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航天拔尖人才特色班培养模式探索与实践——以哈尔滨工业大学“小卫星班”为例

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高等工程教育研究 2024年第2期 60-63,144页

作者：魏承刘天喜孙精壹曹喜滨哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨工业大学航天学院团委中国工程院

哈尔滨工业大学针对我国航天领域高层次复合型人才的迫切需求,开设了院士担任班主任的特色班“小卫星班”,采用航天精神引领、多学科知识复合教学及航天工程实践教学融合的教学模式,致力于培养新时代的航天拔尖人才及战略科学家。思政... 详细信息

哈尔滨工业大学针对我国航天领域高层次复合型人才的迫切需求,开设了院士担任班主任的特色班“小卫星班”,采用航天精神引领、多学科知识复合教学及航天工程实践教学融合的教学模式,致力于培养新时代的航天拔尖人才及战略科学家。思政教育方面,通过爱国主义教育,邀请航天总师座谈,充分依托“航天魂”“航天行”等思政实践活动,树立“爱党爱国、航天报国”信念;培养体系方面,实施“航天引领、专业任选”的知识复合型人才培养模式,采用本研一体、项目驱动的个性化课程培养体系,设置贯通式课程,实现多学科知识的融合教学与实践;素质能力方面,将航天工程组织管理与研制模式有机融入人才培养体系,依托紫丁香卫星创新工场,团队协作开展项目实施,使学生在航天高标准工程项目中锤炼能力。

关键词：航天知识复合型拔尖人才培养模式贯通式课程小卫星班

高超声速飞行器指定时间时变高增益反馈跟踪控制

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自动化学报 2024年第6期50卷 1151-1159页

作者：张康康周彬蔡光斌侯明哲哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨 150006 火箭军工程大学导弹工程学院西安 710025

研究了高超声速飞行器控制通道存在未知环境干扰时的指定时间跟踪控制问题.基于高超声速飞行器的输入输出线性化模型,借助参量Lyapunov方程的一些性质,设计一种光滑、有界的时变高增益控制律.相比于现有的高超声速飞行器有限/固定时间... 详细信息

研究了高超声速飞行器控制通道存在未知环境干扰时的指定时间跟踪控制问题.基于高超声速飞行器的输入输出线性化模型,借助参量Lyapunov方程的一些性质,设计一种光滑、有界的时变高增益控制律.相比于现有的高超声速飞行器有限/固定时间控制方法,该算法不会出现抖振现象,同时收敛时间不依赖于初始状态且可以事先设定.当高超声速飞行器存在未知的有界环境匹配干扰时,该控制器能使高度和速度在指定时间跟踪上参考信号.仿真结果验证了方法的有效性.

关键词：高超声速飞行器指定时间控制时变反馈高增益反馈非线性控制

来源：博看期刊评论

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城市道路交通系统抗震韧性研究进展

哈尔滨工业大学学报 2024年第6期56卷 104-115页

作者：刘克智翟长海东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150006 结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

城市的抗震韧性建设已成为国际社会关注的重要议题。作为城市中最关键的基础设施系统之一,道路交通系统在历次大地震中均遭受严重的损坏甚至丧失功能,极大地阻碍震后应急救援和恢复重建工作的开展,造成巨额的间接损失和深远的社会影响... 详细信息

城市的抗震韧性建设已成为国际社会关注的重要议题。作为城市中最关键的基础设施系统之一,道路交通系统在历次大地震中均遭受严重的损坏甚至丧失功能,极大地阻碍震后应急救援和恢复重建工作的开展,造成巨额的间接损失和深远的社会影响。为此,如何有效评估潜在地震威胁下道路交通系统的抗震韧性水平,并提出科学合理的改进建议,对韧性城市的建设以及人类文明的可持续发展具有重要的理论意义和实用价值。本文首先介绍韧性城市理念的发展历程,以道路交通系统为主要研究对象,阐述抗震韧性的定义和内涵;然后,分别从道路交通系统的震后功能评估方法、抗震韧性评价指标、震后恢复策略和震前加固策略4个方面,系统性地总结现有研究的主要方法与成果,并指出当前研究的局限性;最后,对未来的研究趋势进行展望。

关键词：道路交通系统抗震韧性功能评估韧性指标恢复策略加固策略

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临边观测下火箭喷焰红外辐射可探测性分析

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1090-1096页

作者：孙一强牛青林贺志宏董士奎哈尔滨工业大学空天热物理工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001 中北大学机电工程学院太原030051

本文针对空基平台大气层内、天基平台水平、短路径和长路径四种临边观测体制下,分析不同高度上火箭喷焰的点源红外信号在MWIR(3.70-4.80μm)和LWIR(7.70-9.50μm)波段大气窗口区的可探测性。采用视在光线法(LOS)求解火箭喷焰点源本征辐... 详细信息

本文针对空基平台大气层内、天基平台水平、短路径和长路径四种临边观测体制下,分析不同高度上火箭喷焰的点源红外信号在MWIR(3.70-4.80μm)和LWIR(7.70-9.50μm)波段大气窗口区的可探测性。采用视在光线法(LOS)求解火箭喷焰点源本征辐射,并考虑大气透过率、背景计算在不同平台下目标与背景的辐射对比度CR。在以探测器瞬时视场为1 km×1 km,最低的辐射对比度C(R)=0.02为界限以分析点源目标的可探测性。结果表明四种探测方式在MWIR波段的辐射对比度基本上大于0.02;在LWIR波段,空基平台和天基平台短路径探测在的辐射对比度在<70 km大于0.02,长路径探测在<40 km的高度范围内大于0.02,天基平台水平探测在各个高度上均大于0.02;MWIR波段的可探测性能要优于LWIR波段。

关键词：红外辐射发动机喷焰临边观测辐射对比度

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模型预测轮廓控制的机器人群运动规划

实验室研究与探索 2024年第7期43卷 28-33,58页

作者：葛亚明陈杰浩哈尔滨工业大学(深圳)实验与创新实践教育中心广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院广东深圳518055

针对传统机器人群在路径搜索阶段未考虑机器人动力学约束而导致狭窄空间场景中求解失败或无法得到最优解问题,采用一种基于模型预测轮廓控制的方法,同时优化机器人约束与时空域下的避障,获得机器人的轨迹序列并动态优化机器人的运动轨... 详细信息

针对传统机器人群在路径搜索阶段未考虑机器人动力学约束而导致狭窄空间场景中求解失败或无法得到最优解问题,采用一种基于模型预测轮廓控制的方法,同时优化机器人约束与时空域下的避障,获得机器人的轨迹序列并动态优化机器人的运动轨迹。采用模型预测控制实现单机器人的轨迹跟踪,使用自适应参数调节方法,提升整个系统应对不同环境的自适应性。仿真和实验结果表明,在狭窄空间场景,机器人群系统的轨迹耗时短、平均跟踪参考轨迹精度高,具有良好的动态避障、静态避障与轨迹跟踪性能。同时,模型预测控制算法具有精度高、数据稳定等特点,实现机器人群的快速决策路径和快速避障。

关键词：模型预测轮廓控制模型预测控制运动规划机器人操作系统

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用于海工结构阴极保护系统的水泥基阳极材料制备与性能

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 485-497页

作者：纪学思高小建卜颖哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 中建西部建设西南有限公司成都610000

外加电场阴极保护(ICCP)是保障海洋环境钢筋混凝土结构耐久性和服役寿命的重要途径,但存在常规金属阳极材料消耗量大等问题,因此提出研制兼具优异力学性能和导电性能的水泥基阳极材料。实验室制备了2种水泥基阳极材料,兼具表面防护和导... 详细信息

外加电场阴极保护(ICCP)是保障海洋环境钢筋混凝土结构耐久性和服役寿命的重要途径,但存在常规金属阳极材料消耗量大等问题,因此提出研制兼具优异力学性能和导电性能的水泥基阳极材料。实验室制备了2种水泥基阳极材料,兼具表面防护和导电阳极功能,分别为内掺碳纤维、碳纳米纤维的高强导电砂浆材料和内嵌碳纤维网格布的导电砂浆材料;分别对2种阳极材料进行了力学性能、电阻率、抗渗性测试,并研究了在ICCP加速电场作用下的性能演变规律。结果表明:2种阳极材料均具有优异的力学性能,其抗压、抗弯强度分别最达103.0 MPa与14.6 MPa;导电性能良好,电阻率最低为160Ω·cm;气体渗透率和毛细吸水速率仅为普通混凝土的1/10,对混凝土结构具有良好的物理防护效果。ICCP加速试验后,2种材料的力学性能、导电性能仅产生轻微劣化现象,其中引入碳纤维网格布的阳极材料性能更加稳定,适用于重点混凝土工程的外加电流阴极保护,也可用于高氯盐环境条件下的混凝土构件电化学除氯,可望替代传统阳极材料。

关键词：海工混凝土阴极保护水泥基阳极材料力学性能导电性能抗渗性

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横向磁通永磁直线电机电磁振动特性分析

电工技术学报 2024年第1期39卷 168-181页

作者：赵玫赵君左思承禹国栋张华强哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 特种电机与高压电器教育部重点实验室(沈阳工业大学) 沈阳110023 国网江西省电力有限公司超高压分公司南昌330096

横向磁通永磁直线电机的电负荷与磁负荷相互解耦,且各相之间相互解耦,易于实现模块化和多相化,因此在石油开采领域有着良好的应用前景。首先,该文基于磁场调制原理,对横向磁通永磁直线电机的径向电磁力波进行了推导计算,得出对径向电磁... 详细信息

横向磁通永磁直线电机的电负荷与磁负荷相互解耦,且各相之间相互解耦,易于实现模块化和多相化,因此在石油开采领域有着良好的应用前景。首先,该文基于磁场调制原理,对横向磁通永磁直线电机的径向电磁力波进行了推导计算,得出对径向电磁力波影响最大的因素为轴向气隙磁通密度分量与径向气隙磁通密度分量,在此基础上对径向电磁力波的时空特性与频谱特性进行仿真计算,得出电枢磁通密度对电机径向电磁力波的频谱特性的影响;然后,考虑到电机实际运行中可能出现的次级偏心问题,揭示偏心度的大小对径向电磁力波幅值的影响,并对比不同偏心度下的电机径向磁拉力与轴向磁拉力,定量分析偏心度对不平衡磁拉力的影响;最后,为避免共振,利用有限元软件对电机的初级进行了模态分析与谐响应分析,结果表明低速状态下横向磁通永磁直线电机的额定运行频率较低,不会引起初级的共振,适合用作往复式潜油电泵的驱动电机。

关键词：横向磁通永磁直线电机径向电磁力波电磁振动偏心度

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生物质好氧发酵热生产与回收利用研究进展

农业工程学报 2024年第5期40卷 25-37页

作者：于艳玲曹永娜贺巍周宁邹泽华朱宇航郭超秦江哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨150001 哈工大郑州研究院郑州450003 黑龙江省建设投资集团有限公司碳中和研究院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

好氧发酵是目前有机固体废弃物处理的一种有效手段。人们对于好氧发酵的研究主要集中在高效有机肥的获取上,但发酵过程产生的热能不容忽视。发酵热作为一种“零碳”能源,可代替传统化石能源应用于加温供暖、生物干化等领域,助力实现“... 详细信息

好氧发酵是目前有机固体废弃物处理的一种有效手段。人们对于好氧发酵的研究主要集中在高效有机肥的获取上,但发酵过程产生的热能不容忽视。发酵热作为一种“零碳”能源,可代替传统化石能源应用于加温供暖、生物干化等领域,助力实现“碳达峰、碳中和”。为将生物质能高效转化为热能利用,人们对发酵热回收利用进行了研究,但是没有将热生产、热回收和热利用三个阶段进行系统联系,导致热回收工艺效率不高。该文主要阐述了好氧发酵产热原理,并从菌剂、原料理化性质和发酵工艺三个方面对发酵热生产的影响进行了探讨,总结了现有热回收利用系统,最后对生物质好氧发酵热生产与回收利用系统的发展方向进行展望,以期为生物质发酵热能利用提供支持。

关键词：生物质好氧发酵发酵产热能量回收废热利用

航天铝合金表面脉冲激光毛化工艺及其胶接性能

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中国表面工程 2024年第3期37卷 67-77页

作者：冯杰才李诚王星姜梦杜长林徐聪聪章易镰田应仲上海大学机电工程与自动化学院上海200444 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 上海航天动力技术研究所上海201100

传统的铝合金表面处理技术存在污染环境、损伤铝合金基体和加工质量不一致等问题。激光束能量精确可控,可在保证满足工业生产要求的前提下减少对环境的污染,且易于实现自动化。航空发动机制造过程中需要采用金属-粘接剂-金属连接,为提... 详细信息

传统的铝合金表面处理技术存在污染环境、损伤铝合金基体和加工质量不一致等问题。激光束能量精确可控,可在保证满足工业生产要求的前提下减少对环境的污染,且易于实现自动化。航空发动机制造过程中需要采用金属-粘接剂-金属连接,为提高其胶接强度需要对金属进行表面毛化处理。通过在LY12CZ铝合金表面进行纳秒激光毛化,探讨纳秒激光脉冲能量、脉冲频率、脉冲宽度等工艺参数对微孔直径、深度、分布形式等形貌的影响规律,并分析铝合金表面激光烧蚀微孔成形机理及其胶接性能的强化机制。研究表明,当脉冲能量增大时,微坑深度和孔径逐渐增加。当脉冲宽度在20~120 ns时增大或脉冲频率在10~90k Hz时增大,会导致孔径和孔深增大。当脉冲宽度大于120ns时增大,孔深会减少,孔径会缓慢上升后缓慢减小。当脉冲频率大于70 kHz时增大,孔深和孔径会增大。熔融物在Marangoni对流作用下形成火山口状表面微结构。微孔直径较大、深度较深,微孔间距较密集且微孔外部形状呈现火山状的微结构利于胶接剂的渗入,形成“钉扎”作用,可提高铝合金胶接剪切强度至16.77 MPa,满足工业生产要求的10 MPa,推荐的工艺参数是激光脉冲能量为1.8 mJ、脉冲频率为70 kHz、脉宽为240 ns、烧蚀次数为5次、微孔间距为100μm。研究结果可为LY12CZ铝合金表面高质量的纳秒激光毛化提供参考。

关键词：激光材料加工铝合金工艺参数胶接形貌