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深海型AUV大潜深运动控制方法研究

深海型AUV大潜深运动控制方法研究

作者：宫利明哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)是一种综合了人工智能和其他先进计算技术的无人水下平台。因深海区域占海洋面积的89%,同时海底蕴含着巨大的资源,这使得深海型AUV应运而生。深海型AUV大潜深的运动控制是实现人... 详细信息

自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)是一种综合了人工智能和其他先进计算技术的无人水下平台。因深海区域占海洋面积的89%,同时海底蕴含着巨大的资源,这使得深海型AUV应运而生。深海型AUV大潜深的运动控制是实现人类对深海区域进行探索的重要技术基础。深入研究深海型AUV大深度下潜存在的问题,对于深海型AUV控制理论与工程实践应用都有重要意义。本文以提高深海型AUV操纵性和控制精度,同时节约其定深航行能耗为研究目的,重点研究深海型AUV大深度下潜问题以及其下潜过程中海水温度、盐度、压强的改变导致的剩余浮力变化对AUV定深航行精度产生的影响。本文对在剩余浮力的干扰下深海型AUV大深度下潜运动控制方法和剩余浮力辨识算法、浮力均衡系统在深海型AUV定深航行中的应用开展相关研究工作,课题主要研究内容如下:首先,建立固定坐标系和艇体坐标系,结合AUV的运动特性,建立AUV的运动学方程;然后对AUV进行受力分析,包括水动力、静力、执行机构,并结合动力学理论知识,给出AUV空间六自由度运动方程;同时分析深海型AUV大深度下潜过程中海水温度、盐度和压强对AUV的浮力产生的影响,建立深海AUV浮力干扰模型。其次,针对深海型AUV大深度下潜运动过程中的非线性控制和浮力干扰运动控制问题,提出了一种反步法轨迹跟踪控制方法。该方法采用定义虚拟速度误差变量的反步控制器设计法,确保深海型AUV在剩余浮力的干扰下,且在规定的时间内安全下潜到指定的区域,同时解决了传统反步法中存在得奇异值问题。在MATLAB环境下,通过仿真验证了该控制策略的控制效果。再次,针对深海型AUV下潜到指定深度时产生的剩余浮力问题,提出了一种基于无迹卡尔曼滤波的AUV剩余浮力辨识算法。该方法可避免非线性模型的线性化,保留模型中的高阶项,使之可以利用更加精确的非线性模型进行浮力辨识,从而提高辨识结果的精确度,为高精度的浮力均衡调节做好前提准备。在MATLAB环境下对该辨识算法进行了有效性验证。最后,设计了一种适用于深海型AUV在深海环境下进行浮力调节的单向式浮力均衡系统,提出了一种基于剩余浮力辨识的AUV浮力均衡调节方法,通过高精度的剩余浮力辨识算法辨识出AUV定深航行的剩余浮力,然后再通过浮力均衡系统一次性均衡掉剩余浮力,消除剩余浮力对深海型AUV定深航行的影响,提高其操纵性和控制精度,同时节约能耗,在MATLAB环境下,验证了该方法的有效性。

关键词：深海型AUV 剩余浮力辨识浮力均衡系统反步法大深度下潜

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基于分级结构骨架相变储热系统强化传热特性

化工进展 2024年第2期43卷 649-658页

作者：见禹陈宝明宫晗语山东建筑大学热能工程学院山东济南250101 山东建筑大学土木工程学院山东济南250101

添加金属骨架的多孔介质复合相变材料可以改善纯相变材料的低导热性能,进一步提高复合相变材料的传热速率,具有重要研究意义。本研究采用数值模拟,提出构建主干-分支两级分级结构金属骨架并与石蜡方腔相结合,形成传热效果更好的复合相... 详细信息

添加金属骨架的多孔介质复合相变材料可以改善纯相变材料的低导热性能,进一步提高复合相变材料的传热速率,具有重要研究意义。本研究采用数值模拟,提出构建主干-分支两级分级结构金属骨架并与石蜡方腔相结合,形成传热效果更好的复合相变传热材料,并在此基础上添加翅片管结构来进一步优化复合相变材料的传热性能。结果表明,翅片管结构对相变传热过程影响显著,在横向主干附近产生的流速突进现象可使熔化前沿更加倾斜,腔内环状流动传热快速向方腔下部移动。优化后的复合相变材料相较于均匀骨架复合相变材料固液相变时间可缩短37.4%,熔化初期瞬时液化速率曲线的波谷提高了1.88倍并且使熔化后期800s时的最大温差减小了20.9%,提高了温度均匀性。本研究在定孔隙率情况下对骨架结构进行了改变,通过更合理的金属骨架体积分布提高了复合相变材料的储热速率。

关键词：相变复合材料分级结构流动传热数值模拟

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生物礁对海平面变化的响应——基于黔南晚石炭世大型珊瑚礁的海平面变化幅度估算

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 252-261页

作者：张永利谷悦巩恩普赖冠明东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

晚古生代冰期是地质历史时期一个重要事件,由晚古生代冰期引起的海平面变化对该时期的生物礁系统产生深远影响.主要讨论了晚古生代冰期背景下生物礁对海平面变化的响应.生物礁随海平面变化表现为三种生长模式,即“放弃”“跟随”和“追... 详细信息

晚古生代冰期是地质历史时期一个重要事件,由晚古生代冰期引起的海平面变化对该时期的生物礁系统产生深远影响.主要讨论了晚古生代冰期背景下生物礁对海平面变化的响应.生物礁随海平面变化表现为三种生长模式,即“放弃”“跟随”和“追赶”.以黔南地区格舍尔期大型珊瑚礁为例对黔南地区海平面变化幅度进行计算,认为黔南地区格舍尔期海平面上升(60±5)m,主要由冰川作用引起.根据扁平村珊瑚礁对格舍尔期黔南地区海平面变化幅度计算的误差来源主要为基底沉降以及古水深估算不精确.造礁珊瑚Fomitchevella的形态以及快速生长的特点揭示了黔南地区格舍尔期气候温暖、海平面上升且海侵快速的古环境条件.扁平村珊瑚礁的发育反映了全球气候变化和相关的海平面波动与冰期有关.

关键词：生物礁海平面变化黔南格舍尔期冰期

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电子皮带秤在装车配煤工作中的应用

内蒙古煤炭经济 2015年第9期 9-10,20页

作者：宫利明中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿选煤厂内蒙古鄂尔多斯010300

本文阐述了电子皮带秤的工作原理、故障处理办法和在选煤厂装车配煤中的应用。选煤行业生产工艺的发展和选煤设备技术的进步,在煤炭散料的装运的过程中,作为一种计量用的电子皮带秤配合PLC自动控制而形成的配料系统,有了很大的进步和发... 详细信息

本文阐述了电子皮带秤的工作原理、故障处理办法和在选煤厂装车配煤中的应用。选煤行业生产工艺的发展和选煤设备技术的进步,在煤炭散料的装运的过程中,作为一种计量用的电子皮带秤配合PLC自动控制而形成的配料系统,有了很大的进步和发展,使其在精度、控制和自动化程度方面都比原来有了很大的提高。

关键词：电子秤称重原理测速传感器校准常数微机技术配料系统

哈尔乌素露天煤矿选煤厂皮带机软起动装置的电气控制及其故障处理

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内蒙古煤炭经济 2015年第10期 199-201页

作者：宫利明中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿选煤厂内蒙古鄂尔多斯010300

目前,在选煤厂煤炭洗选运输方面,主要是以胶带式输送机为主。对于大型带式输送机,因为其胶带运输距离长,胶带厚重,胶带宽,还有就是倾角大,所以就需要多电机驱动或大功率的单电机驱动。不论采取哪种方式驱动,对于大功率的电机来说,都要... 详细信息

目前,在选煤厂煤炭洗选运输方面,主要是以胶带式输送机为主。对于大型带式输送机,因为其胶带运输距离长,胶带厚重,胶带宽,还有就是倾角大,所以就需要多电机驱动或大功率的单电机驱动。不论采取哪种方式驱动,对于大功率的电机来说,都要考虑电机启动的方式了,就需要考虑功率匹配得当,就要解决大型带式输送机在启动过程中对电网的冲击影响。本文就叙述了单电机驱动带式输送机软启动的电气控制方法,及其常见故障的处理方法。软启动带式输送机集机、电、液于一体的这种协调控制运行方式,解决了胶带机启动问题,其良好的控制效果提高了设备的安全系数和生产效率。

关键词：高压电机变频器 PLC控制软启动装置

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防冻液自动喷洒系统在装车站工作中的应用

内蒙古煤炭经济 2015年第8期 179-180,203页

作者：宫利明中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿选煤厂内蒙古鄂尔多斯010300

本文分析了防冻车工作目前存在的一些问题,针对我矿选煤厂煤炭装车量大、水洗精煤所占比例大的特点,对防冻液喷洒系统进行了更新改造,详细介绍了改造后的防冻液自动喷洒系统的设计理念、组成结构、功能优越性和应用情况。该系统能向车... 详细信息

本文分析了防冻车工作目前存在的一些问题,针对我矿选煤厂煤炭装车量大、水洗精煤所占比例大的特点,对防冻液喷洒系统进行了更新改造,详细介绍了改造后的防冻液自动喷洒系统的设计理念、组成结构、功能优越性和应用情况。该系统能向车厢内和煤中均匀喷洒防冻液,解决了冬季运煤冻车问题,在煤炭运输防冻工作的开展中取得了一定的成效。

关键词：防冻液喷洒 PLC自动控制水分喷洒量

着力构建全链条全过程全天候数字档案智治新生态——省域档案事业现代化先行湖州实践

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中国档案 2024年第7期 28-29页

作者：陆利明浙江省湖州市档案馆

为深入贯彻落实浙江省两办《关于推进新时代档案事业现代化先行的意见》要求,构建省域档案事业现代化先行“1588”体系,湖州市档案部门紧紧围绕中国式现代化和高质量发展主线,紧跟新质生产力发展方向,加快新一代信息技术与档案业务创新... 详细信息

为深入贯彻落实浙江省两办《关于推进新时代档案事业现代化先行的意见》要求,构建省域档案事业现代化先行“1588”体系,湖州市档案部门紧紧围绕中国式现代化和高质量发展主线,紧跟新质生产力发展方向,加快新一代信息技术与档案业务创新融合,牢牢抓住全省档案数字化改革“浙里数字档案”重大应用试点和档案工作数字化转型示范区试点建设的双重契机,坚持顶层设计、技术赋能、深度融合,着力构建档案工作全链条、全过程、全天候的数字档案智治新生态。

关键词：数字档案档案数字化数字化转型中国式现代化档案业务顶层设计深度融合应用试点

《崇道诏书碑》与金元时期全真教宗祖谱系之构建

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宗教学研究 2024年第3期 1-7页

作者：刘永明牛利利兰州大学敦煌学研究所、历史文化学院兰州大学历史文化学院

甘肃天水玉泉观所存《崇道诏书碑》是系统研究金元时期全真教宗祖谱系的珍贵史料。第一,王重阳遇仙神话是构建全真教宗祖谱系的重要一环。遇仙神话并非出自王重阳本人,系马丹阳神化王重阳自述的遇师经历而来,经宋德方在谱系中的进一步... 详细信息

甘肃天水玉泉观所存《崇道诏书碑》是系统研究金元时期全真教宗祖谱系的珍贵史料。第一,王重阳遇仙神话是构建全真教宗祖谱系的重要一环。遇仙神话并非出自王重阳本人,系马丹阳神化王重阳自述的遇师经历而来,经宋德方在谱系中的进一步强调后为全真后学认同。第二,《全真祖宗之图》在佛道辩难和经厄后复苏的历史背景下形成,反映出全真教发展的历史境遇和元廷宗教政策对宗祖谱系构建的影响。第三,全真教宗祖谱系的最终形成经历了三个不同的历史时期,体现了金元时期全真教的发展历程。

关键词：宋德方崇道全真教王重阳宗教政策甘肃天水诏书佛道

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均衡博弈的核心妥协解及其公理化

系统工程理论与实践 2024年第4期44卷 1210-1218页

作者：宫豆豆徐根玖南京理工大学经济管理学院南京210094 西北工业大学数学与统计学院西安710072

效用可转移的均衡博弈的核心刻画了参与人形成稳定的合作后收益的分配方式.以参与人合作形成前后所得到的最少支付和最大支付为参考点,本文定义了参与人的最小权力向量和最大权力向量,然后将这两个向量的唯一有效妥协定义为一个新的解,... 详细信息

效用可转移的均衡博弈的核心刻画了参与人形成稳定的合作后收益的分配方式.以参与人合作形成前后所得到的最少支付和最大支付为参考点,本文定义了参与人的最小权力向量和最大权力向量,然后将这两个向量的唯一有效妥协定义为一个新的解,称为核心妥协解.本文分析了均衡博弈的核心妥协解与另一个著名妥协解τ-值以及核心之间的关系.基于最小权力优先性和零规范情形最大权力比例性,公理化刻画了均衡博弈的核心妥协解.将最小权力优先性替换为策略均衡不变性,本文给出了核心妥协解的另一个公理化刻画.最后,以机场跑道成本分摊为例,分析了核心妥协解的应用.

关键词：均衡博弈核心妥协解公理化

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