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空间微小载荷在轨发射动力学特性及影响因素

系统工程与电子技术 2025年

作者：谈曾巧杨海波廖文和陆正亮陶晓宇南京理工大学机械工程学院

针对一种新的基于固体推力器的空间微小载荷在轨发射动力学特性问题，基于多刚体理论建立了考虑惯性主轴偏移和附加扰动力矩的载荷在轨发射系统动力学模型，提出利用边界条件计算载荷与卫星平台间接触内力进而求解动力学参数的方法，通... 详细信息

针对一种新的基于固体推力器的空间微小载荷在轨发射动力学特性问题，基于多刚体理论建立了考虑惯性主轴偏移和附加扰动力矩的载荷在轨发射系统动力学模型，提出利用边界条件计算载荷与卫星平台间接触内力进而求解动力学参数的方法，通过数值仿真并与辅助软件仿真结果对比，验证了动力学模型及求解方法的准确性。同时针对载荷与平台间运动耦合效应，基于所建立的动力学模型研究了载荷安装位置、推力偏心和摩擦系数对初始扰动的影响，提出了对载荷发射系统设计参数的相关要求，为空间微小载荷在轨发射的工程实践提供一定的理论指导。

关键词：空间微小载荷固体推力器在轨发射发射动力学初始扰动

壳体刻槽结构对固体火箭发动机毁伤威力研究（专刊）

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弹箭与制导学报 2025年

作者：薛海峰陈钰林郭宗韬许进升南京理工大学机械工程学院北京动力机械研究所

以全弹毁伤增强为研究目标，针对固体火箭发动机爆轰形成破片为自然破片，成型效果较差的问题，开展燃烧室壳体刻槽研究。由横向刻槽圆筒-纵向刻槽圆筒-横纵刻槽圆筒-横纵刻槽燃烧室壳体的研究顺序，分析了不同横槽、纵槽和横纵槽刻槽... 详细信息

以全弹毁伤增强为研究目标，针对固体火箭发动机爆轰形成破片为自然破片，成型效果较差的问题，开展燃烧室壳体刻槽研究。由横向刻槽圆筒-纵向刻槽圆筒-横纵刻槽圆筒-横纵刻槽燃烧室壳体的研究顺序，分析了不同横槽、纵槽和横纵槽刻槽参数对破片成型的影响，获取适用于大直径薄壁发动机燃烧室的壳体刻槽参数，对得到的刻槽参数进行毁伤威力分析。结果表明：在大直径薄壁圆筒的前提下，刻槽间距大于三倍壁厚可形成规则破片，刻槽间距的增加虽然会减少破片数量，但单破片质量增加，有更高的毁伤范围。槽深与槽宽参数较为接近战斗部刻槽参数，且横槽槽深会极大影响预控破片的生成，但过深的刻槽将会超过发动机壳体的安全范围，故横槽槽深可选范围较小。研究结论可为弹箭推进毁伤一体化设计提供参考依据。

关键词：固体火箭发动机刻槽参数破片成型毁伤评估

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用于油液金属磨粒检测的三线圈传感器设计

机械工程学报 2025年

作者：谢雨财胡书魁白晨朝史皓天张洪朋大连海事大学轮机工程学院南京理工大学安全科学与工程学院

当机械系统工作时，由于各机械单元相互作用，其内部会产生不同程度的磨损，生成的磨粒会随油液四处流动，若不及时检测则会加剧磨损进程，影响整个机械系统的使用寿命。油液中的金属磨粒蕴含着丰富的摩擦学信息，其材质和粒径对判断机... 详细信息

当机械系统工作时，由于各机械单元相互作用，其内部会产生不同程度的磨损，生成的磨粒会随油液四处流动，若不及时检测则会加剧磨损进程，影响整个机械系统的使用寿命。油液中的金属磨粒蕴含着丰富的摩擦学信息，其材质和粒径对判断机械设备运行状态具有重要的参考价值。为了实现油液中金属磨粒的区分检测，设计了一种兼具通量和检测精度的三线圈传感器，该传感器的激励信号和数据采集均采用集成的数字锁相板卡，具有较高的集成度。分别从外形封装、磁场仿真和试验验证三个方面进行传感器设计和性能测试，仿真得到的颗粒曲线与试验结果一致。对不同粒径的铁颗粒和铜颗粒进行了测试，并通过理论计算得到该传感器可以实现最小23μm的铁颗粒和50μm的铜颗粒检测。这种三线圈传感器为便携式磨粒检测设备的开发提供了新思路。

关键词：三线圈传感器油液检测电感检测磨粒区分锁相放大

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多传感欠驱动水果采摘机械手的设计

农机化研究 2025年第1期47卷 93-98,105页

作者：蒋林祥贺磊盈马锃宏浙江理工大学机械工程学院杭州310018

机械手是水果采摘机器人与水果直接接触部分,在采摘过程中具有至关重要的作用,其设计是采摘机器人研发的重要环节。针对大部分水果生长环境复杂、形状不规则,且表皮易受损的现状,设计了一种多传感欠驱动采摘机械手,并采用腱绳传动的欠... 详细信息

机械手是水果采摘机器人与水果直接接触部分,在采摘过程中具有至关重要的作用,其设计是采摘机器人研发的重要环节。针对大部分水果生长环境复杂、形状不规则,且表皮易受损的现状,设计了一种多传感欠驱动采摘机械手,并采用腱绳传动的欠驱动系统,内嵌微型彩色相机、激光测距传感器和压力薄膜传感器等模块。首先,对压力薄膜传感器采集的数据进行滤波和标定处理,实现在复杂环境中对水果恒定力采摘,防止水果受损;最后,进行了样机制作,并在实验室搭建采摘平台,验证了采摘机械手设计的可靠性和稳定性。

关键词：水果采摘机械手欠驱动多传感压力薄膜传感器

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基于度量学习理论的马田系统改进及其应用研究

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管理工程学报 2025年第2期39卷 221-233页

作者：常志朋顾玉萍陈闻鹤安徽工业大学商学院安徽工业大学复杂系统多学科管理与控制安徽普通高校重点实验室安徽财经大学管理科学与工程学院南京理工大学经济管理学院

为提升马田系统的识别性能,本文利用度量学习理论对其进行改进。一是将传统协方差马氏距离改进为以度量矩阵为参变量的马氏距离函数,然后利用简单直接的KISSME度量学习算法估计一个最能反映数据间内在关系的度量矩阵,该度量矩阵可以使... 详细信息

为提升马田系统的识别性能,本文利用度量学习理论对其进行改进。一是将传统协方差马氏距离改进为以度量矩阵为参变量的马氏距离函数,然后利用简单直接的KISSME度量学习算法估计一个最能反映数据间内在关系的度量矩阵,该度量矩阵可以使同类样本更紧凑、非同类样本更分离,这有助于提升马田系统的识别性能。二是基于拉近同类样本、推远非同类样本的思想,定义一个新的特征子集评估函数代替田口方法中的信噪比,这有助于筛选出可以提高马田系统识别性能的特征。改进后的马田系统仍然保持了原理简单、易于操作的优势。本文选取6个UCI数据集进行验证,得出改进后的马田系统在Accuracy、Specificity、G-means和降维率等方面均明显优于传统马田系统的结论。最后,本文通过返贫识别验证了改进后马田系统的可行性和有效性。

关键词：马田系统度量学习 KISSME 返贫识别

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高压泡沫涨裂破岩特性试验研究

岩土工程学报 2025年第1期47卷 125-134页

作者：刘送永崔松顾聪聪中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学智能采矿装备技术全国重点实验室江苏徐州221116 安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001

针对钻爆法和机械法在岩石破碎工程中的弊端,基于泡沫的高黏性和可压缩性,提出了高压泡沫涨裂破岩技术。首先设计高压泡沫涨裂破岩装置,理论分析高压泡沫瞬间释放冲击岩石涨裂孔过程,搭建高压泡沫涨裂力测试装置并开展涨裂力影响试验,... 详细信息

针对钻爆法和机械法在岩石破碎工程中的弊端,基于泡沫的高黏性和可压缩性,提出了高压泡沫涨裂破岩技术。首先设计高压泡沫涨裂破岩装置,理论分析高压泡沫瞬间释放冲击岩石涨裂孔过程,搭建高压泡沫涨裂力测试装置并开展涨裂力影响试验,建立高压泡沫涨裂破岩试验系统,探讨不同空气体积分数时的泡沫涨裂特性,揭示高压泡沫涨裂破岩机理。研究表明:高压泡沫释放时,能够在涨裂孔内产生比泡沫初始压力更高的涨裂力,但涨裂力随泡沫空气体积分数增加而先增大后减小,高压泡沫涨裂破岩经历了裂纹初生、裂纹扩展、涨裂抛掷、涨裂结束4个阶段,破岩重量随泡沫空气体积分数的增加而先增大后减小,当空气体积分数为60%时,由高压泡沫冲击涨裂孔产生的压应力波在岩石上表面反射形成的拉应力造成岩石破坏形式为涨裂坑,空气体积分数为70%~90%时,泡沫涨裂形式为大块岩石分离,这主要是由孔底直角处应力集中效应造成。

关键词：高压泡沫涨裂破岩裂纹扩展涨裂力

高速PMSM高鲁棒性电流解耦控制器设计方法

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电源学报 2025年

作者：徐子悦秦建楠南京理工大学自动化学院南京林业大学工程培训中心

为增强高速永磁同步电机电流解耦控制器的参数鲁棒性，提出一种高参数鲁棒性的电流解耦控制器。所提方法基于零极点对消原则，在离散域直接设计电流解耦控制器，可有效克服低载波比工况下数字控制系统的延时效应。同时，提出一种参数优... 详细信息

为增强高速永磁同步电机电流解耦控制器的参数鲁棒性，提出一种高参数鲁棒性的电流解耦控制器。所提方法基于零极点对消原则，在离散域直接设计电流解耦控制器，可有效克服低载波比工况下数字控制系统的延时效应。同时，提出一种参数优化设计方法，大大提高了控制器的参数鲁棒性。最后，基于高速PMSM的实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：高速永磁同步电机解耦控制高参数鲁棒性离散域直接设计法

基于第一性原理C-Cd掺杂ZnO的电子结构和光学性质的研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 135-142页

作者：张善祥李海侠于镇吴浩伟张巍钟桂林理工大学广西高校先进制造与自动化技术重点实验室桂林541006 桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541006

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂... 详细信息

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂时形成能是正的,说明掺杂体系不易形成;共掺杂体系当中,所有掺杂体系的形成能均为负的,C-2Cd掺杂时形成能最低;与本征ZnO相比,所有掺杂体系的禁带宽度均有所降低,由于C元素的掺杂,禁带中产生杂质能级,减小电子跃迁所需要的能量;在光学性质方面,所有掺杂体系在低能区域的吸收图谱、介电函数虚部的峰值与本征ZnO相比均有所增大,且在低能区均发生红移,其中C-2Cd掺杂体系的红移程度最为明显且峰值最大.由此说明C和Cd共掺杂有望提高ZnO的光吸收率和光电转化效率,可以扩展其在光电器件领域中的应用.

关键词： C-Cd共掺杂第一性原理密度泛函理论电子结构光学性质

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基于改进型蜣螂算法Fuzzy-Smith-LADRC混凝投药

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电子测量技术 2025年

作者：王文成余智科郑诗翰桂林理工大学机械与控制工程学院广西高校先进制造与自动化技术重点实验室

二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务，其中居民饮用水是重点民生任务，混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性，故对于原水水质频繁变化的控制系统，常规的PID控制不能达到满意的效果。为此，将一种不... 详细信息

二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务，其中居民饮用水是重点民生任务，混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性，故对于原水水质频繁变化的控制系统，常规的PID控制不能达到满意的效果。为此，将一种不依赖系统精确模型的线性自抗扰控制器(LADRC)应用于系统中，利用扩张观测器对混凝控制系统中出现的扰动进行估计并补偿，同时设计史密斯预估器(Smith)与模糊控制器(Fuzzy)相结合的自适应史密斯控制器来消除大时滞对控制效果的影响，提出Fuzzy-Smith-LADRC控制器。针对控制器参数调节困难而引入改进型蜣螂算法(MSIDBO)进行参数整定。改进型算法对DBO算法中初始种群分布不均匀、易陷入局部最优解等问题进行优化，使得MSIDBO能快速收敛并更好平衡全局探索与局部开发能力。系统模型精确时，该控制方法比PID控制的调节时间减少279s和超调量降低8%，比DMC控制的调节时间减少40s，系统模型变化时，相比LADRC具有更好的抗干扰性与鲁棒性。

关键词：混凝工艺模糊史密斯预估-线性自抗扰改进蜣螂算法参数优化