摘要：针对无线传感器网络(WSNs)分簇路由协议存在能耗不均衡的问题,设计了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)和天牛须搜索(BAS)的WSNs分簇路由协议。使用BAS-WOA选取簇首,在WOA的收缩包围中结合BAS算法,避免WOA陷入局部最优解,从而得到最优簇首;在节点入簇阶段,设计了一种基于簇首与节点两者的能量和距离以及簇首与基站距离的入簇选择函数,使普通节点加入簇首更合理。仿真实验结果表明:设计的算法协议有效均衡了网络节点消耗,延长了网络的生命周期。

摘要：为了增加面齿轮的有效齿宽,研究一种任意轴交角传动且齿廓双侧压力角不等的非正交非对称面齿轮副。首先,设计出非对称齿条形刀具,根据齿条和插齿刀的运动关系,推导出非对称插齿刀的齿面方程;其次,基于啮合原理,建立非正交非对称面齿轮的插齿加工坐标系,并借助数据可视化软件对非正交非对称面齿轮的工作曲面和过渡曲面进行离散求解,建立了完整齿面的数学模型;第三,确定了非正交非对称面齿轮齿宽的限制条件,并分析了轴交角和压力角对齿宽的影响,得到不同压力角组合的面齿轮的齿面接触路径;最后,将求解得到的点云导入三维软件,曲面拟合得到非正交非对称面齿轮的复杂曲面模型。研究结果表明:非正交非对称面齿轮的根切界限与从动侧齿面相关,从动侧齿面压力角越大,产生根切的内径越小;增大轴交角或者减小从动侧的齿面压力角能有效避免齿顶变尖,增加有效齿宽;面齿轮采用非对称齿形能获得较长的接触路径,拥有更好的传动性能,但更容易发生边缘接触。

摘要：为提升突发事件下高速铁路应急处置效率,以列车运行图为研究对象,提出晚点场景下蒙特卡罗树搜索-强化学习(MCTS-RL)的列车运行智能调整方法,包括MCTS-RL的列车运行智能调整离线训练模型、强化学习方法、MCTS的发车次序决策方法和冲突消解启发式规则。基于高速铁路列车运行调整数学模型构建强化学习环境,包括状态集、动作集、状态转移概率和奖励函数。先设计启发式规则,生成可行发车次序,作为蒙特卡罗树搜索博弈树结构的节点,应用MCTS输出列车运行调整的最优发车次序。之后再设计启发式规则,消解列车在车站和区间的运行冲突。以线路上列车总晚点时间最短为目标函数,基于MCTS-RL一次性离线训练生成在线调整模型,用于实时调整各次列车在各个车站的发车次序。以京沪高速铁路北京南—泰安段为例,设置到站晚点和发车晚点场景,分别应用先到先服务、CPLEX求解器和MCTS-RL方法进行求解。结果表明:与CPLEX求解器下的方案相比,MCTS-RL方法能在0.001 s内给出同样最优的列车运行调整方案。

摘要：以榆树皮为原料制备生产活性焦所需的黏结剂,研究了NaOH溶液中NaOH质量分数、处理温度和处理时间对生物质黏结剂黏度的影响,用单因素实验确定各影响因素的取值范围,采用响应曲面法,以黏度为响应值,通过3因素3水平Box-Behnken实验设计,对生物质黏结剂的制备条件进行模拟优化。结果表明:随着NaOH质量分数、处理时间和处理温度的增大,黏度均呈先增大后减小的趋势,且NaOH质量分数对黏度的影响最大,处理温度次之,处理时间的影响最小;最优工艺条件:NaOH质量分数为1.15%,处理温度为66.19℃,处理时间为87.67 min,黏度可达10381.6 mPa·s,与预测值拟合较好,模型准确度较高;通过对比榆树皮生物质用1%(NaOH质量分数)NaOH溶液处理前后的SEM照片和FTIR谱可知,NaOH溶液处理后的榆树皮表面粗糙杂乱,木质素和纤维素充分暴露,同时较好地保留了原本的化学结构。通过研究活性焦添加榆树皮生物质黏结剂前后性能的变化,实验结果表明,随着生物质黏结剂添加量增多,活性焦的碘吸附值和抗压强度增大,活性焦的灰分和收率降低。当生物质黏结剂添加量为30%时,碘吸附值较添加前增大440.3 mg/g,抗压强度提高262.9 N,灰分降低5.8%。

摘要：[目的]针对舵机故障、控制增益未知和海洋环境干扰情况下的欠驱动船舶航向保持问题,设计一种考虑舵机故障的船舶鲁棒自适应航向保持控制算法。[方法]通过结合鲁棒神经阻尼技术和自适应方法,对繁重的神经网络权值进行横向压缩,仅需设计2个自适应学习参数对未知增益和舵机故障参数在线补偿,以确保船舶在舵机故障的情况下能够有效执行航向保持任务。通过李雅普诺夫理论,证明所提出的控制器半全局最终一致稳定有界(semi-global uniform and ultimately bounded,SGUUB)。最后以“育鲲”轮为仿真对象,建立非线性Nomoto数学模型,在海洋干扰下进行对比仿真试验验证。[结果]结果表明,在此策略下,“育鲲”轮在舵机故障情况下平均舵角输出比仿真试验中所对比的传统方法降低了51%,可改善航向保持控制效果。[结论]研究结果可为欠驱动船舶的航向保持控制问题提供借鉴。

摘要：为解决直流微电网Buck变换器对低压直流母线电压调节能力弱的问题,本文提出了一种新的控制策略。该策略通过建立带等效恒功率负载的Buck变换器的Brayton-Moser模型,构建Buck变换器系统混合势函数,设计功率成形控制器。同时,针对等效恒功率负载的负载功率未知问题,设计了功率观测器实现对恒功率负载的负载功率进行实时观测。仿真结果表明,与PI双闭环控制、外环PI内环无源控制策略相比,本文所提出的控制策略能更好地提升Buck变换器对低压直流母线电压的动态与稳态调节性能。

摘要：针对含有未知路面输入的二自由度1/4车辆主动悬架系统高度控制问题,提出一种事件触发自适应神经渐近跟踪控制方案。利用径向基函数神经网络对未知模型动力学和虚拟控制律导数构成的综合不确定项进行逼近,采用最小学习参数化技术对神经网络权重进行压缩,设计单参数自适应律。在控制律和自适应律中构造积分有界函数,以保证跟踪误差的渐近收敛。设计控制器至执行器通道上的事件触发控制律,构造一种变量阈值的事件触发条件。通过Lyapunov直接法和Barbalat引理证明闭环系统的渐近稳定性。最后,通过仿真验证方案的优越性。

摘要：为揭示舰船底板在水下爆炸载荷下的变形机理,设计水面浮体模型,进行实验研究和理论分析.考虑近距离爆炸球面波效应,得到了模型获得的冲击波能量.将聚偏氟乙烯计测得的壁压时程作为浮体模型的输入载荷,并计及模型浮力的变化,得到了模型的最大动能.考虑膜力拉伸应变和弯曲应变的耦合效应,使用拟合的底板挠曲面函数,得到了模型底板的塑性变形能.将模型的动能与塑性变形能之和除以冲击波能与气泡能之和,得到了模型的能量利用率.结果表明:能量利用率随量纲一的数Φ的增加先增加后减小,当Φ在50~90时,浮体模型对水下爆炸能量的利用率达到最高,达到20%~30%.

摘要：为了解酸法地浸采铀过程中含矿含水层渗透系数时空演化规律,通过数值模拟的方法建立了由两组五点型地浸抽注井构成的二维反应动力学模型,模拟酸法地浸采铀中孔隙度-渗透系数时空演化过程,探讨含矿含水层渗透系数时空演化规律。模拟结束时模拟区域内渗透系数区间为[5.37 m/d,14.7 m/d]。通过渗透系数时间演化结果可知,在渗流作用和化学反应前锋不断向抽液孔推进,渗透系数发生变化的区域随时间不断增大,模拟区域内渗透系数区间值随时间不断增大,模拟结束时6个注液孔周围的渗透系数演化情况差异较小;矿层内渗透系数大于初始值的范围为注液孔中心相距约3 m(占抽注半径1/10)处的圆柱体内,渗透系数最小值出现在与注液孔中心相距约5.66 m处的圆周上,含矿层内大部分区域的渗透系数均小于初始值,根据模拟结果渗透系数最小值可能出现在与注液孔距离抽注半径的1/6~1/5区域内。

摘要：某核电厂重要厂用水系统止回阀的内部流动特性不明,缺少相应的应力应变分析,同时也较难对其进行试验研究。为此,采用动网格方法,建立了流固耦合计算模型,并进行了仿真计算,对核电厂重要厂用水系统旋启式止回阀关闭过程的流固耦合特性进行了研究。首先,针对某核电厂止回阀原型,建立了阀门及水体模型,并进行了网格无关性验证,确定了其最终的计算模型;然后,使用profile编写了阀板运动控制规则,设置了动网格模型,利用ANSYS单向流固耦合方法,设置了其交界面与约束条件,对止回阀瞬态关闭过程进行了仿真计算;最后,对关阀过程中不同开度的流场速度压力分布和结构场应力变形变化进行了分析。研究结果表明:在止回阀的关闭过程中,阀内流场最大速度在关闭初期为17.87 m/s,并逐步降低至0 m/s;止回阀的最大等效应力和最大变形量分别出现在转轴与阀体连接处以及阀板的最下部,分别为1.5474×108 Pa和4.74 mm,并随开度减小而增大。依据计算结果得到了该止回阀关闭工况的流场变化与阀门应力、变形响应特性,提高了设备运行的可靠性,可以为设备的优化设计提供参考。