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双叶片液压关节主被动联合柔顺控制分析

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 86-98页

作者：赵慧朱发强蒋林王诗虎武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081

双叶片液压被动柔顺回转关节在受到外界环境的碰撞时,关节的被动柔顺性会使关节阀体输出转角产生回调,碰撞结束后,输出转角又会迅速恢复。为了有效吸收剩余的冲击能量,本文将自适应阻抗控制作为回转关节的主动柔顺控制,与关节的被动柔... 详细信息

双叶片液压被动柔顺回转关节在受到外界环境的碰撞时,关节的被动柔顺性会使关节阀体输出转角产生回调,碰撞结束后,输出转角又会迅速恢复。为了有效吸收剩余的冲击能量,本文将自适应阻抗控制作为回转关节的主动柔顺控制,与关节的被动柔顺控制相结合,实现对关节的主被动联合柔顺控制,增大了回转关节在受到碰撞时的回调角度,能够更好地化解环境碰撞力。同时在关节的控制系统中设计并添加了一个模糊自适应PID(比例-积分-微分)控制器,作为自适应阻抗控制中的位置控制器,能够减小回转关节输出转角恢复后的稳态误差,提高了关节与外界接触时的安全性。

关键词：机械电子工程液压关节模糊PID控制自适应阻抗控制主被动联合柔顺控制

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刺梨渣固态发酵体系优化及肥效分析

刺梨渣固态发酵体系优化及肥效分析

作者：杨昌发贵州大学

学位级别：硕士

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镍锰铝酸锂正极材料的制备与电化学性能研究

镍锰铝酸锂正极材料的制备与电化学性能研究

作者：宋伟发北京化工大学

学位级别：硕士

为了推动锂离子电池进一步发展,开发具有更高能量密度与更低成本的正极材料是关键之一。三元高镍Li NixCoyMn1-x-yO2（NCM）正极材料因其高的能量密度成为动力电池的最佳选择之一,然而NCM正极材料对钴元素的依赖与钴资源的匮乏使其未来... 详细信息

为了推动锂离子电池进一步发展,开发具有更高能量密度与更低成本的正极材料是关键之一。三元高镍Li NixCoyMn1-x-yO2（NCM）正极材料因其高的能量密度成为动力电池的最佳选择之一,然而NCM正极材料对钴元素的依赖与钴资源的匮乏使其未来发展面临巨大压力。因此,开发具有优异电化学性能的无钴高镍正极材料极为重要。在本文中,将原料丰富、成本低廉的铝元素加入镍锰体系,合成了镍锰铝酸锂（NMA）正极材料,考察了制备工艺对NMA正极材料影响,研究了铝元素在NMA正极材料中的作用机理,通过钨掺杂进一步提高NMA正极材料电化学性能。采用共沉淀法结合固相烧结制备镍锰铝酸锂正极材料,研究镍锰铝酸锂正极材料在不同锂配比与煅烧温度下的物相组成、颗粒形貌与电化学性能的变化情况。不同锂配比与不同煅烧温度下制备的镍锰铝酸锂正极材料均与Li Ni O2相态一致,为六方层状结构,空间群为R-3m。锂配比为1.15,煅烧温度为750℃时,NMA正极材料层状结构良好,锂镍混排程度最低,并且正极颗粒尺寸在100-200 nm之间。其初始放电比容量为155.0 m Ah g-1（0.1 C）;在1 C下循环100圈后,容量保持率为95.01%。以LiNi0.8Mn0.2O2（NM82）与不同铝含量的Li Ni0.8Mn0.2-xAlxO2（x=0.02,0.05,0.10,NMA2、NMA5、NMA10）正极材料为研究对象,使用XRD、SEM、XPS与HRTEM表征方法,再结合电化学测试,研究了铝离子在正极材料中的作用机理。NM82样品与铝加入比例2 mol%的NMA2样品相态与Li Ni O2一致,在NMA5与NMA10样品中部分铝以表层LiAlO2的形式存在。在晶格中的Al3+能够抑制锂镍混排,扩大锂离子扩散层厚度,表层LiAlO2与主相均匀结合稳定正极材料结构。NMA2样品在1 C电流密度下初始放电比容量为150.7 m Ah g-1,并且经过100圈循环放电比容量仍有137.4m Ah g-1。得益于掺杂Al3+与表面LiAlO2的协同作用,NMA10样品在5 C下放电比容量可达113.2 m Ah g-1,表现出优异的倍率性能。以W6+为掺杂离子,用高温固相法制备了不同量钨掺杂的镍锰铝酸锂Li(Ni0.80Mn0.18Al0.02)1-xWxO2（x=0.01,0.02,0.03）正极材料,进一步提高镍锰铝酸锂正极材料的电化学性能,并通过第一性原理计算研究了钨掺杂对锂离子扩散的促进作用。钨掺杂的正极材料仍然与Li Ni O2相态匹配,并且颗粒尺寸减小,锂离子扩散通道变大,颗粒表层有岩盐相（Ni O）生成。其中,钨掺杂比例为2 mol%时,NMAW2正极材料在2.7-4.5 V电压窗口下,0.1 C时初始放电比容量为212.9 m Ah g-1;1 C时,循环100圈后放电比容量为151.2 m Ah g-1,容量保持率为91.91%。第一性原理计算结果显示,钨掺杂有效地降低了锂离子的扩散能垒,促进了锂离子的扩散。NMAW2样品的锂扩散系数可达10.2×10-11 cm2s-1,在倍率测试中5C下放电比容量可达130.1 m Ah g-1。

关键词：锂离子电池高镍无钴正极材料铝含量钨掺杂

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基于雪崩发光器件的单片集成光互连的研究

基于雪崩发光器件的单片集成光互连的研究

作者：葛发电子科技大学

学位级别：硕士

面向风电叶片的光纤光栅探冰传感器设计与实验研究

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面向风电叶片的光纤光栅探冰传感器设计与实验研究

作者：张庆发广州大学

学位级别：硕士

随着我国加速能源结构转变,风力发电装机容量快速增长,然而风电场多建于高纬度高海拔地区,风电叶片覆冰频发,对风机发电效率与设备安全造成巨大影响。加之长柔叶片广泛采用,风电领域对在风电叶片上安装传感器实现早期覆冰原位、在线监... 详细信息

随着我国加速能源结构转变,风力发电装机容量快速增长,然而风电场多建于高纬度高海拔地区,风电叶片覆冰频发,对风机发电效率与设备安全造成巨大影响。加之长柔叶片广泛采用,风电领域对在风电叶片上安装传感器实现早期覆冰原位、在线监测的技术需求十分迫切。针对上述需求,本文提出一种光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)探冰传感器,利用叶片弯曲变形与结融冰耦合作用影响FBG传感器中心波长变化,对叶片结融冰状态进行表征,进而实现风电叶片覆冰探测。论文主要研究内容如下:首先,在阐述风电叶片覆冰机理的基础上综述了国内外覆冰探测技术研究进展,总结了叶片覆冰探测亟待解决的问题,分析了FBG传感器探冰优势,介绍了目前FBG传感器的主要封装方法,提出一种基片式封装FBG传感器的弓弦结构探冰方法。其次,FBG探冰传感器的弓弦结构力学机理分析。基于FBG探冰传感器中间悬空、两端与叶片固联的弓弦安装方式,建立叶片—FBG探冰传感器弓弦结构力学模型,对风电叶片施加弯曲振动激励,分别分析FBG探冰传感器中间与叶片固联、脱粘两种工况下FBG探冰传感器的应变时域信号,研究基于应变时域波形“波谷削底”特征的叶片覆冰判据与传感器极端形变状态下粘胶固定端的受力情况。接着,FBG探冰传感器结构优化设计。建立弓弦结构动力学仿真模型,分析FBG探冰传感器应变信号,获得波谷削底程度判断覆冰的判据。使用响应面法对传感器尺寸进行多目标优化,获得满足粘胶剂粘贴强度与覆冰粘附强度要求的传感器。设计了FBG探冰传感器的封装工艺与专用热压模具。对传感器样本进行200万次加速疲劳试验,研究了不同尺寸参数对疲劳寿命的影响,本文优化后的传感器满足20年工作寿命要求。最后,FBG探冰传感器探冰实验研究。搭建等强度悬臂梁弯曲振动平台,构建低温高湿覆冰环境,进行模拟叶片覆冰实验,实验表明,覆冰程度可通过传感器应变时域信号的波谷削底程度与峰峰值变化进行判断,完全覆冰时峰峰值增大48%。通过构建气热融冰环境进行模拟叶片融冰实验,实验证明了本文设计的FBG探冰传感器可应用于结融冰全过程原位监测。

关键词：风电叶片早期覆冰探测光纤光栅探冰传感器响应面优化

内孤波作用下深海浮式平台张紧器系统控制策略研究

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内孤波作用下深海浮式平台张紧器系统控制策略研究

作者：刘鹏发燕山大学

学位级别：硕士

纯电动汽车动力传动系统Tip-in/out动力学理论及试验研究

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纯电动汽车动力传动系统Tip-in/out动力学理论及试验研究

作者：周裕发重庆理工大学

学位级别：硕士

为应对日益严重的环境污染问题,全球各个国家不断推进低碳环保新政策,纯电动汽车成为研究的热点。驱动电机的输出扭矩变化大并迅速,且在纯电动汽车动力传动系统中分布多个间隙,如差速器半轴齿轮间隙、输入轴花键间隙、半轴齿轮花键间隙... 详细信息

为应对日益严重的环境污染问题,全球各个国家不断推进低碳环保新政策,纯电动汽车成为研究的热点。驱动电机的输出扭矩变化大并迅速,且在纯电动汽车动力传动系统中分布多个间隙,如差速器半轴齿轮间隙、输入轴花键间隙、半轴齿轮花键间隙等,使纯电动汽车在Tip-in/out工况下产生显著的振动噪声,严重影响整车舒适性。为探究纯电动汽车动力传动系统中多间隙参数对系统动力学响应的响应规律,首先,建立了适用于瞬态工况的动力传动系统模型,并通过台架试验验证了其准确性。然后,利用DOE试验设计对差速器半轴齿轮间隙、输入轴花键间隙、半轴齿轮花键间隙等参数进行了灵敏度分析,确定了关键影响参数。最后,通过优化方法对这些关键参数进行了动力学优化,获得了最佳参数组合。本文的主要研究内容如下:(1)以纯电动汽车动力传动系统的参数为基础,综合考虑系统内外激励,建立定轴斜齿轮副动力学模型、差速器动力学模型、花键模型、轴承刚度模型和纯电动汽车动力传动系统壳体缩聚模型,然后通过各部件间的连接关系,整合各部件模型,最后建立纯电动汽车动力传动系统多间隙瞬态动力学模型。利用4/5阶龙格库塔算法对所建立的纯电动汽车动力传动系统多间隙瞬态动力学模型进行数值求解,得到在Tip-in/out工况下的电机转子转速和输出轴轴承座振动加速度等动力学响应。(2)通过纯电动汽车动力传动系统台架试验,获取到Tip-in/out工况下的电机转子转速与输出轴轴承座振动加速度试验结果,将相同工况代入到纯电动汽车动力传动系统动力学模型中进行仿真,分别得到电机转子转速与输出轴轴承座振动加速度,结果表明仿真结果与试验结果整体趋势一致,验证了系统动力学模型的准确性。(3)根据验证后的纯电动汽车动力传动系统多间隙瞬态动力学模型,在Tip-in/out工况下分别对不同差速器半轴齿轮间隙、不同输入轴花键间隙、不同半轴齿轮花键间隙、不同输入轴轴承间隙和圆锥滚子轴承变形进行动力学仿真计算,得到在Tip-in/out工况下的输出轴轴承座振动加速度动力学响应规律。(4)根据验证后的纯电动汽车动力传动系统多间隙瞬态动力学模型,建立考虑多参数的DOE试验设计,利用拉丁超立方算法辨识出关键影响参数,为进行多参数寻优做好研究基础。然后,建立动力学优化模型,对关键影响参数进行振动特性优化,通过优化算法建立优化方案,得到最佳影响参数组合,使得在此参数组合下电驱动系统在Tip-in/out工况时输出轴轴承座振动加速度最小。

关键词：纯电动汽车动力传动系统 Tip-in/out 瞬态动力学动力学优化

黄土地区加筋土高陡边坡稳定性与变形控制技术研究

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黄土地区加筋土高陡边坡稳定性与变形控制技术研究

作者：赵明发石家庄铁道大学

学位级别：硕士

基于混合多重注意力的宫颈细胞病理诊断及诊断平台设计与实现

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基于混合多重注意力的宫颈细胞病理诊断及诊断平台设计与实现

作者：刘捷发江西师范大学

学位级别：硕士