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中国造船 2024年第2期65卷 155-166页

作者：张松林威孙铁志段金雄大连理工大学船舶工程学院大连116081

为探究碎冰对水下航行体出水过程的影响,基于计算流体动力学方法,结合重叠网格技术和接触耦合算法,建立了水下航行体与冰-水混合物相互作用的数值模型。考虑航行体与海冰的碰撞作用,对航行体穿越冰-水混合物的出水过程开展数值模拟,并... 详细信息

为探究碎冰对水下航行体出水过程的影响,基于计算流体动力学方法,结合重叠网格技术和接触耦合算法,建立了水下航行体与冰-水混合物相互作用的数值模型。考虑航行体与海冰的碰撞作用,对航行体穿越冰-水混合物的出水过程开展数值模拟,并与已有的试验数据进行对比,验证了该方法的合理性。基于建立的数值计算方法,开展了有碎冰和无碎冰工况下航行体出水过程中的运动特性和流场演化研究。研究表明,碎冰的存在使流场演化更加剧烈,改变了通气空泡的演化过程和溃灭形式,航行体的运动特性和表面载荷演化与碎冰的关联较为密切。

关键词：航行体出水碎冰环境流场演化载荷特性

蒸汽冷凝器流动传热过程的准三维CFD模拟算法

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 860-868页

作者：吴家豪代守宝张归华王雄师赵艳伟吴玉新清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所哈尔滨150078

管侧冷却水在流向和横向(垂直于流向)上的分布对管壳式蒸汽冷凝器内部各物理量的分布和冷凝器的设计优化都会产生影响,因此有必要对其进行研究。该文提出了一种考虑冷却水横向分布的准三维CFD模拟算法,并基于自主开发的二维CFD冷凝过程... 详细信息

管侧冷却水在流向和横向(垂直于流向)上的分布对管壳式蒸汽冷凝器内部各物理量的分布和冷凝器的设计优化都会产生影响,因此有必要对其进行研究。该文提出了一种考虑冷却水横向分布的准三维CFD模拟算法,并基于自主开发的二维CFD冷凝过程数值计算代码ConDesign-2D对已有算例进行了模拟。结果表明,冷却水沿流向的温升不容忽略,它直接降低了换热温差,进而影响到了冷凝速率等物理量的分布,冷却水的横向分布也使得冷凝速率分布更加均匀。相比二维模拟,该算法能解析出流场在冷却水流向上的第三维分布信息,又避免了全三维模拟带来的高昂计算成本,可以应用于实际冷凝器的模拟计算。

关键词：准三维冷却水分布冷凝器计算流体动力学(CFD)模拟

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基于增量支配MPC的高速高精轨迹跟踪控制

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：邵柏岩叶伯生金雄程罗智辉华中科技大学机械科学与工程学院

针对传统MPC难以满足高采样率快速系统实时性要求的问题，提出增量支配MPC方法。首先，引入二进制变量定义相邻控制量之间的支配关系，构建支配关系矩阵，并利用该矩阵使待求解的控制量受限，降低在线求解自由度。然后，为使控制器专注... 详细信息

针对传统MPC难以满足高采样率快速系统实时性要求的问题，提出增量支配MPC方法。首先，引入二进制变量定义相邻控制量之间的支配关系，构建支配关系矩阵，并利用该矩阵使待求解的控制量受限，降低在线求解自由度。然后，为使控制器专注于当前控制量的计算，利用状态量的平均误差和平均求解时间构建损失函数，并基于BiEO算法对支配关系矩阵中的受限部分进行优化，建立增量支配MPC。最后，利用MATLAB进行实验验证，证明本文方法在不影响控制平稳性的基础上，控制精度上小幅提升，实时性有大幅提升，控制域为50和70时，求解时间可分别降低43.06%和31.99%，优于现有方法。

关键词：轨迹跟踪模型预测控制 BiEO算法支配关系矩阵实时性

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基于速度控制的机器人轨迹摩擦补偿控制算法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 51-58页

作者：叶伯生李思澳谭帅李晓昆金雄程邵柏岩华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

目前机器人已在工业生产制造中得到广泛的应用,但由于机器人系统中关节摩擦等因素的影响,机器人的轨迹跟踪精度难以满足高精度生产的需求。为减少机械结构中非线性摩擦因素和系统中未建模干扰等因素对机器人运行稳定性和加工精度的影响... 详细信息

目前机器人已在工业生产制造中得到广泛的应用,但由于机器人系统中关节摩擦等因素的影响,机器人的轨迹跟踪精度难以满足高精度生产的需求。为减少机械结构中非线性摩擦因素和系统中未建模干扰等因素对机器人运行稳定性和加工精度的影响,文中提出了一种速度模式下的摩擦补偿控制算法。首先,基于傅里叶级数和5次多项式混合的方式设计最优激励轨迹,通过最小二乘法完成动力学参数的预辨识,并利用Levenberg-Marquardt法对预辨识结果进行迭代寻优,从而建立更为精确的机器人动力学模型;然后,基于李雅普诺夫方法设计机器人轨迹跟踪控制算法,将最速离散跟踪微分器中采集的关节角度输入所设计的轨迹跟踪控制算法中,得到实时的关节速度补偿值,将补偿值实时输入机器人中实现摩擦补偿控制;最后,以六自由度串联机器人为实验对象,对所设计的摩擦补偿控制算法进行实验验证。结果表明,相对于摩擦补偿前,机器人的末端轨迹跟踪精度提升约35%,从而验证了文中所提算法在机器人摩擦补偿领域的有效性。

关键词：摩擦补偿参数辨识轨迹跟踪微分器

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伪目标迭代生成的机器人误差补偿算法

中国机械工程 2024年第1期35卷 136-143页

作者：叶伯生金雄程黎晗邵柏岩李晓昆李思澳华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

针对机器人误差模型建立后的误差补偿问题,提出一种改进的伪目标迭代算法。该算法用每次迭代中生成新的伪目标来修正关节角,从而不断减小机器人实际误差。完善了伪目标迭代算法流程,提出了5种新的不同的伪目标生成方法,分析了各种方法... 详细信息

针对机器人误差模型建立后的误差补偿问题,提出一种改进的伪目标迭代算法。该算法用每次迭代中生成新的伪目标来修正关节角,从而不断减小机器人实际误差。完善了伪目标迭代算法流程,提出了5种新的不同的伪目标生成方法,分析了各种方法的特点和适用场景。结合多种伪目标生成方法提出了一种集成算法,进一步提高误差补偿精度。使用HSR-JR612机器人进行仿真实验,仿真结果表明,算法耗时在毫秒级别,补偿效果好,集成算法能进一步提高位姿补偿效果。最后使用UR10机器人与激光跟踪仪进行实验,实验结果表明,补偿后机器人末端位置误差可以减小到0.06 mm以内,姿态误差可以减小到0.025°以内。

关键词：机器人误差补偿定位精度伪目标

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空基平台量子通信现状与展望

仪器仪表学报 2024年

作者：郑德智郑金雄李中翔王国俨胡纯北京理工大学复杂环境智能感测技术工信部重点实验室北京理工大学机电学院北京理工大学长三角研究院北京理工大学前沿交叉科学研究院北京理工大学信息与电子学院

随着信息技术的不断发展,信息安全问题日益凸显。在军事、金融、政府、企业等领域,信息的安全和可靠性至关重要。传统通信技术已被广泛应用,包括互联网、光纤通信和无线电等。同时量子计算相关技术的进展与应用,让传统通信的安全性面临... 详细信息

随着信息技术的不断发展,信息安全问题日益凸显。在军事、金融、政府、企业等领域,信息的安全和可靠性至关重要。传统通信技术已被广泛应用,包括互联网、光纤通信和无线电等。同时量子计算相关技术的进展与应用,让传统通信的安全性面临严峻挑战。基于量子的不可克隆定理与海森堡测不准原理,量子通信理论上可以达到信息论可证安全。因此,超远距离量子通信及空基平台已成研究的重点。综述了近十几年空基平台量子通信的研究进展,介绍了其出现、重要发展节点以及取得的主要成果,总结了基于自由空间量子通信以及空基平台量子中继的远距离量子通信研究现状,并基于目前量子中继存在的高度空白问题,提出了临空飞艇作为量子中继的设想。

关键词：空基平台量子通信光纤通信自由空间卫星通信

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践行学与思抓好谋与干

中国粮食经济 2024年第8期 28-29页

作者：金雄国家粮食和物资储备局吉林局

今年以来,按照国家粮食和物资储备局启动的粮食流通监管“铁拳行动”部署安排,国家粮食和物资储备局吉林局牵头与吉林省粮食和物资储备局联合举办了粮食流通执法监管央地联合培训班,结合“合规运行提升月”活动面向直属企业开展“现场... 详细信息

今年以来,按照国家粮食和物资储备局启动的粮食流通监管“铁拳行动”部署安排,国家粮食和物资储备局吉林局牵头与吉林省粮食和物资储备局联合举办了粮食流通执法监管央地联合培训班,结合“合规运行提升月”活动面向直属企业开展“现场说法”和“全员学法”活动,进一步树立了法治思维和理念,夯实了依法履职的能力根基。

关键词：直属企业粮食流通物资储备依法履职执法监管流通监管吉林省合规运行

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自由面碎冰浮冰环境高速入水动力学特性

空气动力学学报 2024年第1期42卷 100-112,I0002页

作者：张润东段金雄孙铁志张桂勇大连理工大学船舶工程学院大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

为了研究碎冰环境下航行体高速入水过程中的空泡流场演化、航行体动力学响应以及碎冰载荷特性等规律,基于任意拉格朗日-欧拉方法建立了碎冰环境下的航行体高速入水流固耦合计算模型,并与高速入水试验、冰材料三点弯矩试验对比验证了方... 详细信息

为了研究碎冰环境下航行体高速入水过程中的空泡流场演化、航行体动力学响应以及碎冰载荷特性等规律,基于任意拉格朗日-欧拉方法建立了碎冰环境下的航行体高速入水流固耦合计算模型,并与高速入水试验、冰材料三点弯矩试验对比验证了方法的有效性和冰材料模型的可靠性。利用构建完成的高速入水流固耦合计算模型重点研究了碎冰以及碎冰间隙对航行体入水过程流场、动力学参数以及载荷的影响。研究结果表明:碎冰的存在对航行体入水后的水面抬升以及产生的飞溅演化存在抑制作用;碎冰环境下航行体的入水冲击载荷显著增加,其过程相较于无冰环境具有更大的动能损耗,但其砰击载荷持续时间与无冰环境入水过程一致;入水形成的飞溅冠连续性随着碎冰间隙的增加而增加,一定碎冰间隙范围内,航行体瞬时砰击载荷与间隙大小呈负相关关系,间隙足够大时,砰击载荷变化相对较小。

关键词：流固耦合任意拉格朗日-欧拉方法碎冰环境高速入水数值模拟