摘要：针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并对系统状态和控制约束进行紧缩Tube设计,给出增广可行域优化问题的数学描述;然后,引入线性分解增广名义终端状态和终端罚函数,扩大优化问题的初始可行域,在此基础上应用终端“三要素”和收缩原理,建立TEMPC策略的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点有界稳定性的充分性条件,进而证明闭环性能在原初始可行域上的不变性;最后,通过对比仿真结果验证所提出策略的有效性和优越性.

摘要：超高性能混凝土材料疲劳损伤本构关系是其结构构件非线性疲劳分析的重要基础。运用连续介质损伤力学和弹塑性理论,根据加/卸载不可逆概念确立疲劳损伤准则,基于前期试验结果分析了粗骨料超高性能混凝土的疲劳损伤发展过程,构建了考虑粗骨料掺量和钢纤维特征参数的疲劳损伤演化法则,采用经验塑性模型确定塑性变形的发展规律,建立了粗骨料超高性能混凝土弹塑性疲劳损伤本构模型,并基于有限元软件ABAQUS开发了UMAT子程序进行了数值实现与验证。结果表明:提出的本构模型普适性强,能准确预测超高性能混凝土的单轴受压疲劳性能、单轴受拉疲劳性能和常规三轴受压疲劳性能,研究成果可为粗骨料超高性能混凝土结构构件的抗疲劳设计和性态控制提供理论依据。

摘要：目的:设计一种基于环形偶极子共振的石墨烯超表面,以提高生物传感器的检测灵敏度。方法:根据石墨烯超表面的工作频段和环形偶极子产生原理对超表面的结构和尺寸进行设计,并利用有限元仿真软件进行超表面建模。分析超表面在工作频段的透射谱线以及其在谐振频率处的表面电场与表面电流分布;将折射率可变的生物薄膜涂覆在超表面上模拟微生物样品,计算生物薄膜单位折射率变化引起的透射谱频移,继而推导出超表面的检测灵敏度。结果:设计的超表面能够成功激发环形偶极子共振。仿真计算结果表明,超表面在共振处的灵敏度约为42 GHz/RIU。结论:设计的超表面具有较高的品质因子,可提高检测灵敏度,该研究为基于环形偶极子共振的图案化石墨烯生物传感器的设计与优化提供了依据。

摘要：如何实现低频宽带吸声,设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构,建立结构的理论解析模型与数值仿真模型,深入研究其声学特性和吸声机理,分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,基于此探究实现低频宽带吸声的可能性。研究表明,通过调整折叠空间厚度及折叠通道数目,可以在较大的频带范围内调节结构的峰值频率,同时不改变其近完美的吸声性能。最后,提出了一种宽带吸声超材料,在500~2 000 Hz频率内获得平均吸声系数达0.931的连续高效吸声带宽。结构厚度为5.68 cm,仅为最低共振频率对应波长的1/12,试验结果良好。研究成果可为实现宽带吸声提供借鉴。

摘要：以磁性纳米粒子为关键构件的磁性纳米复合水凝胶,拥有优良的机械性能、较好的生物相容性和丰富的磁性,因此在核磁成像、环境治理、热疗以及促进干细胞分化上有着显著的效果。基于目前的研究概况,本文简要介绍了纳米复合水凝胶的理化性质以及作为关键构件的磁性纳米粒子的特性以及制备方法,同时重点阐述了磁性水凝胶在应用及其设计策略方面的研究进展,并从应用角度出发提出了未来将会面临的挑战以及其发展趋势。

摘要：集成电路设计复杂性的增长以及工艺尺寸的持续缩减给静态时序分析以及设计周期带来了新的严峻挑战。为了提升静态时序分析效率、缩短设计周期,充分考虑FinFET工艺特性以及静态时序分析原理,提出了未知工艺角下时序违反的机器学习预测方法,实现了基于部分工艺角的时序特性来预测另外一部分工艺角的时序特性的目标。基于某工业设计进行实验,结果表明,提出的方法利用5个工艺角时序预测另外31个工艺角时序,可达到小于2 ps的平均绝对误差,远远优于传统方法所需的21个工艺角,显著改善了预测精度和减少了静态时序分析工作量。

摘要：研究混杂脉冲控制下二阶非线性多智能体系统的双向编队控制问题,以及保性能双向编队控制问题.根据领导智能体、目标编队以及邻居智能体的状态对每个智能体设计双向编队控制的状态反馈控制器及脉冲控制器.基于双向编队的目标,定义适当的误差系统,将双向编队问题转化为误差系统的稳定性问题.利用平均脉冲强度以及平均脉冲区间的定义,给出在混杂的脉冲控制下二阶非线性多智能体系统实现双向编队的充分条件,并分析连续的状态反馈控制器和离散的脉冲控制器对双向编队控制的作用.对于给定的性能函数,给出多智能体系统实现保速度性能双向编队的充分条件.最后,通过两个数值模拟实验验证所得到的理论结果的有效性.

摘要：随着燃料电池应用领域的拓宽以及应用规模的不断扩大,大功率燃料电池电堆的需求也不断上升。大功率燃料电池电堆的电压一致性是衡量或影响电堆性能的重要指标。对某公司生产的65 kW大功率电堆进行了单电池一致性的研究,考察不同运行条件对于电堆一致性的影响,并对其产生的可能原因进行了深入的研究和讨论。研究结果表明:在额定功率和给定的运行条件下,电堆表现出了较好的一致性;电堆输出功率、电堆温度和温差、反应气体计量比、气体湿度等对电堆膜电极一致性均有较大的影响。其中输出功率、空气计量比、气体湿度对于电堆一致性的影响最为强烈,输出功率增高、空气计量比和空气湿度降低均会大幅度降低电堆的一致性。在研究结果的基础上,提出了保持大功率燃料电池电堆一致性的运行条件的建议。可为改善大功率电堆的设计和优化大功率电堆的运行条件,及促进我国燃料电池技术及产业的发展提供参考。

摘要：高压电缆线芯与金属护套间存在泄漏电流,当前护套环流的分析与计算中未准确计及其影响,为此提出了考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算方法。首先,建立了基于电缆双π集中参数模型的护套环流等值计算模型,在分析泄漏电流影响时,考虑线芯与护套、护套与护套之间的电磁感应作用;然后,运用叠加原理,推导了考虑泄漏电流及层间耦合的监测点与任意位置护套环流计算过程;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了不同排列方式及段长组合下的仿真模型,并结合工程案例进行结果验证,在此基础上,分析了负荷电流、段长组合以及排列方式对护套环流的影响。结果表明:采用该方法所得环流与仿真值的误差大都在1%以内,实例分析亦验证了其准确性;此外,工程中需注意轻载环流超标现象以及段长组合对护套环流的重要影响。以上方法及分析结果对电缆设计、运行监测、故障诊断与定位有一定的借鉴意义。

摘要：针对簇绒地毯织机高速运行时横移机构易出现机械谐振,影响横移系统快速响应和稳定性的问题,在对横移传动机构进行理论建模的基础上设计了校正补偿装置。首先根据横移传动系统的阶跃响应情况,采用双T型陷波滤波器消除了横移传动系统的机械谐振点。然后使用预变形双线性逼近法对陷波滤波器进行离散化处理,并且与零阶保持器和一阶保持器等离散算法进行了实验对比。结果表明,双T型滤波器有效地消除了横移机构高速运行时产生的机械谐振,而且在频域特性方面,采用预变形逼近法设计的离散陷波滤波器可获得比零阶和一阶保持器更加准确的逼近效果。