应用RB无迹卡尔曼滤波组合导航提高GPS重获信号后的导航精度

针对微机电-船舶惯性导航/全球定位(MEMS-SINS/GPS)组合导航系统在GPS信号中断时造成的强非线性误差及重获信号后精度变差的问题,设计了基于Rao-Blackwellised无迹卡尔曼滤波(RB-UKF)的组合导航算法。首先,基于捷联平台欧拉失准角定义了姿态误差,建立了捷联惯导系统的非线性误差传播方程。然后,针对组合导航的状态方程为非线性而量测方程呈线性的特点,设计了RB-UKF算法,在保证精度的同时降低了计算量。最后,设计了滤波算法总体结构,分别给出了GPS信号正常时和中断时组合导航滤波计算的流程。将提出的算法用于跑车实验,结果表明:在GPS失锁20s和40s再重获信号之后,使用RB-UKF算法的组合导航系统位置精度分别优于6m和7.5m,比扩展卡尔曼滤波(EKF)算法精度提高了1.5倍以上,误差收敛速度提高了1.88~16.5倍,计算量比UKF量测更新的计算量减小了41.7%。实验显示该方法显著提升了组合导航系统GPS信号中断再恢复后的滤波精度,且易于工程实现。     

基于Pro/E行为建模的型材结构优化设计

介绍了基于Pro/E的行为建模技术的基本含义及其功能。针对目前的行为建模技术应用大多局限于产品尺寸优化设计的现状,阐述了行为建模技术在型材结构优化设计中的应用。证实行为建模技术可以实现产品性能及成本的最优化设计。     

基于编码压缩的钢板电磁超声 Lamb 波检测方法研究

针对大型金属板材构件导波检测中EMAT分辨率低、SNR差,难以用于小裂纹检测等难题,建立了基于Barker码脉冲压缩技术的Lamb波EMAT检测过程多物理场有限元模型,以含预制裂纹的5.6 mm厚钢板为检测对象,仿真和实验相结合,研究了永磁体宽度和高度、曲折线圈匝数、Barker码序列长度和码元长度等参数对EMAT检测回波的影响,验证了脉冲压缩技术在Lamb波EMAT检测中的有益效果。结果表明,基于脉冲压缩技术的EMAT经优化后,SNR比传统tone-burst激励方式高出了9.69 dB,可检出10 mm长和0.5 mm深的小裂纹,缺陷波SNR为23.47 dB。当Barker码码元中心频率为1 MHz时,脉冲压缩后的Lamb波包发生模态分离,但A₀模态的缺陷波SNR仍可达35.23 dB,这对提升Lamb波EMAT检测能力具有重要的工程应用价值。     

压电陶瓷执行器迟滞非线性补偿与最优控制

为提高空间望远镜精密稳像系统中压电驱动快摆镜(FSM)的摆动精度,对压电陶瓷执行器迟滞非线性补偿和控制技术进行研究。针对压电迟滞的非对称性以及Duhem模型求逆过程复杂的问题,对Duhem模型中的微分方程进行变换,直接建立Duhem非对称逆迟滞模型作为迟滞前馈补偿器,并利用免疫差分进化算法辨识模型参数。在Duhem逆模型补偿压电静态迟滞非线性的基础上,引入基于优化参考跟踪的线性二次型高斯(LQG-ORT)控制方法进一步提高压电执行器的动态定位精度,采用动态迟滞率相关自回归各态历经模型(ARX)建立状态空间方程,用于卡尔曼滤波器预测状态变量和控制器计算状态变量的最优控制系数矩阵。实验结果表明：直接建立的Duhem非对称逆迟滞模型能有效描述压电执行器非对称逆迟滞曲线,拟合均方根误差为0.635 9 V(0.5 Hz),相对误差为0.79%(0.5 Hz);实时跟踪幅值为24μm,频率范围1～80 Hz的目标位移信号,LQG-ORT算法的跟踪误差为0.065 5μm,相对误差为0.27%。     

Iterative step‐by‐step procedure for optimal placement and design of viscoelastic dampers to improve damping ratio

In this study, an iterative step‐by‐step procedure is proposed for optimal placement and design of viscoelastic dampers in order to achieve a target damping ratio based on simple equations and quick estimation. Through the procedure, the dampers are placed one by one in stories with maximum interstory drift at each sequence. Effect of lateral stiffness of added dampers and consequent changes in frequency of the structure as well as changes in damping characteristic of the structure after adding each damper are also considered at each sequence. In order to achieve an economical design, dampers are designed according to the lateral stiffness at each story of the main structure instead of using identical dampers in all stories. During the whole procedure, a time‐history analysis is performed at each sequence. Two numerical examples, including an 8‐story and a 15‐story building, are presented. The results indicate that optimal arrangement of dampers has a considerable influence on reduction of roof displacement up to 25% compared to uniformly distributed arrangement of dampers. In addition, with optimal arrangement, the number of dampers needed to achieve a specific interstory drift is significantly reduced, and the structural damping ratio is improved to a target value, reflecting global optimality of the proposed method.     

DEA方法在煤炭资源最适耗竭评价中的应用

提出了数据包络分析（DEA）方法在煤炭资源最适耗竭评价中的应用,建立包括8个因素的煤炭资源最适耗竭评价指标,对我国1999～2008年的煤炭资源耗竭状况进行了计算和评价,通过实证分析为决策者提供一些有价值的参考信息。     

智慧型电力应急预案模式在故障线路快速定位方法中的应用研究

现有电力应急预案在响应突发事故导致的输电线路故障情况时,体现出准确性和时效性的明显不足问题,归其根本是因为在响应初期无法做到准确及时地定位出故障线路位置,从而使得应急响应存在滞后性。而智慧型电力应急预案以事故的推理机制为基础,在考虑系统的状态运行条件下,实现无脚本的动态应急响应。在智慧型应急预案下,动态应急响应的关键在于准确及时地定位出发生故障的输电线路位置。通过将电力网络的APTS简化模型和改进遗传算法相结合,构建出一种在智慧应急预案下的故障线路快速定位方法。该方法具有定位速度快和定位精度高的优点,具有很强的实用性。最后,以广州市某小型配电网为例验证了其合理性和可行性。     

区间二型模糊免疫PID在环己烷无催化氧化温度控制系统中的应用

环己烷无催化氧化过程具有非线性、多变量耦合、大时滞等特点,使用常规比例积分微分(PID)控制方案无法达到理想的控制性能。提出了一种区间二型模糊免疫PID控制器,其本质上是一种基于免疫PID的非线性控制器,利用区间二型模糊逻辑系统来逼近免疫反馈律中的非线性函数,以提升控制器处理和逼近复杂不确定非线性系统的能力。将所提出的控制器应用于环己烷无催化氧化温度控制系统,仿真结果表明该方法是有效的。     

铁碳微电解处理印染废水的效能及机理研究

针对印染废水色度高、成分复杂、难降解等问题,利用铁碳微电解工艺处理该废水,提高其可生化性和处理效率。考察初始pH、铁投加量、铁/碳质量比及反应时间对工艺的影响,通过扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱、X射线能谱（EDS）及X射线衍射（XRD）分析反应前后铁碳结构的变化,采用Zeta电位和紫外可见光谱等对比废水处理前后有机物成分的变化,探究印染废水的降解机理。结果表明：在初始pH为4、铁投加量为80 g/L、铁/碳质量比为0.8及反应时间为90 min时,COD、浊度、色度、氨氮和TOC去除率分别为75.48%、87.88%、75.34%、92.01%和81.09%。反应前铁碳反应器的成分以Fe、C为主,活性炭的孔隙结构发达,反应后铁碳表面附着Al、K等其他金属物质和铁的氢氧化物絮体。铁碳微电解工艺可降解酯、醇类有机物为小分子物质,提高废水可生化性。     

对硝基苯胺反应釜优化控制系统的研制

对硝基苯胺反应釜优化控制系统是以调优工作为基础,KMM可编程调节器为核心的计算机优化控制系统。该系统采用选择控制和采样调节,并有显示、记录、报警、手/自动切换等多种功能,具有功能齐全,抗干扰能力强,操作方便,稳定可靠等特点。