新型5轴混联加工单元的后置处理算法

5轴混联加工单元因其高刚性、快速响应及灵活调姿等优点,已被视为复杂铝合金结构件高效加工的一种替代方案。后置处理是改善此类装备加工能力的重要环节。以一种新型5轴混联加工单元为研究对象,提出一种可提高其加工件表面质量的后置处理算法。首先,基于B样条曲线构造一种双参数曲线插补算法,进行刀尖和刀轴轨迹的光顺处理,并采用参数同步化保证刀尖点与刀轴点的同步插补。其次,通过推导混联加工单元的速度映射模型,构造驱动轴的速度分配算法以确保刀尖进给速度的稳定性;接着,运用混联加工单元的位置逆解与速度分配策略,将其末端的进给速度、光顺处理后的刀尖插补点及刀轴插补点转换成驱动轴的位置与速度运动控制点集,实现混联加工单元刀具轨迹的后置处理;最后,基于前期开发的实验样机开展一组S形试件的切削实验,验证所提后置处理算法的有效性。     

Degradation-oriented real-time power control of fuel cell hybrid vehicles under uncertain driving conditions

This work provides a real-time power allocation algorithm to address uncertain actual driving situations for fuel cell hybrid vehicles. To predict the vehicle speed under nondeterministic driving conditions, a fusion prediction model is developed based on the advantages of the Markov chain and neural network. The optimal power splitting decision in each receding horizon is then solved using the Pontryagin's minimum principle (PMP) method, considering fuel consumption, State of Charge (SOC), and performance degradation. A degradation model of electrochemical active surface area (ECSA) based on Pt catalyst dissolution was developed. Then the effect of the energy management algorithm on fuel cell degradation was evaluated using the degradation model. Compared with the two conventional real-time power splitting strategies, the approach suggested in this research can better reduce the fuel consumption and maintain the stability of battery SOC with a lower fluctuation while taking into account the degradation of the fuel cell.     

基于博弈论组合赋权的硫化矿山炸药自爆危险性GRA-TOPSIS评价模型

在构建硫化矿山炸药自爆危险性评价体系的基础上, 运用博弈论(GT)协同层次分析法(AHP)所得主观权重和熵值法所得客观权重来获得综合权重, 以提高指标权重的精确性; 将灰色关联分析法(GRA)与逼近于理想解的排序法(TOPSIS)相结合应用于硫化矿山炸药自爆危险性评价。以国内典型硫化矿山为例, 运用GRA-TOPSIS评价模型对炸药自爆危险性展开评价, 所得评价结果与矿山实际情况相符。对比了GRA-TOPSIS评价模型与单独使用TOPSIS、GRA模型以及其他模型的评价结果, 证明了GRA-TOPSIS模型的准确性与优越性。     

MILD条件下氢-天然气混合燃烧特性及排放物分析

针对目前天然气掺氢后燃烧效率及氮氧化物排放研究较少的问题,应用组分输运模型、涡耗散概念燃烧模型和Do辐射模型,结合GRI-22化学反应机理,建立柔和燃烧模拟模型,通过与实验结果对比验证了模型的可靠性,进一步应用该模型分析不同掺氢比例对燃烧特性的影响。结果表明,随着掺氢比例增加,燃料与氧化剂的混合程度逐渐提高,混合气体的径向分量不断减小;由于反应速率和放热速率提高,燃烧器内部的温度升高,热力型氮氧化物含量增高,主要集中于燃烧器后端;燃料进口速度增大会导致燃烧器内燃烧不完全、出口处温度降低,氧气浓度升高,氮氧化物含量降低。研究发现,天然气中掺入氢气更有利于达到柔和燃烧条件。     

柔性基、柔性关节空间机械臂的运动混合控制

为解决具有不确定性柔性基、柔性关节空间机械臂的控制问题,提出一种自适应鲁棒终端滑模控制与自适应最优控制相结合的混合控制方案。首先,利用奇异摄动法将系统降阶为慢变子系统及快变子系统;其次,针对慢变系统设计一种由等效控制、鲁棒控制及自适应调节算法组成的轨迹跟踪自适应鲁棒终端滑模控制方案;之后,针对快变系统设计一类基于自适应状态观测的振动最优控制策略。仿真结果表明所提方案在系统刚性、柔性运动控制上的有效性。     

低输入电流纹波大升压比差动Boost型逆变器研究

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。在传统波形控制基础上,通过输入电流反馈在输出滤波电容上叠加低频偶次电压,进一步减小输入电流中相应偶次谐波分量,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向输入源传递;采用前馈与比例积分控制策略提高输出电压质量和输入电流质量。不同负载下的实验结果验证了此变换器的可行性。     

Remote Sensing Inversion Method of Soil Iron Content in the Loess Plateau

The information of soil composition and its spatial distribution could be obtained quickly and efficiently by using spectral technology.In order to accurately estimate the content and distribution characteristics of soil Fe elements in the loess plateau,the typical loess in the eastern part of Yulin was collected in the field.Laboratory physical and chemical analysis,spectral determination and pretreatment,analysis of the correlation between soil iron content and reflection spectrum,screening sensitive bands,using partial least squares modeling to determine the best estimation model.The spectral reflectivity and the selected sensitive bands are mainly distributed at 500 nm,870 nm,1 700 nm and 2 200 nm.The original reflectivity(Ref) modeling results are relatively stable and the prediction effect is the best.The prediction set correlation coefficient R² is up to 0.73 and the Root Mean Square Error(RMSEP) is the smallest.After derivative transform(FDR and SDR) and continuum removal of CR transform,the prediction set R² is 0.61 and 0.64,respectively.The optimal estimation model of soil Fe content(Ref) was applied to the Sentinel-2 multi-spectral remote sensing image to obtain the remote sensing inversion map of soil Fe content by band interpolation.It was found that the distribution characteristics of soil Fe content in the studied area were closely related to the strata.The results of this study can provide support for remote sensing analysis of soil Fe element content and realize rapid spectral mapping of soil iron in the Loess Plateau.     

热障涂层陶瓷层/TGO界面开裂行为的有限元模拟

目的更好地理解热障涂层在热循环条件下的失效行为。方法采用有限元方法引入了内聚力模型,研究热障涂层在多次热循环条件下的界面开裂行为,并且考虑了陶瓷层厚度和粘结层厚度对界面开裂行为的影响。结果涂层最先在陶瓷层/TGO层界面的波峰与波谷之间开裂,此外在界面波谷处也存在开裂现象。当陶瓷层厚度在300~500μm范围内,界面裂纹的平均长度随陶瓷层增厚而增长,裂纹密度也随之增加。粘结层厚度为50μm时,界面裂纹的平均长度为15μm;当厚度增加到100μm时,界面裂纹平均长度减少到10μm;而厚度为150μm时,界面裂纹平均长度又提高至12μm。当粘结层与陶瓷层厚度比在0.2~0.4的范围内时,陶瓷层/TGO层界面上的最大拉应力最小。结论陶瓷层厚度和粘结层厚度对热障涂层界面开裂行为的影响极大,小厚度陶瓷层以及当粘结层与陶瓷层厚度比在0.2~0.4的范围内时,热障涂层具有更好的抗界面开裂能力。粘结层厚度不宜过大,超过一定厚度时反而会降低涂层的抗界面开裂能力。计算结果与文献报道的结果相近,证明了模拟结果的准确性。     

真空法动态制冰的非等温结晶动力学

以氯化钠水溶液为制冰溶液,采用真空法制备得到冰浆。从理论上论证非等温结晶动力学模型Jeziorny法和Mo法用于描述冰浆结晶行为的可行性。通过实验测定不同结晶时间下的冰浆含冰率,并建立了冰浆生成过程的非等温动力学方程。研究结果表明：Jeziorny法和Mo法可很好地描述冰浆的非等温结晶过程;Jeziorny模型指数n的值在0.473~0.525间,表明不同实验条件下的结晶机理基本一致,冰晶呈片状增厚生长;Jeziorny模型中的结晶动力学参数K_c、t_0.25和Mo模型中的冷却速率函数F（T）的变化规律均表明高冷却速率可促进冰浆的形成,同时氯化钠的添加会在一定程度上抑制冰晶生长。     

平行双孔隧道开挖变形三维数值分析

基于Gibson土建立平行双孔隧道的三维实体结构计算模型,考虑衬砌与周围土体的共同作用,并在盾构开挖面处施加表面力以模拟切削刀盘的推进力效应,分析平行双孔隧道同步开挖及不同滞后距离异步开挖时隧道相互作用所引起的周边土体变形及收敛形式。研究表明,平行双孔隧道异步开挖时,滞后距离对超前开挖隧道周围的竖直沉降影响微小,而对后挖隧道断面竖直沉降以及左右隧道水平位移的影响较大;随两隧道间距的增加,开挖时相互的影响会随之减小。