摘要：超临界CO_(2)(supercritical CO_(2),SCO_(2))干气密封是SCO_(2)布雷顿循环系统中的关键零部件之一,但高压差、高转速和临界点附近CO_(2)的非常规物性仍使其设计极具挑战。综合考虑实际气体效应、阻塞效应和湍流效应,该文建立SCO_(2)干气密封稳态性能求解模型,研究不同压力、温度、转速和膜厚下各实际效应对SCO_(2)干气密封开启力和泄漏率的影响规律,探讨各实际影响对密封性能的影响机制,获得了不同运行参数下的关键影响因素。结果显示:湍流效应和实际气体效应对SCO_(2)干气密封的稳态性能影响显著,阻塞效应影响较弱。湍流下密封开启力随转速的变化与层流下完全不同,这是由湍流效应对静压和动压开启力共同作用的结果。表明实际气体效应和湍流效应是SCO_(2)干气密封设计中需要重点关注的因素。

摘要：针对实际海洋环境下,无人帆船在艏向跟踪控制任务中存在的模型参数未知、控制输入频繁抖振和执行器磨损等问题,提出一种考虑执行器故障的无人帆船事件触发控制算法。首先,采用径向基函数神经网络(radius based function neural networks, RBF-NNs)对系统的未知模型参数进行在线逼近。其次,在无人帆船艏向数学模型中引入执行器故障模型,并且在艏向控制器设计中考虑帆结构造成的转船力矩,设计基于事件触发机制的艏向控制律来减少控制输入的频繁抖振和执行器磨损。最后,通过李雅普诺夫稳定性判据证明了所提控制算法满足半全局一致有界(semi-global uniform ultimate bounded, SGUUB)稳定。数值仿真结果表明,相比于传统的艏向控制算法,所提算法能够在保证艏向控制性能的基础上,极大地降低控制输入的频繁抖振和减少执行器的磨损。

摘要：针对肢体残障患者的假肢控制问题,搭建了一种基于s EMG(表面肌电信号)的智能假肢手臂系统,实现手臂残障程度较高患者的手-肘协调控制。首先,基于肌肉协同理论,使用非负矩阵分解(NMF)方法提取肌肉协同作用,并进行手部动作识别以及肘关节的连续运动估计。其次,基于意图识别结果构建“前馈-反馈”控制框架,对受试者进行前馈监督与反馈检测;根据前馈-反馈结果调整期望的控制输入,提高假肢系统的舒适性与鲁棒性。然后,针对手部动作,构建一种自适应调整抓握力度的框架,通过力、位信息交替控制,实现不同刚度、不同形状物体的自适应抓握;对于肘部运动,设计一种基于识别结果的阻抗控制算法,实现手-肘一体化假肢的稳定的人机交互控制。最后,由6名健康受试者、1名手臂残障受试者对以上控制策略进行实验验证,对手臂整体运动实现了较为准确的意图识别,同时也完成了稳定的肘部屈伸以及手部抓取,做到了手-肘的一体化协调控制。最终该套系统在北京2022年冬残奥会实现了应用展示。

摘要：为了满足无预留真空度检测口的液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的测量,本文提出了基于温度场原理的真空度测试方法,设计并实现了基于温度场原理的低温真空管道真空度测试系统平台。该低温真空管道真空测试系统结构简单、成本低廉、使用方便,主要包括内管、隔热层、外管、温度传感器和数据采集系统等组件:内管里填充了低温液体,隔热层内层为玻璃纤维纸、外层为铝箔,外管将内管封闭在内且其上有抽真空口以及真空计连接口,温度计测量外管温度,模拟了低温真空管道真空夹层压强对管道保冷性能的影响。主要对真空测试系统中内管道的真空度、外管的温度等相关技术参数进行现场实验验证,实验结果达到了预期的指标要求。

摘要：为了研究温度变化对液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的影响,文章基于表面温度法与温度场原理测量真空度的方法,设计出了一套基于温度法的高精度测量LNG低温真空管道真空度试验台。该低温真空管道真空度测试试验台以高真空多层绝热作为绝热方式、以多层反射层和隔热层组成的保温层作为绝热材料、以奥氏体不锈钢作为低温绝热管道的材料、以5A分子筛作为吸附残余气体的吸附剂,以低温液体容器、模拟服役管道、低温液体缓冲区、真空度和温度测试单元模拟实际中的真空管道,只需要通过测量真空管道外管外壁温度及对应的环境温度,获得其真空度。文章所设计的LNG低温真空管道真空度测试试验台攻克了目前真空管道中无法直接测量管道真空度的难题。

摘要：镶齿滚刀已被广泛应用于多种开挖机械,如隧道掘进机、反井钻机、采掘机等。镶齿滚刀上合金齿的齿形参数以及齿间距、排间距的优化研究,对于提高机械掘进效率、降低施工成本有重要意义。设计并制作了不同齿形参数的锥齿,搭建了侵入试验平台,应用不同锥齿对北山花岗岩大块岩样(300 mm×300 mm×200 mm)进行了单齿侵入试验及齿间相互作用侵入试验。针对试验的北山花岗岩,试验结果表明,锥顶角为60°、锥顶半径为5.5 mm是其最优齿形参数。而齿间距和排间距分别在35 mm和40 mm左右为最优布齿参数。本研究可为开挖北山花岗岩地层的机械设备的刀具设计提供参考。

摘要：机场道面外来物(foreign object debris,FOD)具有类型多样、形状各异、背景复杂、目标弱小等特点,并且严重影响飞行器安全,故其高精度实时检测具有重要意义。针对以上问题,提出基于超分辨率特征金字塔并带有纹理信息提取模块的FOD实时检测网络(FOD real-time detection network,FOD-RDN)。该网络采用Darknet-53作为主干网提取特征,通过超分辨率特征金字塔对形状各异的小目标进行检测,并设计了纹理信息提取模块降低复杂背景的干扰。同时采用双通道YOLO检测器和基于CIoU的损失函数,进一步提升网络对FOD的检测精度和速度。实验结果表明,本文算法在满足实时性要求的情况下,在FOD数据集上整体检测精度达到了91.8%,相比于主流目标检测网络在FOD目标检测方面具有更好的检测效果。

摘要：从机房的实际情况出发,针对哈里斯公司的DX-600发射机进行自动化改造。在不改变原发射机的结构的情况下,充分利用发射机自身的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)系统和自身采集的发射机数据,并适当增加一些传感器以进行一些附属设施的数据采集,还利用一台工控机对发射机的PLC系统进行自动化控制,从而实现“有人留守、无人值班”的设计目标。

摘要：针对存在时变干扰和通信受限的船舶艏向保持控制问题,本文设计了一种基于混合阈值事件触发机制的船舶自适应神经滑模控制算法.首先,采用径向基函数神经网络(RBF-NNs)对控制系统的模型不确定部分进行在线逼近.其次,构造了一种比例积分滑模面和基于混合阈值参数的事件触发规则来降低时变干扰引起的系统抖振和减少传输信道的通信资源占用.并且在理论上分析了事件触发技术能够增强闭环控制系统对低频扰动的抗扰性.最后,通过Lyapunov理论证明了所提控制算法能够保证所有误差信号满足半全局一致最终有界稳定(SGUUB).在时变干扰条件下进行数值仿真,并且与现有控制技术进行对比,仿真结果表明,所提控制算法能够明显减少系统抖振和控制输入频率.

摘要：高速旋转设备的转轴振动给干气密封的动态稳定运行带来了极大的挑战。基于Laplace变换推导获得了不同“阻尼-刚度-质量”数值条件下干气密封轴向自由振动、强迫振动位移响应及其周期峰的显式解析表达式,研究了浮动环质量、激励频率、刚度和阻尼参数对干气密封轴向自由振动及其过渡振动阶段性能、轴向强迫振动周期峰的影响规律。结果表明:在干气密封轴向自由振动中,系统轴向总阻尼起着决定性作用,过阻尼状态和欠阻尼状态下浮动环质量和系统轴向总刚度对密封自振特性影响差异明显;在强迫振动中,过大的弹簧刚度和辅助密封阻尼不利于密封追随性,较大的轴向气膜阻尼和当超过一定阈值时较大的轴向气膜刚度有利于密封追随性。研究结果为干气密封动态稳定性评估和结构设计提供了理论指导。