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激光增材制备Ti-6Al-4V/TiC金属陶瓷熔覆层组织与性能强化

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材料工程 2024年第5期52卷 83-92页

作者：范战争任维彬方世源王玉江江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001 北京特种工程设计研究院北京100076 陆军装甲兵学院北京100072

Ti-6Al-4V合金因具有良好的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及可焊性,在航空航天以及化工装备制造领域具有广泛应用,但其硬度以及耐磨性不高等性能短板,一定程度上限制了其摩擦磨损工况下的服役寿命。本研究基于激光熔覆优化工艺方法,增材... 详细信息

Ti-6Al-4V合金因具有良好的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及可焊性,在航空航天以及化工装备制造领域具有广泛应用,但其硬度以及耐磨性不高等性能短板,一定程度上限制了其摩擦磨损工况下的服役寿命。本研究基于激光熔覆优化工艺方法,增材制备具有TiC添加相的Ti-6Al-4V合金同质金属陶瓷熔覆层,表征并验证TiC增强相对熔覆层组织以及基本力学性能的强化作用。结果表明:熔覆层主要物相包括α-Ti,β-Ti以及TiC,其中TiC在熔覆层内过饱和析出,且受熔覆层不同位置过冷度差异影响,析出的TiC在熔覆层顶部以细小的颗粒状为主,而在熔覆层中部则主要呈树枝及花瓣状析出,熔覆层底部新增了麦穗状的析出形状,而稀释区则未见明显TiC析出。熔覆层平均显微硬度为530HV0.5,较基体提升了61%;在35 N载荷下,熔覆层平均摩擦因数为0.3583,较基体降低了11%,体积磨损率约为基材的87%,磨损形式为黏着磨损和磨粒磨损。

关键词：激光熔覆 Ti-6Al-4V TiC 熔覆层组织与性能

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4WID/S全电汽车多电机协调与主动转向控制研究

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电力电子技术 2022年第8期56卷 57-59,80页

作者：王玉源张辉王小山西安理工大学电气工程学院陕西西安710048

采用线性自抗扰控制(LADRC)策略提升四轮独立牵引/转向(4WID/S)线控主动转向性能,观测转向装置未知扰动并补偿,实时修正车轮转角;设计抛物线速度控制曲线,协调控制4台电机转向。结果表明,LADRC提高了横摆角速度跟随性、抗扰性和车辆操... 详细信息

采用线性自抗扰控制(LADRC)策略提升四轮独立牵引/转向(4WID/S)线控主动转向性能,观测转向装置未知扰动并补偿,实时修正车轮转角;设计抛物线速度控制曲线,协调控制4台电机转向。结果表明,LADRC提高了横摆角速度跟随性、抗扰性和车辆操纵稳定性,防止转向时电机丢步。

关键词：电机线性自抗扰控制主动转向多电机协调

知识和数据驱动的污水处理反硝化脱氮过程协同优化控制

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自动化学报 2024年第6期50卷 1221-1233页

作者：韩红桂王玉爽刘峥孙浩源乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 数字社区教育部工程研究中心北京100124

为有效提升城市污水处理过程的脱氮效果,提出一种知识和数据驱动的反硝化脱氮过程协同优化控制(Knowledge-data-driven cooperative optimal control,KDDCOC).所提方法主要有以下两个方面:首先,建立一种基于自适应知识核函数的协同优化... 详细信息

为有效提升城市污水处理过程的脱氮效果,提出一种知识和数据驱动的反硝化脱氮过程协同优化控制(Knowledge-data-driven cooperative optimal control,KDDCOC).所提方法主要有以下两个方面:首先,建立一种基于自适应知识核函数的协同优化控制目标模型,动态描述出水水质(Effluent quality,EQ)以及泵送能耗(Pumping energy consumption,PE)、关键变量的协同关系;其次,提出一种知识引导的协同优化算法(Knowledge guide-based cooperative optimization algorithm,KGCO),快速准确求解硝态氮(Nitrate nitrogen,SNO)优化设定值,提高KDDCOC的响应速度.KDDCOC利用比例−积分−微分(Proportional-integral-derivative,PID)控制器对硝态氮优化设定值进行跟踪,将提出的KDDCOC应用于城市污水处理过程基准仿真模型1号(Benchmark simulation model No.1,BSM1),实验结果表明,该方法能够提高出水水质,降低运行能耗,有效改善脱氮效果.

关键词：污水处理反硝化脱氮过程知识和数据驱动协同优化控制自适应知识核函数知识引导的协同优化算法

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超大浮体水动力性能及强度研究

超大浮体水动力性能及强度研究

作者：王玉源大连理工大学

学位级别：硕士

海洋对于海洋国家的发展具有重要意义,在远离陆地的海洋深处,提供一个甚至多个可靠的海上基地,用来作为海洋能源的开采及储存场所,或作为海洋科研的研究场所,或作为军事战略意义的军事基地,都是十分必要且迫切的,因此急需进行超大型浮... 详细信息

海洋对于海洋国家的发展具有重要意义,在远离陆地的海洋深处,提供一个甚至多个可靠的海上基地,用来作为海洋能源的开采及储存场所,或作为海洋科研的研究场所,或作为军事战略意义的军事基地,都是十分必要且迫切的,因此急需进行超大型浮体的研发。本文以可拼接型超大型浮体为研究对象,根据三维势流理论、波浪短期预报理论及有限元强度直接计算理论等相关理论,运用ANSYS/AQWA软件,进行了一系列相关的水动力性能分析和强度分析。首先,运用AQWA-LINE对单模块浮体进行了水动力响应计算,得到了在单位波幅规则波中单模块浮体的运动响应传递函数和横剖面波浪载荷响应传递函数,继而分析得出单模块浮体的运动响应及受到的波浪载荷随波浪频率和波浪方向的变化规律;其次进行波浪载荷的短期预报,得到适用于单模块浮体强度计算分析的设计海况参数,并进行了相应海况下的强度计算,分析得到单模块浮体在实际海况下的应力分布特点,在撑杆与下浮体相接处产生应力集中,通过改变连接处结构形式可降低局部应力;随后对铰接多模块超大型浮体进行了水动力响应计算,分析得到不同模块数量时的超大浮体各模块运动响应特性,各模块响应曲线变化趋势与单模块近似一致,并以此为基础进行实际海况中的频域计算,得到多模块超大型浮体在不同自由度的运动响应峰值,分析得到多模块超大型浮体运动响应随铰接形式及模块数量的变化规律,随着模块数量的增加,超大浮体整体运动响应峰值增加,且万向节及铰链型连接器有助于降低多模块超大浮体的运动响应峰值;最后对不同铰接形式的连接器进行了载荷分析,分析得到铰接形式及模块数量对连接器载荷的影响规律。本文关于多模块超大浮体的相关结论,对后续超大型浮体的进一步研究具有一定的参考意义。

关键词：超大型浮体铰接水动力性能分析强度分析

基于4WID/S电动汽车线控转向的多电机控制研究

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基于4WID/S电动汽车线控转向的多电机控制研究

作者：王玉源西安理工大学

学位级别：硕士

四轮独立驱动/转向（4WID/S）电动汽车摆脱了机械联接的束缚,底盘全线控化,各执行机构独立可控提升了车辆的操纵机动性与稳定性,同时控制也更复杂化,受到广泛关注与研究。本课题着眼于4WID/S电动汽车线控转向多电机控制,主要研究内容如... 详细信息

四轮独立驱动/转向（4WID/S）电动汽车摆脱了机械联接的束缚,底盘全线控化,各执行机构独立可控提升了车辆的操纵机动性与稳定性,同时控制也更复杂化,受到广泛关注与研究。本课题着眼于4WID/S电动汽车线控转向多电机控制,主要研究内容如下:首先,调研线控转向技术的国内外研究现状,尤其是线控转向电机控制方面,提出了课题的研究意义及内容;通过Carsim建立4WID/S电动汽车动力学模型,联合Matlab构建线控转向数学模型及转向电机控制模型,为课题研究奠定基础。其次,为提供驾驶员缺失的驾驶感,采用永磁同步电机作为路感电机,设计基于一阶线性自抗扰永磁同步电机电流环控制器,并利用差分进化算法对控制器参数自寻优,避免人工调参的低效性与不便性,提高路感电机电流环控制性能,使驾驶员得到平滑的手感和实时的路感;再次,为提升车辆转向机动性与操稳性,设计基于二阶线性自抗扰的四轮主动转向控制器,观测系统未建模及未知扰动并补偿,实时修正各车轮转角,提升车辆操稳性及抗外界扰动能力;采用两相混合式步进电机作为转向执行电机,研究转向执行多电机控制方法,设计抛物线加减速运行曲线,提高转向时执行电机的扭矩。最后,构建4WID/S电动汽车实验平台,以DSP TMS320F28335为中央处理器,采用基于CAN总线的分层控制结构,对平台中硬件、软件及上位机进行设计,对所提主动转向控制及转向执行多电机控制算法进行验证;联合Labview RT/Carsim,对所提路感电机控制算法进行验证。验证结果表明了两部分算法的正确性与有效性。

关键词： 4WID/S电动汽车线控转向多电机控制线性自抗扰控制

广东省农村科技特派员制度实施的经验及服务模式

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乡村科技 2022年第12期13卷 17-20页

作者：张睿王玉源郑鹏刘少群苏弟华华南农业大学广东广州510642

农村科技特派员制度是破解“三农”问题的一项创新,也是习近平总书记大力倡导的一项基层工作制度。农村科技特派员为发展农村经济、促进农业繁荣和助力农民增收致富做出了卓越贡献。20多年来,在党和国家的大力推动下,广东省在实施科技... 详细信息

农村科技特派员制度是破解“三农”问题的一项创新,也是习近平总书记大力倡导的一项基层工作制度。农村科技特派员为发展农村经济、促进农业繁荣和助力农民增收致富做出了卓越贡献。20多年来,在党和国家的大力推动下,广东省在实施科技特派员制度过程中积累了一定经验,通过建立三大管理模式、引导人才下沉、明确项目主导、完善激励机制、树立典型形象等方式,成功探索出了科技特派员制度实施的“广东模式”。2021年,广东省更是推陈出新,提出了农村科技特派员驻镇服务新模式,有效实现了服务单元扩大化、帮扶人员多元化以及帮扶领域产业全覆盖,从而为农业农村现代化注入了更多科技元素,巩固了脱贫成果,保障了乡村振兴战略的推进。

关键词：科技特派员服务模式驻村模式驻镇模式广东省

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基于机器视觉的曳引机零件在线检测方法研究

基于机器视觉的曳引机零件在线检测方法研究

作者：王玉源江南大学

学位级别：硕士

机器视觉在线检测技术是用工业相机代替人眼,用智能检测算法代替经验和传统计算方法的新兴检测技术。机器视觉在线检测方法由于其高效率、低成本、非接触的特点,在零件的识别定位、尺寸测量、表面质量检测、装配辅助等领域有着巨大应用... 详细信息

机器视觉在线检测技术是用工业相机代替人眼,用智能检测算法代替经验和传统计算方法的新兴检测技术。机器视觉在线检测方法由于其高效率、低成本、非接触的特点,在零件的识别定位、尺寸测量、表面质量检测、装配辅助等领域有着巨大应用前景。如何高效合理的实现机器视觉的在线检测成为近年来的研究热点。本文以曳引机零件为研究对象,研究了一种基于机器视觉的在线检测方法,主要研究内容与成果如下:(1)对机器视觉在线检测方法和研究现状做了介绍,在分析曳引机零件在线检测需求的基础上,概述了机器视觉在线检测的发展趋势。(2)根据曳引机零件特点,制定了曳引机零件在线检测的基本方案,概述了在线检测过程中的智能识别与图像拼接这两个问题。介绍了智能识别过程中的图像预处理、特征描述、机器学习以及图像拼接过程中的特征点匹配、图像融合等方法的基础理论。(3)针对无夹具定位的曳引机零件特征识别问题,提出了一种基于监督式机器学习的智能识别方法。研究了一种适合于曳引机零件的图像预处理方法并结合Hough变换实现特征孔基本几何参数的获取,提出一种基于特征中心几何位置关系的特征描述方法,然后结合该方法介绍了如何利用机器学习方法实现智能识别,最后提出一种基于特征唯一性的纠错方法对识别错误进行纠正。(4)针对曳引机零件局部图像拼接问题,研究了一种基于KAZE算法的图像拼接方法。首先利用三轴运动载台的运动参数,估计待拼接图像的匹配区域。在分析比较基于SIFT、SURF、KAZE算法检测的曳引机零件表面特点后,选择KAZE算法作为寻找相邻待拼接图片匹配特征点的基本依据,并对配准方法进行了修改与补充,最后利用最佳缝合线法实现图像拼接。(5)搭建了验证曳引机零件在线检测方法的试验平台,给出了上述理论与方法的试验结果。在智能识别实验中,给出图像预处理、机器学习算法的对比结果,给出从特征矩阵生成到错误纠正的完整案例。在图像拼接实验中,给出几种方法的特征点匹配结果对比图以及图像拼接结果对比图。

关键词：机器视觉特征识别监督式机器学习 KAZE算法图像拼接

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北斗实时百皮秒级单差时频同步方法

测绘学报 2024年第5期53卷 869-878页

作者：施闯宋伟郑福王浩源王玉琢张爱敏唐卫明北京航空航天大学卫星导航与移动通信融合技术工业和信息化部重点实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业农村部农机作业监测与大数据应用重点实验室北京100083 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100083 中国计量科学研究院北京100029 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

高精度时频传递与时间同步服务已成为全球导航卫星系统应用领域的研究热点,国内外学者围绕GNSS高精度时频同步模型算法及相关应用等方面开展了诸多研究。本文提出基于载波相位的差分高精度时间传递模型,实现基于北斗卫星导航系统的实时... 详细信息

高精度时频传递与时间同步服务已成为全球导航卫星系统应用领域的研究热点,国内外学者围绕GNSS高精度时频同步模型算法及相关应用等方面开展了诸多研究。本文提出基于载波相位的差分高精度时间传递模型,实现基于北斗卫星导航系统的实时百皮秒级单差时频同步。以中国计量科学研究院的光纤链路为参考,北斗时间同步精度优于时频同步系统的实时秒脉冲时间同步精度优于100 ps;在7 d的测试时段内,链路的时间稳定度优于70 ps;链路频率万秒稳定度可达10-15量级,频率长期稳定度可达10-16量级。利用BDS进行单差时频同步的频率稳定度与GPS相当,对开展BDS在时频领域的下一步推广应用提供重要的参考意义。

关键词： BDS 载波相位单差精密时频传递实时时间同步

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基于STM32的智能医药配送小车系统设计

工业控制计算机 2024年第8期37卷 173-174,176页

作者：李晨梅鑫源王玉吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林132000

为了提高医疗服务效率并减轻医护人员的工作负担,介绍了一种基于STM32的智能医药配送小车设计方案。该小车系统采用STM32F103ZET6作为主控芯片,并结合了TCRT5000L、HC-SR04、OpenMV、LD3320、ATK-PAJ7620、JQ8900等硬件,实现了循迹、避... 详细信息

为了提高医疗服务效率并减轻医护人员的工作负担,介绍了一种基于STM32的智能医药配送小车设计方案。该小车系统采用STM32F103ZET6作为主控芯片,并结合了TCRT5000L、HC-SR04、OpenMV、LD3320、ATK-PAJ7620、JQ8900等硬件,实现了循迹、避障、图像识别等功能。经过实际功能测试,该小车设计合理,循迹路线准确率高,图像识别精准,避障及时,反应速度快,达到了预期的设计目标。

关键词： STM32 医药配送小车循迹避障图像识别