摘要：针对传统钢框架在地震作用下底层柱脚容易产生塑性损伤的问题,为实现震后结构功能的快速恢复,提出一种可更换波折钢板剪切耗能型柱脚节点.采用经试验验证的有限元数值计算方法,建立新型柱脚节点的有限元模型.通过对此柱脚节点进行往复加载分析,研究了其滞回性能、应力发展及塑性损伤分布规律,考察了波折钢板宽高比bc/hc、高厚比hc/tc、波形比Ca/Cl及钢柱轴压比n等参数对节点滞回性能的影响规律,给出了关键参数的选取建议,并基于简化受力模型提出了节点承载力计算公式.研究发现:柱脚节点的滞回曲线较为饱满,表现出良好的耗能能力;在往复加载过程中,塑性变形集中在波折钢板上,其他部件均未发生屈服,震后只需更换受损伤的剪切耗能装置即可实现柱脚节点功能的快速恢复.参数分析表明:波折钢板宽高比bc/hc、高厚比hc/tc对柱脚节点承载力和滞回性能影响较大,在初步设计时建议采用0.5≤bc/hc<1.0、hc/tc≤90的波折钢板,同时需控制钢板提供的极限承载力不超过框架柱的边缘屈服承载力,以保证钢柱不发生屈服;钢柱轴压比的增大会加剧P-Δ效应的影响,使得节点承载力显著下降,因此要合理控制轴压比,建议轴压比取值n≤0.4;波折钢板波形比在合理取值下对节点的滞回性能影响不大,推荐取0.1≤Ca/Cl≤0.2.总之,波折钢板剪切耗能型柱脚节点具有承载力高、耗能能力强、损伤控制等特点,在合理设计下可达到减小结构损伤、实现震后可快速修复的目的.

摘要：为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

摘要：制动技术是影响列车提速的重要因素,制动盘散热能力是提高高速列车运行速度的重要参数。为了从结构上改善制动盘的散热能力,降低制动盘工作温度和热应力,结合仿生学,以鳞片为仿生原型,设计两种具有新结构的仿生制动盘。对比传统直辐板制动盘,使用流体仿真软件模拟不同制动盘内流场情况,进而采用热机耦合方法,计算300 km/h初速度一次紧急制动工况下的制动盘温度及热应力结果。结果表明,新型鳞片仿生制动盘能加速制动盘内空气流通,提高制动过程中的对流换热系数;并降低制动盘的工作温度以及热应力,在一定程度上减小热载荷对于制动盘的影响。

摘要：针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略。该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电磁转矩和桨距角作为控制变量的多输入多输出控制器进行协调控制,允许非零度桨距角下风机用做动能缓冲,在平滑输出功率的同时减少变桨动作量。为证明所提出控制策略的有效性,在多种风场景下,与增益调度PI控制等方法进行了对比实验。结果表明:所提出的控制策略使漂浮式海上风机在满足发电功率平稳性的同时减缓了漂浮平台的俯仰运动,可有效降低漂浮式海上风机的疲劳载荷。

摘要：本研究建立了3个不同浓度GO(0.1和10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应激水平分别提升198.51%和307.13%.而微生物通过分泌更多的胞外聚合物(EPS)以应对GO胁迫.16S rRNA gene测序结果表明.GO显著影响了具有脱氮功能的菌属丰度.常见的负责硝化过程的菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化过程的菌属(Candidatus_Accumulibacter、和Thauera等)丰度随着GO浓度升高而降低.功能基因预测显示.GO降低了和脱氮有关的基因丰度.与NH_(4)+-N氧化的相关的基因(***)和NO_(2)--N还原的相关的基因(***)丰度均随着GO的累积而显著下降.本研究从功能基因的角度深入解析了GO恶化AS脱氮性能的内在机理.

摘要：为了解决软击穿导致的压控磁各向异性磁隧道结(voltage-controlled magnetic anisotropy magnetic tunnel junction,VCMA-MTJ)及其读电路性能下降的问题,在对VCMA-MTJ软击穿机理深入分析的基础上,修正了VCMA-MTJ的电学模型,设计了一种具有固定参考电阻的VCMA-MTJ读电路和一种具有参考电阻调控单元的VCMA-MTJ读电路,研究了软击穿对VCMA-MTJ电阻R_(t)、隧穿磁阻比率M、软击穿时间T_(s)以及VCMA-MTJ读电路读错误率的影响。结果表明:软击穿的出现会导致R_(t)和M均随应力时间t的增加而降低,T_(s)随氧化层厚度t_(ox)的增大而缓慢增加,却随脉冲电压V_(b)的增大而迅速减少,与反平行态相比,平行态的T_(s)更短且M降低50%所需时间更少;具有固定参考电阻的VCMA-MTJ读电路可有效避免读“0”错误率的产生,但读“1”错误率却随t的增加而上升,而具有参考电阻调控单元的VCMA-MTJ读电路可在保持读“0”正确率的同时,对读“1”错误率改善达54%,在一定程度上削弱了软击穿对VCMA-MTJ读电路的影响。

摘要：生理学研究发现,大鼠进行空间定位依赖内嗅—海马CA3结构中的网格细胞与位置细胞,而内嗅—海马结构与前额叶皮层之间的动态联系是导航的关键。基于此,本文提出一种仿鼠脑内嗅—海马—前额叶信息传递回路的空间导航方法,旨在为移动机器人赋予强大的空间导航能力。在海马CA3—前额叶空间导航模型的基础上,本文构建以海马CA1区位置细胞为基本单元的动态自组织模型优化导航路径。随后通过海马CA3区位置细胞与前额叶皮层动作神经元将优化后的路径回馈至脉冲神经网络,提高模型收敛速度的同时还有助于建立导航习惯的长期记忆。为验证方法的有效性,本文分别设计了二维仿真实验和三维仿真平台的机器人实验。实验结果表明:本文方法不仅能够在导航效率、收敛速度等方面超越其他算法,而且对动态变化的导航任务具有较好的适应性。同时,本文方法还能够很好地应用在移动机器人平台上。

摘要：雷达对抗场景中雷达方和干扰方相互感知、识别以及博弈对抗.针对雷达方对干扰方系统内部状态的非合作识别推理的问题,提出了一种对干扰系统中雷达辐射源状态识别模块处理结果进行逆向估计的方法.建立了逆状态识别任务模型,任务中的干扰系统根据雷达工作状态识别结果对其干扰动作进行优化,雷达方则基于对干扰方干扰样式序列的观测,估计干扰方对雷达工作状态的识别结果;设计了基于隐马尔可夫模型(HMM)的逆状态识别任务求解方法,具体包括通过自适应粒子群算法进行模型参数初始化,采取多观测序列的鲍姆-韦尔奇算法进行模型参数估计,采用对数维特比算法估计干扰方的雷达状态识别结果;通过典型雷达对抗场景设定下的数字仿真验证了所给逆状态识别方法的可行性和有效性.

摘要：电池系统是支撑下一代新型电网的关键,然而不合理的充放电策略会使电池发生析锂副反应,导致电池充放电性能大幅减弱。因此,文中针对三元锂离子电池,基于参比电极揭示了析锂后电池的充电性能变化情况,并对其安全充电电流进行控制。首先,设计不同温度下的充放电循环实验,得到低温循环与高温循环后的电池;其次,通过植入参比电极标定安全充电曲线对比电池的负极电位,发现高温循环后的电池发生了析锂,且平均充电电流相比新电池降低了61.7%;最后,对析锂后的电池建立安全充电荷电状态-温度-电流等高线图,对比新电池等高线图后发现,200 A以上的充电电流区域减少了69.84%。文中提供了一个析锂后电池充电性能衰减的量化指标,需要在实际的锂离子电池全寿命周期管理中予以考虑。

摘要：针对半主动型膝关节置换手术机器人的柔顺跟随医生意图运动和手术安全范围约束问题,提出了一种模型预测导纳控制算法.首先,为了提高算法运行效率,使用斯特林插值方法对机械臂动力学模型进行线性化,并作为预测模型,该方法计算简单且求解精度高;其次,基于导纳模型力柔顺控制机理识别操作医生的力意图生成机械臂期望运动轨迹;然后,设计虚拟状态,提高模型预测控制算法的显式处理约束能力,利用模型预测控制的滚动优化和反馈校正特性提高控制鲁棒性;最后,结合成机械臂模型预测导纳控制器.设计三环PID(Proportional integral derivative)控制对照试验,验证了模型预测控制算法的轨迹跟踪性能更好,可以更好的实现期望的导纳动态,从而得到更优的柔顺效果.在此基础上,进一步验证模型预测导纳控制器在具有强耦合性、复杂系统参数结构特性的机械臂上的主动约束效果.结果表明模型预测导纳控制算法能实现比传统三环PID控制更好的柔顺性,且具备满足膝关节置换手术需求的安全性.本文有望促进半主动手术机器人的实际应用.