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轨道摄动对航天器角动量管理的影响和补偿

控制与决策 2014年第6期29卷 979-984页

作者：蒋金哲高亚楠胡勇北京控制工程研究所第三研究室北京100190 北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190

三轴主惯量接近的航天器长期在轨采用惯性系的角动量管理,使用垂直于轨道面的某一主惯性轴为Y轴,建立参考的惯性系进行控制器设计,轨道摄动使轨道长周期项与时间呈近似线性关系,导致控制器输出线性累加.针对此问题,分析轨道摄动导致控... 详细信息

三轴主惯量接近的航天器长期在轨采用惯性系的角动量管理,使用垂直于轨道面的某一主惯性轴为Y轴,建立参考的惯性系进行控制器设计,轨道摄动使轨道长周期项与时间呈近似线性关系,导致控制器输出线性累加.针对此问题,分析轨道摄动导致控制律失效的原因,参考内模原理扩维方程,重新设计最优控制方法进行惯性系的角动量管理.通过半物理仿真表明了摄动补偿方法的可行性,且角动量和姿态长期稳定性均优于补偿前.

关键词：角动量管理轨道摄动航天器摄动补偿

二次碳化物特征调控及其对高碳高合金马氏体钢耐磨性的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 490-498页

作者：蒋金哲刘越刘春明东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819

二次碳化物的尺寸、含量对高碳高合金马氏体钢的力学性能及耐磨性有着重要影响.本文采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和磨粒磨损实验等手段,研究了高碳高合金马氏体钢锻造及球化退火过程中二次碳化物的演变行为及其对高碳高合金马氏... 详细信息

二次碳化物的尺寸、含量对高碳高合金马氏体钢的力学性能及耐磨性有着重要影响.本文采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和磨粒磨损实验等手段,研究了高碳高合金马氏体钢锻造及球化退火过程中二次碳化物的演变行为及其对高碳高合金马氏体钢力学性能及耐磨性的影响.结果表明:球化退火显著增加了锻造空冷态实验钢中二次碳化物的含量及尺寸;在奥氏体化过程中,二次碳化物通过钉扎晶界显著细化了奥氏体晶粒,同时二次碳化物的存在降低了马氏体中合金元素固溶量,进而有效提升了实验钢的冲击韧性.高硬度的微米级二次碳化物配合高韧性马氏体基体可有效阻碍磨粒切削并减轻磨损表面的微观断裂,进而提升实验钢的耐磨性.

关键词：高碳高合金马氏体钢二次碳化物硬度冲击韧性耐磨性

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大型工业铝电解槽中氧化铝浓度控制状况的研究

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大型工业铝电解槽中氧化铝浓度控制状况的研究

作者：蒋金哲东北大学

学位级别：硕士

随着工业铝电解槽向大型化、节能化方向发展,电解槽中每千安液态电解质总量减少,单位时间氧化铝下料量增加,要求单位质量电解质中有更多的氧化铝溶解和消耗。因此氧化铝在电解液中优良的分散、溶解性能以及较窄的浓度变化范围对铝电解... 详细信息

随着工业铝电解槽向大型化、节能化方向发展,电解槽中每千安液态电解质总量减少,单位时间氧化铝下料量增加,要求单位质量电解质中有更多的氧化铝溶解和消耗。因此氧化铝在电解液中优良的分散、溶解性能以及较窄的浓度变化范围对铝电解电流效率的提高至关重要。氧化铝在电解液中的溶解性能主要取决于其物理化学性质,粒度适中、流动性好、α-Al2O3和杂质含量较少的砂状氧化铝有利于其在电解质中的分散和溶解。氧化铝浓度的变化范围取决于电解槽的自动化控制,电解槽中氧化铝浓度过高和过低都会破坏电解槽的能量平衡和稳定,导致电流效率下降。本文首先对三家铝电解企业所用氧化铝的物理化学性质进行了测定,并用石英透明槽研究了不同性质的氧化铝在熔融冰晶石中的溶解性能。物性分析研究发现,新鲜氧化铝经超浓相输送和吸收含氟烟气转化为载氟氧化铝后,超细颗粒含量、松装密度、安息角、硫化物杂质含量都有增加,但物相组成未发生明显变化。氧化铝溶解实验表明,某进口氧化铝在熔融冰晶石中的漂浮时间远长于某国产氧化铝,这与进口氧化铝较高的平均粒径以及较好的流动性能有关。较长漂浮时间对工业生产中氧化铝的溶解有很大的帮助,其具体影响原因值得进一步探究。利用锶元素示踪法对400kA和500kA电解槽的电解质总量及中缝流速进行了测定,结果表明,400kA电解槽液态电解质总量约为7.615吨,电解质中缝平均流速为0.60m/min。500kA电解槽液态电解质总量约为8.297吨,电解质中缝平均流速为0.84m/min。在以上研究基础上,本文研究了 400kA和500kA中实际氧化铝浓度变化与氧化铝自动加料模式的关系。研究发现,过热度控制在10℃左右有利于氧化铝的浓度控制在目标范围内,有利于电解槽内氧化铝空间浓度的均匀分布。过热度低于5℃,电解槽的氧化铝浓度控制会处于失控状态。以上工作是对大型铝电解槽氧化铝浓度控制状况的初步研究,研究结果对大型电解槽的氧化铝控制有一定的借鉴意义。

关键词：铝电解氧化铝浓度控制铝电解质过热度氧化铝溶解

单旋翼涵道风扇式无人直升机的钟摆控制技术研究

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单旋翼涵道风扇式无人直升机的钟摆控制技术研究

作者：蒋金哲南京航空航天大学

学位级别：硕士

单旋翼涵道风扇式无人直升机全机采用了对称布局,其重量、惯量和气动特性等都保持对称,因此使得其在飞行过程中会产生类似钟摆的机体摆动,钟摆会严重影响飞行的稳定性和侦察的准确性等性能。本文通过直升机钟摆现象的机理分析、建模、... 详细信息

单旋翼涵道风扇式无人直升机全机采用了对称布局,其重量、惯量和气动特性等都保持对称,因此使得其在飞行过程中会产生类似钟摆的机体摆动,钟摆会严重影响飞行的稳定性和侦察的准确性等性能。本文通过直升机钟摆现象的机理分析、建模、控制方法设计和仿真,对单旋翼涵道风扇式无人直升机的钟摆控制技术进行了深刻的研究。研究对象是一种采用单旋翼涵道风扇式构形的新型无人直升机,针对这种无人直升机的结构特点和试飞实验数据,提出了钟摆现象的存在性问题。分析了单旋翼涵道风扇式无人直升机的构形特点及其产生钟摆现象的机理,根据其外特性抽象出了钟摆的数学模型。基于所建立的钟摆模型,设计了消除钟摆的控制律。并制作了钟摆的物理实验平台进行钟摆现象的复现和控制律的验证。深入探讨了单旋翼涵道风扇式无人直升机的动力学原理,结合其全量方程和线性化增量方程,推导出了其钟摆模态的数学表示。介绍了无人直升机的耦合条件和采用不变性原理设计的无人直升机的解耦控制规律,实现了其解耦条件下的姿态和位置控制,然后通过控制回路方式将物理模型中的消摆控制律合理地运用到单旋翼涵道风扇式无人直升机的控制系统中。最后研究了飞行控制系统中钟摆控制技术的实现问题,其包括钟摆现象出现的判断条件、钟摆控制退出的条件以及消摆控制律和姿态控制律的合理切换;并对于钟摆的一些非线性因素进行了简单的研究。数字仿真验证了所建立的钟摆模型的正确性,消摆控制律的有效性,以及钟摆控制和姿态控制的相容性。

关键词：无人直升机涵道钟摆物理模型消摆控制律仿真

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YOLO系列目标检测算法研究进展

计算机工程与应用 2023年第14期59卷 15-29页

作者：王琳毅白静李文静蒋金哲北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021 国家民委图形图像智能处理实验室银川750021

YOLO算法是目标检测中研究的热点方向之一。近几年,随着YOLO系列算法及其改进模型的不断提出,使其在目标检测领域取得了优异的成绩,被广泛应用于现实中各个领域。针对YOLO系列目标检测算法,整理了目标检测典型数据集及评价指标;回顾了Y... 详细信息

YOLO算法是目标检测中研究的热点方向之一。近几年,随着YOLO系列算法及其改进模型的不断提出,使其在目标检测领域取得了优异的成绩,被广泛应用于现实中各个领域。针对YOLO系列目标检测算法,整理了目标检测典型数据集及评价指标;回顾了YOLO整体框架以及YOLOv1~YOLOv7目标检测算法的发展历程;总结了在输入、特征提取和预测这三个阶段下的数据增强、轻量化网络构建和IOU损失优化等八个改进方向的模型及性能;介绍了YOLO算法应用领域;结合目标检测目前存在的实际问题,总结并展望了YOLO算法的发展方向。

关键词：计算机视觉目标检测 YOLO 改进模型

高合金马氏体钢一次碳化物电渣重熔控制及其对冲击韧性和耐磨性的影响

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材料与冶金学报 2024年第1期23卷 73-79页

作者：蒋金哲刘越刘春明东北大学材料科学与工程学院沈阳110819

采用电渣重熔工艺,利用OM,SEM,TEM等手段研究了高合金马氏体钢中一次碳化物的特征演变及其对冲击韧性、耐磨性的影响.结果表明,电渣重熔有效细化了一次碳化物并改善了其分布,促进了高合金马氏体钢冲击韧性及耐磨性的提升.与真空冶炼铸... 详细信息

采用电渣重熔工艺,利用OM,SEM,TEM等手段研究了高合金马氏体钢中一次碳化物的特征演变及其对冲击韧性、耐磨性的影响.结果表明,电渣重熔有效细化了一次碳化物并改善了其分布,促进了高合金马氏体钢冲击韧性及耐磨性的提升.与真空冶炼铸锭相比,电渣重熔处理后铸锭冲击断口中由一次碳化物引起的裂纹长度及宽度明显减小,冲击功由5.5 J提升至7.8 J.电渣重熔铸锭热处理后一次碳化物分布的均匀化以及二次碳化物的析出阻挡了磨粒对马氏体基体的切削,提升了马氏体钢的耐磨性.

关键词：高合金马氏体钢电渣重熔合金碳化物冲击韧性磨粒磨损

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新型TBM刀圈材料微观组织及耐磨性能研究

摩擦学学报 2021年第1期41卷 17-26页

作者：蒋金哲王锴郭浩白岩凌张峻嘉刘越刘春明东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453011

TBM刀圈材料是一种对强韧性、耐磨性要求很高的合金钢材料.目前常用的H13、DC53型TBM刀圈材料综合性能有待提高.通过优化合金元素配比,制备出一种强韧型综合性能较好的新型TBM刀圈材料DB1,利用光学显微镜和扫描电子显微镜对DB1、H13和D... 详细信息

TBM刀圈材料是一种对强韧性、耐磨性要求很高的合金钢材料.目前常用的H13、DC53型TBM刀圈材料综合性能有待提高.通过优化合金元素配比,制备出一种强韧型综合性能较好的新型TBM刀圈材料DB1,利用光学显微镜和扫描电子显微镜对DB1、H13和DC53的微观组织及断口形貌进行了观察分析,研究了不同载荷和不同硬度岩石条件下DB1与H13、DC53的磨损性能的差异,并对其磨损表面形貌进行扫描电子显微镜观察分析.结果表明:一次碳化物的平均尺寸和含量对TBM刀圈材料的硬度、韧性及耐磨性有重要影响;适量的一次碳化物有助于提高材料的硬度及耐磨性;过多的一次碳化物会导致材料韧性急剧下降.岩石抗压强度与刀圈具有匹配性,新型TBM刀圈材料DB1钢用于中等抗压强度的岩石时具有较好的耐磨性.

关键词： TBM刀圈硬度韧性碳化物磨损量磨损形貌

单旋翼涵道风扇式无人直升机的钟摆现象与控制

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兵工自动化 2007年第5期26卷 62-63,72页

作者：蒋金哲南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

单旋翼涵道风扇式无人直升机,采用轴对称的基本布局。其机体绕旋翼桨毂的钟摆现象为对称变悬点二维摆,且具有非线性、强耦合、高阶次、不稳定等特性。对于此钟摆现象,采用拉格朗日方程建立其多自由度模型、并在平衡态进行解耦和线性化... 详细信息

单旋翼涵道风扇式无人直升机,采用轴对称的基本布局。其机体绕旋翼桨毂的钟摆现象为对称变悬点二维摆,且具有非线性、强耦合、高阶次、不稳定等特性。对于此钟摆现象,采用拉格朗日方程建立其多自由度模型、并在平衡态进行解耦和线性化。然后,设计线性二次最优控制器,使机体的摆动能在任何干扰下都稳定在平衡态。

关键词：单旋翼涵道风扇式无人直升机变悬点二维摆拉格朗日方程线性二次最优控

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基于白光干涉仪的微小齿轮高精度测量方法

计量科学与技术 2024年第4期68卷 3-10页

作者：宋辉旭蒋金哲石照耀于渤北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124

实现精密测量的前提在于被测物理量的准确获取,目前高精度且昂贵的数控齿轮测量仪器得到普遍应用。然而模数小于0.1mm、直径小于1mm的微型齿轮由于齿槽宽度过小,传统的接触式测量手段无法测量完整齿廓。光学测量手段也因轮齿遮挡和齿面... 详细信息

实现精密测量的前提在于被测物理量的准确获取,目前高精度且昂贵的数控齿轮测量仪器得到普遍应用。然而模数小于0.1mm、直径小于1mm的微型齿轮由于齿槽宽度过小,传统的接触式测量手段无法测量完整齿廓。光学测量手段也因轮齿遮挡和齿面倾角的限制存在无法获取齿根数据的问题。针对此现状,提出了一种基于白光干涉测量原理的微小齿轮高精度测量方法。根据干涉图样的出现顺序实现对微小齿轮端面倾斜程度的实时监测,确保了齿轮轮廓的提取精度;基于齿轮端面三维点云数据确定齿轮中心,有效提升了齿轮定心精度。重点介绍了面向微小齿轮的白光干涉测量原理、端面调平模型以及齿轮误差计算方法。试验结果表明,该方法能够实现对微小齿轮的高精度测量,为解决微小齿轮的精密测量提供了有效手段。

关键词：计量学白光干涉仪微小齿轮齿轮测量齿轮误差端面调平