摘要：基于磁吸附原理的爬壁机器人可在大型钢质结构体表面执行3维移动作业,完成复杂高空场景下的制造任务。本文综述了磁吸附爬壁机器人在吸附原理、功能设计、自主导航和应用场景等方面的最新研究进展。首先,介绍了以永磁、电励磁、电永磁、混合励磁为代表的4种典型励磁原理,探究了基于不同励磁原理的磁吸附单元设计方法。其次,按照结构设计的功能性划分,分别综述了现有磁吸附爬壁机器人在运动机制、越障功能、曲面适应和壁面过渡等方面的设计方法。然后,介绍了磁吸附爬壁机器人在3维空间中的自主导航与运动控制技术,包括感知定位、运动规划与控制技术。最后,归纳总结了磁吸附爬壁机器人在多种铁磁性作业场景中的应用现状,展望了磁吸附爬壁机器人关键技术的未来发展趋势。

摘要：热障涂层是航空发动机及燃气轮机热端部件的关键热防护技术。随着热障涂层技术的发展,发动机的工作温度大幅提升,燃油效率和推重比显著提高,但热障涂层却面临日趋严重的高温腐蚀问题,包括环境沉积物(主要成分为CaO,MgO,Al_(2)O_(3)和SiO_(2),简称CMAS)腐蚀、熔盐腐蚀以及CMAS和熔盐的耦合腐蚀,它们会导致热障涂层过早失效,严重威胁航空发动机和燃气轮机的安全运行。本文综述了CMAS、熔盐、CMAS+熔盐等腐蚀问题的产生和腐蚀机理,重点从新型抗腐蚀热障涂层材料开发、涂层结构设计两方面总结了国内外在抗高温腐蚀热障涂层方面的研究进展。通过全面梳理高温下热障涂层的腐蚀问题及防护方法,展望了未来抗高温腐蚀长寿命热障涂层的研究方向。

摘要：本文针对涡轴发动机燃油轴向分级低排放燃烧组织方案,开展了周向点火机理研究。设计搭建了一种预燃级后置斜喷的环形可视化模型燃烧室实验平台,采用高速光学诊断方法,对不同流量、当量比和主/预燃级匹配位置对周向点火联焰过程进行了实验测量,分析了周向点火联焰过程的火焰传播模式,获得了环形燃烧室点火和贫油熄火边界。实验结果表明,当预燃级喷嘴中心轴线正对主燃级头部中心时,燃油周向顺时针和逆时针斜喷的周向联焰过程都为单向逆时针传播模式;当两者中心线错开时,周向联焰过程呈双向传播模式。在预燃级喷嘴斜喷方向与主燃级头部旋流方向一致的情况下,逆时针方向的火焰锋面沿燃烧室外壁传播,而顺时针方向的火焰峰面沿内壁传播。将预燃级喷嘴设置于主燃级相邻两头部中间时,周向联焰时间与贫油点熄火边界综合性能最佳,其周向联焰时间短至156 ms,点火极限当量比为0.16,贫油熄火边界当量比低至0.065。

摘要：比例减压阀是工程机械装备液压系统的压力控制元件,其压力控制性能直接受到控制器性能的影响。以比例减压阀用控制器为研究对象,建立控制器数学模型和整阀模型。然后,分析电阻、电感、频率和占空比对控制器输出电流大小和纹波的影响。其次,采用正交设计的方法,以电流、电流纹波为指标,综合考虑电阻、电感、PWM频率、PWM占空比等影响因素,优化设计控制器关键参数。最后,结合比例减压阀实物,验证优化后控制器的有效性。结果表明:控制器优化前的误差约为2.9%,控制器优化后的误差约为2.5%。研究成果为高性能比例减压阀研制奠定理论基础。

摘要：为解决智能车在不同车速行驶时稳定性差、轨迹跟踪误差大的问题,提出一种自适应参数控制器。首先,基于简化的三自由度动力学模型,根据Fiala轮胎公式建立轮胎的非线性模型,采用递归最小二乘法识别轮胎侧偏刚度的变化;针对车辆在不同速度行驶时轨迹跟踪偏差较大的问题,由600组离线仿真实验筛选出287条有效数据组合,采用TOPSIS熵权法得到不同车辆行驶速度下预测时域和控制时域的最优组合,并对每一组速度和与之对应的时域参数做出样条插值拟合处理,设计自适应参数控制律。使用CarSim/Simulink联合仿真,对比固定参数控制器与自适应参数控制器的仿真效果,结果表明:车辆在加减速工况下最大横向偏差缩小48.8%,最大航向偏差缩小63.3%,最大质心侧偏角缩小5.5%。可见,文章设计的参数自适应控制器更具稳定性,跟踪性能更好。

摘要：为研究水深和地震动特性对深水大直径桥墩动力响应和动水压力的影响,按1∶60缩尺比设计、制作1组桥墩模型进行水下振动台试验,研究不同水深及地震激励幅值下桥墩基频、动力响应和动水压力的变化规律。结果表明:随水深增大,桥墩基频呈加速下降趋势;桥墩应变、位移峰值和动水压力随水深增大而增大,且桥墩应变增幅呈加速增大趋势,相较无水工况,高水位时墩底应变增幅可达19.1%。深水桥墩应变和动水压力随地震激励幅值的增大呈线性增大趋势;动水压力与桥墩表面加速度成正比,可将动水压力表示成桥墩表面加速度与水体附加质量乘积形式,其中水体附加质量与输入地震波频谱特性相关。

摘要：精密立式坐标镗床对加工精度的要求尤为苛刻,而现有的T形床身结构在动态响应和承载能力方面存在不足,难以满足精密加工的高标准要求。为此,提出了一种考虑动态特性的T形床身多目标优化设计方法。首先,采用有限元方法对现有床身进行静动态分析,得到床身导轨的最大变形值和低阶固有频率。其次,以减轻床身质量、增加导轨刚度和低阶固有频率为目标构建多目标优化模型,开展拓扑优化。最后,根据优化后的拓扑云图对床身筋板结构进行重构,并验证优化后床身的力学性能。结果表明,优化后的床身导轨在Z向的最大变形减小至3.08μm,减小了35.0%;床身总质量减至9181 kg,减轻了5.1%;前3阶固有频率分别提高了19.1%、15.3%和13.6%,优化后的床身力学性能得到明显改善,并增强了其动态特性。为精密立式坐标镗床的结构设计提供了新的思路和方法,并为其他高精度机床床身优化提供了重要参考。

摘要：语义分割技术致力于精确识别并分割图像中的各个物体或场景.基于RGB图像的方法在信息利用上存在局限,导致性能受限,随着深度传感器技术的普及,深度图的引入为语义分割网络注入了丰富的几何信息,显著地提升了分割精度.文中介绍了近几年基于RGB-D图像的语义分割方面的显著进展和相关方法,根据对多模态融合特征处理方式的差异,将基于RGB-D图像的语义分割方法归纳为单分支、双分支、三分支网络架构3大类.其中,单分支网络在同一分支同时处理RGB和深度特征,实现特征的有机结合;双分支网络利用RGB和深度特征之间的互补性,优化多模态特征的校正与融合;三分支网络在保留原始的RGB和深度特征的同时,深入挖掘融合特征,确保信息的全面性.同时,总结注意力、模型优化等关键技术,并归纳常用的数据集和评价指标,对比分析各种方法在不同数据集上的性能,最后总结当前RGB-D图像语义分割在多模态数据交互与处理方面所面临的挑战,展望了语义分割技术在跨领域数据融合方向的发展前景.

摘要：TRSM(triangular matrix equation solver)是线性方程组求解的常用算法,是各种科学计算库和数学软件的核心算法,广泛应用于科学计算、工程计算、机器学习等领域.小规模非规则TRSM算法限定解决问题范围,是高效处理较小规模、非规则数据输入的算法.随着高性能计算领域个性化、精细化发展,科学界、工业界对小规模非规则TRSM计算的需求愈加明显.传统算法更偏重于大规模、规则TRSM的计算,在小规模非规则TRSM计算上效率不佳.结合硬件体系结构、应用场景特征提出小规模非规则TRSM优化方案,从寄存器分块、边界处理、向量化计算角度设计高性能内核,在此基础上构建覆盖双精度实数、双精度复数的小规模非规则算法库SI_TRSM(small-scale irregular TRSM),大幅度提升该算法性能.实验结果表明,构建的双精度小规模非规则TRSM算法库,较MKL(Intel math kernel library)同类算法,在双精度小规模非规则实数上平均性能提高29.4倍,在双精度小规模非规则复数上平均性能提高24.6倍.

摘要：针对钢筋混凝土(RC)柱抗剪承载力传统预测模型的非线性逼近能力不足且无法合理描述不确定性所存在的缺陷,提出一种基于各向异性混合核函数高斯过程回归的RC柱概率抗剪承载力预测模型。首先,基于核函数相加性和自动相关性,构造出一种新型的各向异性混合核函数;然后,结合高斯过程回归原理和各向异性混合核函数,建立了RC柱的概率抗剪承载力模型;进而采用极大似然估计法,确定了RC柱概率抗剪承载力模型的超参数;最后,基于91组剪切破坏RC柱的试验数据,通过与传统核函数形式和传统模型进行对比分析,验证了该模型的有效性。结果表明:与传统核函数相比,各向异性混合核函数的确定性预测指标均方根误差R_(MSE)和平均绝对误差M_(AE)分别降低约16%和19%,概率性预测值指标负对数预测密度N_(LPD)和平均标准化对数损失M_(SLL)分别降低约15%和23%;与传统机器学习模型相比,本文模型的均方根误差R_(MSE)和平均绝对误差M_(AE)分别降低约38%和39%;根据所提出的概率模型能够建立概率密度函数曲线和置信区间,从而合理描述抗剪承载力的不确定性并校准分析传统模型的预测精度。