摘要：针对大规模风电利用中的风场尾流和机组载荷问题,提出一种不依赖尾流模型的协调优化控制方案。通过对风电场能效水平和机组疲劳特性的分析,利用机组有功功率、关键结构转矩和推力系数构造风电场能效提升和机组载荷抑制的优化目标。基于小信号法和多目标模型预测控制设计线性化机组控制器,利用基于电磁转矩和桨距角的二自由度机组控制框架实现机组优化控制。所提方案基于风电机组自身运行状态优化调整,无需在风电场范围内利用预置尾流模型迭代优化。仿真结果表明,所提方案在风速不准确测量的环境中具有良好的鲁棒性,可实现中低风速范围内的风电场能效提升和机组载荷抑制。

摘要：碳化物超高温陶瓷具有高熔点(>3000℃)、高硬度、低热导率、优异的耐高温性和良好的化学稳定性等优点,是高超声速飞行器热防护系统的理想涂层材料。本文概述了碳化物超高温陶瓷(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)的结构与性质,总结了化学气相沉积法、等离子喷涂法和固相反应法制备碳化物超高温陶瓷涂层的研究进展,分析了涂层微观结构、组分、结构设计以及热流密度对烧蚀行为的影响。研究表明,添加第二相形成多元复合涂层和采用多层结构设计,可以有效提升碳化物超高温陶瓷涂层的抗烧蚀性能。添加第二相形成复杂氧化物,可使烧蚀后的氧化层适度烧结,从而获得良好的结构完整性和阻氧性能。采用梯度分层和多层功能结构设计,有效缓解了涂层热应力,抑制了裂纹扩展,并促进了不同层间的协同增强作用。最后,结合研究现状,对碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层发展面临的挑战与机遇进行了展望。

摘要：次镜的全口径面形测量是干涉检测中的难点问题,为了实现同轴高次碳化硅非球面次镜的全口径面形检测,提出了一种基于CGH的零位补偿测量模型。利用该模型对90 mm口径的高次碳化硅非球面次镜进行了零位补偿设计。设计中,为了降低次镜的调整测试难度,采用平面波出射干涉仪、CGH及待测同轴高次碳化硅非球面次镜进行光路搭建设计。从设计分析可以得出,基于文中的次镜补偿设计方法,其补偿设计的理论设计精度RMS值为0 nm,验证了该设计方法的精度与准确性。同时,对该次镜进行了干涉检测及误差分析,其全口径面形检测结果 RMS值达到0.015λ(λ=632.8 nm),标定CGH透射波像差后其全口径面形检测结果 RMS值为0.016λ(λ=632.8 nm),进一步验证了文中方法的可靠性。

摘要：相比于刚性连杆并联机器人,绳驱并联机器人(cable-driven parallel robot, CDPR)存在结构简单轻盈、工作空间大、响应速度快及成本低廉等优点,非常适合极端空间环境.然而,由于电机、绳索和末端执行器之间存在复杂的耦合关系, CDPR工作空间和刚度的求解具有挑战性.基于此,提出一种四绳驱动并联机器人工作空8间与刚度的建模、分析及优化方法,用于指导CDPR动锚点位置设计决策.首先,建立考虑滑轮模型的CDPR运动学模型,并通过优化方法对CDPR“电机-绳索-末端”多层运动学进行求解;然后,建立CDPR的工作空间,并给出工作空间优化的求解方法;进一步地,推导CDPR的刚度模型,并给出刚度优化的求解方法;最后,根据优化后的工作空间与刚度模型,对CDPR的动平台锚点位置设计决策进行优化.数值仿真和实验验证了所提出方法的正确性与有效性.

摘要：液体定向自驱动输运结构,是指液体在没有外场作用下,利用液体表面能驱动液体向特定方向移动、铺展或穿透的结构。自然界中的许多生物,如仙人掌、猪笼草、蜘蛛、蜥蜴等,能利用液体定向自驱动输运结构收集或排出水,保障各种生命活动的进行。由于不需要外界额外提供能量,液体定向自驱动输运结构便于实现设备的轻量化,在医学、化工、能源、服装等领域有着广阔的应用前景。对液体定向自驱动输运结构的最新发展和应用进行了全面综述,介绍了液体定向自驱动输运的原理以及在不同温度、湿度环境下的应用,总结了不同的液体定向自驱动输运结构的设计与制造研究进展。最后,概述了液体定向自驱动输运结构的发展现状及面临的挑战,并对未来的研究进行了科学预测和展望。

摘要：γ-TiAl合金是一类金属间化合物(简称TiAl合金),具有低密度、高比强、良好抗氧化和耐磨性的特点,在航空航天、车辆交通、低空经济等战略新兴产业领域具有广阔的应用前景。目前TiAl合金已相继在航空发动机、内燃机等动力系统中得到应用。作为一种高温用结构材料,有必要全面深入掌握TiAl合金显微组织近服役条件下的演变行为。全面总结归纳了传统γ-TiAl合金和β凝固γ-TiAl合金显微组织高温转变类型与特点,并对两类合金显微组织高温转变行为差异作了深入对比与分析,结合团队近年的研究成果综述了典型相、组织的高温转变机理、影响因素与调控方法。展望了TiAl合金显微组织高温演变方面今后应进一步深入开展的研究方向,以期为高承温TiAl合金的组织、成分设计与应用提供一定的参考。

摘要：本文研究了新型惯质调谐质量阻尼器(novel tuned mass damper inerter,NTMDI)的安装方法对其优化设计与减振性能的影响。详细介绍了NTMDI-R(反向安装的NTMDI)的力学模型,并采用经典固定点理论对NTMDI-R进行了优化设计,得到了NTMDI-R最优结构参数的解析式;对比研究了NTMDI-R与现有四种经典调谐质量阻尼器(TMD、TMDI、VTMD和NTMDI)在简谐激励和随机激励下的减振效果,并探究了安装方法对NTMDI-R减振性能的影响。结果表明:正、反向安装的两种减振器(NTMDI和NTMDI-R)优化参数不同,安装方法对其减振性能有较大影响。当表观质量比β小于0.1时,NTMDI-R的减振效果差于NTMDI;而β大于0.1时,NTMDI-R的减振效果与NTMDI基本一致,因此采用NTMDI进行结构减振应明确其安装方向。基础加速度和荷载力分别作用下,NTMDI-R的减振效果相对于NTMDI分别降低了3.9%和4.7%。

摘要：随着自动驾驶技术的快速发展,环境感知系统对多传感器融合的需求日益增加。4维(4D)毫米波雷达因其在复杂天气和光照条件下的稳定性能而成为自动驾驶领域的重要传感器之一。尽管4D毫米波雷达通过增加俯仰角信息和提高点云密度改善了目标检测的精度,但其点云稀疏性和噪声问题限制了其独立应用。因此,4D毫米波雷达与视觉传感器的融合成为提升自动驾驶感知精度的关键。然而,传统的外参配准方法依赖繁琐的手动操作,难以满足高效自动化配准的需求。为解决这一问题,该文提出了一种基于标定板的4D毫米波雷达与视觉图像自动外参配准方法。该方法首先设计了包含ChArUco标记、红色圆环和角反射器的标定板,然后通过圆检测算法和角反射器检测算法自动提取配准点的图像坐标和雷达点云坐标。此外,还提出了一种通过3D Max和Unity仿真的方式实现配准数据采集与验证的方法。最后,通过实验比较直接线性变换(DLT)和外参配准(EC)2种方法的性能,评估配准精度。结果表明,所设计的标定板和自动配准算法能够有效地减少人工操作,并且在配准点个数较多时,EC方法具有更高的配准稳定性和配准精度。

摘要：低矮建筑屋盖角区出现的高极值负压,是其围护结构抗风设计的重点。基于空气动力学原理,依据屋面角区绕流形态,基于TTU(Texas Tech University)标准建筑模型设计了一种屋面角区新型流线型附加构件,并通过改变附加构件高度、长度等参数,进行了10种工况的刚性模型测压风洞试验和大涡模拟(LES)对比研究,以探讨这类新型附加构件对屋面角区风荷载的影响和屋面抗风气动优化以及LES精度等问题。研究结果表明:屋面角区设置附加构件均可有效降低角区出现的极值负压,在所研究的10种工况中,屋面角区最不利平均负压最大可降低10%,最不利极值负压最大可降低25%;利用NSRFG(Narrowband Synthesis Random Flow Generation)方法生成入流湍流,采用LES得到的TTU模型各工况下的风荷载分布规律,虽然部分工况下屋面平均风压系数绝对值模拟结果偏大(平均误差为13.88%),而极值风压系数偏小(平均误差为9.72%),但整体上与风洞试验一致,表明利用NSRFG方法建立的低矮建筑绕流模型具有较好的精度;附加构件长度相对于高度而言对屋面角区风荷载的影响更大,等长附加构件高度增加1倍后,屋面角区极值风压系数降低6.15%,等高附件长度增加0.8倍后,屋面角区极值风压系数降低10.77%。

摘要：处于使用和贮存状态的薄膜半导体材料因其经历的自然和诱导环境因素而引起器件的性能退化甚至失效,进而影响器件甚至整个系统的可靠性。目前对于环境失效行为的研究方法都很难捕获实时或准实时的表面成分及价态信息,难以判断其早期失效的行为特性以及深入掌握其失效机理。利用原位及准原位X射线光电子能谱(XPS)分析技术,通过调控环境失效因素研究薄膜半导体材料表界面成分、化学态以及电子结构的变化规律,揭示环境失效行为与失效机理,建立薄膜半导体相关材料及器件环境失效行为的分析新方法。结合准原位XPS对Au/Ni/Cu/HfO_(2)薄膜材料热过应力失效行为进行研究,结果表明:环境气氛中的氧气能够进一步诱导体相内Ni、Cu原子向表面层的扩散。热处理温度升高引起氧元素吸附模式由起初的物理吸附转变为化学吸附,并在Au层表面内反应产生NiO、Ni_(2)O_(3)以及CuO,导致薄膜材料表面成分的变化,表明利用准原位XPS法能够获取薄膜半导体材料准实时的表面成分及化学态信息,能更系统地剖析早期失效行为特性并分析其失效机理,对设备设计与生产过程中薄膜半导体材料体系的合理选择、设计改进以及提高电子芯片的环境适应性与可靠性具有重要意义。