砂卵石地层盾构隧道掌子面稳定性理论分析

盾构隧道穿越砂卵石地层掘进施工时,由于砂卵石的地层特性及施工扰动,隧道掌子面容易失稳而引发事故。为研究砂卵石地层盾构隧道掌子面稳定所需的最小支护力,结合砂卵石地层的掌子面失稳模式,在三维Murayama模型的基础上,将掌子面前方土体的滑动面形式假设为对数螺旋滑移线,结合上部松动区域的破坏机制,引入椭球体放矿理论,对传统的棱柱体筒仓模型进行改进,进一步通过极限平衡法推导出砂卵石地层的掌子面极限支护力求解公式;最后通过离散元数值模拟验证所推公式,两者的误差为3.1%。结果表明所得公式可对砂卵石地层的掌子面极限支护力进行较为精确的求解。研究成果以期为砂卵石地层掌子面极限支护力计算理论提供依据。     

公路隧道排水管防结晶措施室内试验探究

为了探究排水管内的结晶行为和差异，结合现场调研和结晶堵塞理论，采用室内模型试验，探究了6种排水管材质、纳米涂层及硅磷晶阻垢剂在排水管内的结晶规律。结果表明：流量是影响管材改善效果的主要因素，小流量条件下，不同排水管材质、纳米涂层防结晶的效果不明显，结晶量均很大；大流量条件下，各工况结晶量均很低，结晶量从小到大依次为：纳米涂层＜聚四氟乙烯（PTFE）＜聚乙烯（PE）＜聚丙烯（PPR）＜双壁波纹管（HDPE）＜聚氯乙烯（PVC）＜钢管＜硅磷晶，表面能低、接触角大的排水管材质在较大流量条件下具有一定的预防结晶作用；小流量条件下排水管内结晶物以重力沉积居主导，并促进异相成核作用，而大流量条件下的沉积作用与管材的材料特性密切相关，且剥蚀作用占绝对主导。     

一类基于神经网络的观测器及其在二关节机械手中的应用

本文提出一种非传统的神经网络观测器用来估计非线性系统的未知非线性部分。该神经网络是三层网络,采用带修正项的误差反传算法进行训练,以保证跟踪的精度和权值的有界。且在sigmoid 活化函数中增加线性滤波器,以提高系统的抗干扰能力。然后利用Lyapunov直接法保证基于权值误差的非传统观测器的稳定性。最后将该观测器应用到二关节机械臂系统的状态观测中,仿真结果验证了有效性。     

改进的神经网络观测器在非线性系统中的应用

为降低非线性观测器对模型精度的依赖性, 提出一种非传统的神经网络观测器设计方法。该神经网络为三层前馈网络, 采用带修正项的误差反传算法进行训练, 以保证控制的精度和权值有界, 利用神经网络识别系统的非线性部分, 并结合传统的龙伯格观测器重构系统状态; 利用Lyapunov 直接法保证基于权值误差的非观测器的稳定性, 并将该观测器应用于机器人轨迹跟踪控制中。仿真结果表明, 该方法解决了模型不确定系统状态观测问题, 适用于模型精度较低的非线性系统。     

高温高密度时的新物质形态

在高温高密条件下,夸克将解除禁闭形成全新的物质形态——夸克物质.本文从核物质的基本相互作用——量子色动力学(QCD)的基本对称性出发,首先简单介绍研究QCD相变的各种方法,阐述相变发生的物理机制和条件,然后着重讨论实现QCD相变的两种物理系统,即相对论重离子碰撞和致密星体.相对论重离子碰撞是制造高温环境的重要手段,核物质将形成全新的夸克胶子等离子体相(QGP).文中介绍了探测QGP的实验信号和高温环境特有的新奇物理现象.致密天体中的高密区则展现了极其丰富多彩的相结构.理论预示了与颜色和味道等自由度相联系的各类超导、超流态存在的可能性.相信在未来更大范围的束流能量扫描和对致密星体的精确观测中,我们将会对高温高密核物质的物态性质有着更加深入的认识.     

机器人多模型反演滑模控制策略研究

针对机器人工作环境的改变对系统模型产生的影响问题, 提出了一种机器人多模型反演滑模控制策略。对传统多模型控制的PID(Proportion\|Integral\|Differential)型切换指标进行了改进, 形成带权值和遗忘因子的PID型切换指标, 使切换指标更具实时性。不同于采用先前的估计虚拟控制输入作为当前控制输入, 引入滑模面作为虚拟控制输入, 消除了机器人运动模态的导数项, 简化了控制率, 然后利用Lyapunov直接法保证稳定性。仿真结果验证了所设计的控制策略的有效性。