微纳传动系统的BP神经网络非线性控制

对微纳传动系统的动态特性进行了分析,将微纳定位平台简化成等效弹簧质量阻尼模型,应用拉格朗日方法,建立了定位平台的动力学模型。结合压电陶瓷驱动器(PZT)的电容特性,推导了微纳传动系统的总传递函数。利用BP神经网络的自学习、自适应及非线性逼近功能,对该微纳传动系统的PID参数进行在线自整定。结合PID控制简单、实现容易与鲁棒性强的优点,设计了BP神经网络PID(BPNN-PID)控制器,与传统PID控制相比,实现了更高的控制精度和更短的稳态时间,满足了微纳传动系统高精度与快速响应的要求。     

GWC6066船用齿轮箱振动噪声分析及试验

采用弹簧单元模拟轮齿啮合刚度,杆单元模拟箱体间的联结螺栓,弹簧阻尼单元模拟滑动轴承和滚动轴承,建立由齿轮、传动轴、轴承和箱体等组成的GWC6066船用齿轮箱动态有限元分析模型及声学边界元模型;分析了齿轮箱在内部动态激励下的动态响应,预估了齿轮箱的振动烈度、结构噪声及空气噪声,并对齿轮箱进行实验模态分析及振动噪声测试,与仿真结果对比分析,二者吻合良好。     

尿素深施条件下模拟稻田中氮磷的动态特征及其降污潜力分析

采用室外微区模拟试验,于水稻返青生长期,采用尿素造型深施方式,在3、7和11cm等3个不同施肥深度处理(分别表示为t-3、t-7、t-11)条件下,对田面水和土壤中氮、磷、以及悬浮物(SS)等主要污染物的动态特征及其降污潜力进行了研究。结果表明,尿素深施后5～7d内,田面水中氮素呈总体下降趋势,于第7d后达较低的浓度水平;硝氮(NO3--N)各处理间浓度差异较小,但整体上要高于铵氮(NH4+-N),就污染源而言,田面水NO3--N负荷不容忽视。田面水氮素浓度与尿素深施处理没有相关性。与对照处理撒施(表示为t-c)相比,深施处理的田面水中氮素浓度可分别降低NO3--N 29%～47%、NH4+-N 64%～89%、总氮(TN)79%～97%。t-3和t-7的田面水总磷(TP)和可溶性磷(DP)浓度都处于较高水平,与t-7和t-3相比较,t-11可分别降低TP浓度32%～73%、DP浓度92%～99%以及SS浓度50%～80%。因此,尿素造型深施至11cm左右,具有显著的减排降污潜力,是控制农田面源污染的有效措施之一。     

热辐射在倾斜通道热流场的作用

针对热辐射是通道内热流场的重要影响因素之一,采用实验和数值计算方法对倾斜角度为10°、20°和30°的两端开口通道内热流场进行了研究。使用基于大涡模拟(LES)求解浮力驱动N S方程的数值模拟方法求得的模拟结果和实验值吻合较好。通过使用耦合热辐射模型的数值计算结果和忽略热辐射的数值计算结果分别与实验结果进行对比分析的方法发现,在热源一定的条件下,对于倾斜角度在10°～30°之间的通道,热辐射使通道上部高温区域的温度降低,随着倾斜角度的增大,热辐射对通道低端开口上壁面附近的影响作用减弱,而倾斜角度对于热辐射在通道高端开口上壁面附近的作用则影响不大,同时,在通道倾斜角度为30°时,热辐射使通道内高温区域向高端开口方向倾斜,并使通道高端的下部温度升高。整个实验和计算结果可为倾斜通道内热流场的理论研究提供参考依据。     

利用脊线检测实现视网膜图像血管中心线的精确提取

提出一种精确有效的基于脊线检测的视网膜图像血管中心线提取算法,该算法首先对原始图像进行脊线检测得到候选视网膜图像血管中心线,然后对原始图像进行照度均衡和多尺度形态学增强处理,最后对各个尺度增强图像在视场ROI区域内进行Otsu双阈值分割或单阈值分割,并将各个尺度的分割结果求和再与脊线检测结果算术相与得到最终的血管中心线。通过对25张荧光造影视网膜图像以及部分彩色视网膜图像进行测试和分析,该算法不但能够检测出低对比度血管和微小血管的中心线,而且提取的血管中心线整体连续性好。将文中算法的结果与血管手动分割血管的细化结果进行比对分析,中心线吻合率平均达到83.5%,且算法性能优于Hoover算法以及保守专家手动检测结果。     

利用STEP/XML的CAD/CAPP信息交换与共享模型及实现

针对异构系统之间难以解决的产品数据交换与共享问题,深入研究了制造信息资源共享、STEP AP203/AP214文件到AP224文件的转换规则等关键技术。采用STEP标准作为CAD系统的信息输出,提出了通过STEP中性文件转换器把CAD系统输出AP203/AP214文件转换成AP224文件,CAPP系统通过AP224中性文件来获取零件的几何和工艺信息的方法。利用STEPAP28所制定的转换规则,将STEP文件转换为相应的XML中性文件,建立XML schema库,以实现制造信息的数据交换和共享。     

用渐近变分法对复合材料层合板简化数值建模及仿真

为有效分析三维复合材料层合板非线性、单向耦合弹性问题,基于渐近变分方法构建单斜对称的复合材料层合板的简化模型。推导了基于旋转张量分解概念的复合材料层合板能量表达式;利用渐近变分法将三维层合板严格拆分为二维板分析和沿法线方向的一维非线性分析;进行了降维后近似能量推导及reissner形式转换;提供了三维场重构关系以得到沿厚度方向的准确应力分布。通过对一具有四层复合层合板的柱形弯曲算例表明:基于该理论和重构过程开发的渐近变分程序VAPAS重构生成的三维应力场精确性较古典层合理论更好,与三维有限元精确解相一致。     

适于全断面岩石掘进机的围岩分类方法

为了研究影响全断面岩石掘进机(TBM)掘进速率的地质因素,利用三维离散元程序3DEC建立TBM滚刀破岩三维仿真模型,分析不同的地质条件对TBM掘进速率的影响,根据TBM在围岩中的可钻性对南水北调西线工程中的围岩进行分类。分析结果表明:TBM掘进速率与岩石物理力学性质及岩体中的节理条件密切相关,在一定范围内,围岩强度越低,节理分布越密集,TBM掘进速率越高;而围岩强度越高,节理间距越大,使得TBM掘进速率大大降低。     

插电式并联混合动力汽车模型预测控制

将动态规划应用于模型预测控制构架中,建立了基于空间域的插电式并联混合动力汽车燃油经济性预测控制数学模型。基于动态规划的插电式混合动力汽车全局优化控制的仿真表明,蓄电池荷电状态(SOC)基本上都是从行驶起点时的最大值逐渐减少到终点时的最小允许值,提出理论SOC参考斜率作为模型预测控制SOC的参考斜率,并以未来行驶工况中出现的特殊工况为依据对理论SOC参考轨迹进行修正。结果表明采用此方法能使模型预测控制策略的控制效果接近全局优化控制策略的计算结果,汽车油耗显著降低。     

铁矿粉湿容量的概念及其在制粒过程中的应用

适宜的配水量对改善铁矿粉的制粒效果起重要作用。为建立一种简单易行、准确合理的方法,提出了铁矿粉湿容量的概念,即单位质量的矿物在自然堆积的状态下所能保持的最大含水量,并开发出相关测试设备。利用该方法对来自某实际生产过程中的5组混合料进行了测试,得到了每组混合料的湿容量。在实验室规模的设备上进行了5组混合料在不同配水量条件下的制粒实验,并对其透气性进行了检测,得到了每组原料的最佳配水量。对比每组混合料的湿容量和最佳配水量发现：两个参数之间具有很强的正相关性,湿容量大的混合料需要配加更多的水后料层才能达到最佳的制粒效果。还对料层的透气性和粒度分布关系做了讨论。实验发现随着加水量的增多,颗粒制粒后的粒度逐渐增大,料层的透气性先增大后减小。