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Robust Control for a Class of Uncertain Nonlinear Systems Using Adaptive Filters

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第30届中国控制与决策会议

作者： dongming xiao Yong-Hua Liu Hunan Provincial Key Laboratory of Health Maintenance for Mechanical Equipment Hunan University of Science and Technology School of Automation Guangdong University of Technology

This paper investigates the problem of output tracking for a class of nonlinear uncertain systems in strict feedback form. By utilizing the nonlinear filters with a common compensator, a robust adaptive control scheme is proposed via dynamic surface approach. Compared with the existing results in the literature, the proposed control scheme not only avoids the issue of "explosion of complexity" in the recursive procedure, but also eliminates the effects raised by boundary layer errors. Finally, a numerical example is presented to verify the effectiveness of the proposed methodology.

关键词： Nonlinear Systems Output Tracking Dynamic Surface Control Robust Control Adaptive Filters

来源： cnki会议评论

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金属零件自动超轻结构化设计及激光增材制造

红外与激光工程 2016年第11期45卷 124-131页

作者：吴伟辉肖冬明毛星韶关学院物理与机电工程学院广东韶关512005 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心湖南湘潭411201

为解决金属超轻结构零件设计技术复杂、设计周期长、难添加蒙皮进行增材制造等难题,提出一种基于激光选区熔化增材制造工艺的金属零件自动超轻结构化设计方法:根据激光选区熔化工艺特点,编制程序将原始零件CAD模型自动转化为设定孔隙率... 详细信息

为解决金属超轻结构零件设计技术复杂、设计周期长、难添加蒙皮进行增材制造等难题,提出一种基于激光选区熔化增材制造工艺的金属零件自动超轻结构化设计方法:根据激光选区熔化工艺特点,编制程序将原始零件CAD模型自动转化为设定孔隙率的带蒙皮类蜂窝状超轻结构零件模型,且其数据可直接驱动设备实现零件增材制造。研究了带蒙皮超轻结构的构造形式及设计方法;探讨了合适的成型棱长及合理蒙皮结构形式;成功实现复杂零件自动带蒙皮超轻结构化设计及增材制造,所得零件孔隙率误差2.79%,表明能较准确按预期减重。该方法能根据原始零件CAD模型自动、快速地构建带蒙皮金属超轻结构零件模型,大大减轻该类零件设计负担及提高其实用性。

关键词：增材制造激光选区熔化超轻结构金属零件

基于多层有限元模型的激光选区熔化多层瞬态温度场演化规律研究（英文）

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红外与激光工程 2015年第9期44卷 2672-2678页

作者：肖冬明何宽芳王迪湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心湖南湘潭411201 华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

建立了激光选区熔化(SLM)加工的多层瞬态热有限元模型,该模型考虑了随温度变化的材料属性,并通过将粉末材料的热物理属性转换为实体材料的热物理属性来模拟粉末-实体的转换过程,有限元分析结果与单熔道实验结果吻合,验证了该模型的有效... 详细信息

建立了激光选区熔化(SLM)加工的多层瞬态热有限元模型,该模型考虑了随温度变化的材料属性,并通过将粉末材料的热物理属性转换为实体材料的热物理属性来模拟粉末-实体的转换过程,有限元分析结果与单熔道实验结果吻合,验证了该模型的有效性。研究了扫描速度(0.2 m/s,0.4 m/s,0.6 m/s)和激光功率(80 W,100 W,120 W)对温度场的影响,并研究了相邻层之间的铺粉过程的冷却效应。结果显示,当扫描速度越大时,温度峰值点相较激光光斑中心越偏后,温度峰值和温度梯度随着激光功率的增大或者扫描速度的减小而增大,该研究为SLM加工工艺参数的选择提供了理论依据。

关键词：增材制造激光选区熔化温度场多层有限元模型

选择性激光熔化过程中熔池演变与金属飞溅特性数值模拟

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航空学报 2022年第4期43卷 398-417页

作者：曲睿智黄良沛肖冬明湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院佛山528225

选择性激光熔化(SLM)成形技术是新型增材制造技术的一个重要发展领域。通过建立用于选择性激光熔化成形的高保真粉末尺度激光熔化模型,展现了粉末层从开始熔化、熔滴飞溅到熔道成形、冷却凝固的全过程。熔滴飞溅行为是金属粉末层熔合工... 详细信息

选择性激光熔化(SLM)成形技术是新型增材制造技术的一个重要发展领域。通过建立用于选择性激光熔化成形的高保真粉末尺度激光熔化模型,展现了粉末层从开始熔化、熔滴飞溅到熔道成形、冷却凝固的全过程。熔滴飞溅行为是金属粉末层熔合工艺中难以避免的成形缺陷来源,借助数值模拟手段还原了激光熔合过程中飞溅现象的演变过程,克服了实际实验难以捕捉到熔池内部及熔滴飞溅行为定量表征信息的难题,获取了熔融液滴飞溅的变形机制以及飞溅过程中随时间变化的温度、速度、压力、位置偏移等信息。结果显示,金属蒸气作用与惰性气体流动共同驱动了熔池流动与熔滴的飞溅行为,高温熔体流速为1~6m/s,熔滴飞溅速度为1~4m/s。随着工艺参数的调整,飞溅熔滴的体积形态与飞溅方向均发生变化。结合实验分析,追踪了熔滴飞溅的运动轨迹以及熔滴在空中飞溅时的“二次爆炸”与“旋球”行为。该研究补充了实际实验对于飞溅行为的分析理解,通过提取飞溅物完整寿命周期能量吸收耗散的量化信息,进一步促进了激光熔合过程中复杂的流体流动与飞溅现象的动力学表征。

关键词：选择性激光熔化金属粉末飞溅熔池演变 316L不锈钢离散元法

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三电动机驱动圆管带式输送机启动控制方法

工矿自动化 2019年第9期45卷 86-91页

作者：单辉亚肖冬明湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心湖南湘潭411201

针对圆管带式输送机头部双电动机驱动、尾部单电动机驱动的工况,考虑输送带黏弹性力学特征,以Kelvin-Voigt模型为基础,在AMESim软件中建立了圆管带式输送机输送带-驱动滚筒部分离散模型;在三相异步电动机直接转矩控制基础上,研究了三电... 详细信息

针对圆管带式输送机头部双电动机驱动、尾部单电动机驱动的工况,考虑输送带黏弹性力学特征,以Kelvin-Voigt模型为基础,在AMESim软件中建立了圆管带式输送机输送带-驱动滚筒部分离散模型;在三相异步电动机直接转矩控制基础上,研究了三电动机驱动系统功率平衡控制原理,提出了一种主电动机速度给定、2台从电动机转矩给定的圆管带式输送机启动控制方法;通过Matlab/Simulink仿真及圆管带式输送机综合试验台测试研究了基于该方法的圆管带式输送机启动过程,结果表明该方法可实现圆管带式输送机平稳启动,启动过程中头部主电动机与头尾部从电动机输出转矩基本相等,启动4s后负载差值几乎为0。

关键词：带式输送机圆管带式输送机三电动机驱动启动控制功率平衡控制负载均衡控制

汽车发动机启停时具有半主动阻尼拉杆的动力总成悬置系统研究

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振动与冲击 2022年第10期41卷 252-259,277页

作者：王道勇李学军蒋玲莉罗陆锋肖冬明佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528225

提出减小汽车发动机启停振动的三种策略。考虑增加悬置系统的阻尼可以有效地减小发动机启停时的振动,设计并开发了一款半主动阻尼拉杆(hydraulic damping strut,HDS);建立包含半主动阻尼拉杆的整车13自由度动力学模型,提出发动机启停时... 详细信息

提出减小汽车发动机启停振动的三种策略。考虑增加悬置系统的阻尼可以有效地减小发动机启停时的振动,设计并开发了一款半主动阻尼拉杆(hydraulic damping strut,HDS);建立包含半主动阻尼拉杆的整车13自由度动力学模型,提出发动机启停时基于动力总成和整车振动的动态响应评价指标和计算方法;基于动力总成悬置系统的设计方法,对半主动阻尼拉杆的安装位置和外通道的孔径进行优化计算;根据力的分担方法,通过对动态响应评价指标的计算,对半主动阻尼拉杆活塞孔径的尺寸和数量进行计算分析。通过试验对比分析在发动机启动及怠速时,不加半主动阻尼拉杆和加半主动阻尼拉杆时座椅导轨的纵向加速度值,验证了发动机启停时半主动阻尼拉杆设计方法的有效性。

关键词：发动机启停动力总成悬置系统 13自由度模型半主动阻尼拉杆(HDS) 动态响应评价指标

新型辫子线在Searay 300电缆的应用

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天津科技 2017年第10期44卷 59-62页

作者：熊义武李冰肖东明中海油田服务股份有限公司天津300450

Searay 300电缆作为海底地震采集中的重要设备,影响着采集作业规模和效率。电缆高达85%,的故障是由辫子线漏电引起。由于国产化进程中,辫子线的制作工艺和精度达不到国外水平,造成的水密性缺陷。新型辫子线是减少辫子线与检波器接头的... 详细信息

Searay 300电缆作为海底地震采集中的重要设备,影响着采集作业规模和效率。电缆高达85%,的故障是由辫子线漏电引起。由于国产化进程中,辫子线的制作工艺和精度达不到国外水平,造成的水密性缺陷。新型辫子线是减少辫子线与检波器接头的中间环节,完全避免接头连接的运用。采用辫子线与检波器接头一体化,中间硫化注塑,避免了辫子线接头安装变形、腐蚀、水密性等问题。

关键词：水密性传输故障一体化漏电

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焊接凝固热裂纹声发射检测技术关键问题

湖南科技大学学报（自然科学版） 2015年第4期30卷 40-46页

作者：何宽芳谭智成勇肖冬明张卓杰湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室湖南湘潭411201

高速焊接技术在造船、石油化工、电力、冶金、汽车等领域应用越来越广泛,焊接凝固过程易产生热裂纹,现有焊接热裂纹检测主要依靠焊后检验,不能为焊接凝固热裂纹的抑制提供在线、准确的关键信息.阐述声发射检测技术应用于高速焊接凝固热... 详细信息

高速焊接技术在造船、石油化工、电力、冶金、汽车等领域应用越来越广泛,焊接凝固过程易产生热裂纹,现有焊接热裂纹检测主要依靠焊后检验,不能为焊接凝固热裂纹的抑制提供在线、准确的关键信息.阐述声发射检测技术应用于高速焊接凝固热裂纹的在线检测的主要特点和难点,分别综述和分析了声发射动力学模型,复杂噪声背景下声发射信号微弱特征信息提取及热裂纹状态智能识别的国内外研究进展,指出声发射技术应用于焊接凝固热裂纹检测面临的关键问题,并讨论解决这些关键问题的途径.

关键词：高速焊接凝固热裂纹声发射检测信号处理状态识别

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激光选区熔化成型过程的粉末粘附问题分析

热加工工艺 2016年第24期45卷 43-47页

作者：吴伟辉肖冬明杨永强毛星黄长征韶关学院物理与机电工程学院广东韶关512005 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心湖南湘潭411201 华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

激光选区熔化金属粉末形成金属零件的过程中存在粉末粘附现象,对零件的成型精度影响很大。为此,从粉末粘附现象的成因、粘附颗粒的分类及粘附颗粒对成型精度的影响机理等方面研究了粉末粘附现象。归纳出了粉末粘附对不同类型成型面的影... 详细信息

激光选区熔化金属粉末形成金属零件的过程中存在粉末粘附现象,对零件的成型精度影响很大。为此,从粉末粘附现象的成因、粘附颗粒的分类及粘附颗粒对成型精度的影响机理等方面研究了粉末粘附现象。归纳出了粉末粘附对不同类型成型面的影响。结合成型工艺试验分析,从扫描路径规划及材料摄入能量调配方面提出了弱化粉末粘附现象对成型精度影响的方法,并进行了试验验证。结果表明:通过一种多重勾边+内缩填充扫描策略,并结合合适的扫描速度,可弱化粉末粘附对零件侧壁表面精度的影响,能获得Rz26.9μm的侧壁表面粗糙度。

关键词：激光选区熔化增材制造粉末粘附金属零件