粉煤灰基聚硅酸铝铁絮凝剂合成工艺优化实验

为了提高粉煤灰基聚硅酸铝铁絮凝剂的产品质量,改进生产工艺,采用响应曲面法对以粉煤灰为主要原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂(PSAF)的工艺参数进行优化试验,研究了二氧化硅浓度、酸灰比、活化时间、活化温度、熟化时间、熟化温度、n(Al+Fe)/n(Si)(铝铁硅比)、n(Al)/n(Fe)(铝铁比)等因素对絮凝剂絮凝效果的影响.结果显示:该法建立的2FI模型回归项极显著(P=0.010 8),复相关系数R2为0.862 5,模型选择合理.二氧化硅浓度为1.5%、酸灰比为1.8、活化时间为60 min、活化温度为40℃、熟化时间为138 min、熟化温度为83℃、n(Al+Fe)/n(Si)为0.86、n(Al)/n(Fe)为13.5时,所得絮凝剂对絮凝效果最好,对腐殖酸模拟废水COD去除率可以达到96%以上.     

三维Minkowski空间中的圆纹曲面

在三维闵可夫斯基(Minkowski)空间中定义了以类时曲线为脊线的圆纹(canal)曲面,并对温加顿(Weingarten)圆纹曲面进行了分类.与三维欧氏空间类似,首先以类时曲线的伏雷内(Frenet)标架为基础,结合圆纹曲面的几何定义,得到了伪正交标架下以类时曲线为脊线的圆纹曲面的参数方程.然后,建立此类圆纹曲面的基本理论,包括第一、第二基本量,高斯曲率和平均曲率等.在此基础上,得到了高斯曲率和平均曲率之间的关系,并对Weingarten圆纹曲面进行了详细的讨论.得到了三维Minkowski空间中以类时曲线为脊线的Weingarten圆纹曲面是管道曲面或者旋转曲面的结论.     

大小叶盘-硬涂层阻尼结构的解析建模和振动分析

对叶片涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层,研究具有硬涂层的大小叶盘的动力学模型和振动特性,主要研究硬涂层对大小叶盘的阻尼减振性能的影响.首先,利用复模量理论和Oberst梁理论,建立了涂层大小叶盘结构的解析模型;然后,基于Gram-Schmidt法和Rayleigh-Ritz法,求解涂层大小叶盘结构的模态特性和受迫响应.结果表明:硬涂层阻尼对大小叶盘固有频率的影响很小,但能使模态损耗因子提高4倍,说明硬涂层可以有效提高大小叶盘的阻尼性能;此外,涂敷硬涂层可以有效抑制其受迫响应.     

基于机器学习的钻孔数据隐式三维地质建模方法

针对基于钻孔数据的传统显式三维地质建模方法存在过程繁琐、模型质量难以保证等缺点,本文提出了一种基于机器学习的隐式三维地质建模方法,将地层三维建模问题转换为地下空间栅格单元的属性分类问题.分别基于支持向量机、BP神经网络等分类算法,实现了钻孔数据的自动三维地质建模.实际建模结果表明,对于有限、稀疏的钻孔数据,支持向量机方法建模准确率较高,建模效率、效果优于显式建模方法.最后通过敏感性分析研究了超参数对建模结果准确率、模型形态的影响,为可控的自动三维地质建模提供了一种新的解决思路.     

数控机床伺服系统参数自整定的研究

通过分析数控机床伺服系统的控制原理,确定伺服系统的控制原理,分析各环的控制参数,整定出伺服系统的控制结构图。采用传统的PID控制器自整定方法,已不能满足伺服系统的要求。提出利用单纯形法来自整定伺服系统PID控制器,并且提供了详细的整定过程。在MATLAB的simulink里面进行建模仿真,与Z-N法进行仿真比较,单纯形法整定伺服系统PID控制器参数,系统运行的响应速度更快。     

数字孪生的模型、问题与进展研究

近年来,关于数字孪生的研究方兴未艾。数字孪生作为一个新的范式或者方法体现出了巨大的潜力,但是,这一概念的内涵和范围尚不确定,尤其是对数字孪生模型概念的界定很不清晰。根据模式类别可以将其分为通用模型和专用模型,其中专用模型仍是当前的研究热点,研究内容主要体现为对具体项目使用数字孪生方法进行建模,也包括对专用模型进行开发。这些具体项目除了传统制造业所涉及的零件测量和质量控制,增材制造,设计和工作过程,以及系统管理外,还包括在生物医药、石油工程领域的应用等。开发专用模型的工具和技术呈现多元化,有通用工业软件、专用工业软件、仿真平台和自研二次开发工具等等。数字孪生通用模型的研究对象不针对某一具体项目,而是研究如何将模型受控元素表示为一组通用的对象以及这些对象之间的关系,从而在不同的环境之间为受控元素的管理和通信提供一种一致的方法。数字孪生通用模型的研究主要分为概念研究和通用模型的实现方法,两者的研究热度相当。其中概念研究从宏观角度的产品生命周期管理,到描述系统行为,如一般系统行为和系统重新配置,再到具体工作流,如设计方法、产品构型管理、制造系统、制造过程等,研究内容较为发散,尚没有出现特别突出的热点。关于数字孪生通用模型实现方面,主要研究了建模语言的构建、模型开发方法的探索、具体工具的使用、元模型理念的植入和模型算法的探索。数字孪生模型是数字孪生研究的核心领域之一,其未来的研究重点是如何将不断涌现的各不相同的数字孪生体的外部特征和内在属性归纳为可集成、可交互、可扩展的模型,便于更高效地实现信息在物理世界和数字世界之间流动,从而实现数字孪生的普遍应用,继而支持CPS(网络物理空间)和CPPS(网络物理生产系统)的建设。因此,数字孪生模型研究下一步需要解决的问题是如何对接标准参考架构,如德国提出的工业4.0参考架构模型RAMI4.0和中国的智能制造系统架构IMSA等;关于数字孪生模型需要建立统一的描述方法并确立一致的结论,以规范各自独立发展建立起来的模型,从而改善模型的互操作性和可扩展性,否则,随着系统规模的扩大模型效能会显著下降;中国数字孪生模型的研究急需国产专业工业软件和建模软件的支持,以便中国学者深入开展更加符合国情的深入研究。     

复杂空间光学载荷电接口性能仿真建模及测试方法

测试复杂空间光学载荷电接口时,若直接采用实际成像单元与空间光学载荷主机联网测试,可能会因电接口不匹配、通信协议错误等导致电接口联试失败,甚至设备损坏.为此,提出一种成像单元的通用仿真建模方法,对成像单元的电接口、数据解析通信、功率模拟和图像数传进行仿真和模拟,测试空间光学载荷主体电接口性能.该方法能够高效、安全地模拟空间光学载荷主体联网测试时的电接口状态,测试其电接口性能和通信链路,通过数据监显软件解析判读、记录测试数据,构成完整的测试闭环,有效保障空间光学载荷电接口正式测试时的安全性.通过PXI机箱在RT系统环境下建立仿真模型,以及对某空间光学载荷进行的电接口联试试验表明,该建模仿真方法有效可行.     

大型民用客机燃油系统的设计计算与仿真

大型民用客机燃油系统在保障飞机安全飞行方面扮演着极其重要的角色,因此有必要针对大型民用客机的燃油系统进行设计和计算研究,并建立相应的Simulink仿真模型.首先对大型民用客机燃油系统进行结构分析,其次基于管道流体知识提出了建模方法,接着进行了仿真与验证.     

一个变形耦合电机模型的不变代数曲面

考虑两种损耗特性的耦合电机模型,可由一个三维非线性自治方程组表示,该模型最近由郝建红等提出,其展示了非常复杂的动力学行为.从动力系统的可积性角度研究了该系统的可积性,用解线性偏微分方程的特征曲线法,求出了系统具有不变代数曲面的所有参数条件.