摘要：在三坐标雕刻机上开发出一种功能梯度材料增材制造装置,在低于水的凝固点温度下,将两种材料的水基膏体以一定比例进行挤出沉积,形成梯度材料零件。在该三维零件沉积成形过程中,配置好的材料不可避免地会存在结块和气泡现象,当结块分解或气泡释放时,会导致沉积过程中的挤压力不断变化,使得成形过程不稳定,成形零件质量差。在分析三维梯度材料沉积成形过程的干扰因素的基础上,通过实验建立了沉积过程中挤压力的动态模型,采用最小二乘方法进行系统辨识,完成了最小方差自适应挤压力控制器的设计,并用两种不同颜色的腻子粉(CaCO3)进行实验,验证了功能梯度材料快速沉积原理的可行性和控制器的有效性。

摘要：随着我国西部大开发实施过程中,风力发电电气设备是地区发展的重要设施,研究1000m以上高海拔风力发电电气设备特点及设计要求具有现实的意义,本文将针对高海拔对风力发电电气设备性能的影响和设计等进行分析归纳。

摘要：使用低温挤压成形方法制造功能梯度材料(FGM)过程中,膏体材料存在气泡、结块和一定程度的液相迁移现象,导致挤压成形过程难以控制。使用系统辨识的方法建立了FGM成形过程的差分模型,运用残差的方差分析方法对系统模型的阶次进行估计,运用递推最小二乘法对参数进行辨识,得到FGM成形的控制模型。设计了自适应控制器,对FGM成形过程进行实时控制。实验验证了控制模型的准确性和控制方法的有效性。

摘要：针对旋流气力输送气固多相流场相间作用复杂,缺乏相关流场理论及起旋技术与装备研究等问题,开展散粮水平直管旋流气力输送特性研究。设计导流叶片式起旋器产生旋流场,为维持旋流输送,设计侧向补气继旋装置。搭建试验平台,以小麦颗粒为试验材料,开展针对旋流纯流场与两相流场特性试验研究。结果表明,在旋流纯流场中,入口风速为15~20 m/s时,系统静压损失最小,旋进距离最远;在加入小麦颗粒的两相流场中,入口风速为20 m/s时,旋流管内颗粒分布均匀,静压标准差最小,输送过程更加平稳;散粮旋流气力输送继旋试验中,当主管风速度为20 m/s,补气管风速度为60 m/s,主管与辅管夹角为45°时,流场输送效果较好,系统能耗较小。验证导流叶片式起旋器和侧向补气继续装置设计的合理性。

摘要：针对谐波电流和无功功率威胁电网安全稳定运行的问题,设计基于有源电力滤波器(APF)和多组晶闸管投切电容器(TSC)的混合系统,连续精确补偿电网中的谐波电流和无功功率.针对三相对称型负载的特点,设计电流分频控制方法,按照电流的频率和性质选用独立的PI或PR控制器,达到较高的控制精度.提出基于开关表决策的投切控制方法,在不增加负载电流传感器的条件下,运用多种开关表切换、电流变化率阈值设置和过零检测等手段,混合系统快速精确地预测和投切,有效解决传统固定延时投切方法中暂态响应差、TSC混乱投切等问题.研制37 kV·A样机进行实验,对比基于开关表决策的投切控制方法与传统固定延时投切的实验结果,验证控制方法的有效性.结果表明,基于开关表决策的投切控制方法在不同负载条件下均能获得较好的稳态和暂态特性.

摘要：机床轮廓控制器通常被设计为P控制器,其控制增益是决定控制效果的关键参数。为定量设计轮廓控制器增益值,提出了基于稳定裕度的控制器增益设计方法。首先基于最小二乘法辨识机床各轴的离散传递函数模型,然后根据传递函数模型及Jury准则确定增益的稳定域,最后根据稳定裕度构造目标函数,并在稳定域内求解满足稳定裕度要求的轮廓控制器增益值。在三轴机床上设计轮廓控制器,实施轨迹联动实验,以验证方法的有效性。实验结果表明,基于稳定裕度设计的轮廓控制器可在保证机床运动平稳性的条件下使螺旋形轨迹的轨迹误差最大值减小39.06%,扇形轨迹的轨迹误差最大值减小少34.33%。

摘要：为了同时获得目标的红外图像信息和光谱信息,设计了一种分孔径中波红外分波段成像光学系统。该系统可将位于成像器前方不同波段的目标红外场景通过分孔径方式成像到红外制冷型探测器的4个区域上。该系统通过内部分孔径的办法,在不同通道内放置滤光片的方式,实现在一个探测器上对3.5μm～4.1μm、4.4μm～5μm、3.5μm～5μm、4.4μm不同波段的目标同时成像。该系统F数为1.93,单通道的焦距为60mm,MTF接近衍射极限,同时实现了在-40℃～+60℃的无热化需求,可以满足应用和指标需求。

摘要：设计了一种可实现收发一体连续扫描的微透镜阵列,该三片式微透镜阵列以加入场镜的开普勒望远结构为原型,通过微透镜阵列之间的微小横向位移进行接收视场的选择与发射光线的同步偏转,完成扫描光学系统对大视场区域的光束收发。设计约束望远镜的视觉放大率为1,即入射和出射端口的微单元通光孔径相等,从而实现收发共用且不会造成能量损失和串扰。利用ZEMAX光学设计软件,采用发射、接收端口单独设计然后拼接的方法搭建模型。微透镜阵列工作中心波长为1 064nm,凝视视场为±1.06°,扫描视场为±10°,单元规格为1mm×1mm,且只需移动一片即可实现双向扫描,具有体积小、扫描角度大、灵敏度高等优点。

摘要：为实现履带机器人在复杂环境下的路径跟踪,提出基于模糊神经网络自适应PID的路径跟踪控制方法。在预瞄控制的基础上,分析位姿偏差耦合关系对路径跟踪的影响,提出使用LQR对耦合关系解耦的方法。算法使用LQR得到最优解耦系数,并使用模糊神经网络PID作为主控制器。既基于所建模型求得最优解耦系数,又不完全依赖于模型,鲁棒性更好。此外,LQR解耦中还有线速度项,可以实现在不同速度下路径跟踪自适应调节。最后,在Matlab/Simulink仿真平台对所设计的算法有效性验证,包括直线和曲线路径跟踪。在线速度为1.5m/s的直线路径跟踪过程中,控制量最大偏差为-0.07rad/s,调节时间为1.3s。在线速度为1m/s的曲线路径跟踪过程中系统最大超调量为20%,调节时间为4s。与传统预瞄控制相比,所设计的基于LQR解耦和模糊神经网络PID的控制方法相较于传统预瞄控制具有调节时间快、稳定性好的特点。

摘要：针对工程实践中某长陡坡排水隧洞的3种设计方案,即长直陡坡式、台阶陡坡式、环形堰竖井式,其流场特性、消能效果等依据经验公式法计算困难,建立了RNGk-ε双方程紊流数学模型,应用VOF法处理水气两相流自由液面,以结构化网格和非结构化网格相结合的形式进行网格剖分,采用标准壁面函数法求解水流近壁区流速,展开了多工况三维数值模拟研究.得到并分析了不同计算工况排水隧洞水流基本形态、泄流能力、消能效果、压力分布等,最终比选出台阶陡坡式方案为该排水隧洞的最佳设计方案,后期应针对性地对其合理性进行物理模型试验验证.利用CFD数值模拟法解决工程实际问题的同时,也为水利水电工程中大流量冲沟排水问题的研究提供了参考和依据.