一种自动化微量液体加样模块的设计

微量液体加样在工业、实验室和医疗等领域有广泛的需求,设计一种自动化微量液体加样模块,通过对微量注射针传动结构地改进以及加样指标变差地原因分析设计了微量注射泵模块,采用微压力传感器和放大电路实现液面准确探测,使用P WM脉宽调制精准控制丝杆步进电机实现高精度微量液体加样.首先对自动化加样模块的机械结构进行建模设计,同时对微量注射针、丝杆步进电机、芯片等关键器件对比选型,根据微量注射针和电机参数分析计算驱动脉冲个数,设计了合理可靠的硬件电路、通信协议和软件.随后加工研制样机,最后对样机实物进行调试和测试,实现了自动化微量液体加样功能,关键指标达到了国标要求.     

面向酿酒自动化的蒸汽智能探测上料设备设计

针对当前白酒酿造传统制造企业产线升级改造的实际需求,解决其工艺生产过程中自动化上料技术落后、上料不均匀等系列问题,设计开发了一套蒸汽智能探测上料设备。在分析了蒸汽探测上料原理的基础上,从创新的机械系统机构设计、电气控制系统以及配套软件开发3个方面系统阐述了该设备的设计实现思路。设备能够实现酿酒自动化上料过程中蒸汽冒汽点的快速准确探知、上料器的同步跟随均匀上料以及探测数据实时显示与存储等功能,对实现白酒酿造企业传统产线改造升级,改变落后的人工上料方式以及提高上料的质量和智能化水平具有重要意义。     

多无人机协同探测快速目标的控制方法设计

针对无人机(unmannd aerial vehicle, UAV)对快速运动目标的协同探测问题, 设计了一种多UAV协同探测控制算法。首先假设每架UAV都携带相同的探测载荷, 根据载荷特性设计了针对快速运动目标的UAV协同探测队形。然后引入固定时间控制一致性协议到UAV载荷角度控制中, 控制载荷持续照射目标; 引入有限时间一致性协议到UAV编队控制中, 用以形成协同探测队形, 并通过二跳网络加快队形的收敛。通过将UAV队形控制与UAV载荷的角度控制相结合, 从而实现UAV对快速运动目标探测时间的最大化, 极大的延长了高速运动目标被发现的时间。最终通过理论分析和仿真实验证明了该控制算法的有效性。     

声学黑洞研究进展与应用

声学黑洞结构作为一种新型的弯曲波调控技术,可以有效地降低结构中弯曲波的传播速度,减小边界末端的反射,形成具有高能量密度的区域,因此在减振、降噪、波动调控以及能量回收等方面具有广阔的应用前景.不同于以往复杂的减振降噪复合结构,声学黑洞因其结构与材料单一,在实际应用方面具有一定的优势.时至今日,针对声学黑洞结构已经进行了大量的基础理论研究和实验探索,并取得了一定的阶段性研究成果.本文首先介绍了声学黑洞的起源和基本原理.然后,全面介绍了理论计算和实验研究方法,详细地综述了声学黑洞结构的4个主要功能性分类,即减振、降噪、波动调控和能量回收,并总结了现在研究存在的问题.最后,对声学黑洞的发展前景进行展望,并指出了未来研究的重点和方向.     

基于适应度继承的航空发电机比例-积分-微分参数优化算法

三级无刷交流发电机系统运行过程复杂，很难用明确的数学公式进行表达，其PID参数的优化过程需要用模型的运行结果(而不是简单数学公式计算)来确定，这就导致传统的优化算法因仿真过程时间过长而不可行。针对该问题，提出了一种基于适应度继承的遗传算法。该算法首先将PID参数定义为种群内的个体，将上升时间及调节时间组合定义为优化目标，接着在寻优过程中将种群聚类为P个子类，对子类中精英个体利用航空发电机仿真模型运行结果进行适应度计算，对非精英个体利用日志分析器进行适应度估计，最后利用适应度值来对种群内个体进行下一轮循环的选择、交叉、变异等操作，从而实现了估计值与精确值的结合、提高了利用仿真工具进行PID参数优化的效率。仿真分析表明，在保证寻优质量的前提下，提出的基于适应度继承的遗传算法能显著缩短寻优时间，为航空发电机系统仿真设计提供了有效的研究手段和参考依据。     

基于已实现半协方差的投资组合优化

在传统的风险度量方法中,常见的协方差估计量并未区分资产收益的下侧风险和上侧收益,而一般的下偏矩估计量则存在非对称性和难以加总的缺点.本文引入已实现半协方差矩阵(RSCOV)作为风险度量进行波动率预测和投资组合研究.本文将RSCOV应用于两种常见的风险分散投资策略—风险平价(ERC)策略和全局方差最小(GMV)策略,并将机器学习中的在线加权集成(OWE)算法用于提升已实现波动率预测方法HAR-RV的样本外预测表现.通过研究发现,相比起已有的其他风险衡量方式,仅包含负向波动信息的下半RSCOV能够更好地被用于平衡组内各资产的风险贡献.基于A股市场2011-2018年的高频数据,本文通过实证研究发现,OWE-HARRV在月度预测步长下的效果优于HAR-RV,而下半RSCOV则能够使ERC策略以及GMV策略在保证一定平均收益的同时,降低了组合收益的极端损失.     

海洋放射性现场探测谱仪的机械优化设计

为提高海洋放射性现场探测NaI(Tl)谱仪的探测性能，采用蒙特卡罗仿真和统计计算方法，研究和分析谱仪封装、材料和尺寸等机械设计对探测性能的影响规律。综合考虑伽马射线衰减和密封、耐压及耐腐蚀等要求，开展谱仪的机械优化设计和海上现场检测实验。优化谱仪达到了对40K最小探测活度约0.30 Bq/L，现场测量相对误差为0.45%。该研究对海洋放射性现场探测谱仪的性能优化设计和现场应用具有重要的指导意义。     

超磁致伸缩微位移致动器的理论分析与设计

科学技术的快速发展使得机电设备越来越趋于微型化,为了在体积不足1cm^3的空间里达到精确测量,超磁致伸缩材料成为当下研究的热点。本文以J-A模型和磁-机效应法为依据,建立超磁致伸缩的磁机耦合模型,设计了以圆弧形超磁致伸缩薄片为核心部件的微型位移致动器。利用COMSOL Multiphysics仿真软件分析了当给予线圈电流密度为10^6A/m^2的驱动电流时,不同厚度的超磁致伸缩薄片模型,得到相应的应力张量图和磁致伸缩曲线。文中展示0.35mm厚度的铁镓合金辅以1mm厚度硅基底的致动器模型,并获得了较为理想的0.8μm输出位移量。将仿真与实验结果进行对比,证明了理论模型的准确性以及执行器结构的可行性。该微位移执行器具有体积小、响应快、精度高、便于集成等优点,在振动控制、微定位、机器人等领域有着广阔的应用前景。     

气象探测装备保障体系建设的若干思考

随着科学技术水平的快速发展,我国气象事业的智能化、自动化和多样性特征越发明显,各种现代化的探测仪器及装备在气象部门得到了广泛应用。为确保其可以长期稳定运行,应加强气象探测装备保障体系建设,推动气象事业持续健康发展。基于此,本文结合南通市气象探测装备保障体系建设实际,对其建设目的、现状及存在问题等进行分析,并给出了几点建设对策,仅供相关部门参考借鉴。     

大面积单层二硫化钼薄膜的光探测性能研究

通过化学气相沉积方法成功制备出大面积(厘米级)单层硫化钼(MoS_2)薄膜,并利用光学显微镜、拉曼显微镜、原子力显微镜等技术手段进行了有效的表征.将所制备的薄膜样品通过磁控溅射的方法镀上电极,并对其光探测性能进行了研究.研究结果表明:薄膜的结晶程度(晶粒尺寸)对薄膜光响应速率和光电导具有极大影响;薄膜的光电导对光源的波长具有一定的依赖性;在一些特定的波段,薄膜会呈现负光电导性(NPC).