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p-超可解融合系

中国科学：数学 2022年第10期52卷 1113-1120页

作者：申振才张继平中国农业大学理学院北京100083 北京大学数学科学学院北京100871

本文研究有限群.设p是一个素数,S是一个p-群,F为S上的饱和融合系.本文首先给出p-超可解融合系的定义.随后证明p-超可解融合系的模型是p-超可解群,并给出p-超可解融合系的正规子系和因子系的超可解性.最后给出p-超可解融合系的判定准则.

关键词：融合系正规子群可解融合系 p-超可解融合系

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单绳缠绕式矿井提升机制动瞬态冲击抑制策略

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 141-150页

作者：解辉沈刚刘东汤裕朱真才中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221000 安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232000 中国船舶集团有限公司第七一三研究所河南郑州450015

在矿井提升机的制动控制中,制动瞬态冲击是影响矿井提升机安全可靠运行的关键问题。由于受到技术和经济成本的制约,目前包含贴闸/压紧的制动过程全程采用力闭环控制,这不可避免地导致闸瓦与闸盘刚性接触时的制动力瞬态冲击问题。针对矿... 详细信息

在矿井提升机的制动控制中,制动瞬态冲击是影响矿井提升机安全可靠运行的关键问题。由于受到技术和经济成本的制约,目前包含贴闸/压紧的制动过程全程采用力闭环控制,这不可避免地导致闸瓦与闸盘刚性接触时的制动力瞬态冲击问题。针对矿井提升机制动瞬态冲击问题,文中提出了一种基于滞回切换原理的混合贴闸/压紧制动控制策略。首先,分别利用非奇异快速终端滑模控制和反步控制设计了贴闸和压紧控制器;其次,为达到快速贴闸的目的,设计了一种基于离散积分器的在线贴闸轨迹再规划方法,有效地减小了制动器贴闸时间;然后,为实现由贴闸控制到压紧控制的安全切换,利用滞回切换原理,制定了混合贴闸/压紧控制稳态切换策略,大大减小了制动力瞬态冲击;最后,为验证提出方法的有效性,选择传统全程力闭环控制策略C1与混合贴闸/压紧直接切换策略C2作为对比方法,在单绳缠绕式提升试验台进行了对比实验,从贴闸时间、制动力最大跟踪误差和提升钢丝绳最大张力3个方面对实验结果进行了分析。实验结果表明:相较于C1控制策略,提出制动控制策略的贴闸时间缩短了64.5%,钢丝绳张力峰值减小了41 N;相较于C2控制策略,提出制动控制策略的制动力冲击减小了90.3%,钢丝绳张力峰值减小了88 N。上述结果表明本文提出的方法能有效改善制动瞬态冲击,减小制动空动时间,提高制动系统安全性,同时本研究也为一类需要混合力/位置控制的电液伺服系统提供了一种有效的解决方法。

关键词：矿井提升机制动系统瞬态冲击非线性控制混合力/位置控制约束轨迹规划

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电液振动台加速度时域波形自适应控制策略

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 456-465,616页

作者：汤裕朱真才沈刚刘韩凌疆语中国矿业大学机电工程学院徐州221116

针对电液振动台加速度时域波形复现精度低的问题,提出了一种基于内环前馈逆补偿和外环非线性滤波的在线自适应控制策略。首先,构建了电液振动台伺服驱动机构模型,采用三状态控制策略获得了初步加速度控制性能;其次,基于多新息遗忘梯度... 详细信息

针对电液振动台加速度时域波形复现精度低的问题,提出了一种基于内环前馈逆补偿和外环非线性滤波的在线自适应控制策略。首先,构建了电液振动台伺服驱动机构模型,采用三状态控制策略获得了初步加速度控制性能;其次,基于多新息遗忘梯度算法辨识了三状态控制下系统参数化模型,利用零幅值跟踪技术构建了内环前馈逆补偿策略,拓展了系统频宽,降低了相位滞后误差;然后,引入了外环非线性Volterra自适应滤波算法,抑制了电液振动台模型参数偏差、非线性动态特性和不确定性扰动的影响;最后,在搭建的水平单轴电液振动台上开展了时域波形复现对比实验。结果表明,提出的自适应控制策略与传统策略相比具有更优越的加速度时域波形复现精度。

关键词：电液振动台三状态控制前馈逆控制自适应控制波形复现

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自共轭置换子群对群结构的影响

苏州大学学报（自然科学版） 2009年第3期25卷 1-4页

作者：申振才刘昌敬高培培苏州大学数学科学学院江苏苏州215006 山东省巨野县实验中学山东274900

群G的一个子群H叫做自共轭置换子群,如果对于HHx=HxH可推出Hx=H.文中利用自共轭置换子群的性质获得了幂零性和超可解性新的充分必要条件,推广了一些超可解性和幂零性的结果.

关键词：自共轭置换子群极小子群幂零群超可解群

双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力主动控制方法

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煤炭学报 2020年第1期45卷 464-473页

作者：朱真才李翔沈刚汤裕中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室江苏徐州221116

针对双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中钢丝绳张力不平衡问题,提出了钢丝绳张力主动控制方法。首先,分析双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力与浮动天轮液压缸负载力之间的关系,考虑系统存在的非线性问题,建立了提升系统钢丝绳张... 详细信息

针对双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中钢丝绳张力不平衡问题,提出了钢丝绳张力主动控制方法。首先,分析双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力与浮动天轮液压缸负载力之间的关系,考虑系统存在的非线性问题,建立了提升系统钢丝绳张力主动控制模型;其次,由于煤矿深井提升环境恶劣,因此钢丝绳张力反馈信号通过无线装置进行采集,考虑提升系统运行过程中钢丝绳张力反馈信号通过无线传输存在不确定延时问题,基于系统控制模型构建了钢丝绳张力主动控制矩阵,设计了钢丝绳张力无线反馈信号传输延时补偿观测器,证明了包含延时补偿观测器的钢丝绳张力主动控制模型的稳定性;然后,考虑钢丝绳张力主动控制模型是一种严格反馈模型,存在输出约束问题,提出了反步控制和障碍李雅普诺夫函数相结合的钢丝绳张力主动控制方法,并证明了钢丝绳张力控制下的提升系统稳定性;最后,利用双绳缠绕式煤矿深井提升试验台对提出的传输延时补偿观测器及钢丝绳张力主动控制方法开展了实验验证,实验结果表明,延时补偿观测器可有效减小由于无线传输造成的钢丝绳张力反馈信号滞后量,与传统的被动式钢丝绳张力调节装置相比,在高速和低速工况下,提出的钢丝绳张力主动控制方法均可以更有效地减小2根钢丝绳张力差,进一步保证提升系统的安全运行。

关键词：双绳缠绕煤矿深井提升系统钢丝绳张力主动控制延时补偿观测器

双绳缠绕式煤矿深井提升系统容器位姿调平控制方法

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煤炭学报 2020年第12期45卷 4228-4239页

作者：李翔朱真才沈刚汤裕中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室江苏徐州221116

针对柔性罐道工况下双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中容器倾斜问题,提出了容器位姿调平控制方法。首先,分析了双绳缠绕式深井提升系统的组成及各组成部分的几何关系,考虑提升系统和浮动天轮液压系统非线性问题,建立双绳缠绕式深井... 详细信息

针对柔性罐道工况下双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中容器倾斜问题,提出了容器位姿调平控制方法。首先,分析了双绳缠绕式深井提升系统的组成及各组成部分的几何关系,考虑提升系统和浮动天轮液压系统非线性问题,建立双绳缠绕式深井提升系统容器位姿调平非线性控制模型;其次,由于煤矿深井提升环境恶劣,因此提升系统容器位姿反馈信号通过无线装置进行采集,考虑提升系统运行过程中控制量在钢丝绳中传递存在的不确定延时问题,构建了容器位姿调平主动控制矩阵模型,设计了控制信号传输延时补偿观测器,证明了包含延时补偿观测器的容器位姿调平主动控制模型的稳定性;然后,设计滑模控制器实现提升系统容器位姿调平控制,考虑到控制器设计过程中需要容器角度的微分信号,利用高增益观测器为滑模控制器提供光滑的角度微分信号,进而提高控制性能;最后,利用双绳缠绕式煤矿深井提升试验台对提出控制信号延时补偿观测器及容器位姿调平控制方法开展了实验验证,实验结果表明,反步和本文提出的控制器相对于PI控制器具有更优越的响应速度,而提出的控制算法由于添加了延时补偿观测器和高增益观测器,具有更好的控制效果,可以减小容器倾角的峰值与均值,保证双绳缠绕式煤矿深井提升系统的安全运行。

关键词：双绳缠绕煤矿深井提升系统容器位姿调平控制延时补偿观测器高增益观测器

NbSe_(2)/Ag纳米复合材料的制备及其作为煤矿机械机用润滑油添加剂摩擦学行为的研究

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摩擦学学报 2021年第2期41卷 230-242页

作者：李剑锋朱真才彭玉兴沈刚李翔中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221008 江苏省矿山机电装备高校重点实验室江苏徐州221116

采用化学还原法成功制备出NbSe_(2)/Ag纳米复合材料,即在NbSe_(2)纳米片表面沉积1层纳米Ag颗粒.采用UMT-2摩擦磨损试验机以及扫描电子显微镜(SEM)研究了NbSe_(2)/Ag纳米复合材料添加到煤矿机械机用润滑油中的摩擦学行为.结果表明:相比... 详细信息

采用化学还原法成功制备出NbSe_(2)/Ag纳米复合材料,即在NbSe_(2)纳米片表面沉积1层纳米Ag颗粒.采用UMT-2摩擦磨损试验机以及扫描电子显微镜(SEM)研究了NbSe_(2)/Ag纳米复合材料添加到煤矿机械机用润滑油中的摩擦学行为.结果表明:相比于纳米Ag颗粒和NbSe_(2),NbSe_(2)/Ag纳米复合材料添加到润滑油中更加有效地改善了润滑油的润滑承载效果.NbSe_(2)/Ag纳米复合材料所表现出最优良的摩擦学行为.原因主要可能在于4个方面:第一,根据理论计算得出NbSe_(2)、Ag和NbSe_(2)/Ag纳米复合材料产生滑移的最大抗剪切强度按从小到大顺序排列为NbSe_(2)/Ag纳米复合材料、Ag、NbSe_(2)。NbSe_(2)/Ag纳米复合材料抗剪切强度最小,润滑效果最好;第二,NbSe_(2)/Ag纳米复合材料中的NbSe_(2)由于纳米Ag负载相比于纯NbSe_(2)具有更好的分散性,更利于形成完整均匀的润滑膜;第三,Ag质软润滑且弹性模量小,NbSe_(2)/Ag纳米复合材料受到摩擦热以及剪切作用形成的润滑膜由于Ag的存在提高了脆性破坏能力,使得润滑膜在摩擦副上硬凸点的刮擦作用下不易破裂;第四,部分纳米Ag球状颗粒可能存在接触界面上有效的滚动,起到"微轴承"的作用从而降低摩擦系数.然而,润滑油的润滑效果与所添加的NbSe_(2)/Ag纳米复合材料含量并非呈现正相关关系,而是随着添加含量的增加呈现先降低后增加的趋势,在质量分数为1.5%时,效果最佳.

关键词：化学还原技术 NbSe_(2)/Ag纳米复合材料摩擦学行为弹性模量微轴承

原位合成M_(23)C_(6)-WC双相碳化物协同增强激光熔覆层摩擦磨损行为的研究

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摩擦学学报 2021年第6期41卷 843-857页

作者：李剑锋朱真才彭玉兴沈刚李翔中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221008 江苏省矿山机电装备高校重点实验室江苏徐州221116

选用W-Fe60-C合金粉末作为原材料,利用激光熔覆技术以最佳工艺参数(激光功率1.5 kW、扫描速度4 mm/s和送粉率10 g/min)在16Mn钢表面制备M_(23)C_(6)-WC(M:Cr,W,Fe)双相碳化物增强铁基熔覆层,并对其微观结构与物相进行表征,以及在商用铁... 详细信息

选用W-Fe60-C合金粉末作为原材料,利用激光熔覆技术以最佳工艺参数(激光功率1.5 kW、扫描速度4 mm/s和送粉率10 g/min)在16Mn钢表面制备M_(23)C_(6)-WC(M:Cr,W,Fe)双相碳化物增强铁基熔覆层,并对其微观结构与物相进行表征,以及在商用铁基合金数据库的基础上,使用Thermo-Calc软件进行热力学计算来研究熔覆层的凝固过程.此外,还对比研究了纯Fe60合金熔覆层、WC增强铁基熔覆层和M_(23)C_(6)-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的显微硬度和摩擦磨损行为.结果显示:M_(23)C_(6)-WC双相碳化物增强铁基熔覆层主要以α-Fe枝晶为基体、W、WC和M_(23)C_(6)复合碳化物为增强相.M_(23)C_(6)碳化物以连续网状结构分布在α-Fe枝晶间,WC颗粒以残留W为形核核心生长成块状分布在熔覆层中.微观结构结合热力学计算结果表明:激光熔覆过程中M_(23)C_(6)-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的凝固过程为液态+W→液态+W+WC→液态+W+WC+γ-(Fe,Ni)枝晶→W+WC+γ-(Fe,Ni)枝晶+M_(23)C_(6)→W+WC+α-Fe枝晶+M_(23)C_(6).根据显微硬度和磨损率测试可知:M_(23)C_(6)-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的平均显微硬度为835.3 HV_(0.5),比纯Fe60合金涂层(604.6 HV_(0.5))和WC增强铁基熔覆层(658.9 HV_(0.5))分别增加了约230 HV_(0.5)和180 HV_(0.5).M_(23)C_(6)-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的磨损率为3.44×10^(−6)mm^(3)/(N·m),比纯Fe60合金熔覆层[8.51×10^(−5)mm^(3)/(N·m)]和WC增强铁基熔覆层[7.98×10^(−6)mm^(3)/(N·m)]分别减少了约24.7倍和2.3倍.

关键词：激光熔覆技术 M_(23)C_(6)-WC双相碳化物热力学凝固过程

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尺蠖式压电线性作动器设计及实验研究

振动．测试与诊断 2023年第3期43卷 435-441,616页

作者：柏德恩邓少龙李云涛沈刚朱真才中国矿业大学机电工程学院徐州221116 上海航天控制技术研究所上海201109

针对空间环境下小型抓取操作机构对新型作动器的使用需求,考虑压电作动器具有耐温范围宽、无电磁干扰及断电自锁等特点,仿照昆虫尺蠖的行走方式设计一种新型压电线性作动器。首先,利用柔性铰链式位移放大机构放大压电陶瓷(Pb-Zr-Ti,简称... 详细信息

针对空间环境下小型抓取操作机构对新型作动器的使用需求,考虑压电作动器具有耐温范围宽、无电磁干扰及断电自锁等特点,仿照昆虫尺蠖的行走方式设计一种新型压电线性作动器。首先,利用柔性铰链式位移放大机构放大压电陶瓷(Pb-Zr-Ti,简称PZT)叠堆的输出位移,以增大线性作动器的移动步长及对导轨的夹紧变形量,将多个压电陶瓷叠堆器件分为3组,分别作为尺蠖式压电线性作动器的2个夹持单元和1个推进单元的激励源,以获得较大的驱动力并进一步增大作动器的移动步长;其次,借助有限元仿真分析软件,研究压电陶瓷叠堆力电耦合行为的预测方法,并实验验证该方法的可行性;然后,简化柔性铰链式位移放大机构,提出放大倍数的数值分析方法,对位移放大机构在压电陶瓷叠堆作动方向上的刚度进行仿真分析,并验证放大倍数的数值分析方法的准确性;最后,基于设计的线性作动器开展实验研究。结果表明:位移放大机构对压电陶瓷叠堆输出位移的放大倍数为7.3,处于理论值与仿真值之间;在激励电压频率为5 Hz时,作动器的最大空载移动速度为413μm/s;作动器的最大推动力为16 N,对应的驱动速度为19μm/s。以上研究结果能为小型抓取操作机构的智能驱动提供技术支持。

关键词：尺蠖式压电作动器压电陶瓷叠堆位移放大断电自锁

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