生物诱导的机器入行走控制研究进展

相对于轮式移动机器人,足式机器人本体容易跨越障碍,通过崎岖不平的地面,具有更强的运动灵活性和环境适应性.但由于多冗余自由度、重心变化等问题使得足式机器人行走控制非常复杂.目前,行走控制方法主要基于编程作业机制,即预先计算轨迹、步态等,这一方法不仅本身非常复杂,缺乏一般性,而且无法解决环境适应性问题,使得足式机器人本体特性不能得到充分的发挥.改变传统的思维模式,研究和抽象生物的行走机理并加以模仿可能是突破机器人行走控制瓶颈的有效途径,已引起科学家的广泛关注.基于中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)的生物诱导行走控制方法是这一思路的典型代表,已经得到广泛关注并在机器人行走控制中取得了初步实验结果.文中回顾了CPG的生物学机理,介绍了其生物学存在依据、结构特性;从控制工程的角度,介绍了CPG的工程模拟、特性分析、以及目前在机器人行走控制中的研究进展;结合现有研究指出了该方法面临的困难、存在的问题及未来研究方向.     

Combustion and energy balance of aluminum holding furnace with bottom porous brick purging system

For acquiring the details in aluminum holding furnace with bottom porous brick purging system, efforts were performed to try to find out the potential optimal operation schemes. By adopting transient analysis scheme and constant boundary temperature, combustion in the furnace was investigated numerically using computational fluid dynamics (CFD). The predicted gas temperature shows good agreement with the measured results, and the predicted energy distribution of the furnace is consistent with that obtained from energy balance experiment, which confirms the reliability of the numerical solution. The results show that as the fuel-air mixture temperature rises up from 300 K to 500 K, the energy utilization of the furnace could increase from 34.55% to 37.14%. However, as the excess air coefficient increases from 1.0 to 1.4, energy utilization drops from 34.55% to 29.56%. Increasing the combustion temperature is the most effective way to improve the energy efficiency of the furnace. High reactant temperature and medium excess air coefficient are recommended for high operation performance, and keeping the furnace jamb sealed well for avoiding leakage has to be emphasized.     

盾构隧道密封垫长期防水性能预测的试验研究

为了建立盾构隧道弹性密封垫橡胶的老化系数模型,开展热氧加速老化试验. 该模型采用伸长率与应力的比值作为性能劣化指标,可以预测橡胶在不同温度和时间状态下的性能,对密封垫的长期服役状态进行预测. 通过一系列水密性试验,研究密封垫防水能力受服役时间和张开量的影响规律. 研究结果表明,橡胶的拉伸强度在老化前期受拉断伸长率变化的影响迅速下降,后期主导因素转变为拉伸模量;老化系数随着时间的增加而持续下降,但下降速度逐渐减小,最终服役百年后的老化系数为0.364;密封垫耐水压折减系数随着张开量的减小而降低,总体上小于老化系数. 基于试验结果,建立以服役时间和张开量为自变量的耐水压折减系数的预测公式.     

一种新型综合注浆加固试验系统的研制及应用

针对现有注浆加固试验装置难以平衡高压注浆所需密封效果和多功能试验所需空间结构的缺点,研制了一套新型多功能综合注浆加固试验系统.该试验系统的优点为:(1)尺寸适中、结构合理,既具有布设监测元件的试验空间又具有良好的密封效果;(2)适用范围广,可针对不同岩土体介质开展多类注浆加固试验;(3)具备多元物理信息并行采集功能;(4)可同时满足加固体宏观物理力学性质测试及浆-岩界面微观耦合机制的研究需求.该系统成功应用于断层角砾介质注浆加固室内模拟试验,分别从应力响应-传递特征、加固体强度增长规律及加固模式等方面探究了断层角砾介质的注浆加固机理,提出了角砾介质强度增长的经验公式,揭示了加固过程中注浆压力的传递分配机制.      

Numerical simulation of aluminum holding furnace with fluid-solid coupled heat transfer

To predict three-dimensional temperature distribution of molten aluminum and its influencing factors inside an industrial aluminum holding furnace, a fluid-solid coupled method was presented. The fluid-solid coupled mathematics models of aluminum holding furnace in the premixed combustion processing were established based on mass conservation, moment conservation, momentum conservation, energy conservation and chemistry species conservation. Computational results agree well with the test data of the typical condition. The maximum combustion temperature is 1 850 K. The average temperature of the molten aluminum is 1 158 K, and the maximum temperature difference is about 240 K. The average temperature increases 0.3 °C while the temperature of combustion air increases 1 °C. The optimal excess air ratio is 1.25–1.30.     

基于控制流的软件设计与实现一致性分析方法

针对目前软件设计与实现一致性检测方法需要大量模板集,难以一般化的问题,提出一种基于控制流的软件设计与实现一致性分析方法。首先,将设计文档伪代码和程序源代码转换为具有相同特征的中间表示,从中间表示中分别提取设计特征和实现特征,特征包括能反映系统结构的函数调用关系和能反映函数内部结构的控制流信息;然后,根据设计特征和实现特征分别建立设计特征模型和实现特征模型;最后,通过计算特征相似度来度量特征模型的相似度,进而获取一致性检测结果。实验结果表明,所提方法在软件实现的函数调用关系与设计不一致时,能够正确检测不一致函数调用关系;而在软件实现的函数调用关系与设计一致时,能够正确检测函数内部结构的不一致情况,准确度达到了92.85%。该方法可以有效获取一致性检测结果,不需要模板集,具有更优越的一般性。     

项目管理办公室(PMO)在研发制造企业的运用研究

本文主要通过对当前项目管理办公室(PMO)的发展趋势,结合项目管理理论知识,通过理论和企业实例,研究实施PMO理念在研发制造行业的可行性,为制造企业如何选择和运用PMO管理方法提供必要依据。     

基于神经网络的HVDC系统故障诊断

HVDC(高压直流输电)系统对运行时的稳定性要求比较严格,出现故障时要求能及时分辨故障类型并快速恢复。鉴于神经网络具有很强的非线性分类能力,该文研究了多种不同结构的神经网络在HVDC系统故障诊断中的应用,并对其诊断性能进行了分析。仿真结果表明,神经网络能够很好的完成HVDC系统的故障诊断。     

预焙阳极铝电解槽阳极电阻变化研究

铝电解槽的阳极压降约占槽电压的10％，因此掌握阳极电阻、压降的变化规律能为节能降耗提供必要依据。利用ANSYS有限元软件建立了模型，分析了阳极电阻随着天数增加的变化规律。与现场测试对比，认为随着阳极消耗，电阻、压降都随之下降。临换极和新极相比，电阻约下降一半．在电流相等的条件下，阳极压降下降一半。     

氢气扩散阳极电解铝技术研究进展

高能耗、高污染是Hall-Heroult铝电解槽无法克服的先天不足.氢气扩散阳极(HDA)电解铝方法无论在能耗还是在排放上,比Hall-Heroult铝电解槽或者是其它技术有明显的优势.它已经在冶金、燃料电池等领域得到广泛的应用并且取得了较好的节能与环保效果.氢气扩散阳极在电解铝领域应用的难点在于,探寻合适的气体-电极-电解质系统和有效控制HF排放.基于吉布斯自由能的化学反应动力学仿真分析为解决这些问题提供了便利.研究表明,Ni合金可能可以胜任电极材料的要求;而合理设计阳极结构,迅速转移主反应中生成的水蒸汽,可以较好地解决HF排放问题.