摘要：针对四轮独立驱动与转向(4WID-4WIS)型港口重载自动导引车(AGV)常见的驱动电机失效情况,提出了三层控制结构的容错控制策略来进行转向稳定性容错控制。上层控制模块设计为模型预测控制器(MPC)与PI车速跟随控制器,实现港口AGV的路径跟踪;中层控制模块设计为横摆角速度、质心侧偏角RBF神经网络鲁棒滑模控制器,用来计算出最佳附加横摆力矩;下层控制模块设计为失效分配策略,对力矩进行重新分配。最后,搭建了CarMaker测试平台,通过实验验证了容错控制策略的有效性与优越性。

摘要：针对离子液体氢气压缩机中,液压驱动和氢气增压复杂耦合引起的整机系统动力平衡困难以及振动噪声问题,基于SimulationX设计构建了三级离子液体氢气压缩机的多系统耦合动力学分析模型,对氢气增压系统和液压驱动系统的瞬态动力学特性开展研究。通过多周期仿真,得到液压油和氢气作用下活塞启动阶段和稳定运行阶段的动力学特性;计算曲轴切向和法向合力,分析各级活塞力对曲轴不平衡性的影响;在变工况条件下运行系统,研究不同进气压力下电机的转速不均匀系数。计算结果表明:气阀开度的频繁变化和液压油的可压缩性会引起压缩活塞速度波动,活塞在上、下止点处会发生合外力突变,减小二级活塞力可有效提高曲轴平衡性;在进气压力由30 bar下降到15 bar过程中,各工况下电机转速不均匀系数均小于1%,且压力变化会导致系统运行不稳定,从而影响系统耗能。研究结果可为离子液体氢气压缩机的设计优化提供参考。

摘要：压电材料具有良好的机电耦合特性,常被用于振动系统中的能量俘获和振动抑制。在已有开关型压电分流支路的基础上,利用反激变压器的原、副边能量转换功能,提出一种力(机械)‐电能量可切换并操控的分流支路,基于正、逆压电效应分别设计支路的吸能抑振和注能控振两种功能,实现高能效且稳定的结构振动控制系统。介绍了所述压电分流支路的工作原理,推导了不同能量操控条件下结构振幅的衰减率模型,通过试验讨论了不同能量操控方法对结构振幅的影响。研究结果表明,所述能量操控型分流支路能够根据实际场景的减振需求实现高能效的结构振动抑制。

摘要：为研究斜拉桥钢桥面板横隔板挖孔细节群的畸变疲劳机理,考虑疲劳应力、焊接残余应力、焊接缺陷等多场耦合作用,建立了斜拉桥全桥足尺数字疲劳孪生模型,实现了钢桥面板典型细节群的数字畸变疲劳试验与模拟。焊接数字孪生模拟时,采用与单元温度相关联的热对流参数表达,可显著改善焊接温度场和残余应力场模拟准确度。数字畸变疲劳试验与模拟结果表明,横隔板挖孔细节群的畸变疲劳裂纹尖端等效应力强度因子幅均大于门槛值,该细节群初始裂纹在运营卡车荷载作用下易于扩展。应变能释放率分析结果表明,横隔板挖孔细节群的畸变疲劳裂纹均是以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合型裂纹,扩展全过程3种类型裂纹耦合特征显著。该研究成果可为斜拉桥钢桥面板抗疲劳设计与维护提供依据。

摘要：我国西部矿区因地质条件复杂，煤层顶板水害问题日渐突出，传统水害预警手段难以有效应对这一挑战。为解决水害预警中指标选取、预警方法及标准构建等核心问题，系统开展了顶板水害预警的基础理论研究、关键技术分析及智能化平台建设工作。首先，在传统透明地质模型基础上提出了透明水文地质模型的概念，引入动态更新功能并明确其设计实现思路；其次，基于顶板水害发育“3阶段”机理分析，提出指标选择应遵循约束性、独立性和持续性“3原则”，确定了地表水特征、含水层结构及性质、隔水层结构及性质、采动影响围岩运移特征及水文要素动态变化特性5大类主要影响因素，共从中提取出14项可量化指标构成顶板水害预警指标体系；根据已有事故案例、现场水文观测数据变化规律和相关标准规范，提出由4个预警指标参与的智能水害预警方法，划分出4个等级的预警级别、标准和应对措施；以透明水文地质模型为逻辑底层，内嵌预警指标、方法、标准和多态接口，集成开发了具备3个层级、6个核心功能的顶板水害智能化预警平台，该平台通过触发器和轮询的混合预警机制，实现了多指标综合评价与预警；最后，平台在西部某煤矿进行了为期1 a的示范应用，期间成功发出15次预警信息，其中10次为监测设备异常预警，5次为水害信息预警，所有预警均提前采取了有效应对措施。结果表明：该平台的应用验证了预警指标、方法、标准和平台的有效性与适用性。未来的研究可进一步优化预警模型和数据分析方法，以提升平台的预警精度和响应速度。

摘要：为了探明移动龙卷风作用下输电塔的风致动力响应,采用一种基于龙卷风内部力平衡的改进解析模型,模拟了作用于输电塔的龙卷风荷载时程。通过有限元分析方法,研究了采用不同解析模型计算输电塔龙卷风效应时的最不利工况以及结构破坏模式。结果表明:改进后的龙卷风模型突破了现有解析模型的一系列局限性,可以更加准确地模拟出龙卷风的风场结构;龙卷风以垂直横担方向正面袭击输电塔时引起的结构响应最大,塔顶位移可达7.36 m且部分杆件进入屈服阶段;在采用改进解析模型进行计算时,结构整体出现弯扭耦合破坏,更加符合实际工程中输电塔在强对流天气下的破坏模式,证明了改进龙卷风解析模型的准确性和有效性,可为输电结构抗龙卷风研究与设计提供重要参考。

摘要：为帮助电网消纳间歇性可再生能源发电量,直流炉燃煤机组需要大范围变负荷运行,同时维持过热汽温稳定,然而机组变负荷运行中的多种扰动和系统非线性会降低机组负荷跟踪速率和过热汽温控制品质。因此,该文结合含过热汽温的机炉协调系统动态模型,构建非线性控制方法,并利用高阶滑模观测器估计系统中的多种扰动,提出一种耦合过热汽温调节的机炉协调系统抗干扰控制方法。结果表明:与传统比例积分控制、二自由度比例积分及线性自抗扰控制方法相比,所设计控制系统最大绝对误差降低超过90%。该文方法能使机组快速跟踪负荷指令,有效抵制多种扰动,同时维持过热汽温稳定,保证机组安全经济运行。

摘要：综合考虑受控制方向未知、输入受限和状态时延影响的有领导者多智能体系统的编队控制问题,设计基于模糊逻辑系统的预设时间一致性控制策略.为了保证编队输出误差在预设时间内满足预定的约束范围要求,引入预设时间性能函数,构造Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函解决状态时延问题,将外界干扰和L-K泛函的导数中的部分项定义为未知非线性函数,并利用模糊逻辑系统对其进行估计,利用Nussbaum函数和均值定理分别处理控制方向未知和输入受限问题,基于以上设计,提出预设时间模糊控制策略,并通过Lyapunov稳定性理论,分析闭环系统的有界稳定性,数值对比仿真和两级化学反应器应用仿真说明控制方法的有效性.

摘要：航道一般指江河及运河内可供船舶通航的水域,目前大多采用流场演化规律分析结合工程人员经验的方法开展规划设计,对通行船舶这一因素考虑不够全面.拟从河道中船舶与流场直接作用的角度提出一种内河航道设计方法.首先,基于Fluent二次开发,突破了船舶-流场相互作用的水动力响应解耦算法,对内河航段中船舶自由漂流运动进行模拟,其中,流场使用有限体积法进行求解,船舶运动控制方程通过用户自定义模块(UDF)输入并采用四阶Runge-Kutta法求解,动网格技术用于更新计算域;然后,考虑航行频率,给予通行船型不同权重,使用加权最小二乘法对漂流轨迹进行曲线拟合,得到航道边界线.选取了长江东流(从天生洲起)这一具有典型碍航结构物(弯道、分汊)航段开展航道设计验证.研究结果表明:设计的航道与现行规划航道趋势一致;同时,结合流场细节云图对船舶运动响应过程进行分析,发现设计的航道可使船舶有效规避风险急流、斜流,合理利用水流动能,提升航行安全性和经济性.

摘要：沥青复杂的微观组成特征与其宏观性能密切相关,且会随沥青材料服役时间推移发生改变,致使其性能表现出高度不确定性。以化学沥青组分为桥梁来搭建微观组成与宏观性能间的靶向关系,对高性能沥青路面材料的研发具有重要意义。本文系统地介绍和展望了沥青组分特征与宏观性能间的潜在关联,着重分析其对沥青路面材料优化设计的指导作用。首先,从微观组成视角回顾了沥青胶体结构理论、沥青质结构模型、化学组分分子结构模型研究进程及发展趋势;其次,总结了目前沥青化学组分常用的分离方法,并着重分析了饱和分、芳香分、胶质和沥青质的基础物理化学特性;综述了沥青工程指标、多温度域流变特性、热稳定性、老化及再生特性等宏观性能与沥青化学组分特征间的有机联系,进一步分析了沥青性能转变过程中各组分的迁移特征,揭示了沥青化学组分特征对宏观性能演变的影响机制,从而为未来沥青材料的靶向设计、靶向阻燃及靶向再生体系的构建提供一定参考。最后,提出了借助分子动力学模拟手段辅助沥青材料化学组分设计的方法,基于材料基因组思想展望了沥青化学组分特征与宏观性能关系研究的应用构想。