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.     

DYJ900高铁运架一体机运行仿真系统和试验验证

为了实现高铁架桥施工特种装备施工过程中的实时监控以及智能运维,以DYJ900高铁运架一体机为研究对象,采用LabVIEW与VRML(虚拟现实模型语言)文件联合仿真方法,开发了DYJ900运架一体机在运行工程中的运动虚拟仿真系统,实现了DYJ900运架一体机实体(物理空间)和系统(虚拟空间)之间的数据和信息交换等功能.另外,针对所开发系统的核心功能,比如提梁过程中的提升操作仿真,进行了试验设计和试验平台搭建,进而对开发的运行仿真系统功能进行了验证.此研究对高铁施工重型装备的智能化运行、监控、管理和维护等有积极意义.     

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.     

海上深层水泥搅拌法关键施工技术与试验研究

基于海上深层水泥搅拌法工程实践,对海上DCM工法整体流程与施工装备进行总结。结合海上DCM现场施工工艺流程,对"W"施工工艺曲线成型原因、施工着底判断标准及喷水喷浆控制、桩顶与桩底土层加固处理等关键施工技术进行分析。根据每米切割搅拌次数(BRN)计算式,分析关键施工控制指标BRN关联参数,提出3种潜在可行的提高BRN值的方法,并探讨贯入与提升过程均喷浆的施工工艺的优点及可行性。以香港冲积层黏土为研究对象,通过室内配合比试验,研究总含水率对水泥土强度的影响。试验结果表明:总含水率在土样液限附近时水泥土强度最大。     

海上油田残留聚合物再利用剂研究

海上油田聚驱后大量残留在地层中的聚合物随采出液大量产出,对环境造成了严重的污染。筛选出适用于海上油田残留聚合物的再利用剂驱替体系,再利用剂通过与地层聚合物发生交联反应,封堵高渗透层,控制含水。实验结果表明:驱替液中加入交联剂后,体系的粘度均能保持在5000mPa·s以上,当聚合物浓度大于800mg·L~(-1)时,交联剂对地层和聚合物的固定效果显著,在聚合物水驱的基础上加入0.2PV的交联剂后采收率提高了12.46个百分点。     

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。