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减速机从动齿轮铸造工艺的改进

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铸造技术 2003年第2期24卷 128-129页

作者：史经亮李敬雨徐州东方减速机厂铸造分厂江苏徐州221006

采用均衡凝固理论 ,解决了减速机从动轮以前用大的明冒口改为顶缩冒口 ,增加内浇口环形分散引入铁液等措施 ,使铸件出品率由原来的 85 %提高到 93 %。

关键词：从动齿轮减速机均衡凝固理论

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考虑丢包和时延的网络控制系统稳定性分析和控制器设计

考虑丢包和时延的网络控制系统稳定性分析和控制器设计

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作者：李敬雨华北电力大学

学位级别：硕士

由网络将控制系统的各个节点连接起来组成闭环反馈系统,即为网络控制系统(Networked Control Systems,NCS),它将控制系统的灵敏性、集成化、远程控制以及节点智能化的优点发挥的淋漓尽致。对比传统的直接点对点连接的控制系统,网络控制... 详细信息

由网络将控制系统的各个节点连接起来组成闭环反馈系统,即为网络控制系统(Networked Control Systems,NCS),它将控制系统的灵敏性、集成化、远程控制以及节点智能化的优点发挥的淋漓尽致。对比传统的直接点对点连接的控制系统,网络控制系统具有易于安装,维护费用相对低廉,又可以实现信息共享和远距离控制的优点,也正是因为网络控制系统具有上述优势,才使得其广泛应用于各个工业控制领域中。网络的应用给工业控制带来了极大便利的同时,也使控制系统的分析与设计变得复杂。本文针对具有干扰和不确定参数的被控对象,考虑网络随机丢包与时延对控制系统的影响,对系统的稳定性进行了分析,设计了控制器对系统进行补偿和控制,具体内容如下:(1)针对具有随机丢包与时延的网络控制系统,分析了使系统指数稳定的条件。考虑一类状态不可测量的被控对象,将控制系统中的丢包过程表述为Bernoulli随机二进制序列,针对长时延和短时延分别设计了状态观测器,并把该离散系统描述为异步动态系统,进而运用指数稳定性理论分析得出稳定性条件,然后运用了Lyapunov函数和线性不等式定理,计算得出控制器参数。最后,仿真曲线表明应用该方法的系统稳定速度快,超调量小,获得良好的控制效果。(2)进一步考虑具有外部干扰的被控对象,为了降低干扰对网络控制系统的影响,给出了一种新的具有补偿功能的鲁棒模型预测控制方法。对于网络控制系统中的随机丢包与时延仍采取(1)中的方法,得到具有干扰项的基于状态观测器的离散系统模型,选取李雅普诺夫函数运用相关定理分析得到稳定性条件,进而得到使该系统均方指数稳定且在干扰环境下满足给定H?性能指标的控制器策略。最后通过仿真得到状态曲线和控制输出曲线。曲线表明,系统在有外部干扰的情况下收敛速度较快,振荡幅度较小,所设计的H?控制器具有抗干扰效果。(3)最后,在(1)和(2)的研究基础上,针对具有不确定时延的被控对象重新设计了具有预测功能的H?控制器。将不确定时延转换为系统状态方程中的不确定系数,并且满足不确定性矩阵不等式。同样的,随机丢包与时延依旧采取上述处理方法,得到具有干扰项的基于状态观测器的线性不确定离散系统模型,基于李雅普诺夫定理和线性矩阵不等式进行稳定性分析,给出使系统均方指数稳定且在干扰环境和不确定参数情况下满足给定H?性能指标的控制器策略。最后通过仿真得到状态曲线和控制输出曲线。曲线表明,该线性系统在不确定参数的情况下经过一定时间的振荡最终趋于稳定,可以获得较好的控制性能。本文主要针对具有随机丢包与时延的网络控制系统,考虑一类具有外部干扰和不确定参数的被控对象,进行稳定性分析和控制器设计。首先只考虑具有随机丢包和时延的被控对象,然后将干扰加入模型中,最后再将不确定参数加入模型,由浅入深的分析愈加复杂的控制系统的稳定性,进而设计相应控制器来降低随机丢包、时延、干扰和不确定性问题对系统的影响。

关键词：网络控制系统时延丢包不确定参数预测线性矩阵不等式

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氧化锌压电涂层材料及其在螺栓预紧力检测中的应用研究

氧化锌压电涂层材料及其在螺栓预紧力检测中的应用研究

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作者：李敬雨武汉大学

学位级别：硕士

螺栓预紧力的准确检测对于设备稳定安全运行有重大意义。接触式超声检测螺栓预紧力的方法一直以来都是人们研究关注的重点,它可以在不破坏零件的情况下实现快速原位检测。该技术中应用到的声-电信号转换方法对检测准确性有极大影响。目... 详细信息

螺栓预紧力的准确检测对于设备稳定安全运行有重大意义。接触式超声检测螺栓预紧力的方法一直以来都是人们研究关注的重点,它可以在不破坏零件的情况下实现快速原位检测。该技术中应用到的声-电信号转换方法对检测准确性有极大影响。目前主要有三种手段:超声探头+耦合剂,该方法应用最广泛,但稳定性差,可能还会造成被检件腐蚀;贴压电陶瓷片,该方法检测快速,但粘接剂及陶瓷的性能决定整个传感器精度及使用周期;沉积压电涂层,该方法检测快速准确,且涂层稳定不易脱落。然而目前对于该种方法的系统研究尚未见报道。为了提升超声测量螺栓预紧力的准确性与便捷性,满足实际工业现场对高精度测量螺栓预紧力的迫切需求。本文提出利用ZnO压电涂层作为超声换能功能层并将其直接沉积到螺栓上。通过对ZnO涂层生长行为的调控,得到可激发超声波的ZnO压电涂层,并验证将其应用在螺栓上具有有效性与稳定性。具体涉及下述4方面内容:(1)电弧放电法与射频溅射法制备的ZnO压电涂层性能研究。并得到电弧法制备ZnO压电涂层的最佳工艺参数为:偏压0 V、气压1.5 Pa、电流40 A和靶基距300mm;得到射频溅射法制备ZnO压电涂层的最佳工艺参数为:溅射功率350 W,溅射气压2.5 Pa,靶基距140 mm。(2)射频溅射ZnO压电涂层高温性能研究。将涂层在200-700℃范围内做1 h退火处理,在300℃做1-200 h长时退火实验,发现涂层在600℃范围内稳定,在300℃就有长时稳定性。(3)可同时激发超声纵-横波的ZnO涂层制备研究。发现氩氧比降低到1:3时,涂层可以同时激发出纵-横波;随着放置的沉积位置远离溅射中心,涂层激发的纵-横波信号相对强度发生变化,当样品处于溅射范围边缘时,涂层可以激发出纯横波。(4)ZnO涂层在螺栓上的应用。在螺栓上利用最佳工艺条件沉积ZnO压电涂层。加载实验得到的声时和应力对应曲线表明涂层应用到螺栓上具有有效性。退火实验表明智能螺栓在500℃范围内服役有效,在300℃长期服役有效。智能螺栓的超声信号测量结果表明ZnO涂层在螺栓预紧力测量中兼具有效性,适用性及稳定性。

关键词：螺栓预紧力 ZnO压电涂层退火处理超声信号

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脉冲电源占空比对电弧离子镀AlCrN涂层结构和性能的影响

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表面技术 2020年第9期49卷 258-265页

作者：赵鑫刘琰杨豆李敬雨杨兵武汉大学动力与机械学院武汉430072 武汉大学苏州研究院江苏苏州215123

目的研究阴极电弧离子镀脉冲电源占空比对AlCrN涂层结构和性能的影响,优化工艺参数,以提高涂层的性能。方法采用脉冲电弧离子镀制备不同占空比AlCrN涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和Ch... 详细信息

目的研究阴极电弧离子镀脉冲电源占空比对AlCrN涂层结构和性能的影响,优化工艺参数,以提高涂层的性能。方法采用脉冲电弧离子镀制备不同占空比AlCrN涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和Chi650e电化学工作站,表征涂层的结构、力学性能和耐蚀性能。结果随着占空比的增加,涂层表面颗粒面积分数和粗糙度先逐渐增加,当占空比大于20%后,颗粒面积分数趋于平稳,同时涂层的厚度从4.06μm逐渐增加到7.56μm。当占空比低于20%时,涂层中存在较多的孔隙;当占空比大于20%后,涂层中的孔隙较少,涂层结构较为致密。XRD结果表明,AlCrN涂层为立方结构,晶粒尺寸在14.9~18 nm之间。涂层硬度和结合力均随占空比先增加后减小,占空比为25%时,硬度可达35.19 GPa,结合力为81.7 N。占空比为25%时,涂层的自腐蚀电位较高,自腐蚀电流密度最小,表明该涂层的耐蚀性较强。结论适当地提高脉冲电源占空比可降低涂层中孔隙的含量,提高涂层的硬度和膜基结合力,同时提高涂层的抗腐蚀性。

关键词：脉冲电弧离子镀 AlCrN涂层占空比纳米硬度结合力耐蚀性

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