摘要：针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍Lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型;其次,针对输入饱和问题,采用饱和误差构造辅助系统,并将辅助系统的输出变量反馈到控制器中以提高系统的抗饱和能力,同时针对状态约束问题,引入时变障碍Lyapunov函数对其进行处理,保证飞行状态在预设的安全约束范围内变化;最后,在反步控制技术的框架下,设计了同时存在时变状态约束和输入饱和的无人直升机跟踪飞行控制方案,并结合Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统误差的有界稳定性。通过仿真验证并与传统PID控制方法相对比,验证了本文所提出控制算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提出的控制算法不仅能够确保无人直升机的飞行状态在合理且安全的范围内变化,而且提高了整个飞控系统的抗饱和能力。

摘要：研究目的:为研究桩土相互作用下大跨度公铁两用斜拉桥在强地震作用下的倒塌破坏机理,本文基于显式动力有限元法,以某公铁两用钢桁架梁斜拉桥为工程实例,建立该斜拉桥倒塌破坏分析的数值模型,探讨地震波作用于水平纵向的倒塌破坏全过程。研究结论:(1)首先边墩和辅助墩均出现了明显的屈服破坏,且破坏位置均在墩底部,其次主塔上横梁位置和主塔下横梁位置出现屈服破坏从而导致主塔结构的屈服破坏,最后在结构倒塌破坏过程中伴随着端部少数斜拉索的断裂破坏;(2)对整体结构倒塌破坏起关键作用的构件及破坏位置为辅助墩墩底、边墩墩底、边墩支座、主塔上下横梁连接部位及主塔底部;(3)在斜拉桥的倒塌过程中会伴随少数端部斜拉索的断裂破坏,该位置处的拉索出现失效破坏的概率最大,但不是引起结构倒塌的主要原因,同时大部分斜拉索出现了较大的索力变化幅度,因此应该保证斜拉索具有足够的设计承载能力安全系数以防由于拉索断裂失效而引起的结构倒塌破坏;(4)本研究成果可为斜拉桥抗倒塌设计和地震易损性研究提供参考。

摘要：为了获得啮合性能优良的滚子包络端面啮合蜗杆传动副,设计参数的选择是一个复杂的问题。针对这一问题,以微分几何和空间啮合理论为基础建立传动副的啮合性能方程,提出一种在保证蜗杆强度和刚度等条件下,基于传动副啮合性能的多目标蜗杆参数优化设计方法。选用遗传算法进行计算求解并得出一组合理的优化设计参数,分析表明,与传统设计所得参数相比该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能。为进一步对该型蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数办法,为后续研究奠定了基础。

摘要：为了消除低速制动工况下轻量化设计的机车车辆有颤振现象与颤振振动对车体、转向架和悬挂系统产生较大的破坏作用,提高车辆的运行平稳性,减小铁道沿线的噪音污染,分析了制动工况下机车车辆转向架发生颤振现象的机理及其影响因素,推导了列车制动块的运动方程。分析结果表明,颤振是车辆系统在低速运行时的自激振动产生的,与转向架构架结构和悬挂系统有关,可通过改进构架设计或调整转向架参数予以避免。

摘要：针对下肢康复机器人训练任务规划和主动康复控制问题,提出了一种能够根据受损患肢病况进行步态轨迹规划的策略,并设计了可实现主动康复训练的控制算法。步态轨迹规划能够根据不同患肢按需自适应调整训练任务轨迹与正常步态轨迹的偏离程度,阻抗控制可以提高训练中受损患肢的主动参与力,自适应滑膜控制可以消除机器人结构模型的参数不确定性和训练过程中因肌肉痉挛等造成的外力干扰,并且对系统的非线性有一定的鲁棒作用。实验结果表明,该方法能够有效地解决不同受损患肢步态康复训练的自适应任务规划和主动康复训练过程中的柔顺运动控制,任务轨迹跟踪精度较高。

摘要：针对温室内移动机器人的应用需求,该文提出了一种应用于温室内移动机器人自主行走的温室道路边缘检测与导航算法。此方法利用激光测距仪获取当前视场内路面、作物及障碍物信息,根据温室路面平整度高于作物冠层外表面的特点,检测道路边缘并生成移动机器人下一采样控制周期的期望航向,然后根据机器人几何与物理模型推算左右驱动轮速度调整指令,使移动机器人保持沿道路行走而不进入作物区中。该算法的有效性在温室移动机器人Walle平台上得到了验证,机器人偏离道路中心线的平均值为-1.2707 cm,均方误差为2.6772。

摘要：[目的]针对现有船舶概念方案设计阶段中,船型概念方案生成技术对具有模糊特性的用户需求难以建模的问题,研究一种基于模糊推理系统的船型概念方案快速生成系统,以快速推出符合用户要求的船舶性能数值,并生成与之匹配的船型设计参数作为概念方案。[方法]首先,收集并整理现有船型的数据作为先验知识,用于在用户需求建模过程中超参数初始化。其次,基于模糊集理论将用户需求定量地映射至模糊空间,利用整理的先验知识以可解释的方式推理出符合用户需求的船舶性能数值。最后,对符合用户需求的每个船舶性能数值匹配出最佳的船型设计参数,并通过模糊集理论中的“且”原理,进一步推理出符合用户对全部船舶性能要求的船型设计参数,将其作为船型概念方案。[结果]实验结果显示,智能模糊推理系统能够于30 s内根据模糊的用户需求快速推理出多条偏差在3.5%以内的船型概念方案。[结论]智能模糊系统可量化用户需求中的模糊性,经过两个阶段的推理,高效地生成符合用户各项需求的船舶概念方案,研究成果可为智能化、快速化的船舶概念设计的方案生成提供有益的参考。

摘要：研究目的:为确保高铁大跨矮塔斜拉桥高效、高精度的施工控制,使结构安全可控,且成桥内力、线形及索力满足设计要求,本文以新建怀邵衡铁路沅江特大桥(90+180+90)m矮塔斜拉桥为工程背景,根据理论计算、结构力学特点及工程面临的问题和挑战,建立适用于该复杂体系的施工控制体系,重点开展参数敏感性分析以探明力学行为特点,并建立线形控制、索力控制、应力控制计算及数据分析处理方法。研究结论:(1)主梁变形及应力受梁体自重、预应力和斜拉索索力影响最大,混凝土收缩徐变和索梁塔温差均为影响成桥索力及塔偏的敏感因素;(2)与常规大跨斜拉桥相比,二者力学行为差异大;(3)理论及实践表明,采用的控制系统、计算分析处理方法确保了主梁线形平顺、应力安全可控、索力均匀,均符合规范及设计要求;(4)本研究成果可应用于类似复杂结构的施工控制。

摘要：设计基于无线蓝牙传输的脉搏信号检测系统,系统包括PVDF脉搏传感器、信号调理电路、数据采集电路、蓝牙无线传输模块和上位机数据接收显示模块.实验结果表明,该系统能够对人体的脉搏信号进行实时采集,将数据通过蓝牙无线发送到由J2ME语言编程的手机中,接收到的脉搏信号可在手机上显示波形,并可进一步对信号进行处理,进而实现远程监护.

摘要：基于七元瓜环可使中性红的荧光增强从而设计荧光探针,当在荧光探针中加入百草枯后荧光强度又逐渐降低,利用此种超分子配合物的荧光"开-关"效应,从而建立了一种新颖的检测百草枯的荧光方法。当百草枯浓度在(1~8)×10^(-6 )mol·L^(-1)范围内,百草枯浓度与探针的荧光强度具有良好的线性关系,且检出限为1.4×10^(-8 )mol·L^(-1),加标回收率为104%~108%,可在河水样品中检测百草枯的含量。