摘要：为解决工业机器人磨抛柔性加工单元因砂带磨损导致工件磨削量减少、被加工工件表面质量一致性差的问题,提出建立基于砂带磨削参数识别方法,以此作为判断砂带磨损程度依据,并进行相应的补偿。在分析砂带磨削参数的理论基础上,设计基于磨削力、磨削深度、砂带粗糙度、砂带厚度、磨削量5种不同的磨削参数识别方法,并通过试验测试,分析优化出砂带磨削参数识别方法,即通过调整磨削参数,补偿因砂带磨损而减少的工件磨削量,可有效保证加工表面一致性。

摘要：为有效解决现有燃气引射气源存在的诸多缺点,适应一种引射系统大流量、小型化的需要,在综合分析各燃气引射气源方案的基础上,研制了一种以空气、酒精作为推进剂的多点喷射结构的燃气发生器,并开展了多种工况下的试验研究。结果表明:采用的多点喷射方案大大提高了空间利用率,有效满足了引射系统小型化的要求;喷雾性能好,喷雾锥角及粒径优于设计指标要求;点火可靠性高,解决了领域内现有燃气发生器点火可靠性低的缺点;点火迅速,燃烧平稳,可实现较为均匀的出口温度场;燃气发生器工作范围较宽,能在余气系数2.52~4.34范围内稳定燃烧;高效的火焰筒内壁空气冷却方式有效保证了燃气发生器长时间工作运行。

摘要：近年来,各种大型空间结构逐渐在我国航天工程中得到应用,相应的热诱发振动问题也日益受到重视.在此背景下,有必要进一步梳理热诱发振动的机理和分析设计中的关键问题.本文将结合作者的研究工作对此问题进行全面介绍,并主要强调在分析复杂工程结构的热诱发振动问题时需要注意的特殊问题.本文首先介绍了可以高效地分析空间薄壁杆件结构(包含开口和闭口薄壁杆件)在辐射换热条件下的瞬态温度场的Fourier有限元方法;随后介绍了热诱发振动的线性和非线性分析方法,强调了热-动力学耦合效应.为了对复杂空间结构产生热诱发振动的必要条件给出解析表达式,本文将瞬态温度场与振动位移场统一在模态空间中进行分析,从而得到评价热诱发振动剧烈程度的一般性条件.在此基础上,本文进一步讨论了热诱发振动的运动稳定性问题,以悬臂杆件的热颤振准则为例揭示了热诱发振动发散的物理机理,并给出了评定复杂工程结构热颤振的分析方法.论文最后概要地指出了在热诱发振动的地面试验和抑制方法中需要注意的问题,并对将来的研究工作进行了展望.

摘要：声纳利用声波进行水深探测时,需要通过声线追踪才能反演计算出准确的波束脚印位置。针对深水多波束声纳作业过程中对声线追踪计算兼顾效率与准确性的实际需求,提出了一种快速声线追踪方法。该方法主要利用海洋中声速在温度跃变层与深海等温层中存在的线性变化特征,通过道格拉斯-普克算法对声速剖面进行减缓,剔除掉对声线追踪结果影响较小的声速采样点,以提高声线追踪的计算效率。分析并证明了声速剖面简化对声纳边缘波束脚印反演精度影响最大的结论,以此设计并实现了一种基于“反馈”机制的误差控制方法,能够自适应对声速剖面进行最大程度简化,在保证声线追踪结果满足准确性需求的基础上,有效提高计算效率。实验结果表明所提方法能够在1‰的允许误差条件下,提高声线追踪计算效率10倍~100倍,有效兼顾了声线追踪的效率与准确性,满足多波束声纳作业现场分析与决策需求。

摘要：为了优化步进电机开环控制性能,对非零速启停的加减速曲线算法及其低功耗硬件逻辑实现进行了研究。针对零速启停的加减速曲线存在控制性能难以充分发挥的问题,提出了一种非零速启停的步进电机线性加减速曲线算法,将加减速过程划分为4种转动模式,可构建任意的线性速度剖面。首先理论推导了4种加减速转动模式的控制脉冲周期;其次结合流水线设计思想优化加减速曲线算法的硬件逻辑模型,在FPGA中设计了步进电机控制器IP核,并采用门控时钟等低功耗IC设计技术实现了IP核的低功耗;最后,搭建了实验平台进行验证。实验结果表明,IP核可以实现4种转动模式的非零速启停控制,实现了高实时、高精度驱动,提升了20%的控制性能,电路面积优化约30%,功耗降低53%,验证了方案的可行性与有效性。

摘要：针对制造系统的不确定性和车间布局调度协同优化难题,研究了不确定环境下车间布局调度集成优化问题,旨在耦合车间布局调度中的不确定因素,实现制造系统的高效有序运作。选取工件需求、工序加工时间和设备故障作为影响布局调度集成优化的不确定因素,构建以制造过程中总费用、总完工时间最小和鲁棒指标最大为优化目标的面向不确定性的车间布局调度集成优化模型。设计了一种具有改进选择算子的NSGA-Ⅲ(NSGA-Ⅲ with improved selection operator, NSGA-Ⅲ-ISO),改进选择算子增强了算法的全局搜索能力和稳定性,同时引入PBI距离并改进其极小值取值方法。通过基准函数测试结果表明,新算法具有更好的前端分布性和收敛性。将集成模型和改进的求解算法应用于车间布局调度工程实例,其结果进一步验证了模型和算法的有效性和可行性。

摘要：随着单风电场的风力机数量逐渐增加,风力机之间的尾流扰动已成为影响风电场布局优化的重要因素。为此,设计风洞试验以研究尾流扰动对下游风力机性能的影响。首先,通过Cobra探头对单台风力机进行速度测量并计算速度损失和湍流参数,结果表明单台风力机尾流速度损失近似高斯函数形式,并沿下游损失减小,风力机湍流主要分布在尾流中心和边界层;与此同时,在功率谱密度分析中,近尾流区域出现明显3p周期性,叶尖出现明显n×p周期性。接着,对两台风力机串列布置,通过改变来流风速、下游风机位置、偏航等参数,重点研究串列式风力机尾流对功率性能效率的影响,试验表明风力机间距增加、来流湍流度增加和上游风力机偏航均能提高下游风机发电效率;此外,下游转向对功率特性无显著影响。最后,还研究湍流强度对尾流速度恢复的影响,结果表明,湍流入流的尾流速度恢复快于均匀入流。在实际风电场中,可通过计算风轮等效风速评估功率特性,以确定风力机布置位置。

摘要：针对导航领域对星相机的性能要求,通过在星相机中应用新型的电子倍增CCD(EMCCD),设计一种探测能力强、数据更新快的成像系统。说明了EMCCD工作原理,分析了EMCCD信噪比,介绍了基于TC285电子倍增CCD的星相机的设计方案,给出了CCD驱动电路、视频信号处理电路以及时序控制器的设计。用模拟拍星实验和实际拍星实验验证了所设计的相机的性能,同时对相机的应用进行了初步分析。通过分析实验图像的信噪比说明了设计的星相机具备在积分时间8ms以内探测6等星的能力,且其图像数据更新频率可达10frame/s,满足用短积分时间进行快速星光成像的要求。

摘要：针对可重复使用助推飞行器在大攻角飞行过程中的耦合及干扰问题,提出了基于协调增益调度策略的姿态控制器设计方法。首先,忽略大攻角飞行时俯仰、偏航、滚转通道间潜在的耦合,建立了有别于小扰动线性化的各通道线性化模型,独立设计了各通道的增益调度控制器。然后,在单通道控制的基础上,说明了协调增益调度控制策略的思想。最后,设计了协调调度控制器用于消除通道间的交叉耦合。非线性实时仿真表明,该策略使攻角最大误差降低了1~2°,侧滑角跟踪精度提高了将近0.4°,满足可重复使用助推飞行器大攻角飞行时对系统性能指标的要求,同时控制策略的设计方法物理概念清晰,易于工程实现。

摘要：介绍了转镜式高灵敏度干涉光谱成像仪(ROSI)的设计计算方法,包括系统基本参量计算、光程差与干涉仪结构参量和转镜角度的关系以及转镜转速与探测器采样帧频的关系等,同时,分析了像点位移与探测器采样之间的失配问题,并给出了最小采样频率公式.