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基于滑模观测器与径向基网络的电液位置伺服系统反步控制

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机电工程 2024年第3期41卷 465-474页

作者：卢彬陈明和南京机电职业技术学院机械工程系江苏南京211300 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的... 详细信息

针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的滑模观测器,估计系统的未知速度状态和非匹配项集总扰动;然后,基于系统的严反馈模型和指令滤波技术,设计了反步控制器,利用径向基神经网络(RBFNN)补偿系统速度/扰动的估计误差、滤波偏差以及系统的匹配项扰动,并根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统跟踪误差的渐进有界收敛;最后,搭建了阀控缸电液控制系统实验平台,通过仿真和实验验证了该控制方法对多频率参考信号的跟踪性能。研究结果表明:该控制方法在传统PI控制器的基础上进一步改善了电液伺服系统的轨迹跟踪精度,实验跟踪误差最大值M e、跟踪误差平均值μ和跟踪误差均方值σ分别降低了66.7%、80%、83.3%;该滑模干扰观测器和RBF补偿器能够有效降低不确定性扰动的影响。

关键词：电液伺服系统位置跟踪性能径向基函数径向基神经网络反步控制滑模观测器 Lyapunov

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复杂盒形件拉深气胀精确热成形工艺（英文）

稀有金属材料与工程 2024年第6期 1582-1591页

作者：乔旭东陈明和谢兰生南京航空航天大学机电学院

针对复杂盒形零件一次拉深成形不足的问题，提出了一种拉深气胀复合精确热成形工艺，其成形零件的外形及壁厚均满足设计要求。以TC2钛合金复杂盒形件为研究对象，研究了TC2钛合金在550～800℃和0.001～0.1 s-1条件下的高温成形性能。设... 详细信息

针对复杂盒形零件一次拉深成形不足的问题，提出了一种拉深气胀复合精确热成形工艺，其成形零件的外形及壁厚均满足设计要求。以TC2钛合金复杂盒形件为研究对象，研究了TC2钛合金在550～800℃和0.001～0.1 s-1条件下的高温成形性能。设计了一套可一次性完成拉深、气胀的模具。基于有限元仿真模拟软件PAM-STAMP对零件成形过程进行模拟，获得了优化工艺参数并进行实验验证。结果表明：PAM-STAMP仿真软件可以预测零件拉深和气胀缺陷，优化了工艺参数和模具形状并进行实验验证。实验在800℃、气体压力2.5 MPa条件下获得了壁厚、侧边高度均符合设计要求的零件，验证了该拉深气胀复合工艺的可行性。

关键词： TC2钛合金高温流变性能复合工艺数值模拟

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非线性加载路径下金属薄板成形极限研究进展

塑性工程学报 2024年第2期31卷 1-14页

作者：范荣磊陈明和吴迪鹏王辉武永南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

成形极限图是评判金属薄板局部成形能力的重要工具,研究非线性加载路径下的成形极限图对提高实际生产过程中工艺设计的合理性和板料的成形性具有重要意义。总结分析了国内外学者对非线性加载路径下金属薄板成形极限的研究进展,主要包括... 详细信息

成形极限图是评判金属薄板局部成形能力的重要工具,研究非线性加载路径下的成形极限图对提高实际生产过程中工艺设计的合理性和板料的成形性具有重要意义。总结分析了国内外学者对非线性加载路径下金属薄板成形极限的研究进展,主要包括试验方法、理论预测模型及路径无关成形极限图3个方面。重点研究了不同试验方法的适用范围及优缺点,阐述了多种预测非线性加载路径下成形极限图的理论模型及应用实例,并归纳了当前在应变路径无关的成形极限图方面取得的研究成果。最后,从上述3个方面总结了当前更具潜力的研究方向,并对未来的发展趋势以及面临的困难和挑战进行了展望。

关键词：非线性加载路径成形极限各向异性屈服准则本构模型

金刚石/铜复合材料的SPS扩散连接界面组织及力学性能

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特种铸造及有色合金 2024年第1期44卷 121-126页

作者：王蕾胡道春陈明和冯绍辉周颖南京工业职业技术大学机械工程学院南京210023 南京航空航天大学机电学院南京210023

对金刚石/铜复合材料进行SPS扩散连接试验,并对其连接接头进行了界面扩散分析和剪切性能测试,研究了SPS扩散连接工艺参数对连接界面组织和力学性能的影响。结果表明,随着连接温度升高和保温时间增加,金刚石/铜连接接头扩散界面区域的孔... 详细信息

对金刚石/铜复合材料进行SPS扩散连接试验,并对其连接接头进行了界面扩散分析和剪切性能测试,研究了SPS扩散连接工艺参数对连接界面组织和力学性能的影响。结果表明,随着连接温度升高和保温时间增加,金刚石/铜连接接头扩散界面区域的孔洞和空隙等缺陷减少,元素扩散充分,W逐渐向Cu方向扩散,与母材相比,连接界面W2C相和W相减少。随着扩散连接品质提升,热导率随之增加,焊接接头的最大剪切力和剪切强度增大,剪切断面形貌逐渐产生大量解理面和断裂台阶,并伴有少量撕裂棱,断裂机制由脆性过渡到半解理韧性断裂。扩散温度为750℃,保温时间为90 min时,连接界面整体扩散结合品质较高,剪切强度达到48.83 MPa,热导率为347.73 W/(m·K)。

关键词：金刚石/铜复合材料 SPS 界面连接力学性能导热性能

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维立西呱治疗慢性心力衰竭的效果分析

中国社区医师 2024年第15期40卷 8-10页

作者：刘志启孙宗丽孟祥江陈明和潍坊市昌乐县人民医院心内二科山东潍坊262400

目的:分析维立西呱治疗慢性心力衰竭的效果。方法:选取2023年6月—2024年1月昌乐县人民医院收治的慢性心力衰竭患者110例作为研究对象,采用随机数字表法分为对照组与研究组,各55例。对照组实施常规抗心力衰竭治疗,研究组在对照组基础上... 详细信息

目的:分析维立西呱治疗慢性心力衰竭的效果。方法:选取2023年6月—2024年1月昌乐县人民医院收治的慢性心力衰竭患者110例作为研究对象,采用随机数字表法分为对照组与研究组,各55例。对照组实施常规抗心力衰竭治疗,研究组在对照组基础上给予维立西呱治疗。比较两组治疗效果。结果:研究组治疗总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P=0.028)。治疗后,两组N末端B型利钠肽前体水平低于治疗前,且研究组低于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。结论:维立西呱治疗慢性心力衰竭的效果显著,能够有效改善心功能,减轻临床症状,且安全性较好。

关键词：慢性心力衰竭维立西呱心功能

表面形貌对TB8钛合金/环氧树脂粘结性能的影响

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表面技术 2022年第6期51卷 382-389页

作者：刘斌谢兰生陈明和南京航空航天大学南京210016

目的通过在基体表面构建出不同的微观结构,提升环氧树脂与钛合金的粘结强度。方法采用等离子刻蚀设备,调节气体流量、处理时间、RF功率对TB8钛合金样品进行处理,并对处理过的样品进行单搭接接头制备。利用扫描电子显微镜对等离子刻蚀前... 详细信息

目的通过在基体表面构建出不同的微观结构,提升环氧树脂与钛合金的粘结强度。方法采用等离子刻蚀设备,调节气体流量、处理时间、RF功率对TB8钛合金样品进行处理,并对处理过的样品进行单搭接接头制备。利用扫描电子显微镜对等离子刻蚀前后的样品表面形貌进行研究,利用XPS分析刻蚀前后样品表面化学成分变化,利用水接触角表征样品表面润湿性,利用电子万能试验机对等离子刻蚀处理后的样品与环氧树脂的粘结强度进行研究。结果采用CF4对样品进行等离子化学刻蚀,不同的刻蚀时间形成了不同类型的表面微观结构,其中圆粒状结构比蜂窝坑结构表面的粘结性能优越。采用Ar对样品进行等离子溅射刻蚀,样品表面形成纳米级片状微坑结构。等离子刻蚀后,基体表面更加洁净,活性增强,水接触角基本降为0°,润湿性显著提升。等离子刻蚀处理前,样品与环氧树脂的粘结强度为5.32 MPa;等离子刻蚀处理后,样品与环氧树脂的粘结强度可达23.25 MPa,而经喷砂后,等离子刻蚀处理的样品与环氧树脂的粘结强度高达30.29 MPa。最佳等离子刻蚀处理工艺参数为RF功率540 W,气体流量120 mL/min,处理时间50 min,喷砂后最佳等离子刻蚀工艺参数为RF功率540 W,气体流量120 mL/min,处理时间40 min。结论等离子刻蚀处理能够显著提升TB8钛合金的粘结性能,结合喷砂复合处理效果更佳。

关键词： TB8钛合金等离子刻蚀表面形貌化学成分润湿性粘结性能

TA32钛合金马鞍形零件热冲压工艺数值模拟

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稀有金属材料与工程 2022年第9期51卷 3252-3262页

作者：宋飞王宁苏楠陈明和谢兰生南京航空航天大学直升机传动科学与技术国家级重点实验室江苏南京210016

建立了TA32钛合金本构模型,在模具上添加了不同的拉延筋,并对其进行了优化以消除皱纹。使用Barlat 89和Hill 48屈服准则来比较有限元模拟的预测精度。通过热冲压成形实验,测量了TA32钛合金马鞍形零件的厚度分布,并与模拟结果进行比较。... 详细信息

建立了TA32钛合金本构模型,在模具上添加了不同的拉延筋,并对其进行了优化以消除皱纹。使用Barlat 89和Hill 48屈服准则来比较有限元模拟的预测精度。通过热冲压成形实验,测量了TA32钛合金马鞍形零件的厚度分布,并与模拟结果进行比较。结果表明:添加X轴和Y轴拉延筋可以有效消除皱纹,实现马鞍形零件精确成形,并且无任何缺陷。采用Barlat 89屈服准则的有限元模型比采用Hill 48屈服准则的模型具有更好的预测精度,该有限元模拟具有较好的理论预测意义。研究了成形后零件的力学性能和显微组织,各项性能均达到了实际工程需要。

关键词： TA32钛合金热冲压马鞍形零件有限元模拟拉延筋屈服准则

基于滑模观测器与径向基网络的电液位置伺服系统反步控制

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机电工程 2023年

作者：卢彬陈明和南京航空航天大学机电学院南京机电职业技术学院机械工程系

针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题，提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先，构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型，并采用具有有限时间收敛特... 详细信息

针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题，提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先，构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型，并采用具有有限时间收敛特性的滑模观测器，估计系统的未知速度状态和非匹配项集总扰动；然后，基于系统的严反馈模型和指令滤波技术，设计了反步控制器，利用径向基神经网络(RBFNN)补偿系统速度/扰动的估计误差、滤波偏差以及系统的匹配项扰动，并根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统跟踪误差的渐进有界收敛；最后，搭建了阀控缸电液控制系统实验平台，通过仿真和实验验证了该控制方法对多频率参考信号的跟踪性能。研究结果表明：该控制方法在传统PI控制器的基础上进一步改善了电液伺服系统的轨迹跟踪精度，实验跟踪误差最大值Me、跟踪误差平均值μ和跟踪误差均方值σ分别降低了66.7%、80%、83.3%；该滑模干扰观测器和RBF补偿器能够有效降低不确定性扰动的影响。

关键词：电液伺服系统位置跟踪性能径向基函数径向基神经网络反步控制滑模观测器 Lyapunov

钛合金Kagome点阵SPF/DB成形工艺及结构优化

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锻压技术 2023年第5期48卷 162-167页

作者：武永吴迪鹏陈明和南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 南京航空航天大学航空航天结构力学与控制全国重点实验室江苏南京210016

超塑成形/扩散连接工艺(SPF/DB)可成形钛合金复杂曲面变厚度混合点阵结构,但因非均匀塑性变形会导致点阵内筋壁厚不均,对此类点阵结构的设计优化属于典型的多设计变量的高度非线性问题。将Kriging响应面模型和遗传算法引入到SPF/DB工艺... 详细信息

超塑成形/扩散连接工艺(SPF/DB)可成形钛合金复杂曲面变厚度混合点阵结构,但因非均匀塑性变形会导致点阵内筋壁厚不均,对此类点阵结构的设计优化属于典型的多设计变量的高度非线性问题。将Kriging响应面模型和遗传算法引入到SPF/DB工艺制备的Kagome点阵结构优化设计中,并基于SPF/DB制造和面压缩性能的有限元仿真结果,构建了Kriging响应面,获得了结构参数对表面凹陷深度和面抗压强度的影响规律,采用遗传算法获得优化后的结构参数,并进行了实验验证。采用厚度为0.8 mm的芯板和1.2 mm的面板,利用SPF/DB工艺制备了Kagome点阵结构,发现在筋条与焊接点的过渡圆角处产生集中变形,最大减薄率为37.8%,面抗压强度为4.36 MPa,证明了结构参数的有效性。

关键词： TC31钛合金点阵结构超塑成形/扩散连接表面凹陷面抗压强度