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。     

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.     

管桁架焊缝质量检测机器人结构与越障稳定性研究

管桁架焊缝质量检测机器人是一种在高空管桁架上采集焊缝信息,并对焊缝质量进行适时检测的机器人,它的越障稳定性是其安全可靠工作的关键.设计了一款能在管桁架上行走、越障,且适应管径变化的机器人系统;分别对沿竖直钢管爬升、周向旋转和越障状态下的驱动轮进行受力分析,初选了关键动作驱动电机参数;利用ADAMS平台进行翻转机构的运动学仿真,发现翻转角速度可影响机器人的工作效率和稳定性,以工作损失效能最小为目标优化翻转角速度,通过数据拟合和多次迭代求得最优翻转角速度;开展了样机稳定性试验,以测量不同翻转角速度下机器人的滑移量.分析和试验结果表明:翻转角速度为0.445 rad/s时,工作损失效能最小,且越障稳定性好;翻转角速度达0.785 rad/s时,出现滑落现象;样机稳定性试验与运动学仿真结果一致.     

海洋生物副产品中胆固醇提取工艺的研究

为解决胆固醇提取原料的来源限制,开发新工艺,采用钙盐络合胆固醇,先皂化预处理,成钙盐、渗滤、浓缩、溶解结晶和重结晶,得到高含量胆固醇。以胆固醇的收得率为参考指标,优化了氢氧化钠的最佳添加量为20%、氯化钙的最佳添加量为25%、丙酮的最佳添加量为钙盐质量的10倍,胆固醇的收得率为15%,所得产品指标达到147℃胆固醇的质量要求。     

碳纤维原丝含油率测试影响因素研究

利用改进的索氏提取回流法测量碳纤维原丝含油率.研究了溶剂回流温度、回流时间、环境湿度对测试结果的影响,结果表明:随着回流温度的提高,2小时内回流清洗效果不断增强,当回流温度大于54℃,次数大于12次,油剂清洗效果基本保持不变.可通过提高回流温度以提高单位时间内的回流次数,优化纤维含油率测试的准确性和测试效率.环境湿度对索氏提取测纤维含油率有显著影响:控制环境湿度在50～52％RH范围内,可将纤维吸潮质量变化控制在纤维质量的0.005％,油剂相对含量的0.2％～0.6％,可将测试稳定差值降低至≤0.05％,测试方法差值<0.1％,满足油剂测试工艺要求.回流时间≥2 h,回流温度≥54℃,测试环境湿度50～52％RH,索氏提取回流法油剂测试误差<0.05％.     

可重构机器人模块间装配误差识别方法研究

基于对可重构机器人配对接口间位姿误差的分析划分,研制模块间装配误差在线测量识别接口,建立配对接口位姿误差与接口几何结构偏差之间的关系模型,进而建立配对接口位姿误差与配对接口内部测距传感器测量值之间的映射关系模型,提出一种基于内部测距传感器位移量的模块间装配误差在线识别、补偿方法.为验证方法的正确性,研制单关节?连杆试验平台.试验结果表明装配误差经在线识别、补偿后,连杆末端的位置误差平均值减少7倍多.