摘要：车桥耦合作用下,钢-混凝土组合梁桥竖向振动问题比较突出,这将影响行人的安全及舒适性。以中国某三跨双工字钢-混凝土组合连续梁桥为研究对象,对桥梁进行车桥耦合振动分析及控制。基于Newmark-β法在ANSYS中利用APDL语言建立车桥耦合振动模型,并对不同车重、车速和路面等级下的桥梁竖向加速度振动响应进行分析。在桥梁各跨跨中安装调谐质量阻尼器(TMD)对桥梁振动进行控制,采用最佳参数调整方法确定TMD参数。对安装TMD前后的桥梁振动响应进行对比分析,并结合Sperling指标对行人舒适度进行评价。研究结果表明:车速、车重和路面等级均是导致行人舒适度变差的重要因素;2辆同型号车辆按相应车道并排行驶,安装TMD后,随着车速的增大,桥梁跨中竖向加速度峰值减小率逐渐增大,当车速为120km·h^(-1)时,桥梁跨中竖向加速度峰值减小率达到43.7%,Sperling指标从2.76降到2.33,振动控制效果最为明显;随着车重的增加,桥梁跨中竖向加速度峰值减小率基本呈增大趋势,当各车重为40t时,桥梁跨中竖向加速度峰值减小率为29.1%,Sperling指标从2.20减小到1.99,行人舒适度得到了较大改善;随着路面不平顺等级的增大,桥梁跨中竖向加速度峰值减小率也逐渐增大,C级路面时加速度峰值减小率可达到29.4%,控制效果明显。因此,安装TMD对不同车重、车速和路面等级下的桥梁跨中竖向加速度响应均起到了控制作用,对双工字钢-混凝土组合连续梁桥安装TMD可以有效地改善行人舒适度。

摘要：针对我国现行抗震设计规范中Ⅱ类场地定义范围是否过于宽泛的问题,根据日本KiK-net台网的强震动记录和台站钻孔资料,基于地震动预测残差分析方法计算台站的真实场地放大因子,引入K-Means聚类算法根据台站真实场地放大因子对Ⅱ类场地进行聚类分析,给出建议的场地分类优化方案。研究结果表明:Ⅱ类场地的地震动场地放大因子离散性较大,存在与覆盖层厚度相关的明显分簇现象,验证了Ⅱ类场地定义范围存在过于宽泛的问题,也为聚类分析提供了先决条件;当Ⅱ类场地的台站被划分为2个簇类时,聚类结果最优,且两个簇类的场地放大因子曲线差异明显、覆盖层厚度总体上呈分簇现象,验证了聚类结果的可靠性;建议以覆盖层厚度20 m作为分界指标将Ⅱ类场地细分为Ⅱa和Ⅱb两个子类,两个子类的场地放大因子具有较好的类间差异度与类内聚集度。

摘要：铁氧体+纳米晶(ferrite+nanocrystalline,FN)层合后的屏蔽性能与材料及结构相关。为解决传统铁氧体屏蔽性能不足问题,提出一种综合考虑材料特性与结构尺寸的广义层合理论,给出磁屏蔽性能评价参数与理论计算公式,基于所提理论分析FN层合磁屏蔽综合性能,并设计新型FN高性能层合磁屏蔽。通过有限元仿真分析层合屏蔽系统的能效损耗和空间漏磁分布,搭建相应的无线电能传输实验系统和三维空间磁场测试平台,定量测试FN层合屏蔽系统的功率损耗,传输效率及空间磁感应强度。仿真及实验结果表明,提出的广义层合理论方法具备准确性,新型FN层合磁屏蔽较传统铁氧体具备更高性能。

摘要：针对水稻轻简型机械式排种器因稻种无序充填型孔,导致种群精量分离效果不佳,播量精确调节困难等问题,该研究基于稻种在齿盘疏导下的分布姿态规律,设计了一种具有导向充填效果的孔-槽组合型孔。构建了衡量型孔充种区域稻种分布姿态的评价方法,明确了该区域稻种姿态随时间的变化规律,分别确定了适宜于常规稻和杂交稻排种的大、小组合型孔的结构参数。以常规稻黄华占与杂交稻丰两优3948稻种为排种对象,以大、小进种孔宽度和振动频率为试验因素,依次开展了单因素、二因素全因子和品种适应性试验。单因素试验表明,当大进种孔宽度为6.8~7.6 mm、小进种孔宽度为4.6~5.2 mm时,排种器排种常规稻和杂交稻的合格率均大于85%;低频振动是影响排种器排种性能的主要振动工况。全因子试验表明,当大进种孔宽度为7.0 mm、小进种孔宽度为5.0 mm时,排种器的合格率基本不低于90%,并能适应不同的振动工况;品种适应性试验表明,在适宜的进种孔有效长度下,不同尺寸稻种的排种合格率不低于88.80%、漏播率不高于3.60%、破损率不高于0.16%。田间播种试验表明,大组合型孔播种黄华占时,各行合格率不低于89.33%、漏播率不高于1.60%、重播率不高于9.60%、穴径平均值44.64~54.83 mm、穴距平均值133.21~144.67 mm;小组合型孔播种丰两优3948时,合格率不低于85.73%、重播率不高于8.27%、漏播率不高于6.53%、空穴率不高于1.73%,穴径平均值39.88~45.59 mm、穴距平均值200.79~205.56 mm,均满足常规稻和杂交稻大田精量旱穴直播的种植要求。该研究通过组合型孔不同大小进种孔的切换及进种孔有效长度的调整兼用于不同水稻品种不同穴播量的低损精量排种,为水稻可调播量排种器设计提供理论参考依据。

摘要：时序控制系统是冷原子干涉实验、重力仪研制及应用测试必不可少的组成部分,负责协调、驱动和控制各子系统的运行,是冷原子干涉控制的中枢单元。针对冷原子干涉过程中高精度调节、多路同步及可灵活调控的时序控制需求,设计实现了一套基于ARM+FPGA架构的冷原子干涉可编程时序控制系统,其由时序主控模块和多个从设备模块构成,具有同步触发、模拟调制、射频驱动、信号采集和数据处理等功能。系统测试和冷原子干涉实验结果表明,该系统时序调节精度可达10 ns,控制精度和多路同步精度均优于2 ns,符合冷原子干涉时序控制应用需求,成功用于冷原子干涉重力测量。

摘要：粉尘防爆是防范遏制生产安全事故的重要领域,围绕粉尘爆炸抑制效率低、高温火焰淬熄与泄压效率难以兼顾等问题,开展粉尘燃爆抑制与泄放技术研究,在事故初期遏制并降低事故后果,成为当今亟待解决的热点问题。分析总结了粉尘抑制反应动力学机理,阐明了抑制材料对粉尘燃爆气相反应和表面反应的抑制机制,介绍了粉尘爆炸高效抑制材料的研制,提出了高爆炸指数粉尘泄放面积设计方法,建立了泄爆压力与火焰的精确预测模型,对粉尘燃爆无焰泄放技术装备的特点与不足进行了探讨。

摘要：高增益DC-DC变换器正越来越多地应用于太阳能光伏或其他可再生能源发电系统。良好的稳态和动态性能以及更高的效率,是为上述应用选取变换器的先决条件。为此,提出一种高增益DC-DC升压变换器。首先,详细阐述了该新型变换器的拓扑结构与工作原理,在此基础上,对其电路参数进行了设计。然后,将所提变换器与最近提出的其他类似变换器在各种性能参数上进行了比较。最后,采用Matlab软件建立了系统仿真模型,并研制了实验样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。所提变换器只使用一个功率开关,具有连续的输入电流,同时能够降低开关器件间的电压应力。占空比的工作范围更宽,并且在较低的占空比下可以获得较高的电压增益。输入电流连续是DC-DC变换器的一个理想特性,所提变换器非常适合太阳能、光伏应用。

摘要：本文提出了一种基于显式参考管理与模态观测器的挠性航天器姿态机动控制方法.首先,采用改进的罗德里格斯参数建立了航天器的运动学和动力学模型,分析了存在的控制约束和角速度约束.在此基础上,设计了基于显式参考管理的约束挠性航天器姿态重定向控制算法.由于挠性模态不能直接测量,内层设计了模态观测器,并将观测器观测得到的模态坐标作为内层无约束控制器的输入.随后,外层导航模块根据所需满足的约束条件设计了相应的动态路径,该路径可以根据当前状态以合适的速率收敛到最终状态,通过跟踪该路径,航天器姿态就可以在满足约束的情况下快速到达期望位置.通过构造合适的李雅普诺夫函数,严格证明了该挠性航天器显式参考管理姿态控制算法的稳定性.最后,仿真结果进一步验证所设计算法的约束处理效果与振动抑制能力.

摘要：针对具有齿隙非线性的双电机伺服系统,提出了一种基于反步法的最优控制策略,实现了负载跟踪与电机同步问题.首先,引入了近似死区函数来描述齿隙模型,建立了系统的状态方程;然后,结合反步控制技术与二阶滤波器,设计了最优跟踪控制器;基于两个电机的位置差与速度差,设计了最优同步控制器;结合这两个控制器,分别得到了两个电机的控制输入.通过使用李亚普诺夫定理证明了系统的稳定性.最后,与PI控制及动态面控制的仿真结果进行对比,证明了文章提出的控制方法对双电机伺服系统具有较好的控制效果.

摘要：天然河道底部的障碍物形成了复杂的水流环境,洄游鱼类对复杂水流环境的响应行为对于鱼能否上行或下行通过障碍物并完成生活史至关重要。本研究在封闭水槽中采用递增流速法测试了鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼在不同障碍物型式下的临界游泳速度,结果表明:鳙幼鱼在自由来流、圆柱和半圆柱下的临界游泳能力无显著性差异(P>0.05),而方柱下鳙幼鱼的临界游泳能力显著降低(P<0.05);鳙幼鱼受障碍物下游复杂流场影响表现出3个特征游泳姿态,依此划分出3个位置区间;为了分析方柱下游泳能力下降的原因,统计了不同流速下鳙幼鱼在3个位置区间所占的时间百分比,并提取了相应的游泳动力学指标,包括摆尾频率、摆尾幅度、鱼头侧向最大加速度、鱼身侧向最大加速度、身体波动速度、身体波长和鱼头最大转角速度;鳙幼鱼在近柱区(障碍物下游6~26 cm;A区)停留时间最长,时间百分比高达63.1%;其次是中区(障碍物下游26~46 cm;B区)为29.1%;远柱区(障碍物下游46~66 cm;C区)最低,为7.8%;不同水流速度下,鳙幼鱼在方柱下游3个位置区间的时间百分比分布也有明显差异,在流速为5.24 BL·s^(-1)(BL为体长)时,鳙幼鱼在A区停留时间高达30.3%;通过比较鳙幼鱼在方柱下游3个位置区间的游泳动力学指标发现:当流速为5.24 BL·s^(-1)时,鳙幼鱼在A区的摆尾频率和身体波动速度显著低于B区和C区(P<0.05);摆尾幅度、鱼头侧向最大加速度、鱼身侧向最大加速度和鱼头最大转角速度显著高于B区和C区(P<0.05)。本研究从游泳策略和游泳动力学的角度,发现方柱和流速的特殊组合在柱后形成复杂流态,增加游泳能量消耗,导致了鳙幼鱼的游泳能力下降。本研究可为洄游鱼类上下行通过障碍物时底部障碍物的设计提供参考。