摘要：现有的悬吊式微低重力模拟恒拉力系统常采用力传感器数值作为反馈直接控制系统,但实际情况下力作为反馈信号常会产生突变,影响系统控制精度。为了改进刚性控制策略下系统稳定性差与大冲击条件下力误差大的状况,文中设计了包含准零刚度机构的恒拉力系统,通过控制准零刚度机构长度间接对恒拉力系统输出拉力进行控制。对准零刚度机构进行受力分析,明确影响准零刚度机构性能的关键指标和准零刚度机构的工作行程区间,建立恒拉力系统动力学模型,设计控制系统。为了验证系统控制精度与系统抗干扰性能,进行了动力学联合仿真对设计进行验证,仿真结果表明:该恒拉力系统拉力的控制误差可控制在2%以内,且具有较好的鲁棒性。

摘要：非肽小分子α-螺旋模拟物的设计与合成是蛋白质相互作用抑制剂研发的一个重要方向。该方法通过设计、合成有机小分子化合物来模拟蛋白质相互作用界面热点区域(hot-spot)的α-螺旋结构。利用模拟物与相应蛋白质结合,从而阻断特定蛋白质-蛋白质之间的相互作用,最终达到治疗相应疾病的目的。本文以低聚苯酰胺为骨架,设计、合成了以阿司匹林为母体的蛋白质α-螺旋模拟物。

摘要：A novel robust controller is proposed in this study to realize the precise motion control of a cell puncture mechanism(CPM)driven by piezoelectric ceramics(PEAs).The entire dynamic model of CPM is constructed based on the Bouc–Wen model,and the nonlinear part of the dynamic model is optimized locally to facilitate the construction of a robust controller.A model-based,nonlinear robust controller is constructed using time-delay estimation(TDE)and fractional-order nonsingular terminal sliding mode(FONTSM).The proposed controller does not require prior knowledge of unknown disturbances due to its real-time online estimation and compensation of unknown terms by using the TDE *** controller also has finite-time convergence and high-precision trajectory tracking capabilities due to FONTSM manifold and fast terminal sliding mode-type reaching *** stability of the closed-loop system is proved by Lyapunov stability *** simulation and hardware-in-loop simulation experiments of CPM verify that the proposed controller outperforms traditional terminal sliding mode controllers,such as the integer-order or model-free *** proposed controller can also continuously output without chattering and has high control *** embryo is used as a verification target to complete the cell puncture *** the engineering application perspective,the proposed control strategy can be effectively applied in a PEA-driven CPM.

摘要：薄煤层N00工法的提出,革新了传统的煤矿开采模式、关键技术与装备系统,并取得了成功应用。而新开采模式下的巷道围岩控制技术尚不完善,为实现薄煤层N00工法巷道顶板结构的安全稳定,考虑其工艺流程和顶板变形特点,将巷道划分为超前硐室、垮落成巷两个阶段。并基于Hoek-Brown非线性岩体强度破坏准则,确定了巷道顶板不同阶段的锚杆/索预紧力的计算公式,提出了巷道顶板锚杆/索预紧力及长度设计方法。此外,结合数值模拟研究了不同阶段巷道顶板锚杆/索支护作用机理及不同锚杆/索支护组合对围岩应力分布的影响,揭示了锚杆/索支护关键参数对顶板稳定性的影响机制。最后,综合理论与数值模拟分析结果,提出了分区补偿支护技术,确定了锚杆/索预紧力、长度及选材的设计原则,该技术在现场取得了良好的应用效果。

摘要：目标跟踪是实现人机交互的重要一环,二维激光雷达探测范围广、精度高,广泛应用于目标跟踪,但是由于缺失语义信息,难以区分外观近似的物体.针对这一问题,提出一种基于激光与UWB序列匹配的目标跟踪方法,使用最近邻算法关联激光聚类,构建物体轨迹,并基于改进的高斯相似度计算物体的激光轨迹与UWB测距序列的相似度,根据相似度大小实现目标的匹配定位.此外,针对目标被遮挡的情况设计重跟踪算法,利用UWB测距信息、目标丢失位置和目标特征模型在环境中搜索被遮挡的目标.利用TurtleBot 2机器人平台,在10 m×10 m的室内环境中进行实验验证.实验结果表明,所提出方法能够以8 cm的精度稳定地跟踪携带UWB节点的目标.

摘要：为了采用现代信息技术提升单交叉口的通行效率,综合考虑信息物理系统(CPS)的特性和功能,构建了基于CPS的单交叉口信号滚动优化控制架构;提出了交叉口信号优化控制的分层建模思路与框架,实现了对交叉口不同层级的状态描述;针对不同流量环境,分别以单位时间车均预计延误和加权排队长度比作为优化目标,进行实时信号优化,构建了基于CPS的分层滚动优化模型;搭建了基于SUMO与Python的实时交互仿真环境,针对未饱和、过饱和以及饱和状态变化3种流量场景进行案例分析.算例结果表明,与Transyt、Synchro、Webster、感应控制、承载力方法相比,所提模型均取得了更优的控制效果,车均延误和平均排队长度最多分别可减少43.75%和16.05%,溢流时间最多可延长37.93%.

摘要：新疆灌溉农业通常在作物生长期采用低流量滴灌以提高水分利用效率,而后在休耕期采用沟灌洗盐来防止次生盐碱化。这个相对复杂的农业生产过程可能会增加新疆当地劳动力和资源过度投入。为此,通过3D打印技术开发了一种具有独立双重流道的新型变量灌水器,该灌水器在两个工作水压水平(6~10 m和12~15 m)下具有灌溉和洗盐功能。通过室内试验分析了变量灌水器基本水力性能(流量系数、流态指数),然后利用计算流体动力学(CFD)和通径分析相结合的方法,研究了变量灌水器水力性能对流道宽(w)、流道深(D)、流道长(L)、齿高(h)和齿底距(b)的响应。结果表明,随着工作水压从6 m增加至10 m,变量灌水器出流量从1.6 L/h缓慢地增加到2.1 L/h,当工作水压进一步增大至12 m时,变量灌水器出流量急剧达到4.5 L/h,增幅达114.3%,这说明通过调节工作水压,所设计的变量灌水器可原位实现灌溉功能(较小流量)和洗盐功能(较大流量)的自由切换。根据新疆当地农田实际灌溉定额和盐碱化程度,推荐了适宜的变量灌水器流道参数。例如,在轻度盐碱地中,变量灌水器适宜的w、D、h、L和b分别为0.60、0.60、0.80、8.80和0.60 mm。

摘要：目前,在带有视差场景的图像对齐中,主要难点在某些无法找到足够匹配特征的区域,这些区域称为匹配特征缺失区域.现有算法往往忽略匹配特征缺失区域的对齐建模,而只将有足够匹配特征区域中的部分单应变换系数(如相似性变换系数)传递给匹配特征缺失区域,或者采用将匹配特征缺失区域转化为有足够匹配特征区域的间接方式,因此对齐效果仍不理想.在客观事实上,位于相同平面的区域应该拥有相同的完整单应变换而非部分变换参数.由此出发,利用单应变换系数扩散的思想设计了一个二步网格优化的图像对齐算法,简称单应扩散变换(Homography diffusion warping,HDW)算法.该方法在第一步网格优化时获得有足够匹配特征区域的单应变换,再基于提出的单应性扩散约束将这些单应变换系数扩散到邻域网格,进行第二步网格优化,在保证优化任务简洁高效的前提下实现单应变换系数的传播与图像对齐.相较于现有的针对视差场景图像对齐算法,所提方法在各项指标上都获得了更好的效果.

摘要：铯基全无机钙钛矿CsPbBr_(3)具有良好的热稳定性,在应用中表现出优越的发光特性,是近年来光电领域的明星材料.CsPbBr_(3)界面的光生载流子过程与其光电性能密切相关.本文采用非绝热分子动力学方法结合含时密度泛函理论,对CsPbBr_(3)及其合金化结构的激发态动力学过程进行了系统研究.研究结果表明,Sn/Ge合金化能够有效缩短退相干时间,减缓电子-空穴复合.CsPb_(0.75)Ge_(0.25)Br_(3)体系的载流子寿命延长至1.6倍,而CsPb_(0.5)Ge_(0.25)Sn_(0.25)Br_(3)体系的载流子寿命延长为原始体系的4.2倍.证明了B位(钙钛矿结构ABX_(3)中的B位)金属阳离子的双原子合金化对CsPbBr_(3)的非辐射电子-空穴复合具有很强的影响.本研究提供了一种能够有效延长钙钛矿载流子寿命,合理优化太阳能电池性能的合金化方案,为未来钙钛矿太阳能电池材料的设计提供了思路.

摘要：在固-液相变过程中,外力可导致固体相变材料在液体相变材料中产生相对运动并严重影响相变流动传热。提出一种欧拉-拉格朗日迭代固-液相变算法,创新地将预测固体相对运动的拉格朗日迭代外置耦合于预测相变流动传热的欧拉迭代,能够稳定准确地耦合计算固-液相变的流动传热和固体相变材料的相对运动。采用本算法研究了方腔内的接触熔化过程,探讨不同糊状区系数和重力加速度对本算法的影响规律。结果表明,本算法预测液相体积分数的平均误差为4.93%,固体相对运动预测数值振荡降低51.42%。对于石蜡材料,推荐使用的糊状区系数为1010。增大重力加速度会提高熔化速率并加快相对运动,但对整体趋势影响较小。研究结果可作为相变储能装置的设计参考。