摘要：滚动轴承作为一种精密的机械元件,已广泛运用于现代工业机械设备中。在轴承运行时,采用合理的方法诊断轴承的故障具有重大的意义。但在实际复杂多变环境下,采集振动信号不仅面临样本量少的问题,还受到噪声干扰、工况变换等因素的影响,导致故障诊断的准确率低。因此,针对噪声干扰和变工况下的小样本滚动轴承故障诊断问题,该文提出了一种基于原型域增强的元学习去噪模型(Meta-DAE)。首先,构造基于时频图的小样本故障样本集,引入深度卷积生成对抗网络并对数据进行预处理,生成相似分布的伪样本集;然后,将故障样本集输入Meta-DAE模型进行自适应特征提取,Meta-DAE模型采用原型域增强策略,使同类别原型点在嵌入空间中凝聚更紧密;同时,构建了具有降噪性能的编码器,设计了基于原型域增强和去噪的目标函数,通过在小样本下进行模型微调,以提高小样本下模型的噪声鲁棒性和分类准确率。噪声及变工况下小样本故障诊断实验结果表明,相比于其他模型,所提模型在-8dB强噪声干扰下,仅用10个样本微调模型,分类准确率提高了35.78~57.25个百分点,具有较强的噪声鲁棒性。

摘要：CO_(2)地质利用与封存的实施过程中气体泄漏与逃逸问题不仅影响工程效果,还会威胁人员和环境安全。井筒是CO_(2)泄漏的高风险途径,井筒完整性对保障CO_(2)长期稳定封存意义重大。针对CO_(2)地质封存中井筒密封失效可能引发的气体泄漏问题,在总结国内外相关研究成果的基础上,分析了CO_(2)注入和封存条件下井筒完整性失效机理与影响因素,讨论了不同封存地质体条件下可能出现的井筒完整性问题。基于国内CO_(2)地质封存技术现状,提出了井筒完整性技术对策及建议:优化设计水泥浆体系与施工参数,优选封存地层与管柱材料,加强CO_(2)泄漏监测技术研究,将预防措施与应对手段相结合,形成完整的技术体系。

摘要：气化灰渣是煤气化转化过程产生的主要副产物,特征分析、炭灰分离和资源化利用是降低其环境危害性、提高煤炭资源利用率的有效途径。论文系统阐释了煤炭气化灰渣的孔隙结构、表面形貌、矿物组成等特征,这有助于根据物化性质设计资源化利用方案;深入分析了气化灰渣的分级、重选、电选、浮选、化学分选等分离技术,多技术联用可提高炭、灰分选效率;全面综述了气化灰渣的资源化利用途径,硅碳复合材料逐步成为气化灰渣大规模资源化的趋势。研究为促进气化灰渣的循环利用起到支撑作用。

摘要：针对新疆地区棉秆整株拔取难、拔断率、漏拔率高的问题,该研究设计一种齿板式棉秆扶拔装置,以不入土拔取棉秆,减少对地膜影响。齿板式棉秆扶拔装置由V型齿板组、扶禾皮带、调节装置等组成。采用解析法对V型齿板组、扶禾皮带夹秆运动过程进行分析,建立V型齿板组夹秆点速度方程和扶秆轨迹,结合棉花种植农艺要求得到齿板转速大于前进速度,夹持皮带水平分速度大于前进速度,确定工作参数范围。为了探明各参数对拔秆效果的影响,以拔断率、漏拔率为指标,以前进速度、齿板转速、皮带线速度为试验因素,使用Design Expert 13设计三因素三水平二次回归正交试验。结果表明,皮带线速度大于0.85 m/s、前进速度大于0.8 m/s时对拔断率、漏拔率影响最大。响应曲面优化试验得出装置的最佳参数组合为:前进速度0.63 m/s、齿板转速58.57 r/min、皮带线速度0.71 m/s,此时拔断率、漏拔率分别为3.90%和4.34%。田间试验结果表明:前进速度0.65 m/s、齿板转速58 r/min、皮带线速度0.71 m/s时,拔断率、漏拔率分别为3.87%、4.48%与理论预测值相对误差在5%以内,优化结果可靠。研究结果可为棉秆整株起拔装置设计提供参考。

摘要：随着工业的快速发展和人们对能源需求的不断增加,在民用、产业用、特种领域用相关生产制造过程中不可避免的产生大量环境污染问题。为有效解决原油泄漏等引起的生态环境问题,同时弥补常规油水分离材料易带来二次污染的不足,研究制备性能优良、可降解的绿色超浸润材料以实现油水混合物的有效分离成为当前专家学者关注的焦点。概述了超浸润油水分离材料的优势,包括成本低廉、分离高效、操作简便等。同时归纳了常规超浸润油水分离材料存在的问题,即此类材料在应用后无法实现循环利用或自然降解,一般被焚烧或直接丢弃,极易造成二次污染且危害环境。在此基础上,重点综述了近年来纤维素及其组成物基超浸润油水分离材料,根据不同的分离原理将此类材料分为4类:超亲水/水下超疏油型、超疏水/超亲油型、超双亲型以及响应式亲疏水切换型。针对以上不同类型的纤维素及其组成物基超浸润油水分离材料,分别概括其制备路径、反应途径以及油水分离应用研究现状与进展趋势,深入阐释其设计思路、成形原理、制备方法以及油水分离作用机制,进而对纤维素及其组成物基超浸润材料在油水分离中面临的机遇与挑战进行了展望。

摘要：针对系统模型动态不确定和受外部干扰的四旋翼无人机位置轨迹跟踪控制问题,提出一种新的基于积分强化学习的鲁棒轨迹跟踪控制方法。建立四旋翼无人机原系统与参考轨迹的增广系统,将四旋翼无人机的鲁棒轨迹跟踪问题转化为镇定问题。通过使用带有折扣因子的价值函数,将无人机增广系统的鲁棒镇定问题转化为四旋翼无人机的最优控制问题,从而兼顾到四旋翼无人机的跟踪误差和整体性能。基于积分强化学习方法,构建了单网络演员-评论家结构对最优价值函数进行估计,进而实现对四旋翼无人机控制器的在线求解。对四旋翼无人机系统跟踪误差的稳定性及单网络结构权值的收敛性进行了严格的数学证明,仿真结果验证了所设计控制方案的优越性和鲁棒性。

摘要：用信息年龄(AoI)能够有效衡量数据的时效性和价值。为了解决应急通信中平均AoI最小化的问题,将无人机作为信息中继,提出了一种基于深度强化学习框架的任务分配和轨迹优化算法。首先,通过分析AoI最小化与无人机任务的关系,将问题分解为2个阶段求解;其次,采用k-means++聚类算法为无人机分配任务,以飞行距离、受灾情况及救援小组需求为标准,基于指针网络框架优化了无人机的轨迹;最后,设计了集中信息共享机制,节省了能耗和信息分发时间。实验结果表明,相较于传统方法,所提的优化算法在无人机应急救灾中能够显著降低AoI,有效缓解临时通信的压力。

摘要：针对红花采收机械存在的花丝破碎率高,采收效果差的问题,基于低速对切与分段切割的设计思想,研究设计了一种红花采收机双动对切式末端执行器,利用双动刀和多工作段凸轮实现低速夹持切割与分段作业。构建刀具-花丝切割力学模型,对切割过程进行理论分析,确定影响末端执行器性能的关键因素为:切刀进给速度、刃口倾斜角和切刀刃面倾角;并以凸轮转速(切刀进给速度)、刃口倾斜角和切刀刃面倾角为试验因素,以花丝采净率与花丝破碎率为评价指标,进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验,得到试验因素与评价指标间的数学模型,对回归模型进行多目标优化,确定最佳参数组合为:凸轮转速27.9 r/min、刃口倾斜角16.1°、切刀刃面倾角19.7°,对应花丝采净率为91.78%,花丝破碎率为5.32%。在最佳参数组合下进行田间验证试验,结果表明,花丝采净率为91.25%,破碎率为5.57%,与优化结果误差不超过5%,表明所设计末端执行器能实现花丝的低破碎率采收。

摘要：各向异性等介质物性参数会对震电波场的传播产生影响.为了定量研究介质物性参数对震电波场传播的影响,本文首先研究了三维正交各向异性介质的震电耦合方程,然后采用时域有限差分方法模拟了爆炸源在该介质中的震电响应.在数值模拟中,首先计算地震波场,然后把地震波场作为输入来计算伴随电场.为了验证数值算法的精度,我们将数值结果与从Pride方程获得的解析解进行了对比,结果表明数值解可以很好地近似解析解.我们设计了几种各向异性模型,分析了介质物性参数对震电波场的影响,结果表明爆炸源在各向异性孔隙介质中会产生四种地震波,分别是快慢纵波和两个可分离的横波.产生的地震波都会在均匀各向异性孔隙介质中产生伴随电场.弯曲度对慢纵波的传播有影响,当弯曲度为各向异性时,慢纵波的波场快照为椭圆形,当弯曲度为各向同性时,慢纵波的波场快照为圆形.

摘要：为了减少农田残膜回收过程中造成的二次污染,降低残膜储运成本,实现农田废旧残膜的规范化管理,设计开发了一种残膜捡拾打包机构。该机构主要由传动系统、捡拾机构、刮板式卸膜机构、打包机构等组成。通过对残膜捡拾过程及受力进行分析,确定了弧形钉齿的安装角度和当前工作条件下的捡拾滚筒转速范围;分析了刮板式卸膜机构的刮膜过程,明确了刮板式卸膜机构的角速度范围;研究了残膜打包装置膜芯形成的水平输送、爬升和回抛3个阶段,分析了其运动过程中的受力,确定了促成膜芯形成的主要因素为后续残膜的推力和钢辊与残膜间的摩擦导送力。选择机具前进速度、捡拾滚筒转速、钢辊转速为试验因素,残膜捡拾率与成捆率为试验指标进行正交试验,得到了影响残膜捡拾率和成捆率因素的主次顺序为:机具前进速度>滚筒转速>打包钢辊转速,在保证残膜捡拾率的前提下,最大限度地提升成捆率,确定了残膜捡拾打包机的较优工作参数:机具前进速度为4 km/h,捡拾滚筒转速为60 r/min,钢辊转速为300 r/min,取较优工作参数进行田间验证试验得到残膜捡拾率和成捆率分别为90.3%和98.4%。残膜捡拾打包机运行平稳可靠,故障率低,具有较高的使用与推广价值。