摘要：根据长耳鸮翼前缘非光滑形态降噪特性,设计了仿生前缘非光滑轴流风机叶片。试验研究表明:仿生非光滑叶片在50~2000 Hz的频段上噪声值明显小于原型风机叶片,最大降噪率为2.52%;影响仿生非光滑叶片降噪效果的主次因素为非光滑单元间距t、非光滑单元高度h和非光滑单元个数。计算机模拟分析表明,仿生前缘非光滑形态降噪机理主要为:减少翼型表面紊流附面层压力脉动并延缓翼型后部涡流分离脱落;有效减少气流流经前后翼型表面时翼型间扰流作用,起到良好的导流作用,使后翼型来流平稳,气流噪声降低。

摘要：通信网络的拓扑结构连通性是多智能体系统一致性控制或编队控制等的理论前提.以往,各种多智能体系统一致性控制或编队控制方面的文献仅侧重于控制协议、智能体动力学模型和控制律设计,而缺乏对多智能体通信网络拓扑结构的连通性研究.网络连通性高效判定算法不仅是大规模多智能体系统一致性控制或编队控制的保证,而且在图论、现代移动通信、计算机与交通等各种网络中有着重要和广泛的应用.针对复杂无向网络的连通性问题,本文给出了一种新的高效判定算法、以及该算法的时间复杂度和空间复杂度的上界.该算法具有非常低的时间复杂度和空间复杂度,且便于计算机实现,因而具有重要的理论意义和广泛的实用价值.

摘要：利用纳米技术对几种典型植物叶片表面进行了纳米级硬度的测定。结果表明:不同质地、不同生存环境的植物叶表面形态、结构不同,从而使植物叶表面的硬度不同。其中革质鲜叶片(毛竹,紫丁香)表面硬度较大,蜡质叶片(水莲,美人蕉等)硬度较小;植物非光滑叶表形态中凸包处硬度较凹坑处的硬度大;同一叶片表层的硬度大于内层的硬度。本研究为工程仿生的表面耐磨涂层设计及其自然复合材料的选择提供有益参考。

摘要：针对一类带有全状态约束和执行器故障的非线性系统,提出一种具有指定性能的自适应神经网络输出反馈容错控制方案。首先,建立状态观测器估计系统中的不可测状态,利用径向基神经网络(RBF NNs)逼近系统中的未知非线性函数。其次,引入非线性映射将状态约束系统转化为一个没有约束的新系统。然后,采用新的性能函数,不仅能使跟踪误差在预先设定的时间内收敛,还可以利用设计参数改变误差的收敛速度。最后证明,该控制方法能够保证闭环系统中所有信号都是半全局一致最终有界的,并通过一个数值仿真验证该方法的有效性。

摘要：针对机器人腿足系统抗冲击性能差的问题,基于生物张拉原理开发了一种仿生张拉机械腿。该机械腿关节间不存在刚性铰接轴,通过添加柔性材料模拟生物关节韧带和筋腱作用。仿真结果表明:相比传统机械腿,仿生张拉机械腿具有更好的抗冲击性能。材料敏感性分析表明,足-地冲击过程中,仿生张拉腿中的柔性构件通过变形有效吸收冲击能量,缓释了冲击作用强度,改善了刚性构件的应力分布状态。研究范围内仿生筋腱材料软硬保持不变,仿生韧带的弹性模量越小,仿生腿的抗冲击、抗弯能力越强;保持仿生韧带软硬一定时,仿生筋腱的弹性模量越大,仿生腿的抗冲击、抗弯能力越佳,进而为机器人腿足系统的创新设计提供了理论依据。

摘要：为研究具有不同仿生非光滑表面特征试件的磨损机理,通过加工几种具有非光滑表面形态特征的圆形45#钢试件,利用正交试验方法设计耐磨性试验方案,在国产MM200型摩擦磨损试验机上进行试验.试验结果表明,在相同试验条件下,时间、负荷、速度、形态和分布对耐磨性均有影响,并且耐磨性按照凹坑、凸包、波纹、鳞片形态递减;通过分析磨损后非光滑形态表面的形貌及磨屑的图像,得出非光滑表面形态的磨损机理是磨料磨损,并且其磨损机制是微观切削.

摘要：利用逆向工程方法,提取长耳鸮翼表面形态与构型降噪特征元素,设计仿生降噪蜗舌。将仿生降噪蜗舌应用于离心风机气流噪声控制,通过对比试验研究,在整个频段的总声压级LA均低于原型风机,声压级平均降低2.3dB;影响仿生蜗舌降噪效果的主次因素为:仿生形态单元间距t、仿生形态单元个数n、仿生形态单元高度h。基于计算气动声学原理的数值模拟分析表明,仿生系统降噪机理主要为:减小了气流对蜗舌的冲击,使蜗舌表面紊流附面层压力脉动减弱并延缓蜗舌后部涡流分离脱落;使从风机叶轮流出的脉动气流在流经仿生蜗舌表面时,流速分布较为均匀,速度突变较少,气流稳定性的增强有利于降低气流噪声的产生。

摘要：以工程仿生学为基础,利用试验优化设计方法设计试验方案,采用激光图形雕刻加工实现齿根处的仿生表面形态,研究仿生表面形态齿轮和普通齿轮的弯曲疲劳性能。试验结果表明,与普通齿轮相比较,具有仿生表面形态的齿轮试件的弯曲疲劳寿命提高了1.06～1.42倍,仿生表面形态改善了齿轮的抗疲劳性能。

摘要：针对青饲玉米收获机械作业能耗大、切碎质量差的问题,利用自制青饲玉米收获机切碎试验台开展作业参数优化试验,分析作业参数对作业能耗和切碎质量的影响规律。以切碎比能耗、标准草长率为主要性能指标,切碎装置转速、喂入速度和喂入倾角为试验因素,设计单因素试验,确定各试验因素的较优水平区间;通过正交试验,建立各因素与指标之间的数学回归模型,探究各因素对指标的影响规律。试验结果表明:切碎比能耗最小时的最优作业参数组合如下:切碎器转速为1 005 r/min,喂入速度为4 m/s,喂入倾角为8.4°;标准草长率达到最高时的最优组合如下:切碎器转速为1 200 r/min,喂入速度为3.5 m/s,喂入倾角为8.5°。综合优化得到影响切碎作业性能的综合最优组合如下:切碎器转速为1 200 r/min,喂入速度为4 m/s,喂入倾角为8°。田间验证试验表明:切碎比能耗相对误差为5.23%,标准草长率相对误差为3.15%,最优作业参数综合表现良好,且回归模型可靠。

摘要：基于仿生非光滑技术,通过改变离心式水泵中液体的流动结构降低固液界面的阻力,研究了水泵的增效问题。并设计了试验系统,采用L9(34)正交试验,以离心式水泵效率为试验指标,进行了离心式水泵的流量、扬程、电压和电流的测量。对比试验表明,在离心式水泵的有效工作流量范围内,某些仿生改形表面的模型具有十分明显的效果,效率提高最大为3.45%,最大增效率为6.81%。并优化出在两个流量段的主次因素和最优水平,为仿生非光滑技术在离心式水泵中应用的进一步研究提供了前期基础。