摘要：为提高一类欠驱动系统的控制精度和抗扰动能力,提出一种变结构自抗扰控制策略。构建了一种新型的qal函数,解决了传统非线性函数在原点处不够平滑导致的抖振现象和误差增益较大的问题。设计了2个线性跟踪微分器用于精确跟踪欠驱动倒立摆系统位移和速度的实时信号和参考的信号。基于新型非线性qal函数设计了观测性能较好的改进型扩张状态观测器,对欠驱动系统的输出角度及角速度进行实时估计,设计了线性控制率将2个输出量组合成控制量,实现对2个输出量的良好控制。以欠驱动系统的控制电机和欠驱动系统倒立摆为实验对象进行了实验,并将实验结果与传统自抗扰控制和差分进化算法ADRC进行了对比分析,验证了欠驱动系统的变结构自抗扰控制方法的优越性和可行性。

摘要：以统一强度理论作为卸载状态下寒区隧道冻结围岩屈服准则,综合考虑围岩非均质特性和中间主应力效应对冻结围岩强度影响,建立寒区隧道应力位移弹塑性力学模型,联合各区域边界条件,计算获得冻结围岩均质与非均质状态下,弹性解、塑性统一解以及塑性区半径的隐式方程,分别对其应力位移场讨论分析。研究表明:考虑冻结围岩的非均质特性,塑性区环向应力峰值增大40%,塑性区范围相对减少40.4%,内壁位移减少9.3%,弹性极限承载力提高41%,塑性极限承载力提高14%,影响显著。中间主应力效应能充分发挥非均质冻结围岩承载潜能,计算得到的承载力明显增大,塑性半径明显减小。所得结果可为寒区隧道开挖支护设计以及数值模拟,提供理论指导。

摘要：在工程实际中获取的故障样本往往会呈现不均衡特点,同时传统的分类模型也会存在局限性。针对这些问题,基于稀疏贝叶斯理论、模糊隶属度等理论,提出了一种多任务博弈概率分类向量机(MGPCVM)分类方法。首先,在MGPCVM的目标函数中,设计了博弈因子,将不同类样本质心间的博弈信息赋予每个样本特定的样本质心敏感值,以解决传统分类器对不平衡数据集分类表现较差的问题;然后,在贝叶斯框架理论下,采用截断高斯先验分布的方法,使样本参数的正负与对应的标签信息相一致,且使样本质心敏感值产生了稀疏估计;最后,将MGPCVM方法应用于两种不同实验平台采集的滚动轴承实验数据处理,进行了故障诊断有效性验证。研究结果表明:在不同的不平衡比(IR)下,MGPCVM方法的准确率均保持在95%以上,相对于支持向量机(SVM)、概率分类向量机(PCVM)等方法提升了4%~8%;与典型向量式分类方法相比,MGPCVM方法可以在不平衡数据条件下表现出优越的分类性能,适用于实际工况中数据失衡的分类问题。

摘要：针对两淮地区煤矿深部破碎软弱围岩支护的难点及其支护机制,设计研发自移式不反复支撑顶板液压支护支架。基于弹塑性力学建立数值分析模型,计算多工况下迈步过程中液压支架位移、应力、应变等力学参量。研究结果表明,在工况1时最大等效应力为245.33 MPa,工况2时最大等效应力为246.82 MPa,工况3时最大等效应力为245.27 MPa。3种工况的最大应力值不超过材料的屈服强度,满足要求,支架能够正常进行支护作业。研究结果可以为全面评估液压支架可靠性、稳定性以及施工工艺优化提供理论依据。

摘要：深度学习模式下新型偏振计算成像方法存在随着网络深度的增加计算复杂度和内存使用相应增加以及分层特征提取不充分的问题,针对该问题,提出一种轻量级注意力级联网络的偏振计算成像超分辨率方法,采用级联连接和融合连接的方式来深化卷积层的表征能力,以有效地传递浅层特征并减少参数量。设计空间注意力自适应权重机制以提取关键的空间内容特征,构造空间金字塔网络增强多感受野下的偏振特征信息,特别地,上采样模块引入浅层与深层重建双路径,通过融合双层路径特征计算生成高分辨率偏振图像。最后,网络末端信息细化块用以学习更精细的特征并增强重建质量。实验结果表明:本文网络重建图像的纹理细节更加丰富,在全偏振图像集上2倍超分辨率的峰值信噪比为45.12 dB,参数量仅约为MSRN模型的9%。所提方法通过级联方式有效捕捉低频特征信息同时极大地减少参数量,并结合注意力金字塔结构探索深层特征,实现了轻量级网络的高效超分辨率重建效果。

摘要：现有弹道跟踪系统的反射镜偏转速度仅由弹丸出膛速度决定,跟踪过程中不能根据目标实际位置实时修正,为了解决该问题,设计了一种可基于目标位置实时修正反射镜偏转速度的弹道跟踪系统。系统采用仰角姿态拍摄方式扩大视场范围,提出基于背景运动补偿的目标跟踪算法,根据跟踪的弹丸运动位置与反射镜偏转角度之间的关系,构建出反射镜偏转模型。实验结果表明,所设计的系统能够根据弹丸在画面中的位置实时修正反射镜偏转速度,达到了让弹丸始终处于画面中心的目标。

摘要：为了研究高温环境下胶体装药结构的安全防护问题及其爆炸特性变化,设计了由隔热外层、吸热胶体、乳化炸药组成的装药结构,采用物性测定、测温分析、爆炸测试技术(水下爆炸,爆速实验,胶体介质近场爆压测量)及现场实验(殉爆实验,炮孔传爆),分别研究了装药结构中3种胶体配比(高分子吸水树脂(SAP)质量比分别为0,0.5%和1%)与乳化炸药2种敏化方式(亚硝酸钠敏化、膨胀珍珠岩敏化)对隔热特性和爆炸性能的影响。结果表明:含0.5%SAP的胶体材料适用于装药结构,具有阻燃性、高比热容、低导热系数特性,隔热防护时间延长至55 min。水下爆炸与爆速实验中,随着水浴加热(100℃)时间的增加,2种敏化方式药包的各项爆轰参数(冲击波压力峰值、比冲量、爆速、爆炸总能量)均持续降低。受到乳化炸药破乳与敏化热点减少的双重影响,亚硝酸钠敏化型药包(EE-SN)的爆轰性能衰减比例高于膨胀珍珠岩敏化型药包(EE-EP)。加热2 h后,膨胀珍珠岩、亚硝酸钠敏化的药包爆炸总能量损失分别为4.76%,17.62%。在胶体介质近场爆压测量中,装药结构中胶体层会减弱爆炸冲击波强度。但现场实验爆破效果良好,且实现了装药结构30 mm殉爆、炮孔内稳定传爆,说明该胶体装药结构具有很好的高温爆破应用前景。

摘要：针对光伏新能源电力系统的调频困难问题,提出一种基于改进天牛须搜索算法的粒子群优化算法,实现对光、火、储两区域互联电力系统的负荷频率控制。首先,将储能电池引入混合电力系统中,建立光伏、火电及储能电池的两区域互联电力系统的负荷频率控制模型,并设计出含滤波系数的双积分反馈PID控制器;然后,引入方向改变因子改进天牛须搜索算法,提出一种基于改进天牛须搜索算法的粒子群优化算法,用于优化含滤波系数的双积分反馈PID控制器参数。最后,通过数值仿真,仿真结果表明,本文所提的控制策略在对于频率偏差、区域控制偏差和联络线功率偏差等方面的控制效果、抗扰动能力,优于粒子群优化算法、天牛须搜索算法和含滤波系数的双积分PID控制器。

摘要：针对传统浅埋竖井井筒围岩稳定性控制理论、方法应用于深竖井建设存在的局限性,以思山岭铁矿1500 m副井工程为依托,进行了深竖井井筒围岩稳定性分析与控制方法研究。通过无支护自稳跨度、自稳时间等指标对该矿副井基岩段的井筒围岩稳定性进行了分析,其最小无支护自稳跨度为22 m,对应的自稳时间为125 d,可保证副井基岩段掘进进尺4 m、掘进循环周期为1~2 d的井筒围岩稳定性,然而考虑副井基岩段井筒围岩掘进至役期的长期稳定,副井开挖后仍需对井筒围岩进行支护。同时,基于新奥法(NATM)与挪威隧道施工方法(NTM),提出了强调充分发挥井筒围岩自稳能力的深竖井井筒围岩稳定性控制理论,建立了锚网喷初次支护与混凝土衬砌永久支护相结合的深竖井井筒围岩稳定性控制方法,并据此结合该矿副井基岩段井筒围岩支护设计,分析了深竖井井筒围岩支护设计的基本流程,提出了副井基岩段井筒围岩支护设计方案。通过Phase 2数值模拟评估了该矿副井基岩段井筒围岩支护设计的安全性,验证了所提出的深竖井井筒围岩稳定性控制理论、方法以及支护设计方法应用于深竖井建设的可行性。

摘要：工业机器人对工件柔顺打磨作业的适应性差,为此设计机器人柔顺浮动力控末端执行器,基于集成贝叶斯神经网络模型的强化学习,提出主动自适应变阻抗的机器人打磨力控制方法.所提方法根据打磨作业的接触环境信息,利用自助法获取小量数据的多次采样样本,训练集成贝叶斯神经网络模型以描述机器人打磨系统与工况环境交互作用,采用协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)求解最优阻抗参数.构建机器人打磨系统虚拟样机平台,开展叶片工件的打磨仿真实验,验证所提方法的有效性.实验结果表明,所提方法在十几次训练后,能够将打磨力的绝对跟踪误差减小至较小值,较好地实现了机器人打磨系统的主动自适应变阻抗打磨力控制,提高了机器人打磨力控制的柔顺性和鲁棒性.