摘要：为节约有限通信资源,针对不确定多移动机器人系统的编队控制问题,提出一种基于抗干扰观测器的事件触发固定时间编队控制方法.首先,设计了一类自适应固定时间滑模干扰观测器(Adaptive Fixed-time Sliding Mode Disturbance Observer,AFSMDO),用来估计系统模型参数不确定和未知扰动.其次,在干扰观测器的基础上,结合反步法和固定时间理论,引入事件触发机制,设计固定时间分布式编队控制器,实现多机器人系统固定时间编队且收敛时间不依赖于系统初始状态,并经理论推导无Zeno行为.最后,通过对三个移动机器人进行编队仿真研究,验证了方法的有效性.

摘要：为实现基于机器视觉的绿色高效、高智能化的煤矸分选。探讨了煤和矸石共420张图像的2个灰度特征和4个纹理特征的分布情况,并分别模拟生产中的光照、淋水、粉尘环境对煤和矸石进行了图像采集,研究其对煤矸图像特征的影响;此外,针对光照强弱、湿度、煤粉沾染程度和样品种类4个试验因素,对影响因素进行了量化处理,应用Box-Benhnken Design(BBD)试验设计理论设计四因素三水平试验,以样本灰度均值为响应指标,研究各因素对煤矸图像灰度值影响的显著性及其交互作用,从而得到区分煤和矸石的最明显特征。特征分析表明,煤和矸石的灰度特征比纹理特征具有更好的区分度,从灰度均值和峰值来看,6~36 W的光照条件对灰度均值影响有限,却使灰度峰值波动严重;样本表面喷雾量的增加使灰度均值和峰值大幅下降,以0.08 g的喷雾量为转折点,灰度均值呈现出先急后缓的对数曲线下降趋势;煤粉量与灰度均值呈一次线性反比关系,灰矸的线性比例约为块煤和黑矸的4~5倍;单因素试验表明灰度峰值对环境变化较为敏感,而响应面试验表明煤和矸石的灰度均值在同一水平下区分度明显。研究结果有利于推进机器视觉煤矸分选技术的应用,实现井下煤矸分选,亦对煤岩界面识别技术具有参考意义。

摘要：孔隙率是影响氧化皮与钢基体界面裂纹扩展的重要因素,采用分子动力学模拟软件LAMMPS建立模型Ⅰ(定孔缺陷数量模型)和模型Ⅱ(定孔缺陷尺寸模型)两种模型,从抗拉强度、中心对称分析(CSP)以及界面局部应力分布3个方面研究了孔隙率对于界面裂纹扩展的影响。结果表明,相同孔隙率下,模型Ⅱ比模型Ⅰ的抗拉强度低,表明孔缺陷分布范围比孔缺陷的尺寸对于材料的抗拉强度影响更大。同时裂纹扩展时动态不稳定性导致裂纹非对称性扩展,孔隙率的增加会阻碍应力增长和裂纹扩展速度,增强裂纹扩展的不对称性。当孔隙率达到9%时,在界面裂纹扩展后,模型Ⅰ+x方向裂尖偏转界面上方孔缺陷,模型Ⅱ则为界面裂纹扩展后,上方孔缺陷融合发展。

摘要：针对5G背景下大规模智慧农业传感器网络通信节点在三维空间内部署时,传统的随机节点部署方式存在高能耗、高成本及节点脱节问题,提出了一种基于维诺图(VD)与飞蛾扑火算法(MFO)结合的节点优化部署策略。首先,利用5G通信高带宽的特点,设计了一种分层式通信方案,在此基础上,建立了分层式节点最优部署模型、通信能耗模型以及传感器信息传输网络全连通模型;其次,针对MFO算法种群生成的随机性及搜索无向性的缺陷,设计了基于三维VD的引导式搜索算法(VIMFO);最后,通过对相关模型进行优化求解,从而取得传感器网络通信节点的部署位置。仿真结果表明,与经典MFO算法相比,VIMFO算法能够在提升寻优速度37.89%的基础上,降低传感器通信网络能耗6.9%;在保证农田传感器通信网络节点全连通的前提下,提升了通信网络节点的生存周期。

摘要：为了在宽频内实现可开关的高效率线极化转换,设计了一个嵌入PIN二极管的十字架型极化转换超表面。仿真结果显示,当PIN二极管处于导通状态时,在4.03~7.71 GHz范围内,该超表面的极化转换率超过90%,相对带宽为62.7%;当PIN二极管处于截止状态时,该超表面在工作频段相当于反射板。通过理论分析和表面电流分布解释了极化转换机理。最后,对所制作样品的实验测量进一步证实了该超表面可开关的极化转换效果。所设计的超表面有望应用于电磁兼容和极化探测等领域。

摘要：Pr^(3+)4f5d具有大的辐射跃迁速率,是高效快响应闪烁体材料较有前景的发光中心离子。本文采用高温固相法制备了Pr^(3+)掺杂Ba_(3)La(PO_(4))_(3)(BLP)光转换材料,对其物相、真空紫外发光性质、X射线激发发光性质、发光衰减特性和发光热稳定性进行了表征。结果表明,BLP∶Pr^(3+)具有高效的Pr^(3+)4f5d宽带发光,发光寿命为~15 ns,且具有较好的发光热稳定性。在基质172 nm激发下,存在基质到Pr^(3+)4f5d的能量传递,而在X射线激发下可能受表面缺陷影响未发现明显的Pr^(3+)4f5d发光。本文研究结果表明,BLP∶Pr^(3+)在作为真空紫外到UV-C光转换材料方面具有潜在的应用价值。本研究对于设计新型快响应闪烁体具有一定的指导意义。

摘要：针对某型煤矿用防爆柴油机的水浴式废气处理箱排气阻力大造成功率下降、动力不足的问题,分析了传统水浴式废气处理箱和2种低阻力喷淋式废气处理箱的结构和工作原理,发现:①传统的水浴式废气处理箱是废气进入冷却水与加热的水蒸气一起被排出;②低阻力喷淋式废气处理箱是水进入废气中被雾化后与废气一起进入废气处理箱中充分进行热交换后被排出。通过流体仿真分析软件和声学仿真软件对传统的水浴式废气处理箱和新设计的2种低阻力喷淋式废气处理箱进行了模拟仿真分析,得出其压力场、温度场和噪声传递损失值,并对仿真结果进行了对比分析。在实验室对装有水浴式废气处理箱和两种低阻力喷淋式废气处理箱的防爆柴油机进行台架试验。试验结果表明:①2种喷淋式废气处理箱比水浴式废气处理箱的排气阻力降低了1/2以上,提高了防爆柴油机的动力性和经济性;②立式喷淋式废气处理箱的整体压力分布比卧式喷淋式废气处理箱均匀,排气阻力比卧式喷淋式废气处理箱低,出口的平均温度比卧式喷淋式废气处理箱低3℃;③防爆柴油机排出尾气的中频噪声在通过废气处理箱后得到了明显的降低,在考虑温度梯度影响因素的情况下尾气噪声通过立式喷淋式废气处理箱的损失平均约为通过水浴式废气处理箱时的3.3倍,为43 dB,尾气噪声通过卧式喷淋式废气处理箱的损失平均约为通过水浴式废气处理箱时的2倍,为25.6 dB;④喷淋式废气处理箱的出口温度均小于70℃,满足《煤矿安全规程》的要求,该方法和技术可为煤矿井下车辆降低尾气排放提供依据。

摘要：近年来,前馈补偿技术得到广泛研究,其可以提高系统的控制精度.对于非最小相位系统,很难给出干扰和可测信息的直接关系,此外,频率的不确定性以及估计值之间的耦合会导致大量冗余参数的运算.现有的自适应方法存在估计值之间的耦合,会增加干扰估计误差收敛性能分析难度.而基于干扰观测器控制(DOBC)通过调节控制器和观测器参数,可以同时对多源不确定进行补偿和抑制.基于此,提出一种分步式观测器设计方法.首先设计一种辅助滤波器和观测器对未知频率正弦干扰参数进行估计,同时给出干扰的等效形式;然后利用估计值构造观测器得到输入干扰状态,从而将这类非线性系统的干扰抵消问题转换为线性系统的观测器设计问题;最后通过李雅普诺夫定理和数值仿真验证所提出方法的有效性.

摘要：基于分子尺度的沥青材料设计是指利用多尺度分子模拟预测沥青材料的性能,指导制备符合高性能要求的沥青材料。分子尺度的设计方法主要有量子力学方法、蒙特卡洛方法和分子动力学方法。总结了沥青质模型、沥青模型、量子力学和分子模拟在沥青材料性能预测和设计中的应用,重点介绍了改性沥青材料常用物理力学性质的模拟计算方法及相关研究成果。

摘要：针对线圈式磁传感器随测量转速变化所产生的电动势信号幅值线性变化的问题,为实现此类幅值与周期动态变化信号的无失真采集,设计了一种增益随输入信号幅值水平改变的自适应增益采集系统;本系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,对输入信号幅值进行分析,根据幅值分析结果控制电路增益在-20~80 dB范围内自适应改变,并记录系统当前时刻增益,根据当前增益还原得到输入信号,将增益信号和还原信号同步存储;采集信号经自适应增益后输出信号幅值控制在设定范围内,利于对动态信号中不同幅值区间信号变化细节直接观察;通过幅值在20μV~10 V范围内转速信号输入测试,系统自适应增益后信号幅值控制在了0.1~4 V范围内,实现了对动态转速信号的无失真采集,验证了本自适应增益采集电路的性能,在高动态幅值信号采集领域,具有良好的应用前景。