摘要：浇次不固定的炼钢连铸调度问题(Cast uncertain steelmaking continuous casting scheduling problem,CU_CCSP)广泛存在于钢铁生产行业中。该问题对应炼铁、精炼和连铸三个连续生产阶段,其中炼铁和精炼阶段为带运输时间的混合流水线调度子问题,连铸阶段为带独立设置时间的复杂并行机调度子问题,且两个子问题相互耦合。针对该问题,建立优化目标为最小化最大完工时间和平均等待时间加权和的排序模型,并提出一种协同进化交叉熵算法(Co-evolution cross-entropy optimization algorithm,CCOA)进行求解。设计前后子问题两段式编码和双向解码的策略,并采用启发式规则和随机方式初始化种群,以确保初始解的质量和分散性。在算法全局搜索阶段,采用分别对应前后子问题的双概率分布协同学习和积累优质解信息,并在采样概率分布生成新个体时引入考虑子问题耦合的模糊关系矩阵对概率分布取值进行适当调整,以增强算法较快到达优质解区域的能力,同时设计种群分裂机制来提高算法的引导性并扩大搜索范围。为提高算法的局部搜索能力,对分裂后的双种群中个体执行基于interchange和insert邻域操作的协同搜索,进而对当前历史最优解执行结合SWAP邻域快速评价的变邻域搜索,可增加算法在解空间中多个优质区域的搜索深度。仿真试验和算法比较验证了所提算法的有效性。

摘要：针对服装、包装等加工行业中须将人工测量的纸质图纸或模型样件的尺寸信息录入计算机并转换成电子加工图纸而导致的加工周期长、生产效率低的问题,提出了一种基于机器视觉的平面加工机床控制系统,以实现对纸质图纸或模型样件的快速检测。采用“ARM+DSP”方式搭建了主从式运动控制系统,设计了系统各部分功能模块。构建了“工控机+工业CCD (charge coupled device,电荷耦合器件)相机+光源控制”的视觉检测系统,结合FAWS (feature adaptive wavelet shrinkage,自适应特征的小波收缩)算法和麻雀搜索算法提出一种改进的FAWS算法进行图像降噪,并采用Canny算法进行图像边缘检测,实现图像轮廓的准确提取。设计了图像轮廓提取、轮廓数据转换为加工数据、数据通信等处理程序,实现了基于机器视觉的快速检测以及在系统加工过程中的人机交互。最后,对系统进行了实验测试,对实际加工效果进行了评价。结果表明,采用所研制的平面加工机床控制系统不仅能显著提高生产效率,而且能减小图像轮廓的误差。其性能稳定可靠,具有一定的工程实用价值。

摘要：根据"自动控制元件"实验课程需求,在研究驱动控制电路、电机控制方法以及恒速控制原理基础上,基于飞思卡尔单片机设计并实现了直流电机组开/闭环控制实验系统,给出系统整体设计方案、主要硬件电路设计以及嵌入式软件设计方法。设计的双闭环控制系统不仅很好地实现了直流伺服力矩电动机、直流测速发电机工作特性测试和电机恒速控制等实验项目,还有效地解决了电机驱动发热问题。经反复实验测试,系统可靠性高,适合学生实验。

摘要：针对蔬菜穴盘苗直接拔苗费力又损伤大的问题,设计了一种有助于穴盘苗移栽的气吹式钵体松脱装置。利用直线模组移位单元和双联气缸升降单元组合成输送系统,驱动气嘴排从穴盘底部的穴孔排水口逐排顶吹穴盘苗钵体,实现穴盘苗钵体与穴孔壁之间非机械接触式放松,利于移栽时人工轻松拔苗或机械快速夹取。对关键部件进行设计,使用排气孔直径为5mm的气嘴,能确保气体射流从128穴孔排水口有效顶吹穴盘苗钵体而不顶盘,根据亚声速自由气体射流动力学原理计算表明:当气嘴口空气射流压力大于0.098 MPa,不超过0.235 MPa时,所设计的气嘴能将穴盘苗吹松而不破坏苗钵根土结构。开展气力顶钵松脱多因素试验研究,结果表明气流喷射压力高度显著影响苗钵完整率,钵体含水率对完整率影响显著,其他苗龄、气流回路流量、气嘴头有无海绵密封等试验因素没有统计学显著性影响。当气嘴回路中气流喷射压力控制为0.2 MPa,钵体含水率为55%～60%,黄瓜苗龄为25 d,气流回路全开,气嘴没有海绵头铺垫时,对穴盘苗顶吹作用达到既能将穴盘苗钵体顶松脱离穴孔壁粘附,又最大程度保证钵体完整度的效果。开展验证性试验,苗钵气力松脱完整率达到96%以上,完成整盘苗放松约48s,满足实际需要。该研究可为开发省力的穴盘苗钵放松装置和边松脱边取苗的高效无损自动取苗机构提供参考。

摘要：为了提高土下作物机械化收获质量和效率,解决土下作物收获机械田间试验成本高、效率低、数据采集不便且受天气因素影响大等问题,该研究设计了一种土下作物机械收获自动对行挖掘试验台。该试验台主要由传动装置、速度调节装置、偏离行中心距调节装置、块根固定及株距调节装置、偏离探测装置、液压纠偏执行机构和挖掘模拟装置以及测控系统和液压系统组成。在分析试验台工作原理的基础上,进行了关键部件的结构设计及参数确定,设计了集成角度传感器、位移传感器、速度传感器的机电液一体化测控系统。以甜菜收获为研究对象,以株距、偏离行中心距离和前进速度为试验因素,以漏挖率为指标进行试验台准确性田间对比正交试验。试验结果表明,在不同前进速度、偏离行中心距离、株距等参数组合下,试验台试验漏挖率为2.33%~2.72%,田间试验漏挖率为2.38%~2.92%。与田间试验相比,漏挖率绝对偏差率范围为2.10%~6.85%,平均偏差率为3.67%,且漏挖率越大,偏差率越大,试验台具有较好的准确性。该研究可为甜菜、萝卜、土豆等土下作物的自动对行挖掘收获系统设计提供参考。

摘要：为探究锯齿状唇口对进气道气动特性的影响,完成了一种常规唇口轴对称进气道设计后,在保持其他基本构型参数和几何特征不变的基础上,通过对其唇口进行剪切构造出锯齿状切口,得到了一种锯齿状唇口超声速轴对称进气道,采用标准k-ε湍流模型对比分析了该进气道与原始型面进气道的气动特性。结果表明:锯齿状唇口进气道通过唇口溢流牺牲流量系数获得较低的自起动马赫数,并提高了总压恢复系数,同时也使喉道马赫数有所增大;设计状态及高来流马赫数条件下,内通道壁面存在分离包横向迁移现象,流动分离情况较原始进气道有所改善。

摘要：设计不同角度的斜面工业纯钛柱,采用等离子法制备羟基磷灰石涂层,设计工装使涂层在预加相同正应力和不同切应力条件下进行热处理。利用电子拉伸实验机进行剪切结合强度测试,利用X射线衍射仪检测涂层的相组成与结晶度,探讨应力条件下热处理对涂层组成和涂层/基体结合强度的影响。研究表明:热处理中预加应力可以提高涂层的结晶度和涂层/基体的剪切结合强度。

摘要：以某高速插秧机变速器的优化设计为例,将Pareto最优解概念和遗传算法相结合,在遗传算法的基础上引入群体排序技术、小生境技术和Pareto解集过滤器等技术,并针对设计变量都是离散变量的特点,采用先将生成的随机数变换到约束范围后再圆整到最近离散值的方法,构造了适用于求解多目标优化问题的Pa-reto遗传算法,运用该算法获得了变速器在体积最小、中心距最小和总重合度最大目标下的Pareto最优解集。结果表明,采用Pareto遗传算法优化设计的变速器达到了综合优化设计的效果。

摘要：Drought can greatly impact the biodiversity of an ecosystem and play a crucial role in regulating its ***,the specific mechanisms by which drought mediate the biodiversity effect(BE)on community biomass in above-and belowground through functional traits remain poorly ***,we conducted a common garden experiment in a greenhouse,which included two plant species richness levels and two water addition levels,to analyze the effects of biodiversity on aboveground biomass(AGB),belowground biomass(BGB)and total biomass(TB),and to quantify the relationship between BEs and functional traits under drought *** analysis focused on partitioning BEs into above-and belowground complementarity effect(CE)and selection effect(SE)at the species level,which allowed us to better understand the impacts of biodiversity on community biomass and the underlying *** results showed that plant species richness stimulated AGB,BGB and TB through *** decreased AGB,BGB and TB,*** addition,the aboveground CE was positively associated with the variation in plant *** in above-and belowground were negatively correlated with the community mean plant height and root length,***,drought weakened the aboveground CE by decreasing variation in plant height,resulting in a reduction in AGB and *** findings demonstrate that the complementarity of species is an important regulator of community biomass in above-and belowground,the dynamics of biomass under environmental stress are associated with the response of sensitive compartments.

摘要：在要求高精度、快速响应的伺服定位系统中,单纯采用比例或比例积分调节的位置控制器很难同时满足定位的快速性、高精度以及对位置的无超调。对目前应用于伺服定位系统中的各种位置环控制器进行了详细的研究,提出了采用位置前馈的控制器来满足伺服定位的各项要求。设计中通过对速度和加速度的前馈控制,既保证了伺服在高精度定位的同时,又具有快速响应的特性。实验结果表明,采用位置前馈控制器可以满足高性能伺服定位的要求,该位置控制器不仅可以用于点位控制系统,而且可以应用于采用插补算法的轮廓控制系统中。