摘要：根据第八届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求,设计并制造了一种将重力势能转化为机械能并能实现打卡“长征”路线的重力势能车。运用NX12.0设计小车运行轨道;为保证行走轨迹的重复性和打卡的准确性,创新地运用NX12.0的贝塞尔曲线绘制长征路线轨迹的拟合曲线。利用MATLAB对拟合曲线进行优化与仿真,从而获得满足设计要求的理论凸轮轮廓。为保证小车结构设计的合理性和运行轨迹的准确性,利用SolidWorks对无碳小车进行整体结构设计与分析,运用Motion对小车进行运动仿真,最终完成实物样机的加工制作并进行调试。利用三维扫描仪对调试修正后的凸轮进行三维逆向建模,最终获得满足设计要求的实际凸轮轮廓,对装有逆向建模凸轮的小车进行运行调试,运行结果表明:无需再对三维逆向建模的凸轮进行调试修正,小车就能打卡所有轨迹点且行走轨迹重复性好;文中所提供的轨迹仿真及设计方法正确可靠、适用性广,对此类工程竞赛及其他装置的设计开发具有较大工程指导意义。

摘要：【目的】传统液压全自动热熔焊机由于液压机的使用存在体积大、重量大、耗能高及环境污染等问题,需要进行改进研发。随着伺服技术的快速进步,现代伺服电机能够提供更高的扭矩,同时具备卓越的控制精度、运行稳定性和过载能力。与传统液压机相比,伺服电机具有体积小巧、重量轻便及节能环保等显著优势。目前,在众多应用领域,伺服电机已经逐渐取代了传统的液压机,成为新一代的动力来源。因此,可基于伺服电机对传统液压全自动热熔焊机进行改进研发,而基于伺服电机研发的PE管全自动热熔焊机与原有液压全自动热熔焊机在设备结构、动力转换方式及控制方式上存在显著差异,需要重新研制控制系统。【方法】根据此需求,文中所研制系统采用昆仑通态嵌入式工业触摸屏作为主控装置,并以此为基础搭建了伺服系统、热板升降系统及温度采集与控制系统,最后根据系统特点进行相应的控制软件设计。【结果】该文提出了一种更适用于该设备的新型焊接工艺。【结论】通过多次焊接测试和拉伸试验验证,该控制系统能够使基于伺服电机研发的PE管全自动热熔焊机按标准工艺和新工艺进行合格的PE管焊接,并且当使用新工艺进行焊接时,能够降此设备使用低能耗同时延长设备使用寿命。

摘要：可变线路公交可以在一定距离内偏离固定线路接送乘客,具有提高公共交通服务可达性的优势。然而,公交车过多访问非站点处的乘客,会增加车辆的行驶距离与时间,导致车内和站点等候乘客时间延误。因此,本文提出以浮动票价来调控乘客的接送需求,优化可变线路公交的固定站点个数、发车间隔和基础票价以实现单位时间内的社会福利(运营商利润和消费者剩余之和)最大化。首先,本文利用连续近似法分别在无财政限制(允许盈利赤字)和有财政限制(在财政补贴下确保运营不亏损)的情况下构建了最优化模型;其次,通过BONMIN求解器,求出无财政限制的模型的最优固定站点个数、发车间隔和基础票价;最后,通过对潜在出行需求、服务区域的矩形长宽比、票价调整系数及车容量等进行灵敏度分析,验证了模型的有效性。结果表明,单位时间财政补贴存在两个阈值。实例分析表明,对洛杉矶MTA646路夜间公交分别实行统一票价和差异化票价时,潜在出行需求存在一个阈值。当潜在出行需求超过120人/h时,票价调整系数为1时对单位时间社会福利的优化度比票价调整系数为0.2、0.4、0.6和0.8时更高,约为1%。本研究为可变线路公交系统的服务设计与财政补贴计算提供了重要参考依据。

摘要：针对单电机重度混合动力系统纯电动驱动至混合驱动模式切换过程中出现纵向驾驶性能降低的问题,提出了一种分阶段的动力源与离合器协调控制策略。建立了面向控制的模式切换过程系统动力学模型,根据发动机和离合器的不同状态,将模式切换过程划分为4个阶段,基于前馈-反馈控制方法设计了分阶段的协调控制策略,用于调节动力源和离合器的转速转矩。仿真对比以及台架试验结果表明,所提出的协调控制策略能有效提高单电机重度混合动力系统的纵向驾驶性能,并能减小离合器磨损。

摘要：基于直接数字频率合成(DDS)原理、可编程片上系统(SoPC)技术和Avalon总线规范,结合软件编程技术,设计了一个通过PC软件可实时产生任意函数表达式波形和人工图形绘制波形的任意波形信号发生器。该信号发生器包括具有独特调制方法及多功能DDS IP核设计、用于通信控制接口的NiosII软件设计和函数波形产生与图形波形编辑的PC软件与界面设计。给出了4种设计波形与实际输出波形的测试验证结果。在该信号发生器运行时,通过PC端上位机软件可十分方便且实时地更新波形,并通过函数方式与图形方式相结合,真正实现任意波形信号的产生。

摘要：传统的永磁同步电机矢量控制需要实时获取转子的位置信息,常用的转子位置传感器存在增加系统体积、成本高、易受干扰等问题,且难以在恶劣的外部环境下正常运行。文中基于永磁同步电机的数学模型和转子磁场定向的矢量控制方法,对目前的无速度传感器技术进行了深入研究,提出了一种在同步旋转坐标系下的模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子位置的方法。该方法以含有转子位置参数的永磁同步电机定子电压方程为可调模型,以永磁同步电机本身作为参考模型,以超稳定性与正性动态理论为基础设计了自适应率。同时利用稳态定子电压方程对dq轴电压进行前馈解耦,改善了由于dq轴电流两个分量间存在的交叉反馈关系导致的系统收敛性较差的问题。最后对所提出的新型MARS无速度传感器控制进行了仿真分析,并利用基于模型设计(MBD)的方法直接在Simulink中生成DSP的核心算法代码进行实验验证。结果表明,该方法能够较好地估计转子位置,可以代替位置传感器。

摘要：LLC谐振变换器电压控制模式通常采用误差放大器输出电压来直接控制开关频率,该控制方法使LLC谐振变换器的增益与频率之间的关系较为复杂,导致补偿网络设计相对较难,动态响应速度较慢,且大多数控制方案都未考虑集成变压器次级漏感带来的虚拟增益对谐振变换器参数设计的影响。针对以上问题,研究了基于充电电流控制的LLC谐振变换器,分析了变压器次级漏感,推导出电压增益表达式。与传统电压模式控制LLC谐振变换器相比,充电电流控制LLC谐振变换器保持了软开关特性,输入瞬态响应速度和负载动态响应速度均有较大提升,无需压控振荡器,在简化反馈回路设计的同时实现了固有前路反馈。文中详细分析了充电电流控制LLC谐振变换器的工作原理和集成变压器次级漏感的考虑事项,最后通过仿真和实验验证了理论的正确性。

摘要：针对水文循环算法在求解过程中存在收敛速度慢、寻优精度低以及运行时间过长等问题,提出水文循环算法的改进方法。为强化算法的全局搜索能力、提升算法的收敛速度,利用混沌初始化产生初始水滴种群;为减少算法的运行时间,自适应调整温度更新参数、减少流动阶段不必要的循环;为提高算法的寻优精度,在凝结阶段引入逆水流过程代替变异操作。采用10个基准测试函数进行仿真实验,实验结果表明,改进后的水文循环算法克服了水文循环算法的缺点,总体性能优于粒子群算法、遗传算法与鲸鱼算法。

摘要：针对樽海鞘群算法在求解过程中存在收敛速度慢、寻优精度低等问题,提出改进的樽海鞘群算法。采用混沌初始化,保证种群的多样性和均匀性;分别在领导者和追随者阶段引入正弦余弦策略和动态更新策略,提高算法全局和局部探索能力;对食物位置进行变异操作,有效避免算法陷入局部最优。为验证改进后算法的有效性,分别用其求解函数优化问题以及工程设计问题,其结果表明,该算法具有较高的收敛速度、寻优精度以及鲁棒性,总体性能优于其它智能优化算法。

摘要：采用溶胶-凝胶法和改进的Hummers法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO2)复合光催化剂。对该光催化剂的形貌、结构进行了表征与分析,并以亚甲基蓝(MB)模拟有机废水,研究了该复合材料的光催化性能。结果表明,大量TiO2粒子负载在RGO片层表面形成膜层,分散均匀;在RGO/TiO2中,TiO2为锐钛矿型,RGO仍保留部分含氧官能团;RGO的引入使得RGO/TiO2吸收带发生红移,能带宽度由3.2 eV降低至3.0 eV;RGO/TiO2复合光催化剂具有良好的光催化降解性及循环稳定性,在持续光照MB溶液30 min后,最高降解率可达96.9%,5次循环光催化降解后,RGO/TiO2仍有近90%的降解效率。