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Design and performance analysis of position-based impedance control for an electrohydrostatic actuation system

Chinese Journal of Aeronautics 2018年第3期31卷 584-596页

作者： Yongling FU Xu HAN Nariman SEPEHRI guozhe zhou Jian FU Liming YU Rongrong YANG School of Mechanical Engineering and Automation Beihang University Beijing 100083 China Department of Mechanical Engineering University of Manitoba Manitoba R3T 2N2 Canada China Academy of Launch Vehicle Technology Beijing 100076 China Flying College Beihang University Beijing 100083 China

Electrohydrostatic actuator（EHA） is a type of power-by-wire actuator that is widely implemented in the aerospace industry for flight control, landing gears, thrust reversers, thrust vector control, and space robots. This paper presents the development and evaluation of positionbased impedance control（PBIC） for an EHA. Impedance control provides the actuator with compliance and facilitates the interaction with the environment. Most impedance control applications utilize electrical or valve-controlled hydraulic actuators, whereas this work realizes impedance control via a compact and efficient EHA. The structures of the EHA and PBIC are firstly introduced. A mathematical model of the actuation system is established, and values of its coefficients are identified by particle swarm optimization. This model facilitates the development of a position controller and the selection of target impedance parameters. A nonlinear proportional-integral position controller is developed for the EHA to achieve the accurate positioning requirement of PBIC. The controller compensates for the adverse effect of stiction, and a position accuracy of 0.08 mm is *** experimental results are presented to verify the applicability of PBIC to the EHA. The compliance of the actuator is demonstrated in an impact test.

关键词： Actuation system Aerospace Electrohydrostatic actuator Force control Nonlinear dynamics Particle swarm optimization Position control

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Implementation Research and Results of Hypertension Control Strategy and Model in Rural Areas

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Cardiology Discovery 2024年第1期4卷 1-4页

作者： guozhe Sun Jing Wu Pengyu Zhang Yao Yu Yingxian Sun Department of Cardiovascular Medicine The First Hospital of China Medical UniversityShenyangLiaoning 110001China National Center for Chronic and Noncommunicable Disease Control and Prevention Chinese Center for Disease Control and PreventionBeijing 100050China

Hypertension has become a major risk factor for cardiovascular disease(CVD)and premature mortality worldwide,with high prevalence and relatively poor control rate,especially in rural areas.[1]Blood pressure(BP)control in rural areas is the most vulnerable spot in hypertension control and is a key target to reduce cardiovascular and cerebrovascular events and total *** workers globally have devoted considerable efforts to solving this problem and some progress has been made[Table 1].[2–6]Our recent study proved that a novel,village doctor-led,multifaceted intervention strategy for BP control was an effective,feasible,and safe method for controlling hypertension in rural China.[6]

关键词： mortality Blood cardiovascular

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一种基于蚁群聚类的多模板图像边缘融合方法

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高技术通讯 2009年第1期19卷 45-49页

作者：段海滨罗松柏李昊周国哲北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 苏州大学江苏省计算机信息处理技术重点实验室苏州215006

根据所采集图像的离散性特点,提出了一种基于蚁群聚类的新型的多模板图像边缘融合方法。该算法综合了图像聚类的方法和模板边缘提取的方法,运用蚁群聚类的思想来提取图像的边缘特征,并进一步融合多种边缘提取模板来设置聚类的启发式引... 详细信息

根据所采集图像的离散性特点,提出了一种基于蚁群聚类的新型的多模板图像边缘融合方法。该算法综合了图像聚类的方法和模板边缘提取的方法,运用蚁群聚类的思想来提取图像的边缘特征,并进一步融合多种边缘提取模板来设置聚类的启发式引导函数和初始聚类中心,从而避免了传统蚁群算法聚类搜索时的盲目性。系列仿真实验验证了这一方法的可行性和有效性。

关键词：蚁群优化聚类图像边缘融合边缘特征

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基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性数值研究

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推进技术 2024年第5期45卷 187-196页

作者：苏国征孙丹李玉王志任国哲沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室辽宁沈阳110136

针对航空发动机篦齿封严环气弹稳定性问题,采用基于三维插值及非定常动网格技术的能量法,建立了篦齿封严环气弹稳定性数值求解模型。在验证数值方法准确性的基础上,研究了供气压力、转速和进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响,分析了... 详细信息

针对航空发动机篦齿封严环气弹稳定性问题,采用基于三维插值及非定常动网格技术的能量法,建立了篦齿封严环气弹稳定性数值求解模型。在验证数值方法准确性的基础上,研究了供气压力、转速和进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响,分析了篦齿封严环气动力、气动功分布特性,揭示了进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响机理。研究表明:在本文研究中,外篦齿封严环相对于内篦齿封严环更易发生气弹失稳;随供气压力增加,外篦齿封严环气弹稳定性呈现降低趋势,当供气压力为0.55 MPa和0.7 MPa时,外篦齿封严环存在气弹失稳的风险;转速2000 r/min和4000 r/min相对于6000 r/min具有更大的气弹失稳风险。相比于360°圆周进气,90°圆周进气的外篦齿封严环气动力存在相互抵消的耦合作用,所以90°圆周进气的外篦齿封严环具有较高的气弹稳定性。篦齿封严环在发生气弹失稳时,齿腔底部做功占总气动功百分比会显著增加,故在进行结构优化时,可改变齿腔底部的结构参数以对篦齿封严环气弹稳定性进行改善。

关键词：篦齿封严环气弹稳定性能量法进气畸变气动功

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南方多雨区域石窟寺防渗效果评价研究——以飞来峰造像二期保护工程为例

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文物保护与考古科学 2019年第5期31卷 14-25页

作者：周康张秉坚王丽雅周国哲浙江大学文物与博物馆学系浙江杭州310028 浙江大学化学系浙江杭州310027 杭州市园文局灵隐管理处浙江杭州310007 杭州西湖世界文化遗产监测管理中心浙江杭州310007

南方多雨区域石窟寺的防渗加固是石窟造像保护的重要措施。近年来随着国力的增强,一大批文物保护工程已经实施。但是,对于石窟寺加固保护后效果的跟踪研究却较少。全国重点文物保护单位--杭州飞来峰造像原佛龛裂隙渗水较为严重,已对文... 详细信息

南方多雨区域石窟寺的防渗加固是石窟造像保护的重要措施。近年来随着国力的增强,一大批文物保护工程已经实施。但是,对于石窟寺加固保护后效果的跟踪研究却较少。全国重点文物保护单位--杭州飞来峰造像原佛龛裂隙渗水较为严重,已对文物造成破坏和威胁。自2005年以来,飞来峰造像区域已完成了两期保护工程,实施了危岩加固、裂隙灌浆、地表防渗等工程措施。跟踪评价工程的防渗效果,对于后续保护工程和类似石窟造像的保护具有重要参考价值。本研究结合工程资料,实地观察测量渗水情况和分析渗出物成分,试探性对飞来峰造像二期保护工程的防渗效果进行定量化评估。该工作可以为南方多雨区域石窟寺防渗工程的效果评估提供借鉴。

关键词：飞来峰造像水泥灌浆渗水病害评估

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非相似余度作动系统动态力均衡控制策略

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北京航空航天大学学报 2015年第2期41卷 234-240页

作者：范殿梁付永领郭彦青周国哲北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

随着多电/全电化飞机关键技术的发展,由功率电传作动器——电动静液作动器(EHA)和机电作动器(EMA)构成的非相似余度作动系统,成为飞机多电/全电化发展的新趋势.介绍了非相似余度作动系统的结构组成和工作原理,建立了非相似余度作动系统... 详细信息

随着多电/全电化飞机关键技术的发展,由功率电传作动器——电动静液作动器(EHA)和机电作动器(EMA)构成的非相似余度作动系统,成为飞机多电/全电化发展的新趋势.介绍了非相似余度作动系统的结构组成和工作原理,建立了非相似余度作动系统力纷争的数学模型.在此基础上,分析了非相似余度作动系统动态力纷争的产生机理,基于上述原理提出了轨迹发生器+前馈补偿器、力纷争反馈PID补偿器和EHA力控制/EMA位置控制等3种减小动态力纷争的动态力均衡控制策略,并对其进行了理论分析与设计.最后,对所提出的3种动态力均衡控制策略进行了仿真对比,并从跟踪动态性能和抗负载扰动动态性能两个方面对仿真结果进行了深入分析.分析结果为非相似余度作动系统的设计和力均衡控制提供了理论依据.

关键词：功率电传作动器非相似余度作动系统前馈补偿器动态力纷争力均衡控制策略

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杭州市教育遗产保护现状调查研究

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遗产与保护研究 2017年第4期2卷 65-69页

作者：周国哲杭州西湖世界文化遗产监测管理中心浙江杭州310000

教育遗产和工业遗产、宗教遗产等一样是文化遗产的重要组成部分。杭州有着非常丰富的教育遗产,它们不仅承载和见证了杭州历代教育发展的历程,而且包含着杭州地区传统建筑本身特有的历史价值和审美意蕴。保护好这些教育遗产,不仅可以延... 详细信息

教育遗产和工业遗产、宗教遗产等一样是文化遗产的重要组成部分。杭州有着非常丰富的教育遗产,它们不仅承载和见证了杭州历代教育发展的历程,而且包含着杭州地区传统建筑本身特有的历史价值和审美意蕴。保护好这些教育遗产,不仅可以延续杭州的历史文化氛围,也可以提升杭州的城市文化内涵,彰显城市特色。文章通过对杭州市教育遗产资源的全面梳理和调查研究,分析目前保护管理中存在的问题和薄弱环节,并提出进一步保护的建议。

关键词：教育遗产保护问题建议

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蜂窝衬套对篦齿封严静力与动力特性影响机理研究

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推进技术 2024年第2期45卷 161-172页

作者：王泽铭徐文峰任国哲孙丹李玉温帅方沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室辽宁沈阳110136

蜂窝衬套对篦齿封严的泄漏特性和动力特性有较大的影响。本文建立蜂窝衬套篦齿封严数值求解模型,在验证数值方法有效准确的基础上,研究了蜂窝衬套篦齿封严泄漏量随进口压力、封严间隙及转速的变化规律,构造泄漏量理论公式;运用非定常动... 详细信息

蜂窝衬套对篦齿封严的泄漏特性和动力特性有较大的影响。本文建立蜂窝衬套篦齿封严数值求解模型,在验证数值方法有效准确的基础上,研究了蜂窝衬套篦齿封严泄漏量随进口压力、封严间隙及转速的变化规律,构造泄漏量理论公式;运用非定常动网格技术,建立多频椭圆涡动模型,分析了蜂窝衬套对篦齿封严泄漏特性和转子动力特性的影响机理。结果表明:蜂窝衬套篦齿封严泄漏量随进口压力、封严间隙的增加而增大,随转速的增加略有减小;在大间隙工况下(封严间隙大于0.5 mm),蜂窝衬套削弱气流的透气效应,减小泄漏量,对边距为0.8 mm蜂窝衬套篦齿封严的密封性能最佳。蜂窝衬套篦齿封严有着较大的直接阻尼和较小的交叉刚度,在高频涡动(频率大于120 Hz)时效果更明显;蜂窝衬套增大流场中的湍动能,增强气流能量的耗散速度,有利于提高封严性能;并且蜂窝衬套能够使周向压力分布更均匀,提高转子的稳定性。本文所构造的蜂窝衬套篦齿封严泄漏量理论公式,与数值仿真相对误差均在5%之内,能够准确地预测蜂窝衬套篦齿封严的泄漏量,满足工程实际需求。

关键词：篦齿封严蜂窝衬套泄漏特性动力特性公式构造

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基于力的电动静液作动器阻抗控制

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北京航空航天大学学报 2017年第1期43卷 93-99页

作者：周国哲付永领齐海涛杨荣荣范殿梁北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 北京航空航天大学工程训练中心北京100083 公安部第一研究所检测中心北京100048

阻抗控制作为一种柔顺控制方式,能够实现力与位置的协同控制,在作动系统需要与外部环境发生接触的应用中具有一定优势。在集成、高效的电动静液作动器(EHA)上实现基于力的阻抗控制具有良好的应用前景,其中核心问题是EHA力伺服控制器的... 详细信息

阻抗控制作为一种柔顺控制方式,能够实现力与位置的协同控制,在作动系统需要与外部环境发生接触的应用中具有一定优势。在集成、高效的电动静液作动器(EHA)上实现基于力的阻抗控制具有良好的应用前景,其中核心问题是EHA力伺服控制器的设计。针对阻抗控制中外部负载特性不确定,EHA部分结构参数时变等问题,采用定量反馈理论(QFT)的方法对力伺服控制器进行设计。在对EHA数学模型及参数进行分析的基础上,通过QFT方法将被控对象的不确定范围与系统性能设计指标相结合,并以定量的方式在Nichols图上形成边界,在使标称对象的开环频率特性曲线满足各边界约束条件的同时完成力伺服控制器的设计。通过不同外部负载条件下的力伺服控制实验以及静、动态阻抗控制实验对EHA的力伺服控制器与阻抗控制系统进行了验证。实验结果表明:通过QFT方法设计得到的力伺服控制器对外部环境具有较强的鲁棒性,从而确保了EHA阻抗控制的成功实现。

关键词：阻抗控制柔顺控制电动静液作动器(EHA) 力控制鲁棒控制

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电镀过程中析氢反应的抑制与机理

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电镀与精饰 2024年第2期46卷 71-78页

作者：张鹏远师玉英胡楠张胜宝孟国哲中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150066 中国人民解放军空军装备部沈阳地区军事代表局驻哈尔滨地区第二军事代表室黑龙江哈尔滨150066 中山大学化学工程学院广东珠海528406

电镀是工业上常用的表面处理技术之一,然而电镀过程会伴随析氢反应(HER),产生的氢原子一部分进入基体之中,导致镀层鼓泡、基体开裂或氢脆等危害。目前工业中常用的解决措施是对镀后工件在200℃除氢4~24 h,但长时间的除氢处理不仅生产效... 详细信息

电镀是工业上常用的表面处理技术之一,然而电镀过程会伴随析氢反应(HER),产生的氢原子一部分进入基体之中,导致镀层鼓泡、基体开裂或氢脆等危害。目前工业中常用的解决措施是对镀后工件在200℃除氢4~24 h,但长时间的除氢处理不仅生产效率低,还会消耗大量能源。本文通过Devanathan-Stachurski双电解池研究稀土盐对电镀过程中氢渗透行为的影响,同时探索在电镀过程稀土盐作为添加剂对电镀过程中阴极析氢反应的影响,并基于Iyer-Pickering-Zamanzadeh(IPZ)模型,拟合计算添加稀土盐后电镀过程中HER动力学参数。结果表明:稀土盐显著抑制电镀过程中的氢渗透,可以节约电镀后处理时间和减少除氢后处理过程的能量需求,为电镀行业的节能减排提供新的思路。

关键词：电镀氢渗透稀土盐析氢反应

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