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复杂工况下选择性催化还原脱硝系统的迁移强化学习控制

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 496-501页

作者：孙小明彭晨程传良上海大学机电工程与自动化学院上海200444

针对复杂工况下选择性催化还原(SCR)系统难以实现精确脱硝控制的问题,本文提出一种基于迁移强化学习的智能控制方法.首先根据机组负荷的变化将整体运行过程划分为不同阶段.然后训练了强化学习控制器以分别学习各个阶段的不同特征,从而... 详细信息

针对复杂工况下选择性催化还原(SCR)系统难以实现精确脱硝控制的问题,本文提出一种基于迁移强化学习的智能控制方法.首先根据机组负荷的变化将整体运行过程划分为不同阶段.然后训练了强化学习控制器以分别学习各个阶段的不同特征,从而实现了变工况下SCR脱硝系统的精确控制.此外,借鉴了迁移学习的思路以应对预料之外的未知工况,避免了因工况未知所造成的不利影响.最后将训练好的控制器用于实际SCR脱硝系统的控制中,实验结果表明所提方法可以有效地控制复杂工况下燃煤机组NOx的排放量,为复杂工况下SCR脱硝系统的智能控制提供了借鉴.

关键词： SCR脱硝系统变工况未知工况强化学习迁移学习

基于喷墨打印的绿色量子点颜色转换层的工艺与性能优化

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光学学报 2024年第14期44卷 267-276页

作者：王昕怡周浩杰嵇啸啸杨铸李建新殷录桥张建华上海大学微电子学院上海200444 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室上海200072 上海大学材料科学与工程学院上海200444

本文研究了无滤光片、无分布式布拉格反射镜的条件下,喷墨打印技术(IJP)在高分辨率微型发光二极管(MicroLED)上沉积量子点颜色转换(QDCC)层的应用。通过采用固含量为20%(质量分数)的高质量分数(>10%)量子点墨水,并经过工艺优化,成功实... 详细信息

本文研究了无滤光片、无分布式布拉格反射镜的条件下,喷墨打印技术(IJP)在高分辨率微型发光二极管(MicroLED)上沉积量子点颜色转换(QDCC)层的应用。通过采用固含量为20%(质量分数)的高质量分数(>10%)量子点墨水,并经过工艺优化,成功实现了均匀且可重复的超厚(>10μm)量子点层沉积。在经过反应离子刻蚀(RIE)处理的挡光黑色矩阵(BM)层上,利用喷墨打印技术,实现了不同厚度绿色量子点膜层的精准沉积,子像素尺寸为40μm×40μm,线宽为5μm。绿色QDCC层表现出优异的性能,最大亮度达到159120.4 cd/cm^(2),相关色温(CCT)为5844.463 K,外量子效率(EQE)为3.11%。随着厚度的增大,CIE(x,y)色坐标从初始值(0.1853,0.2537)变化到最终值(0.2234,0.7252)。

关键词：光学器件喷墨打印微型发光二极管颜色转换层量子点

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仿水蛭蠕动爬行软体机器人设计

机器人 2024年第2期46卷 139-146页

作者：李恭新王民栋朱亚洲刘娜栾小丽刘飞江南大学物联网工程学院轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为了寻求一种无损和对患者友好的肠道检查方法,提出并设计了一种仿水蛭的软体机器人。该仿水蛭软体机器人由2个以双层结构为“脚”的吸附驱动器和以自束缚多腔室为本体的伸缩驱动器组成,通过控制2个吸附驱动器的交替运动和伸缩驱动器的... 详细信息

为了寻求一种无损和对患者友好的肠道检查方法,提出并设计了一种仿水蛭的软体机器人。该仿水蛭软体机器人由2个以双层结构为“脚”的吸附驱动器和以自束缚多腔室为本体的伸缩驱动器组成,通过控制2个吸附驱动器的交替运动和伸缩驱动器的配合运动实现蠕动爬行。结合实际实验和数值仿真验证了吸附驱动器的吸附特性和伸缩驱动器的调节机理,并分别通过软体机器人在平面、斜坡和类肠道等环境的实验进一步验证了机器人的运动性能。吸附驱动器最大吸附力可达3.05N,软体机器人运动速度可达5mm/s,验证了该机器人可以在类肠道的环境中实现无损和可控的运行。这项工作有望为肠道疾病的检查和治疗应用提供无损和对患者友好的新方法。

关键词：软体机器人仿水蛭肠道检查

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多叶型空气箔片轴承静动特性试验研究

摩擦学学报 2024年

作者：蔡胜民胡杨丁鹏静上海大学机电工程与自动化学院上海市智能制造与机器人重点实验室

气体箔片轴承因其具有高转速、无污染且运行寿命长等特点具有广泛应用，如今的气体箔片轴承发展到第4代多叶型空气箔片轴承。多叶型空气箔片轴承因其顶箔的相互搭接产生预紧力，波箔提供弹性支撑，配合表面涂层使其具有良好的特性。分... 详细信息

气体箔片轴承因其具有高转速、无污染且运行寿命长等特点具有广泛应用，如今的气体箔片轴承发展到第4代多叶型空气箔片轴承。多叶型空气箔片轴承因其顶箔的相互搭接产生预紧力，波箔提供弹性支撑，配合表面涂层使其具有良好的特性。分别搭建静态特性和动态特性试验台，对多叶型空气箔片轴承的静态特性和动态特性进行了试验研究。静态特性试验通过分析多叶型空气箔片轴承的静态加载力与位移回滞曲线，得到轴承的刚度特性，动态特性试验通过时域和频域分析2种方法得到轴承的刚度和阻尼特性，此外研究了不同频率、振幅和预紧力对多叶型空气箔片轴承动态特性以及动态加载力与位移的回滞曲线影响。试验结果表明：静态特性试验时，静态加载力与位移回滞曲线并不重合，静态刚度随位移的增大而增大，并呈非线性分布，在推拉加载到最大载荷时反转加载方向，刚度也会突变；动态特性试验时，时域和频域2种方法得到的轴承刚度和阻尼特性相近，证明数据处理方法的准确性。频率对刚度和回滞曲线影响不大，频率越大，阻尼越小，频率对阻尼的影响最明显；振幅越大，轴承动态特性越小，回滞曲线越大；外部预紧力越大，轴承动态特性和回滞曲线都越大，振幅和外部预紧力对轴承刚度和阻尼以及回滞曲线都有一定影响。所提出的试验数据可以提供有价值的参考。

关键词：多叶型空气箔片轴承静态特性动态特性非线性回滞曲线

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基于点云配准的航空发动机数字孪生模型构建

机械设计与制造 2024年第3期 234-238页

作者：任彬汪小雨上海市智能制造及机器人重点实验室上海大学机电工程与自动化学院上海200444

点云配准是实物和场景数字孪生模型构建的关键技术。为了适应航空工业高效、精确的虚实结合工业模式,提出了基于快速点特征直方图FPFH(Fast Point Feature Histogram)特征识别配准算法的数字孪生模型构建方法。该方法在保障精确性的前提... 详细信息

点云配准是实物和场景数字孪生模型构建的关键技术。为了适应航空工业高效、精确的虚实结合工业模式,提出了基于快速点特征直方图FPFH(Fast Point Feature Histogram)特征识别配准算法的数字孪生模型构建方法。该方法在保障精确性的前提下,通过数字化检测、信息采集、数据处理与融合,构建物理与虚拟高效互通的数字孪生模型。最后,以燃气涡轮式航空发动机中尾喷管风扇类零件为实例,验证该方法应用于该类发动机零件用于构建数字孪生模型的可行性,并最终将该方法作用于整个涡扇发动机。

关键词：快速点特征直方图数字孪生模型构建航空发动机风扇

氮化硼的介电特性及其在微波加热中的热透波性能

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 118-128页

作者：张利尚小标白永珍李广超肖利平济宁学院机电工程学院山东曲阜273155 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 非常规冶金教育部重点实验室云南昆明650093 微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室云南昆明650093

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电... 详细信息

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电特性,采用传输线理论计算了氮化硼陶瓷的功率透过系数,并对其介电常数、介电损耗因子等参数的温度特性进行了分析。研究表明:25~1 000℃,两种频率下的介电常数变化幅度较小,介电常数仅变化了1.8%左右;两种频率下的介电损耗因子随温度呈波动性变化,900℃之后都呈指数增长的趋势。微波在氮化硼陶瓷中的波长和穿透深度均随温度的增加呈现下降趋势;当频率增大时,穿透深度随频率的增大而减小。氮化硼陶瓷的透波性能在两种极化模式下存在明显差异,水平极化(TM)明显高于垂直极化(TE)。当频率为915 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.08 m左右作为优化材料厚度,同时以入射角度在θ_(i)≤67°范围内入射具有良好的透波性能(PTC≥0.7)。当频率为2 450 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.06 m作为优化材料厚度,在TE极化模式中应优先考虑微波入射角度在θ_(i)≤58°范围内入射,在TM极化模式中建议入射角度θ_(i)≤77°入射具有较好的透波效果(PTC≥0.9)。本研究对微波加热设备内炉衬材料的选择、工艺参数的设定以及有效提高微波能的利用率具有重要的现实指导意义。

关键词：微波加热氮化硼透波性能介电常数耐火结构

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空间连续体机械臂运动学分析与末端控制方法

机械工程学报 2024年

作者：张宇汪田鸿金滔林杨乔李龙田应仲罗均张泉上海大学机电工程与自动化学院上海市智能制造及机器人重点实验室上海大学未来技术学院重庆大学机械与运载工程学院

为满足日渐增长的太空作业需求，设计了一种线驱中心杆型连续体机械臂，通过分析运动机理得到驱动空间、关节空间以及工作空间之间的正逆运动学关系，由单段臂到多段臂详细介绍了运动学建模方法；然后提出了基于Newton-Raphson法的逆运... 详细信息

为满足日渐增长的太空作业需求，设计了一种线驱中心杆型连续体机械臂，通过分析运动机理得到驱动空间、关节空间以及工作空间之间的正逆运动学关系，由单段臂到多段臂详细介绍了运动学建模方法；然后提出了基于Newton-Raphson法的逆运动学数值解法，并进行多解优化；最后针对正运动学与逆运动学各进行了一组实验。在正运动学模型验证实验中，末端最大误差为机械臂总长度的3.10%；在逆运动学模型验证实验中，臂形最大误差为机械臂总长度的3.63%。实验结果证明了运动学模型的准确性以及末端位姿控制方法的合理性，为线驱连续体机械臂的运动控制提供了理论基础。

关键词：空间机械臂线驱连续体机械臂机械臂末端位姿运动学模型

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基于POD的超声速尾喷焰流场时空降阶模型

航空动力学报 2024年第7期39卷 274-284页

作者：孙傲牛青林王晓冰中北大学机电工程学院太原030051 上海无线电设备研究所电磁散射重点实验室上海200438

采用大涡模拟(LES)方法计算三维非定常喷焰流场,采用低通滤波器获得流场的低频、高能量的大尺度相干结构,利用傅里叶变换和本征正交分解(POD)在尾喷焰方位角上进行空间缩减,通过在主导POD时间模态中提取傅里叶模态进行时间缩减,建立超... 详细信息

采用大涡模拟(LES)方法计算三维非定常喷焰流场,采用低通滤波器获得流场的低频、高能量的大尺度相干结构,利用傅里叶变换和本征正交分解(POD)在尾喷焰方位角上进行空间缩减,通过在主导POD时间模态中提取傅里叶模态进行时间缩减,建立超声速尾喷焰湍流的时空降阶模型(ROM).结果表明:低通滤波器与POD截断均可对尾喷焰的中高频、低能量的小尺度结构实现滤波;前两阶方位角模态占据了射流中80.9%的能量,且主导方位角模态下的压力POD空间模态因压缩波与激波的交互作用在射流核心区出现尖锐峰值现象;尾喷焰温度和组分的POD空间模态因复燃效应的发生在下游呈现出剧烈扰动,第2阶方位角模态的POD空间模态呈现出交替的波包结构,且具有稳定的波长;尾喷焰温度与组分的POD空间模态呈现出相似的波包结构;基于傅里叶模态能量选择的时间缩减方法不仅可以降低数值不稳定性而且重建精度高.该研究可为超声速尾喷焰流场演化规律和特征提取提供理论方法,也可为目标智能化特征工程应用提供支撑.

关键词：尾喷焰时空降阶模型本征正交分解相干结构时空模态

三参数威布尔形状参数估计方法的比较与推荐取值

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机械工程学报 2024年第16期 367-376页

作者：杨小玉谢里阳杨奕凤赵丙峰东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

机电产品寿命大多数服从威布尔分布，其形状参数与潜在的失效机制有关，在相似环境下运行的产品的寿命概率分布通常有大致相同的形状参数。然而，目前在许多实际应用中威布尔形状参数值的范围和取值是基于两参数威布尔分布估计得到，这... 详细信息

机电产品寿命大多数服从威布尔分布，其形状参数与潜在的失效机制有关，在相似环境下运行的产品的寿命概率分布通常有大致相同的形状参数。然而，目前在许多实际应用中威布尔形状参数值的范围和取值是基于两参数威布尔分布估计得到，这使得威布尔形状参数范围出现了较为分散的现象。首先使用偏差和方均根误差两个统计特征比较三参数威布尔形状参数估计的相关系数法、最小二乘法和最小偏差法。通过蒙特卡洛仿真验证，表明了相关系数法估计的形状参数更加准确。收集文献中的疲劳试验数据和其他机电产品寿命数据均使用两参数威布尔分布、三参数威布尔分布和对数正态分布进行拟合并通过K-S检验，通过比较三种分布的D值，说明三参数威布尔分布拟合效果最好。使用相关系数法得到三参数威布尔分布形状参数的取值和范围，计算结果表明机电产品的形状参数范围为1.0～3.0，均值为1.774。

关键词：三参数威布尔分布形状参数相关系数法最小二乘法最小偏差法

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