刚性航天器的预定义时间滑模控制

针对刚性航天器在姿态跟踪控制中存在的系统不确定及外界干扰等问题,提出了一种预定义时间滑模控制器(PTSMC).首先,给出了以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了预定义时间滑模面.然后,考虑了航天器系统的不确定性和外界干扰设计了一种非保守上界的PTSMC,并通过边界层技术降低了系统抖动.最后,通过设计Lyapunov函数,证明了所提出的控制器的预定义时间稳定性和系统收敛时间上界的非保守性.仿真结果表明,刚性航天器的姿态跟踪误差精度可达1.5×10-6 rad,角速度跟踪误差精度可达2×10-6 rad/s.与现有的预定义时间控制器相比,所提出的控制器的稳定时间上限是更加非保守的,与传统PD控制和非奇异终端滑模控制相比,所提出的控制器具有更高的跟踪精度和鲁棒性.通过3自由度气浮平台的姿态跟踪实验进一步说明了控制方案的有效性,其中角度跟踪误差小于0.1 rad,位置跟踪误差小于0.2 m.     

白油加氢催化剂停工卸剂过程研究

依据白油加氢装置催化剂卸剂情况研究,介绍了白油加氢催化剂卸剂的风险,提出了主要的应对措施,以停工过程处置、氮气保护、真空抽吸、惰性封存的办法可以减少或消除催化剂停工卸剂过程出现的隐患,防止安全事故发生.     

天然气水合物储层泥质细粉砂挡砂介质堵塞规律与微观挡砂机制

中国南海海域部分天然气水合物储层中地层砂为高泥质含量细粉砂，开采防控砂难度较大。针对高泥质细粉砂挡砂机制问题，使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品，模拟单向气液携砂流动条件，使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm挡砂精度下进行挡砂模拟实验，采用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态，分析介质流通性能和挡砂性能变化，总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。研究结果表明，不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行，挡砂介质渗透率逐渐降低，幅度会高达90%以上；同时过砂速度减缓，最终过砂率为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析，提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下，挡砂介质堵塞渗透率较高，但过砂率超过15%，挡砂效果较差；以整体砂桥挡砂机制为主时，过砂率在10%以下，挡砂性能较好，但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 D，流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制，其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。     

寒区隧道冰害成因分析及冰柱生长发育试验研究

寒区隧道受多重因素影响容易发生渗水结冰现象，为研究该冰害形成原因和冰柱生长发育过程，将保健路隧道作为研究对象，利用现场监测和理论分析得出低温环境和水分入渗是导致冰害问题的主要原因。通过试验模拟冰柱生长发育过程，分析隧道、输电线路、桥梁等其他工程中相似的结冰现象，总结冰柱的生长形态和发育规律。结果表明:冰柱垂直生长速度远大于横向生长速度，后续水流沿着冰面呈规律性向下滴落，促成平均直径上大下小的生长形态；通过建立平衡方程，推算冰柱可能发育的最大长度，发现热通量、供水率是影响冰体尺寸的重要参数。依据上述现场调查和模拟试验所得结论，不仅可为隧道冰柱形成原因做出理论分析，也对类似工程实际具有指导意义，为隧道冰害防治提供新的研究思路。     

压敏电阻在线监控技术研究

针对金属氧化物压敏电阻(MOV)在工作中出现的失效和燃烧事故,给出了几种在线监控MOV的方法,可在MOV失效前发出告警信号,及时处理,从而避免严重事故发生.通过实践证明监控方法有效并且规模应用.监控技术在MOV器件上实现技术和应用突破,供其他类型浪涌保护器件参考,以期带动整体保护器件的失效预防.     

大面积发散太阳模拟器均匀照明方法研究

为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明，研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统工作原理及旁瓣效应产生机理；基于嵌套建模思想，结合多项式拟合方法，得出了氙灯轴上强度分布曲线，并根据氙灯发光能量对称性质，实现了氙灯空间光强分布模拟；结合提出的光学系统设计边界条件与参数，设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明：当工作距离为20000mm，辐照面直径1500mm范围内，辐照均匀度为92.8%，满足了大面积发散太阳模拟器均匀照明的使用需求。     

斜交桥墩布设防撞装置影响通航研究

随着船舶大型化、航道等级提升以及船撞桥墩事故频发，山区河流通航河段早期建设涉水桥墩存在较多的斜交桥墩，即桥墩与水流方向普遍存在夹角，通过安装防撞装置对该类桥墩进行防护是主要的方式之一。为揭示斜交桥墩布设防撞装置引起阻水特性改变对船舶运动的影响，通过数值分析软件ＦＬＵＥＮＴ建立二维数值分析模型，研究高雷诺数下桥墩设防方式、斜交角、桥墩间距对船舶受力及运动的影响。研究结果表明:斜交角与船舶艏摇力矩成正比；布设防撞装置引起船舶船艏力矩增大，船舶通航所需的安全航行间距增大；设防桥墩与船舶间距在0～18ｍ（1倍装置宽度）范围内对通航有显著影响。本研究成果对于山区河流的安全通航问题具有一定的参考价值。     

茶树精油β-环糊精包合物的制备及其贮存稳定性分析

通过单因素试验,考察β-CD与茶树精油的比值、温度、时间、超声时间对茶树精油包合率的影响,采用Box-Behnken试验设计和响应面分析优化饱和水溶液法制备茶树精油微胶囊的包合工艺,并进行包合产品储藏稳定性分析。结果显示最佳的包合条件为:β-环糊精与茶树精油比值11:1(g/g)、温度67 °C、时间60 min,包合率约59.24%;且制备的茶树精油β-CD包合物在常温下保存一个月,茶树精油保留率约67%,这证实β-CD的包合作用对茶树精油有一定的保护作用,且为其应用开发提供理论基础。