基于CAN总线的机械海流计测控模块设计

针对目前机械海流计功耗大、姿态测量精度较低、体积大、维护复杂、流速流向测量数据单一等问题,设计了一种基于控制器局域网络(controller area network,CAN)总线并以STM32F103RCT6芯片为控制核心的低功耗机械海流计测控模块,并给出了测控模块系统的总体结构、硬件接口电路、通信协议、软件设计及主要技术指标。海上试验结果表明,该模块不仅实现了海流流速和流向的信号采集与控制,而且通过CAN总线的可拓展性,可以实现对不同海流层流速流向的测量,拓展了海洋水文测量的范围并提高了其灵活性。     

非线性脉冲微分方程组边值问题正解的存在性

通过构造一个特殊的算子,将脉冲问题转化为连续性问题,然后利用锥拉伸和锥压缩不动点定理,研究Banach空间中一类二阶脉冲微分方程组边值问题,得到多重正解的存在性定理。     

基于实时监测的轴承寿命预测方法

从凯斯西储大学轴承数据中心提取了斯凯孚(SKF)轴承内圈、滚动体和外圈不同故障尺寸的原始振动信号,故障尺寸分别为0.007,0.014和0.021 in（1 in=2.54 cm),对其进行经验模态分解(EMD),发现共有17个本征模函数。进行主成分分析(PCA),发现内圈和外圈故障尺寸与第一主成分和第二主成分的关系可通过主成分拟合公式进行准确拟合,因此,通过实时监测轴承振动信号并进行信号分析,可获得内圈和外圈的故障尺寸,利用Pairs-Erdogan公式和有限元仿真方法对含故障轴承的剩余寿命进行了预测。该研究对预防由含裂纹轴承导致的机械事故具有重要的意义。     

海洋探测机器人蓄电池状态监测系统设计与研究

针对海洋探测机器人锂离子蓄电池的安全性和可控性较差等问题,提出一种基于STM32单片机控制的充放电状态监测系统。对蓄电池状态监测系统的主控模块、单电池电压监测模块和均衡模块的硬件及相关电路进行了设计。系统采用主从式拓扑结构,通过硬件调试和优化,有效地减小了电路板的占空面积,提升了系统的散热性能。测试结果表明,电压、电流和温度等数据显示正确,单电池电压的最大检测偏差为0.96%,最大单电池电压超出电池组平均电压6 mV,均衡效果良好。     

基于改进双向RRT算法的机器人路径规划

针对双向快速搜索随机树（BI-RRT）算法在路径规划中存在目标导向性差、收敛速度慢、路径拐点多的问题,提出了一种改进BI-RRT算法。通过目标导向引导随机树更快朝向目标点生长,提高收敛速度。引入贪婪路径优化策略,有效减少路径拐点,提高了路径规划算法的效率。同时提出了一种圆盘碰撞检测的算法,并在多个场景中用Matlab平台进行了圆盘移动机器人的路径规划仿真实验,实验结果验证了所提出算法的可行性和有效性。     

不同产地桑叶中黄酮类成分含量分析

应用高效液相色谱法检测全国不同地区采购的22批次桑叶中6种黄酮类化合物的含量,并进行精密度、稳定性、重复性和加样回收率试验以及含量试验。结果显示：精密度试验、稳定性试验检测色谱峰面积的相对标准偏差均低于1%,表明检测仪器与操作符合精密度的要求;不同产地桑叶中6种黄酮类成分的含量差异较大,其中,安徽亳州、四川绵阳、广西玉林地区采集的桑叶中黄酮总量较高,其次是河南商丘、浙江桐乡、江苏泰兴、湖北襄阳,而湖南邵阳桑叶的黄酮总量最少,提示不同产地桑叶中黄酮的含量有差异。采用高效液相色谱法测定桑叶中黄酮类成分的含量操作简便、稳定性及重复性较好。     

双层皮带机防雨罩流场和粉尘浓度场分析

上层运煤下层运粉煤灰的双层皮带机比常规单层皮带机高度增加,为了确定双层皮带机防雨罩的最适高度,防止在17 m/s强侧风环境下粉尘泄露污染环境,以气固两相流理论为基础,运用Fluent软件分别在有无强侧风的条件下,对双层皮带机的防雨罩内流场和粉尘浓度场的分布进行数值模拟。计算结果表明,强侧风会强化双层皮带之间形成的流动漩涡,从而可能导致粉煤灰被吹动,当侧风速度为17 m/s时不会导致形成的漩涡强度过大,粉煤灰不会被吹到罩外。有侧风时防雨罩顶部会出现非常高流速（高达55 m/s）的风,在对其进行强度设计时必须考虑由于强风冲击造成的受力。有侧风时防雨罩内粉尘浓度最大位置出现在运煤皮带和煤堆交界处,其次是运粉煤灰皮带和粉煤灰堆交界处,当侧风速度为17 m/s时,防雨罩外部空间的粉尘浓度均小于4×10^-6 kg/m³,满足《煤矿安全规程》的要求。     

基于三角模型的机场拦阻功能评估

机场工程应用中,拦阻系统是飞机滑出跑道时的重要安全保障,评价拦阻系统功能的有效性与可靠性对保证飞机安全尤为必要。以舰载机拦阻索为主要研究对象,将拦阻系统在拦阻飞机过程中的具体功能分为阻碍功能、缓冲功能、导向功能等,分别对以上三项功能建立量化指标,采用函数分析方法确定不同指标量化数值,与权重组合得到相应指标评价值;最后结合三角图论构建模型对拦阻系统进行综合评价,分析拦阻系统功能变化趋势,确定具体评价结果。以某机场拦阻系统为例,收集拦阻过程各项数据进行实例分析。评价结果表明：利用所建立的拦阻功能评价方法,可得到拦阻系统在具体拦阻过程中的各项功能评价数值,其中拦阻系统阻碍功能、非缓冲功能、非导向功能所得值依次为0.83、0.46、0.64,根据结果对拦阻系统有效性和可靠性变化趋势做出判断。研究结果可为拦阻系统功能作用评估提供参考依据。     

基于统计损伤理论的饱和土邓肯-张修正模型

为了描述饱和土变形过程,以某边坡饱和土为研究对象,开展固结排水三轴压缩试验。试验发现饱和土的应力-应变曲线近似为双曲线,由此选择邓肯-张模型作为基础模型,结合统计损伤理论,构建一种新的饱和土邓肯-张修正模型。通过邓肯-张模型自身特性及线性回归的方法,求解模型参数。采用所建模型对饱和土试验数据进行辨识,对比分析试验曲线和理论曲线。结果表明,所建修正模型结构简练,参数较少,能较为准确地辨识饱和土偏应力-应变曲线,具有一定的可行性和合理性。     

基于响应面设计的头孢他啶母液冷冻浓缩工艺优化

以头孢他啶母液为原料,采用悬浮结晶冷冻浓缩技术回收头孢他啶母液中的有效成分。在单因素试验数据基础上,以头孢他啶回收率为评价指标,应用Box-Behnken响应面设计对冷冻温度、冷冻时间以及搅拌速率3个提取条件进行3因素3水平回归分析,优化最佳提取条件。得出头孢他啶最佳回收工艺条件为：冷冻温度－7 ℃,冷冻时间3 h,搅拌速率20 r/min。验证实验结果表明,此条件下头孢他啶回收率达到93.15%。结合生产实际情况优选的悬浮结晶冷冻浓缩工艺稳定,为头孢他啶的后续研究提供了一定的参考。