摘要：汽车除雾过程中,手动操作除雾按钮易导致驾驶员分心,针对此问题设计了基于STM32的自动除雾控制系统。首先,进行自动除雾控制系统的总体设计,包括设计自动除雾的功能、总体架构和除雾方案;然后,进行硬件选型研究,设计了以STM32芯片为核心的硬件电路原理图,开发了自动除雾控制系统的主程序、模数(analog-to-digital,AD)转换采集程序以及控制器局域网(controller area network,CAN)总线通信程序;最后,利用LabVIEW开发出数据监控界面,可实时监控系统运行状态。实验结果表明:该自动除雾控制系统性能可靠,数据精准,可长时间稳定运行。

摘要：为解决车辆编队控制系统在渐近时间收敛或有限时间收敛范围内收敛性能不佳的问题,本文研究了预设时间控制下的车辆编队系统,实现车辆编队控制。考虑模型参数不确定性和外部环境扰动对系统性能的影响,设计了一种基于扰动观测器的编队控制算法。首先,根据车辆的运动学和动力学模型,将系统中存在的模型参数不确定和外部环境扰动视为复合干扰,通过设计的预设时间扰动观测器,实现扰动在预设时间内的准确估计。其次,在上述扰动观测器的基础上,设计基于预设时间的车辆编队控制器,确保该控制器在预设时间内收敛,实现控制目标。最后,通过仿真验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。

摘要：现有层状岩体磷矿床采空区失稳分析方法很少考虑岩体力学参数的空间变异性。以杉树垭磷矿为研究背景,构建了能够表征岩体力学参数自相关性、互相关性及非高斯性的随机场,以层状岩体破坏接近度(FAI)为评价指标,建立了岩体单元破坏的极限状态方程,并借助Hermite随机多项式建立了随机岩体力学参数输入场与网格单元FAI输出场间的显式函数表达式。最后,采用蒙特卡洛法计算磷矿采空区网格单元破坏概率,实现了磷矿采空区失稳风险的定量评价。结果表明:参数随机场能够很好表征岩体力学参数的空间变异性,采空区失稳高风险区域(破坏概率≥70%)位于矿柱高度的中间部位,矿柱表面的破坏深度在2m以内,与实际矿柱破坏位置与破坏深度相吻合。常规数值计算因计算结果指标分布差异,常面临难以判定磷矿采空区是否失稳的问题,而本文数值计算方法既考虑了层状岩体力学参数自相关性、互相关性及非高斯性的客观空间变异性特征,又实现了基于破坏概率的磷矿采空区失稳风险定量评价。

摘要：将冗余度理论引入到双排钢板桩围堰的设计中,提出双排钢板桩围堰支护体系冗余度的定义与设计方法的初步框架。以拉杆系统的冗余度分析为例,采用拆除构件法,对其冗余度进行了定量分析。结果表明,下道拉杆的冗余度参数明显低于上道拉杆,其失效后会明显降低整个围堰支护体系的刚度、强度和稳定性,会导致整个围堰的破坏坍塌,这与工程实际相吻合。以上分析验证了冗余度理论在双排钢板桩围堰工程中适用性及可行性。

摘要：水泥土桩是软土边坡常用的一种较经济的加固结构,但目前对水泥土桩加固边坡的变形破坏特性和抗滑机制认识不清,相应的稳定性评价理论研究较少。建立了一边坡模型,运用有限元分析了离散水泥土桩加固边坡的变形破坏特性,结果发现边坡失稳时,桩-土之间由于变形不协调而产生塑性滑移,强度和刚度都较大的水泥土桩呈S型挠曲变形而发生弯折破坏,未能有效发挥设计要求的抗滑能力,加固边坡最后形成贯通的剪切滑动带而非滑动面。提出了水泥土剪力墙的概念,通过有限元模拟发现,采用水泥土剪力墙加固边坡,因墙-土界面摩擦力的作用,下滑力在剪力墙和边坡滑体之间得到调整,最终促使加固边坡产生整体剪切破坏,有效发挥了剪力墙的抗滑能力。通过桩土复合结构的水平推剪模型试验,验证了数值模拟结果的合理性。

摘要：在实际的应用中,无线传感器网络常常由大量电池资源有限的传感器节点组成.如何降低网络功耗,最大化网络生存时间,是传感器网络拓扑控制技术的重要研究目标.随着传感节点的运行,节点的能量分布可能越来越不均衡,需要在考虑该因素的情况下,动态地调整节点的网络负载以均衡节点的能耗,达到延长网络生存时间的目的.该文引入博弈理论和势博弈的概念,综合考虑节点的剩余能量和节点发射功率等因素,设计了一种基于势博弈的拓扑控制模型,并证明了该模型纳什均衡的存在性.通过构造兼顾节点连通性和能耗均衡性的收益函数,以确保降低节点功耗的同时维持网络的连通性.通过提高邻居节点的平均剩余能量值以实现将剩余能量多的节点选择作为自身的邻居节点,提高节点能耗的均衡性.在此基础上,提出了一种分布式的能耗均衡拓扑控制算法.理论分析证明了该算法能保持网络的连通性.与现有基于博弈理论的DIA算法和MLPT算法相比,本算法形成的拓扑负载较重、剩余能量较小的瓶颈节点数量较少,节点剩余能量的方差较小,网络生存时间更长.

摘要：在输电塔受力振动期间,节点往往承受往复荷载的作用。为研究输电塔典型螺栓节点在往复荷载作用下的力学性能,设计了21组典型螺栓节点试件。通过进行3组单调加载试验及18组低周往复荷载试验,得到了节点试件的荷载-位移曲线,研究了荷载类型及节点参数对螺栓节点力学性能的影响,并分析了节点在往复荷载下的力学行为。结果表明:荷载的类型对节点的破坏模式以及滑移荷载影响不大,主要影响了节点的极限荷载以及其相对应的位移;螺栓在螺孔中位置的不确定性以及多螺栓行为不一致性导致了试验与模拟结果之间的差异;螺栓节点的强度随着螺栓规格和等级的增加而增大,但孔距对其影响较小;节点的极限承载力随着螺栓数量的增加而增大,但并不都是呈线性增加。所得结果为输电塔力学分析提供参考。

摘要：针对微型零部件的超声微挤压成形过程,对超声振动平台的振动特性进行仿真优化设计,研制可实现工件辅助超声振动的超声微挤压成形系统。在对矩形六面体竖直超声振动模态进行仿真分析的基础上,通过矩形六面体的结构参数优化并设置一定数量的圆柱形内孔,使得超声变幅器辐射面可实现均匀的竖直方向超声振幅输出,并采用双换能器和双变幅杆驱动形式实现整体超声振动系统的支撑和振动能量的输入。实验结果表明,所研制的超声辅助微挤压成形系统可负载微成形工件及模具实现竖直方向的整体超声谐振,并能满足工件超声振动辅助微挤压成形加工的需求。

摘要：针对层压工艺下,埋入挠性光电基板的光纤,其应力、位移的变化,会影响光路的耦合效率,改变光纤有效折射率,导致传输性能发生变化的问题,采用有限元分析软件,对光纤埋入不同槽型的挠性光电基板进行了力学、传热和电磁场耦合分析.分析结果表明:光纤埋入梯形槽挠性基板的应力最大,达到68.336 7MPa.埋入梯形槽的光纤位移量最大,其值为1.430 4μm.随着槽宽增加,光纤最大等效应力从52.667MPa增加至71.907 MPa;随着槽间距增加,光纤最大应力从51.589 MPa增加至53.567MPa;随着槽深增加,光纤最大应力从52.667MPa减小至47.793 8 MPa,然后增加到67.349 6MPa.随着温度和压力的增加,单模光纤在X方向的有效折射率从1.446 249 977增加至1.446 259 084;Y方向的有效折射率从1.446 326 398增加至1.446 393 041.光纤有效折射率差会随着温度的增加而增大,随着压力的增加而减小.光纤有效折射率增加,限制光的能力增加,能够有效地减小光纤弯曲损耗.本文分析结果对挠性光电基板光纤埋入结构设计和层压工艺具有一定的参考价值和指导意义.

摘要：公理设计理论为系统设计提供了科学基础,同时也可为其他设计方法和工具提供概念框架。以公理设计对设计活动的指导为线索,在剖析其历史背景的基础上,对公理设计的理论概要进行归纳和简要评析,从而导出研究热点;从公理设计理论的扩展和完善、公理设计与其他设计方法的关系、耦合设计问题的处理以及基于公理设计的复杂性科学研究角度对公理设计的研究进展进行阐述说明,并展开细致深入的分析;综述了公理设计在产品设计、制造系统设计、材料及材料加工和设计评价与决策领域的典型应用情况;最后对公理设计研究目前所存在的问题和局限性进行分析,并展望了今后的研究重点和发展趋势。