Iterative performance improvement of fuzzy control systems for three tank systems

This paper suggests the performance improvement of fuzzy control systems (FCSs) for three tank systems using iterative feedback tuning (IFT). The stable design of Takagi–Sugeno–Kang fuzzy controllers is guaranteed by means of a stability theorem based on LaSalle’s global invariant set theorem formulated for a class of multi input-multi output (MIMO) nonlinear processes. An IFT algorithm characterized by setting the step size to guarantee the FCS stability is proposed. The theoretical approaches are applied in a case study that deals with the IFT-based stable design of fuzzy controllers dedicated to the level control of a cylindrical three tank system as a representative MIMO system. A set of experimental results for a laboratory setup illustrates the performance improvement.     

乙醇辅助激光一步法制备硬质合金疏水表面

目的 在YT15硬质合金刀片上制备出具有疏水特性的织构表面.方法 在静态的无水乙醇环境中,利用光纤激光打标机,在YT15硬质合金刀片上制备织构,制备好的织构表面不做任何改性处理.根据织构表面形貌、织构表面化学成分,分析加工环境及激光参数对织构表面润湿性的影响.结果 无水乙醇辅助激光制备的织构表面表现出了疏水特性,疏水角的大小受激光参数影响.激光功率增大,织构表面接触角随之增大,功率为12～20 W时,接触角为112.5°～126.9°;激光扫描速度增加,织构表面接触角随之减小,扫描速度为0.5～2.5 mm/s时,接触角为118.3°～125.7°.当加工次数为1,激光频率为200 kHz,扫描速度为1 mm/s,功率为20 W时,织构表面的接触角最大,为126.9°.结论 无水乙醇环境中,采用激光技术在YT15刀片上制备出了新型的环形凸起微纳织构.与无织构表面相比,织构表面C原子明显增加,表现出了疏水特性.织构表面接触角的大小与织构形貌有关,环形凸起织构密度越大,接触角越大.环形凸起织构的密度受激光参数影响.织构形貌及表面化学成分决定了表面的润湿特性.     

应用禁忌搜索算法的动态自适应网格调度

提出基于禁忌搜索算法的动态网格调度算法，设计不同邻域结构，优化作业完成时间。兼顾网格动态特性，调度过程中采用分批调度，根据调度过程中上一次的部分调度信息动态调整下一次部分调度方案，自适应地修改算法参数。最后通过GridSim仿真环境和其他算法进行比较，获得较好结果。     

Systematic parameter estimation for PEM fuel cell models

The problem of parameter estimation is considered for the case of mathematical models for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). An algorithm for nonlinear least squares constrained by partial differential equations is defined and applied to estimate effective membrane conductivity, exchange current densities and oxygen diffusion coefficients in a one-dimensional PEMFC model for transport in the principal direction of current flow. Experimental polarization curves are fitted for conventional and low current density PEMFCs. Use of adaptive mesh refinement is demonstrated to increase the computational efficiency.     

Solution-phase synthesis of monodispersed SnTe nanocrystallites at room temperature

Monodispersed semiconducting SnTe nanocrystallites was successfully prepared via a solution synthesis route at room temperature. It was found that solvent (ethylenediamine), reductant (KBH₄), and tin source (liquid SnCl₄) were crucial factors in the preparation of the titled nanocrystals. X-ray powder diffraction (XRD), transmission electronic microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to characterize the product. Raman spectrum of the as-prepared sample had a red shift by five or six wavenumbers in comparison with that of the SnTe single crystals.     

颗粒流切削润滑研究现状及展望

切削润滑是实现高速、精密切削的必要条件,然而传统切削润滑技术与绿色制造要求之间的矛盾越来越突出,而颗粒流润滑是一种具有广阔应用前景的绿色切削润滑技术.首先,指出了传统浇注式切削润滑的问题和不足,最小量润滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)、液氮冷却等常见绿色切削润滑技术的优势和缺点,以及颗粒流润滑的特点.然后,论述了颗粒流切削润滑的颗粒介质输送和导入方式,包括填涂式、铺粉式、送粉式、流化式和雾化式.从车削、铣削、磨削、钻削四种加工工艺,综述了颗粒流切削润滑的工艺效果及参数优化.从颗粒介质的界面作用机理和颗粒润滑液的物理性能两个角度,概括了颗粒流切削润滑能够实现连续润滑和冷却的基本机理.在此基础上,分析了颗粒流切削润滑技术的优势及其发展过程中的问题.最后,从促进实践应用的角度,对颗粒流切削润滑技术进行了展望,从而为该技术的成熟和推广提供参考.     

固结磨料研磨SiC单晶基片(0001)C面研究

碳化硅(SiC)单晶基片已广泛应用于微电子、光电子等领域.本文针对传统游离磨料研磨加工的缺点,提出了固结磨料研磨SiC单晶基片技术,以前期研究的SiC单晶基片研磨膏配方,试制了一系列固结磨料研磨盘,研究了固结磨料研磨SiC单晶基片(0001)C面时的材料去除率、表面粗糙度及平面度,并与游离磨料研磨进行了对比.结果表明,固结磨料研磨后样品表面有深度较浅的划痕,游离磨料研磨后表面没有划痕,但表面呈凹坑状;游离磨料研磨后工件表面粗糙度轮廓最大高度Rz远大于固结磨料研磨;固结磨料研磨的材料去除率高于游离磨料,固结磨料研磨后的表面粗糙度Ra远低于游离磨料研磨,固结磨料研磨可提高平面度;研究结果可为进一步研究固结磨料化学机械研磨盘、固结磨料研磨工艺参数及机理提供参考依据.     

基于引导传播和流形排序的协同显著性检测方法

提出一种基于图像间显著性引导传播和图像内流形排序的两阶段引导方法,充分挖掘单幅图像显著性引导传播机理,提高面向群组图像协同显著性检测算法的精确度和实时性。对N张群组图像中的任意一幅图像,第一价段借助单幅图像显著性探索其与组内其他图像两两间的共同相似性属性,获取N-1张初始协同显著性图。为了有效抑制非相似区域的背景干扰,在第二阶段中,通过流形排序(EMR)算法,计算N-1张前景显著性图每个像素点的排序值,以更新之前的显著性检测结果,恢复出第一阶段中误检为背景的相似性区域。最后在基于贝叶斯理论的融合算法框架下实现最终协同显著性图的获取。基于iCoseg和MSRC数据库进行评测,所提算法在综合指标F值和受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)等评价指标方面一致优于现有5种协同显著性检测算法。基于真实场景的实验结果从普遍适用性角度对本文算法做了进一步验证。     

Cr12钢的稀土诱导离子渗氮工艺

对Cr12钢进行了稀土诱导离子溅射渗氮试验,利用显微硬度计测量了试样表面渗氮层的硬度与层深,结合XRD衍射仪分析了复合渗氮层的相组成,最后用摩擦试验机检测试样表面的摩擦磨损特性。结果表明,稀土能够影响Cr12钢离子溅射渗氮效果,且其效果随两者距离的增加而急剧下降。当稀土与Cr12钢试样距离小于25 mm时,试样表面硬度相对普通离子渗氮工艺明显减小,表面摩擦因数及磨损率略差,但其渗氮层深度却明显增加;当两者距离超过25 mm时,稀土诱导效果明显减弱,试样表面的硬度及摩擦因数与普通离子渗氮工艺基本相同,但磨损率明显增大。分析表明,稀土元素能增大试样表面氮离子的吸附能力且为其渗入提供路径优势,当两者距离过大时稀土离子吸附性减弱,诱导效果消失,同时也使试样表面产生晶格缺陷,降低了其表面抗磨损的能力。     

离子渗氮对304不锈钢组织和性能的影响

为了提高旋振筛机在筛分锂能电池的正、负极材料时的使用寿命和物料的纯洁度,研究了304不锈钢试块在520 ℃下离子渗氮时间对其组织、硬度和耐蚀性能的影响。利用维氏显微硬度计和光学显微镜对渗氮层进行了硬度和深度测试,用球盘式旋转摩擦磨损试验机对渗氮层进行了摩擦磨损性能测试,用电化学工作站进行了耐蚀性能测试,并用X射线衍射仪对试样渗层进行了物相分析。结果表明,相比未经渗氮处理,304不锈钢试块经过渗氮处理后,渗层30 μm深度处的硬度提高了5~6倍,渗层相对耐磨性为未经处理的24.5倍;尽管耐盐蚀性能降低,但其耐碱蚀性能提高。考虑到锂能电池的正极材料偏碱性和负极材料中性特点,旋振筛机上的304不锈钢网架和筛框经过离子渗氮处理后既可以大大提高旋振筛机的使用寿命,还能提高所筛分物料的纯洁度。