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Active flutter suppression of nonlinear fin-actuator system via inverse system and immersion and invariance method

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Chinese Journal of Aeronautics 2024年第4期37卷 343-362页

作者： Jin LU zhigang wu Chao YANG Chinese Aeronautical Establishment Beijing 100029China School of Aeronautic Science and Engineering Beihang UniversityBeijing 100191China

Structural nonlinearities such as freeplay will affect the stability and even flight safety of the fin-actuator *** is a lack of a practical method for designing Active Flutter Suppression (AFS) control laws for nonlinear fin-actuator systems.A design method for the AFS controller of the nonlinear all-movable fin-electromechanical actuator system is established by combining the inverse system and the Immersion and Invariance (I&I) ***,the composite control law combining the inverse system principle and internal model control is used to offset the nonlinearity and dynamics of the actuator,so that its driving torque can follow the ideal ***,the ideal torque of the actuator is designed employing the I&I *** unfavorable oscillation of the fin is suppressed by making the output torque of the actuator track the ideal *** simulation results reveal that the proposed AFS method can increase the flutter speed of the nonlinear finactuator system with freeplay,and a set of controller parameters is also applicable for wider freeplay within a certain *** power required for the actuator does not exceed the power that can be provided by the commonly used aviation *** method can also resist a certain level of noise and external disturbance.

关键词： Aeroelasticity Active flutter suppression Fin-actuator system Freeplay Inverse system Immersion and invariance

Space-time estimates of the 3D bipolar compressible Navier-Stokes-Poisson system with unequal viscosities

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Science China Mathematics 2024年第5期67卷 1059-1084页

作者： zhigang wu Weike Wang Department of Mathematics Donghua UniversityShanghai 201620China School of Mathematical Sciences Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Shanghai Frontier Science Center of Modern Analysis(CMA-Shanghai) Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

The space-time behavior for the Cauchy problem of the 3D compressible bipolar Navier-Stokes-Poisson(BNSP)system with unequal viscosities is *** space-time estimate of the electric field▽φ=▽(-△)^(-1)(n-Zρ)is the most important in deducing generalized Huygens’principle for the BNSP system and it requires proving that the space-time estimate of n-Zρonly contains the diffusion wave due to the singularity of the operator▽(-△)^(-1).A suitable linear combination of unknowns reformulating the original system into two small subsystems for the special case(with equal viscosities)in wu and Wang(2017)is crucial for both linear analysis and nonlinear estimates,especially for the space-time estimate of▽φ.However,the benefits from this reformulation will no longer exist in general ***,we study an 8×8 Green’s matrix *** importantly,each entry in Green’s matrix contains wave operators in the low-frequency part,which will generally produce Huygens’wave;as a result,one cannot achieve the space-time estimate of n-Zρthat only contains the diffusion wave as *** overcome this difficulty by taking a more detailed spectral analysis and developing new estimates arising from subtle cancellations in Green’s function.

关键词： Green's function bipolar Navier-Stokes-Poisson system unequal viscosities

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Combination of High Yield Strength and Improved Ductility of 21Cr Lean Duplex Stainless Steel by Tailoring Cold Deformation and Low-Temperature Short-Term Aging

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2024年第4期37卷 695-702页

作者： Zhenghong Liu zhigang wu Ying Han Xiaolei Song Guoqing Zu Weiwei Zhu Xu Ran Key Laboratory of Advanced Structural Materials Ministry of EducationChangchun University of TechnologyChangchun130012China School of Materials Science and Engineering Changchun University of TechnologyChangchun130012China Jilin Province Key Laboratory of Advanced Materials Processing and Application for Rail Transit Changchun University of TechnologyChangchun130012China

Proper matching of cold-rolled deformation and low-temperature short-term aging can simultaneously enhance the strength and ductility of the lean duplex stainless steel. To investigate this, the microstructure evolution of cold-rolled and aging steels was observed by using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and electron backscattered diffraction. Additionally, the phase volume fraction was measured using X-ray diffraction. In this study, it was observed that the elongation of 21Cr lean duplex stainless steel significantly increased to 16.7% after undergoing moderate cold deformation (~ 40% reduction) and subsequent aging treatment at 550 ℃ for 30 min. Remarkably, the material still maintained a high yield strength of 1045 MPa. Such an excellent mechanical property was attributed to a unique microstructure combination of fine α'-martensite, twins, coarsened austenite resulting from partial martensite reverse transformation, and two-phase fine layered structure. The result of this study may open up new horizons for the alloy development in order to overcome the low ductility of cold-rolled high-strength lean duplex stainless steel.

关键词： Lean duplex stainless steel Cold rolling Aging Microstructure Mechanical properties Use our pre-submission checklist

融合空间细节与语义特征的指针式仪表双边图像分割网络

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 362-369页

作者：朱耀晖吴志刚陈敏江西理工大学能源与机械工程学院江西南昌330013

针对指针式仪表的小目标图像分割特点以及现有方法存在的局限性,提出融合空间细节与语义特征的双边路深度学习主干网络BiUnet,用于指针式仪表图像分割。该网络以BiSeNet V2算法作为出发点,重新设计其语义支路、细节支路以及双边融合层... 详细信息

针对指针式仪表的小目标图像分割特点以及现有方法存在的局限性,提出融合空间细节与语义特征的双边路深度学习主干网络BiUnet,用于指针式仪表图像分割。该网络以BiSeNet V2算法作为出发点,重新设计其语义支路、细节支路以及双边融合层。首先,利用ConvNeXt卷积模块对细节支路进行调整和优化,提升算法对指针及刻度线边界细节的特征提取能力;其次,结合编码器-解码器U型结构能够融合不同尺度语义信息的优势对语义支路进行重新设计,提高语义支路对指针和刻度这类小目标的分割能力;最后,提出双引导拼接聚合层,用于更好地融合细节支路和语义支路特征。在自制仪表图像分割数据集上的消融实验证实了所提出的网络设计方案的有效性和可行性。在仪表数据集上与不同主干网络进行对比实验,实验结果表明,BiUnet对仪表的平均分割精度mIoU(mean intersection of union)达到了88.66%,相比于BiSeNet V2网络的80.02%提升8.64个百分点,并且这两种网络的分割精度均优于基于Transformer和纯卷积的常见主干网络。

关键词：指针式仪表双边路主干网络深度学习图像分割

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航天结构空间组装动力学与控制研究进展

力学进展 2024年第2期54卷 344-390页

作者：吴志刚蒋建平邬树楠李庆军王兴谭述君邓子辰中山大学航空航天学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室西北工业大学航空学院

空间组装是建造空间站、大型卫星天线、大口径空间望远镜、空间太阳能电站等大型和超大型航天结构的重要手段.然而,航天结构组装过程将面临构型增长、参数变化、轨道-姿态-结构耦合、接触碰撞等复杂的动力学与控制问题,给精准、高效、... 详细信息

空间组装是建造空间站、大型卫星天线、大口径空间望远镜、空间太阳能电站等大型和超大型航天结构的重要手段.然而,航天结构组装过程将面临构型增长、参数变化、轨道-姿态-结构耦合、接触碰撞等复杂的动力学与控制问题,给精准、高效、稳定完成组装任务带来挑战.本文介绍了大型航天结构的动力学建模方法、超大型航天结构特殊的动力学现象、航天结构空间组装过程的动力学建模研究现状;综述了航天结构在轨运行阶段的控制方法、空间组装过程的组装序列规划方法、姿态控制与振动抑制方法研究进展;总结了航天结构组装过程动力学与控制地面模拟试验中的重力卸载、缩比模型设计与试验、非线性与不确定性试验等关键技术.最后,面向未来千米量级超大型航天结构空间组装需求,针对组装过程中结构尺寸、质量和力学参数跃变等特性提出了当前研究工作中亟须解决的几类动力学与控制问题.

关键词：大型航天结构超大型航天结构航天器动力学航天器控制空间组装地面模拟试验

融合载体动力学特征的智能多源自主导航方法研究

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宇航学报 2024年第4期45卷 550-559页

作者：王巍孟凡琛徐小明初未萌吴志刚中国航天科技集团有限公司北京100048 北京航天控制仪器研究所北京100039 中山大学航空航天学院深圳518107

多源自主导航系统技术是新一代国家综合定位、导航与授时(PNT)体系下终端用户的重要技术发展方向。面向新一代健壮性综合PNT体系跨场景的导航任务,多源自主导航系统面临着智能化的迫切需求。针对复杂导航行为决策可信性问题,提出了融合... 详细信息

多源自主导航系统技术是新一代国家综合定位、导航与授时(PNT)体系下终端用户的重要技术发展方向。面向新一代健壮性综合PNT体系跨场景的导航任务,多源自主导航系统面临着智能化的迫切需求。针对复杂导航行为决策可信性问题,提出了融合载体动力学特征的智能多源自主导航基本概念,归纳了其实践中面临的主要科学问题,系统阐述了深度融合载体动力学特征与人工智能方法的多源自主导航理论框架与方法内涵,为智能多源自主导航系统的理论、方法及应用提供支撑。

关键词：国家综合PNT体系多源自主导航载体动力学特征可信性智能决策

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软体技术在机器人化制造中的应用与展望

机器人 2024年第2期46卷 158-177页

作者：蒲萌浩徐富康柴治平夏志生丁汉吴志刚华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

当前,传统的制造方案已无法满足日益严苛的大型工件制造需求,机器人化制造方案成为解决问题的关键,但目前还存在诸多局限,例如:结构复杂、适形性低、容易对工件造成破坏、加工-检测一体化难等问题。针对上述问题,提出了将软体技术与机... 详细信息

当前,传统的制造方案已无法满足日益严苛的大型工件制造需求,机器人化制造方案成为解决问题的关键,但目前还存在诸多局限,例如:结构复杂、适形性低、容易对工件造成破坏、加工-检测一体化难等问题。针对上述问题,提出了将软体技术与机器人化制造系统融合的思路,在机器人化加工、检测和装配3个场景中引入软体变刚度技术、柔性传感技术和软体夹持器技术,赋予机器人化系统轻量化、顺应化、无损化、无感化、集成化等优点,为机器人化制造提供全新的解决方案。并且,针对机器人化制造未来的发展趋势,分析了软体技术巨大的应用潜力,进一步推动机器人化制造向着共融机器人方向深入发展。

关键词：制造软体技术机器人化制造共融机器人

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基于“多杆合一”理念的交通综合杆设计研究与应用

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广东土木与建筑 2024年第5期31卷 62-64,72页

作者：吴志刚广东省冶金建筑设计研究院有限公司广州510080

道路杆件一杆多用是城市建设智能化、信息化的需求。分析统计了国内城市“多杆合一”的建设情况,以广州市多杆合一的应用为背景。研究表明,多杆合一在保持原有功能继续存在、将功能进行优化提升的原则下,广州市道路杆件可以初步分为照... 详细信息

道路杆件一杆多用是城市建设智能化、信息化的需求。分析统计了国内城市“多杆合一”的建设情况,以广州市多杆合一的应用为背景。研究表明,多杆合一在保持原有功能继续存在、将功能进行优化提升的原则下,广州市道路杆件可以初步分为照明杆件、交通设施杆件及行路导向牌,即“两杆一牌”。解决了道路杆件林立的情况,并以交通设施杆为例进行了应用实践,实现了提升资源利用率与城市景观的效果。

关键词：多杆合一城市交通城市建设道路综合杆可持续发展

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市政道路路线设计原则及要点分析

工程技术研究 2024年第12期9卷 146-148页

作者：吴志刚广东省冶金建筑设计研究院有限公司

为了保证市政道路路线设计质量，文章总结了市政道路路线设计原则，以某城市道路为研究对象，分析了其平面（直线、圆曲线、缓和曲线）、纵断面指标（纵坡、竖曲线）的选择及组合方法。同时，从交通安全、经济、环境影响三个方面建立了... 详细信息

为了保证市政道路路线设计质量，文章总结了市政道路路线设计原则，以某城市道路为研究对象，分析了其平面（直线、圆曲线、缓和曲线）、纵断面指标（纵坡、竖曲线）的选择及组合方法。同时，从交通安全、经济、环境影响三个方面建立了路线设计方案综合评价体系，利用综合评价法计算了该道路路线方案等级，研究成果可为类似道路设计提供借鉴。

关键词：市政道路路线设计平纵线形