摘要：提出一种考虑运行点的的风电场混合储能模型预测控制(model predictive control,MPC)策略,实现有效平滑风电出力和混合储能系统内部功率分配。首先,以储能系统出力最优为目标,满足并网标准和储能运行约束作为约束条件,推导出平滑风电出力的预测控制模型,调用求解器实现储能出力优化。然后,基于一阶低通滤波解耦内部功率,考虑蓄电池运行点对混合储能功率解耦的影响,以调整超级电容出力为原则,提出改善混合储能内部无效能量交换的滤波参数调整规则,并设计滤波参数模糊控制规则实现自适应控制,有效避免蓄电池-超级电容间无效能量交换,并能延长蓄电池运行寿命。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建风电场-混合储能系统并网模型,并采用实际风电功率数据进行验证,算例表明,相比低通滤波法,所提策略使混合储能能量交换降低44.94%;蓄电池-超级电容间无效能量交换降低99.4%,有效提升混合储能系统整体运行效能。

摘要：针对系统中存在的设计过程复杂性导致功能需求无法实现的问题,通过分析系统中设计过程复杂性产生的原因,并将其转化为附加效应链,消除系统的附加效应来减小系统的设计过程复杂性。在效应定义的基础上,给出了理想效应和附加效应的定义;分析了设计过程复杂性与附加效应的关系,将表达设计参数和功能需求之间的设计矩阵A扩展为广义设计矩阵A_s,A_s不但表达了设计参数之间的关系,还可以表达超系统对系统的影响;通过功能需求—广义设计矩阵—附加效应之间的关系,建立了基于附加效应的设计过程复杂性分析过程模型。通过一个工程实例验证了该设计过程的科学性。

摘要：针对计算机辅助创新(Computer-aided innovation,CAI)技术提出的创新概念方案不能顺利地输出给CAD系统的问题,从分析具备产品的功能信息及结构信息的CAD装配结构模型入手,通过建立产品装配结构的信息模型图,分析并确定装配模型存在的问题和冲突,然后应用计算机辅助创新(CAI)技术驱动的知识工程(Knowledge based engineering,KBE)及语义处理技术集成的创新技术进行解决,进而驱动产品结构设计,创新性地解决装配结构中存在的问题,形成从构思创新方案产生-形成知识-驱动结构设计的有机创新过程,初步实现了概念设计与详细设计的集成。进而建立了计算机辅助创新(CAI)技术驱动的产品概念设计和详细设计的集成过程模型,通过无磨损蝶阀产品的创新案例验证了该模型的可行性。

摘要：针对已有产品功能创新设计过程不能及时、动态地反应用户需求的问题,应用需求进化定律将不同的用户需求进行预测并规划明确产品的需求目标。通过建立需求目标与功能进化的相互关系,针对不同的需求目标选取对应的功能进化改进定律对已有产品从功能层面进行系统设计。功能改进后满足的需求又可以重新作为产品的调查需求,发现用户的新需求或已有需求的发展,进而再次驱动功能创新设计来满足用户需求,实现功能进化随需求的进化而进化,从而为功能创新设计提供一种新方法。在此基础上提出了已有产品的功能创新过程模型,并以TTSJ900架桥机创新设计为例验证了该模型的合理性。

摘要：A piezoelectric pump with flexible valve has been developed to pump high viscosity cooling liquid in the nanosats thermal control system. The structure of the flexible valve is designed according to the characteristics of the human aortic shape with the aim to simulate the bionic pumping function of the human heart. Dynamic stress-strain features of the flexible valve are analyzed by the finite element method,and the results show that the proposed flexible valve is suitable and functional for the piezoelectric pump. Then the cylinder and diffuser/nozzle piezoelectric pumps based on flexible valves have been developed and fabricated. Experimental results of the output performance indicate that the maximum flow rate of the cylinder piezoelectric pump with flexible valve is 15.38 mL/min,170.77% higher than the diffuser/nozzle piezoelectric pump with flexible valve. The ability of the cylinder piezoelectric pump with flexible valve for transmitting high viscosity liquid has been validated. The piezoelectric pump with flexible valve has potential applications in the nanosats thermal control system.

摘要：压电叠堆与柔性机构构成了微位移的基本形式,其行程与精度、输出力的矛盾需要结合应用要求对结构进行综合设计。针对所构建的超精密加工工具对六自由度微位移的需求,提出了一种以压电叠堆作为驱动元件,以柔性铰链和楔形机构作为传动机构的空间六自由度微位移定位平台。由于压电叠堆需要一定的预紧力才能发挥其微位移精度和输出力的优势,通过静力分析,得出了微位移平台各个自由度驱动力和位移输出关系的表达式及刚度表达式,对结构进行了优化。试验表明,各自由度的行程与分辨率如下:x,y,z方向的最大位移分别为7.48,8.33和4.14μm,分辨率为0.01μm;沿θx,θy,θz方向的最大旋转角度均为0.13°,分辨率为0.01°,满足所构建的超精密加工工具定位的精度要求。试验获得了微位移定位平台的激励电压与各自由度位移输出曲线,为平台的运动、定位控制提供了依据,也为柔性铰链机构和楔形机构在其他结构中的应用提供了理论依据和试验基础。

摘要：为了快速、准确地识别复杂机电产品创新设计中的关键冲突问题,提出一种冲突敏捷识别方法。首先利用敏捷当前现实树快速找到影响系统优化的根原因,并采用冲突图的形式表达;然后提出利用冲突图中的各因素影响关系绘制冲突关联图,敏捷地确定关键冲突;在此基础上,应用TRIZ工具解决冲突得到产品设计方案,再利用未来问题结构树和前提条件树结合定量评价算法对方案进行评价和分析;最后构建了冲突敏捷识别驱动的复杂机电产品创新过程模型。应用该过程模型迭代以上过程进行分析与求解,可以实现复杂机电产品的敏捷创新。以某型号工程船舶为实例进行创新设计,验证了所提过程模型的有效性。

摘要：Valveless piezoelectric pump is widely used in the medical,however,there is a general and difficult problem to be solved:Low vortex and large flow rate are not compatible,resulting in the blood prone to thrombosis during blood *** this paper,a new valveless piezoelectric(PZT)pump with streamlined flow tubes(streamlined pump)is *** design method and the working principle of the pump are *** velocity streamlines are simulated,and the results demonstrate that there are no obvious vortexes in the flow tube of the streamlined *** prototype pumps(two cone pumps and three streamlined pumps)are designed and fabricated to perform flow rate and flow resistance *** experimental results illustrate that the maximum flow rate of the streamlined pump is 142 mL/min,which is 179%higher than that of the cone piezoelectric pump,demonstrating that the streamlined pump has a large flow rate *** research provides an inspiration for future research on simple structure,low vortex and large flow rate volume-type pumps,and also provides a useful solution for thrombosis preventing.

摘要：基于断裂力学的损伤容限方法分析了国产全炭人工机械心瓣的保守寿命-在生理负荷作用下,热解炭瓣片失效前预存初始裂纹扩展到临界尺寸经历的加载循环次数。结果表明:人工机械心瓣瓣膜的最小初始裂纹尺寸只有几十微米,为了给瓣膜植入患者提供最大的安全保障,其基本要求是使用损伤容限设计方法进行热解炭人工心瓣的设计和质量控制。

摘要：传统的功能分解是将产品的总功能分解到功能元,以每个功能元有确定的原理解作为功能分解结束的标志,传统的功能分解方法强调总功能可以分解为若干个功能元,若干个功能元组成一个总功能,体现了总功能和功能元之间的线性关系和还原性。传统的功能分解无法体现复杂机电系统非线性、时变特性、开放性和功能耦合等重要特征,因此急需一种适合于复杂机电系统的功能分解过程模型。将设计过程复杂性理论(Design-centric complexity,DCC)和TRIZ集成,对初步进行功能分解的结果,按照TRIZ理论中有效完整功能和非有效完整功能集对功能进行分类;应用提出的功能实现概率均值法和功能实现概率极值法,将TRIZ理论的有效完整功能和非有效完整功能,与DCC理论中重复功能集和组合集建立联系;经过TRIZ理论对问题功能进行转化后,以系统的重复功能集、组合集和组合辅助功能集作为复杂机电系统功能分解的结果;形成面向复杂机电系统的DCC与TRIZ集成功能分解过程模型。用一个工程实例验证该设计过程模型。