耦合热应力

基于不同维度低场核磁共振技术的大豆含油率检测与判别

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农业工程学报 2024年第4期40卷 337-344页

作者：张宇赵亚楠赵健翔宋平沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油... 详细信息

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油含水率软件检测大豆含油率;核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结合深度学习,建立大豆含油率高低判别模型。引入低场二维核磁共振(low field two-dimensional nuclear magnetic resonance,LF-2D-NMR)技术,定性分析一维波谱中信号重叠无法区分组分的问题。试验结果表明,LF-NMR含油含水率软件能快速准确检测大豆含油率,T1-T2二维核磁图谱成功解决了自由水和油信号重叠问题。利用U-net++深度学习模型对MRI成像的矢状面、冠状面、横截面以及三面混合数据集进行训练,其中横截面评价指标与其他数据集相比更优,语义分割部分中平均交并比(mean intersection over union,mIoU)约0.9058,全局准确率0.9980,训练后的模型能够将MRI图像识别并分割,快速判别大豆含油率高低。试验证明,LF-NMR及MRI能够快速无损掌握大豆含油率信息,为大豆的高油育种提供了新思路和技术支持。

关键词：低场核磁共振低场二维核磁共振磁共振成像大豆含油率深度学习

最大化电力系统频率最低点的并网风电机组频率支撑控制

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 141-151页

作者：张宇博杨松浩郝治国西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

为提高电力系统遭受大扰动后的频率稳定性,风电机组需具有主动频率支撑的能力。然而,现有的风机频率支撑控制大多直接模仿同步发电机的惯量及调频特性,未能充分发挥风机控制的灵活性。针对这一问题,从提升系统频率最低点这一核心需求出... 详细信息

为提高电力系统遭受大扰动后的频率稳定性,风电机组需具有主动频率支撑的能力。然而,现有的风机频率支撑控制大多直接模仿同步发电机的惯量及调频特性,未能充分发挥风机控制的灵活性。针对这一问题,从提升系统频率最低点这一核心需求出发,提出一种考虑系统一次调频特性的风机最优频率支撑控制。首先,以最大化频率最低点为控制目标,提出并严格证明了系统频率最优轨迹的通用形态。然后,构建了风机能量回收特性的定量表达,并以此为基础,结合系统频率响应模型逆向推导了风机的最优频率支撑控制。最后,仿真和对比验证表明,所提方法通过与系统原有的调频特性协同,从而显著提升了频率最低点,且对不同运行工况和扰动水平均具有较好的鲁棒性。

关键词：频率稳定风机频率轨迹系统频率响应频率最低点

任意边界条件下旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态分析

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船舶力学 2024年第1期28卷 154-168页

作者：张宇航刘文光刘超南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 哈尔滨工业大学深圳理学院广东深圳150001

连接壳结构广泛应用于船舶推进系统中,其边界条件复杂,而且在旋转运动下会产生行波模态,对推进器的动力学性能具有重要影响。为了推进功能梯度材料在船舶海洋工程中的应用,本文通过弹簧模拟壳体结构的边界条件,建立旋转功能梯度锥-柱连... 详细信息

连接壳结构广泛应用于船舶推进系统中,其边界条件复杂,而且在旋转运动下会产生行波模态,对推进器的动力学性能具有重要影响。为了推进功能梯度材料在船舶海洋工程中的应用,本文通过弹簧模拟壳体结构的边界条件,建立旋转功能梯度锥-柱连接壳的动力学模型,探讨旋转功能梯度锥-柱连接壳的行波模态特性。基于Love薄壳理论,运用弹簧模拟结构两端的边界条件以及圆锥壳和圆柱壳连接界面的连续性条件,推导考虑旋转运动引发的科氏力和离心力的功能梯度连接壳能量方程;以Chebyshev多项式为基底构造位移函数,建立旋转功能梯度连接壳的模态频率方程;利用Rayleigh-Ritz法求解连接壳的行波模态频率;通过收敛性分析确定边界弹簧和接触弹簧的刚度取值范围以及Chebyshev多项式所需要展开的项数;分析环向波数、陶瓷体积分数指数、圆锥角、转速以及任意边界对行波模态频率的影响。结果表明:旋转转速越大,连接壳的前后行波分叉行为越明显;轴向弹簧刚度对行波模态频率影响最大;相比于传统的能量法,采用弹簧模拟边界提高了计算效率,而且连接壳在弹性边界下的行波特性变化较大,说明了采用弹簧模拟任意边界的必要性。

关键词：功能梯度材料锥-柱连接壳旋转运动任意边界 Chebyshev多项式行波模态

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增材制造TiAl合金的研究进展

金属学报 2024年第1期60卷 1-15页

作者：陈玉勇时国浩杜之明张宇常帅哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001

轻质耐热的TiAl合金是航空航天和民用工业等领域最具潜力的高温结构材料之一。然而,由于其低的延展性和断裂韧性,制造TiAl零部件具有挑战性。目前,增材制造工艺被认为是制造TiAl零件具有前途的技术之一。本文在介绍增材制造技术原理和... 详细信息

轻质耐热的TiAl合金是航空航天和民用工业等领域最具潜力的高温结构材料之一。然而,由于其低的延展性和断裂韧性,制造TiAl零部件具有挑战性。目前,增材制造工艺被认为是制造TiAl零件具有前途的技术之一。本文在介绍增材制造技术原理和特点的基础上,综述了激光金属沉积(LMD)、选区激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)制备TiAl合金的工艺-组织-性能关系,并对该技术未来的发展趋势进行了展望。

关键词： TiAl合金激光金属沉积选区激光熔化电子束熔化

片区单元引导下乡镇消防专项规划编制实践探索

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资源与人居环境 2024年第2期 37-42页

作者：谢琪琪张宇杨建屈信张驰宇四川省国土空间规划研究院

消防安全是经济社会健康发展、人民群众安居乐业的重要保障，消防专项规划的编制是建立消防安全体系的一项重要基础工作。随着国土空间规划体系的不断完善以及乡村振兴战略的深入实施，乡镇级国土空间规划编制形式也呈现灵活多样的趋势...

消防安全是经济社会健康发展、人民群众安居乐业的重要保障，消防专项规划的编制是建立消防安全体系的一项重要基础工作。随着国土空间规划体系的不断完善以及乡村振兴战略的深入实施，乡镇级国土空间规划编制形式也呈现灵活多样的趋势。本文以片区为例，以多个乡镇作为一个编制单元，探索片区单元引导下消防专项规划编制的重点内容。

关键词：

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城市轨道交通乘务计划优化编制研究综述

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：户佐安周姝张宇昂西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室西南交通大学交通运输与物流学院

乘务计划是城市轨道交通运营计划的重要组成部分，其优化编制方法已成为交通运输领域的研究热点。为推动城市轨道交通乘务计划优化编制的研究进程，本文对国内外相关文献进行了全面梳理。针对数学模型，系统总结了基于“集合关系”和基... 详细信息

乘务计划是城市轨道交通运营计划的重要组成部分，其优化编制方法已成为交通运输领域的研究热点。为推动城市轨道交通乘务计划优化编制的研究进程，本文对国内外相关文献进行了全面梳理。针对数学模型，系统总结了基于“集合关系”和基于“网络构建”这两类典型的建模方法；针对求解算法，分为传统整数规划算法、基于列生成的数学规划方法、图与网络相关算法和智能启发式算法进行了详细评述。最后，针对现存不足和挑战，提出该领域未来的研究方向。

关键词：城市轨道交通乘务计划数学模型优化算法