摘要：针对地表水分类评价中水污染特征空间的高冲突性以及水质类别的不均衡性等问题,以7项地表水水质指标为水质评价因子,采用SMOTE过采样技术结合遗传算法和CatBoost模型对全国主要江河和重要湖库分别进行水质分类评价,并与其他4种改进集成算法进行对比.结果表明:SMOTE预处理有效改善样本类别的不均衡性,提高CatBoost模型对少数类水质样本分类的准确性;遗传算法调参有效提高CatBoost模型的收敛速度和分类精度,优化了模型的分类性能;SMOTE-GA-CatBoost模型对江河和湖库的水质分类效果均优于其他4种改进集成分类模型,其对江河水水质分类的准确率、精确率、召回率、F1分别为97.7%、97.8%、96.1%、96.9%,对湖库水水质分类的准确率、精确率、召回率、F1分别为96.7%、96.2%、95.4%、95.8%,该模型可以实现不同水域的水质分类评价.

摘要：全断面掘进机(TBM)已在煤矿深井岩巷掘进中得到成功应用,其施工安全性好、掘进速度快,可安全高效地施工煤矿瓦斯、水害治理巷道,缓解了煤矿采掘接替失调的问题。为提高TBM在深井煤矿中使用的灵活性,扩大TBM在煤矿深井岩巷掘进中的应用范围,提出了煤矿微型TBM设计原则和技术指标,包括煤矿微型TBM在整机及部件尺寸重量、设备防爆和地层适应性等方面需满足的要求及解决方案。确定了煤矿微型TBM结构型式和主要参数,研发了煤矿微型TBM。系统论证了煤矿微型TBM设备及施工工艺研发中的技术难点与解决方案。针对煤矿微型TBM掘进瓦斯治理巷道工程地质条件,开展不同支护工况下煤矿微型TBM掘进巷道围岩稳定性数值分析。根据数值分析结果,综合考虑支护效果与支护效率,优选巷道支护方案,并开展巷道围岩变形与锚杆轴力现场监测。监测结果表明,巷道掘进后20天内,围岩变形和锚杆轴力增速较快;65天以后,围岩变形趋于停止,锚杆轴力也停止增长。巷道正顶处锚杆轴力略大于肩窝和帮部,巷道围岩整体稳定性较好,所选锚网支护形式可有效控制围岩收敛变形。采用煤矿微型TBM施工煤矿瓦斯治理巷道,锚杆支护施工效率能够理想地匹配煤矿微型TBM的掘进速度,巷道平均月进尺300 m,实现单班最高进尺15 m,圆班最高进尺41.6 m,相比钻爆法掘进效率提高了3~6倍。

摘要：针对现在混流式谷物干燥机干燥不均匀,干燥后品质差现象,采用CFD技术,根据设计方案构建不同的烘干段模型,将不同的模型进行网格划分,导入Fluent仿真软件中进行仿真分析。结果显示,原模型的压力、温度和风速不均匀系数分别是3.09%,7.38%,51.59%,通过对模型的优化和设计后得到的新模型的压力、温度和风速不均匀系数分别是3.78%,8.18%,47.47%。新模型在烘干段内流场分布更加均匀,干燥死角更少,提高粮食干燥后的品质,并通过试验验证模拟的准确性。研究为类似的结构优化和设计提供参考依据。

摘要：为提高电动方程式赛车的操纵稳定性,文章提出一种后置双电机独立驱动方程式赛车直接横摆力矩双层控制策略。上层为直接横摆力矩控制器,分别设计基于横摆角速度的模糊控制器、基于质心侧偏角的模糊控制器和联合模糊控制器;下层为驱动力分配控制器,依据电机特性平均分配直接横摆力矩。基于CarSim与Simulink仿真环境,选取双移线工况进行联合仿真验证控制策略的效果;设计硬件在环试验平台,验证直接横摆力矩控制策略。试验结果表明:横摆力矩控制策略能有效保障车辆的操纵稳定性;低速时,可以实现助力转向;高速时,质心侧偏角控制在2.5°以内,实现稳定性控制。

摘要：在人机共存环境中,人可能会成为机器人执行任务过程中的动态障碍物,因此,在机器人的运动过程中需要动态地避障规划,从而避免机器人危害到用户安全。人工势场法是常用的动态路径规划算法,具有实现简单、计算实时性高等优点。传统的人工势场法根据虚拟的引力场和斥力场得到合力,从而引导机器人的运动,但是当引力和斥力等大反向时,存在局部极小值问题。针对该问题,本文提出了基于平面位置采样的改进人工势场法。每次计算得到合力向量后,以该向量的指向为中心,在垂直于地面、包含合力向量的平面上以特定的角度间隔分别逆时针和顺时针方向采样90°范围内的运动方向,然后分别计算引力值和斥力值,最后根据引力值和斥力值的加权和最小确定机器人的最佳运动方向。为了应对用户运动导致机器人运动路径突变的情况,本文依据用户手臂运动和头部转动的关联关系,通过检测用户的头部姿态,并利用手臂当前的运动信息预测手臂接下来的运动位置。最后设计了基于轨迹预测与改进人工势场法的机械臂动态避障规划方法,实验结果表明,该方法可以有效地进行动态避障,并且规划的路径更加平滑、长度更短。

摘要：文章以酵母细胞为模板,通过一锅法成功制备多杂原子(氮、磷、硫)掺杂的多孔碳微球(multi-heteroatoms(nitrogen,phosphorus,and sulfur)doped porous carbon microspheres,MHPCS),并将其用于活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解酸性橙G(orange G,OG)。实验结果表明,MHPCS_(800)(在800℃下热解)+PMS体系在30 min内对OG的去除率可以达到100%。猝灭实验、电子自旋共振(electron spin resonance,ESR)实验、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和电化学表征结果表明:MHPCS_(800)+PMS体系中的主要活性物质是表面络合物;实际废水中常见的阴离子SO_(4)^(2-)(浓度为78 mmol/L)对MHPCS_(800)+PMS体系去除OG几乎没有影响,而相同浓度的Cl^(-)和HCO_(3)^(-)却有促进作用,5 min内OG被完全去除。该材料可通过简单的热处理(350℃、2 h)循环使用,具有一定的应用潜力。研究结果可为设计合成多杂原子掺杂碳催化剂及其污水处理应用提供理论指导和技术支持。

摘要：充电机是电动汽车系统的重要组成部分,但在充电过程中由整流侧直流脉动分量引起的谐波会降低充电效率,影响充电机使用寿命。文章对充电机的Buck系统建立小信号模型,并基于该模型设计前馈比例积分加比例谐振的复合控制策略来降低充电过程中谐波的影响。仿真与实验分析结果表明,该文提出的控制策略能有效抑制充电过程中产生的谐波。

摘要：为了实现自主设计的纯电动赛车在转向过程中左右两侧车轮差速旋转并使得车辆快速稳定转向,文章综合考虑各因素以契合赛车软硬件要求,建立Ackermann-Jeantand模型并求出理想横摆角速度,再以车辆质心偏移角为控制依据、横摆角速度为控制目标构建电子差速算法;使用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型进行直线及转弯等不同工况下的仿真验证,并在测试车辆上进行实车试验加以对比分析。仿真和试验结果验证了该电子差速算法的优越性及可靠性。

摘要：高压储氢气瓶瓶口组合阀是车载供氢系统的关键部件,其性能优劣关系到氢能的安全和高效利用。针对氢燃料电池汽车车载供氢系统工况要求,总结了瓶口组合阀的主要功能要求,着重分析了其安全技术要求,并从瓶口组合阀的结构组合型式、关键部件设计制造、试验研究及性能评价等方面综述了目前的研究进展。通过梳理分析,讨论了目前相关研究的不足之处:尚未厘清瓶口组合阀的安全设计准则、尚未开展各功能组件组合后的相互性能影响研究、尚未有针对组合阀整体性能的试验研究及标准规范等。并给出了未来研究的建议,即以安全、智能、低耗为目标,开展瓶口组合阀的高集成度优化设计、研发大可调比高性能的限流阀等功能组件,试验研究各功能组件的性能相互影响规律,提出瓶口组合阀的安全设计准则,并制定其整机性能试验标准规范等。

摘要：仓库的路径规划通过优化拣货小车行走路径,减少拣选时间,提高分拣效率,是影响仓库拣选的关键环节。文章基于分拣仓库模型,以最小化最大搬运完成时间为优化目标,建立多车路径规划模型。考虑到该问题是NP-难的,设计基于遗传算法与A*算法的混合遗传算法(hybrid genetic algorithm,HGA),并通过仿真实验和问题参数分析,验证HGA的稳定性、可扩展性和高效性。实验结果表明,HGA优化后相比于优化前最大可节约31.56%的时间,在解决分拣仓库中的路径优化问题上有良好的稳定性、可扩展性和高效性。