摘要：目的:核主泵轴向力过大容易造成水润滑轴承磨损,因此在保证扬程和效率性能的同时需要降低核主泵轴向力。本文旨在建立目标性能与叶轮几何形状的函数关系,探究基于伴随求解的扭曲叶轮的变形方案,在保证扬程不变的条件下同步优化叶轮的轴向力和效率,并找到影响该综合性能的叶轮关键区域。创新点:1.提出一种同步改进多个目标性能的叶轮形状优化方法;2.将伴随求解和径向基函数网格变形相结合以实现核主泵叶轮三维曲面优化。方法:1.通过理论分析,建立基于径向基函数网格变形的伴随优化方法,并在开源平台编写迭代程序;2.通过公式推导,构建扬程、效率和轴向力对应的目标函数(公式(19)^(21)),并运用正交实验确定各个目标函数的参数因子;3.通过迭代计算,在保证扬程不变的条件下实现轴向力和效率的同步优化,确定影响该综合性能的关键区域(图8),并获得叶轮的改进设计方案;4.通过流场分析,对比改进前后流场内部的压力和流速分布情况(图9和10),并验证改进方案的可行性和有效性。结论:1.与传统的随机算法相比,该优化方法直接沿梯度方向进行迭代优化,可以避免使用大量样本数据来寻找优化路径;2.该优化方法将伴随求解和径向基函数网格变形相结合,实现了流场计算和结构变形的自动化,可以保证流场网格光滑高效地更迭;3.叶轮靠近出口边的下半部分是同步优化核主泵轴向力和效率的关键区域。

摘要：针对现有杀伤网设计对人的经验依赖性强、智能化程度低的问题,提出一种基于知识推理的杀伤网智能设计方法。基于OODA循环理论构建作战任务-作战能力-武器装备多层级杀伤网本体,实现杀伤网设计静态知识建模;构建任务-能力-装备映射规则、装备协同规则和杀伤链协同规则3类杀伤网设计规则库,实现杀伤网设计动态知识建模;在静态知识和动态知识的基础上提出一个基于知识推理的杀伤网智能设计流程框架,同时定义了时间链、精度链和成本链3个杀伤链评估指标,以实现动态战场下的杀伤网快速智能设计。在某体系对抗仿真推演平台上,以防空反导作战体系执行典型防空反导任务为案例,验证了所提方法的有效性。

摘要：针对多无人机吊挂负载运输系统中负载的位置跟踪和姿态控制问题,提出了一种新型非线性鲁棒控制策略。首先,在存在未知外界扰动和考虑系统内部状态耦合的基础上,基于拉格朗日力学建立了多无人机吊挂负载运输系统的动力学模型。其次,设计了一种基于误差符号函数积分(RISE)和几何控制方法的非线性鲁棒控制策略,用于补偿未知外界扰动的影响,实现了对负载位姿的精确控制。基于Lyapunov方法的稳定性分析证明了闭环系统的稳定性和吊挂负载跟踪误差的渐近收敛。仿真结果表明,本文提出的控制策略可以实现良好的轨迹跟踪效果,并对外界干扰有较好的鲁棒性。

摘要：天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻井安全。目前未见有水合物储层井壁稳定可靠度研究。为定量评估在我国南海神狐海域水合物储层钻井风险,基于水合物储层钻井井壁稳定解析理论和南海神狐海域具体地质条件,结合可靠度分析方法中的改进一次二阶矩法和响应面法,研究南海神狐海域水合物储层钻井井壁失稳概率分布特征,分析该海域井壁失稳概率及安全钻井液压力窗口对主要参数均值和不确定性的敏感性,结果表明:(1)若测量数据足够精确,在我国南海神狐海域水合物储层进行钻井活动的安全性较高,安全钻井液压力窗口也较大。测量数据的不确定性增大将使井壁失稳概率显著升高,缩窄安全钻井液压力窗口。(2)较低的钻井液温度对降低井壁失稳概率略有帮助,且能明显地扩大安全钻井液压力窗口。(3)5个主要参数的均值和不确定性对井壁失稳概率的影响次序相同,均为初始地应力>初始内摩擦角>弹性模量比>初始黏聚力>初始弹性模量。实际工程中对初始地应力数据精确测量,能够显著提高水合物储层钻井井壁稳定性。

摘要：建筑物自动灭火系统作为消防设施的核心组成部分,起着至关重要的作用,其布置的恰当与否直接影响控火灭火效率。基于北京艺术中心项目,介绍如何将设计自动灭火系统与装饰设计结合及实施,以确保建筑物的安全性和可持续发展。

摘要：针对矩形花键滚刀代用圆弧相对于理论法向齿形的误差进行了参数化的程序设计,根据最大误差最小法算法以及回代算法,减小了矩形花键滚刀齿形代用圆弧的误差、获得了合理的代用圆弧的圆心坐标及半径值以及缩短了设计周期。其基本方法:首先计算出矩形花键滚刀法向齿形的坐标点公式,然后用双圆弧来代替理论齿形,推导出双圆弧拟合公式。之后基于最大误差最小法算法和回代算法,最后以ObjectARX为开发工具,基于C#.NETAPI的技术,利用优化后的代用圆弧的圆心坐标和半径值以及数据库中的其他相关参数完成矩形花键滚刀法向齿形图的绘制,并且自主研发设计出一套集矩形花键滚刀参数设计、滚齿自动加工参数仿真、干涉参数验算和滚齿数据处理控制于一体的通用矩形花键滚刀参数人性化自动设计绘制平台,实现渐变和矩形状的花键法向滚刀的滚齿参数自动化绘制设计。

摘要：采用光滑粒子仿真、先进表征和理论分析相结合的方法,对铜/钢复合材料爆炸焊接过程中的界面瞬态行为进行深入研究,并详细阐述其显微组织演化机制。根据仿真数据重构波形完整的演化过程,并揭示各种界面特征的形成机制。多尺度EBSD分析表明,界面附近区域呈多样性的晶粒结构,其演化机制主要受塑性流动、动态再结晶和凝固形核三个过程的控制。最后,通过纳米压痕实验建立晶粒结构与力学性能之间的关系。

摘要：实验教学是《微机原理与应用》课程教学的重要组成部分,针对实验内容单一、开放性与启发性不足等问题,开展了基于Proteus仿真的综合实验项目设计。该实验以电压报警系统的实现为目标,基于研究性教学思想设计了由电压采集、并行接口控制、电压值显示、声光报警以及紧急事件5个子实验项目构成的阶梯递进式实验内容,形成了以目标为引导的实验教学体系。实践证明,Proteus仿真软件能够充分发挥研究性教学思想,有效激发学生主动学习和自主实践的兴趣,提高运用理论知识解决综合工程问题的能力,对科学研究思维和创新实践精神的培养有着积极的促进作用。

摘要：为提高码垛机器人的控制精度,并保证系统在存在建模误差及扰动时的鲁棒性,设计了一种基于幂次指数趋近律的变结构控制算法。建立了二连杆机械臂数学模型,分析了三种趋近律的缺点,比较并提出了幂次指数趋近律。提出了使用求解微分方程的办法分三个阶段来研究算法的鲁棒性。分析了有界综合扰动极限值与控制器参数之间的关系。使用新算法得出了机器人在不含扰动时的仿真结果,解出了变结构控制三个阶段的微分方程,得出了机械臂在存有建模误差及扰动时的仿真结果。幂次指数趋近律变结构控制算法提高了码垛机器人的控制精度,在系统存在各种误差及扰动条件下具有极强鲁棒性并依然可以保证很高的控制精度。

摘要：为满足家居智能化需求,拟推出的智能叠衣机可以解决衣物折叠工作量增加且过程繁杂的问题,首先根据设计要求确定装置的整体结构;采用模块化设计思想进行传衣机构、取衣机构、叠衣机构、分类存放机构和消毒机构的结构设计,环形导轨式传衣机构在节约空间的同时可提高效率,机械爪式取衣机构最大程度提高抓取的灵活性,采用可翻转的叠衣板模拟人工叠衣过程,实现简单、高效的叠衣。最后在SolidWorks环境中完成虚拟样机设计,验证了设计结构的可行性。最后编写了控制软件,进行在线联机系统程序功能测试,结果能够满足叠衣机功能需求,为后期实物设计、制作提供参考。