摘要：为探究水泵水轮机组因频繁改动活动导叶开度而引起的机组不稳定运行机理,基于熵产理论与涡量理论,采用数值模拟与试验相结合的方法,针对水泵水轮机小流量、高效率和大流量这3种工况开展能量损失特性分析.结果表明:随着活动导叶开度的增加,转轮区域总涡量值增大,高涡量值分布区域及主流区熵产率先减小后增大,壁面熵产率增大;能量损失与流态紊乱程度呈正相关,转轮区域的旋涡流、冲击、摩擦等现象是引起能量损失的重要原因.对相同工况模型进行试验,其结果与数值模拟结果类似,此研究结果为水泵水轮机的设计与效率提升提供了重要依据.

摘要：设计了一款皮带传动的六足机器人,利用逆运动学对该腿部机构进行工作空间分析。因非结构化环境的环境信息不可知且较恶劣,使得六足机器人腿部损伤现象时常发生。为了提高腿部损伤六足机器人的容错行走能力,在无附加装置和系统的条件下,提出了一种新的控制策略。首先对机器人受损腿部情况进行分类,并基于受损后六足机器人的稳定裕度分析,通过利用机身姿态动态调节和利用部分腿的基节初始化转角调节提高其容错行走能力。分析腿部损伤六足机器人在一个运动周期内的足端位移、机身姿态等实验数据,从而验证了所提控制策略的有效性。

摘要：为方便传统汽车制动踏板的机械自动化,根据汽车制动踏板结构形式,设计一种带有圆弧形截面的自动制动踏板机构。运用机构运动学原理,建立自动制动踏板运动学模型,提出一种根据踏板结构几何约束确定最优圆弧形截面尺寸的方法。以某电动汽车制动踏板为例,计算获得该踏板最优圆弧形截面的设计尺寸,并与CATIA DMU模型和台架试验数据进行对比,验证所建立运动学模型的正确性。通过开展实车制动试验,说明所设计自动制动踏板机构的可行性。结果表明,建立的自动制动踏板机构运动学模型与CATIA DMU模型的计算结果完全一致,与台架试验数据亦十分接近;在最优圆弧形截面的制动仿真中,运动销与圆弧形截面的切点和运动销顶点的横向偏差不超过0.54 mm,该机构能平稳连续的传递制动推力;实车制动试验表明,所设计自动制动踏板能有效实现慢速、快速和人-机分离等自动驾驶车辆的制动过程。

摘要：提出了实现光束曝光区温度分布均匀化的方法。该方法主要是充分利用二元光学法和液晶空间光调制的各自优点,并按照设计系统的要求,最大程度避免二元光学法使用不灵活而液晶空间光调制激光能量利用率不高的缺点,实现温度分布均匀化系统优化。为研究该方法的可行性,首先通过遗传算法设计一个16台阶的二元光学整形器件;针对二元光学只能应用于特定条件下的缺点,再引入液晶空间光调制方法,该方法可以对入射光束进行实时、可调控的整形,实现对曝光区温度分布进行实时控制。理论分析和仿真结果都表明,两种方法按照实际需要进行选择,可以有效地实现光束曝光区温度分布均匀化。

摘要：为了研究水泵水轮机不同工况下的运行稳定性,采用FLUENT软件对模型水泵水轮机转轮和无叶区的流态、熵产率分布、压力脉动进行了数值模拟,并将数值模拟结果与试验进行了对比.结果表明:数值计算的压力脉动数据与试验值吻合较好,旋涡引起的速度梯度和压力梯度剧烈变化是水泵水轮机内部高能量损失的根本原因.相较于设计工况,小流量工况时转轮叶片吸力面水流的流动分离和旋转失速会导致此处熵产率较高,叶片吸力面压力脉动主频和第2主频幅值最大;大流量工况时动静干涉作用占主导,无叶区的熵产率最大,相应的无叶区压力脉动主频幅值也最大.由此可见,各工况下主流区熵产率和压力脉动具有强相关性,熵产率大的区域,压力脉动也较大.

摘要：针对SIFT描述子实时性差和传统二进制描述子对尺度、旋转和视角变化鲁棒性差的问题,本文通过优化采样模式和添加灰度差分不变量比较测试进行改进,提出了一种鲁棒性更高的二进制描述子。首先,设计了一种尺度关联、编号标记的采样模式;然后,旋转采样模式中各采样点到特定位置,确保描述子尺度、旋转不变性;接着,分析了采样点点对模式对描述子的影响,选择使用机器学习训练后的128对采样点对;最后,选择灰度值比较测试及梯度绝对值和比较测试构建二进制描述子。实验中采用DoG检测图像关键点,结果表明:本文提出的描述子在描述子构建和描述子匹配上比SIFT描述子分别快84%和67%;在有视角变化的图像匹配上,准确率比传统的二进制描述子高3%~5%,召回率平均要高30%以上。本文提出的特征点描述方法适用于时间要求高的图像匹配领域。

摘要：为实现T型三电平有源电力滤波器(APF)的高性能电流跟踪控制及其鲁棒性,提出了一种无差拍优化有限集模型预测控制(FCS-MPC)算法,并设计了滤波电感在线观测器。首先,为降低滚动优化过程的运算量,提出了一种基于谐波电流无差拍预测的电压矢量控制集简化方法,减少了每个控制周期內迭代计算的次数。然后,为降低电感参数失配对FCS-MPC算法性能的影响,设计了一种电感观测器完成参数的在线修正。最后,通过仿真对所提算法完成验证。仿真结果表明,所提算法不仅保持了传统FCS-MPC优越的动静态响应性能,同时显著减少了数字实现的运算量,提升了参数失配时控制系统的鲁棒性。

摘要：为了满足高功率微波系统对宽频比双频辐射天线的研究需求,提出了一种可工作在C/X双频段的高功率圆极化反射阵列天线。天线单元采用介质埋藏的贴片单元形式,贴片部分由外圈的椭圆环贴片嵌套内圈的椭圆贴片组成,分别实现低频(C波段)和高频(X波段)的辐射。这种嵌套式的单元形式使得天线可以实现较宽的频比,同时由于单元采用无突变结构且单元被埋藏在介质中避免了三相点的出现,从而具有较高的功率容量。高低频段的两种贴片都采用绕轴旋转的方式来调节反射相位,可以在反射损耗较小的基础上满足360°的反射相位调节。基于以上双频辐射单元设计了一个口径尺寸为400 mm×400 mm的20×20矩形栅格排布反射阵列天线,设计结果表明天线在4.3 GHz下的增益为22.2 dBi,口径效率为40.2%,常压空气中的功率容量为10.4 MW;在10.4 GHz下的增益为29.9 dBi,口径效率为40.5%,常压空气中的功率容量为12.2 MW。该天线高低工作频率的频比达到2.4,且具有高效率和高功率容量的特点。

摘要：利用Kriging模型建立了叶轮叶片进出口安放角参数与泵性能的关系,采用遗传算法对叶片参数进行多目标寻优并进行性能预测和对比分析。结果表明:β11、β51和β52为反应堆冷却剂泵叶轮叶片进出口角参数的显著因子;β11=43.3°、β51=22.9°和β52=18.4°为最佳叶片进出口安放角参数组合;优化后,叶轮效率在0.8qV,d、1.0qV,d和1.2qV,d3个工况点相对于原叶轮分别提高了1.24%、1.1%和0.5%;叶片吸力面上压力载荷提高;叶片压力面上展长比为0.5和0.95时,叶片出口区域压力载荷提高。

摘要：为提升产品仿生造型与自然生物原型间的耦合度,将耦合仿生引入产品造型设计过程,以提高产品仿生设计的高效性与准确性。采用拓扑结构分析法对自然生物原型进行特征层级划分,得到特征强弱排序,确定其典型特征;通过产品造型分析,确定产品设计要素及特征;运用生物美感耦合、实用功能耦合、象征语义耦合3种方法将自然生物原型的典型特征与产品设计要素进行耦合设计,得到设计方案;运用模糊综合评价法进行耦合度计算,确定最佳设计方案。以大白鲨与高速列车的耦合仿生设计为例,验证了耦合仿生设计在产品造型设计中的可行性和有效性。