摘要：围绕金属-非金属结构区域性损伤诊断机理和损伤概率诊断方法展开研究,首先,采用压电阻抗理论,基于机电耦合原理提取结构传感器机电阻抗的特征参数,设计稀疏传感阵列获得损伤累积程度与特征参数之间的对应关系;其次,构建损伤累积程度的高斯概率诊断模型;最后,通过少量传感器,判定损伤区域和损伤累积程度。实验结果表明,损伤特征参数随损伤的发展变化显著,概率诊断模型较好地反映了损伤区域和损伤累积程度。

摘要：为解决传统管道机器人质量大、体积大等问题,以三杆星型张拉整体作为基本单元,设计了一种新型张拉整体管道机器人,其运动步态为纵波法运动步态.为验证新型张拉整体管道机器人的可行性,建立了五单元机器人的动力学仿真模型,研究了不同模型参数和不同工作条件下的机器人运动性能.结果表明:五单元机器人既能够在方形长直管道中按照纵波法步态平稳前进,还能通过增大斜索预应力、静摩擦系数和驱动长度以及减小动摩擦系数和驱动时间提升前进距离,但过度调整可能会引起能量输入过大和稳定性下降;机器人在管道倾斜角度大于20°时无法前进,但在单元损坏、均匀负重或圆管内前进3种不同的工作条件下,机器人均能保持良好的前进性能.

摘要：基于65 nm CMOS工艺设计了一种56 Gbit/s PAM4光接收机前端放大电路。前级为差分形式的跨阻放大器,采用共栅前馈型结构降低输入阻抗,并在输入端串联电感,有效提高了跨阻放大器的带宽和灵敏度。后级放大器采用具有线性增益控制的多级级联可变增益放大器,实现对输出摆幅的自动控制。输出缓冲器采用源极退化技术来拓展带宽。后仿真结果表明,在100 fF光电二极管的寄生电容条件下,所设计的光接收机前端电路的-3 dB带宽为24.4 GHz,最大增益达到66 dBΩ,等效输入噪声电流为17.0 pA·Hz;。在输入电流变化及不同工艺角下,输出眼图抖动较小且张开度良好。当电源电压为1.2 V时,不同工艺角下的平均功耗为42.5 mW。

摘要：采用65 nm CMOS工艺,设计了一种宽带低相噪低杂散的Σ-Δ小数分频频率综合器。该频率综合器采用3个压控振荡器以及可编程分频链路实现宽带输出,每个压控振荡器采用自适应衬底偏置技术以减小PVT变化的影响。可编程分频器采用重定时单元同步输出,降低了分频器的相位噪声。自动频率校准模块采用一个可对压控振荡器直接计数的结构,缩短了频率锁定时间。Σ-Δ调制器中采用了陷波滤波结构,降低了高频量化噪声。后仿真结果表明,1.2 V电源电压下,该频率综合器可输出正交信号的频率范围为0.2~6 GHz,输出频率为3.7625 GHz时,相位噪声为-113.59 dBc/Hz@1 MHz,参考杂散为-59.3 dBc,功耗为91 mW。

摘要：星地融合中继网络(ISTRN,integrated satellite-terrestrial relay network)是下一代无线通信系统的必要组成部分,对加快建成我国空天地一体化网络系统具有重要的现实意义。传统ISTRN架构大量的信令需要转发到地面控制中心进行处理,这增加了网络控制和管理的时延。提出了一种新型云雾计算架构,在地面接入和中心云之间构建分区域的边缘雾计算层,提高业务流管理和控制的灵活性。在该云雾网络框架下,设计了基于Q-learning的边缘计算卸载策略,以时延与能耗作为卸载性能的评价指标。仿真实验结果表明,与Min-min算法和回溯算法相比,基于Q-learning计算卸载算法的时延与能耗性能更优,且可以在时延与能耗的联合优化之间达成平衡。

摘要：针对磨粒在线监测方案实施复杂、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于磁场力测量的快速磨粒监测装置。对该装置磁场中的磨粒进行了运动学分析,并利用MATLAB求得了磨粒沉积轨迹的数值解。在此基础上,试验研究了磁场强度、油液黏度及输送速度对磨粒沉积的影响,并对监测装置的线性度、相关性、重复性、定量误差、灵敏度和磨粒捕捉范围进行了测试。结果表明:该磨粒在线监测装置性能稳定,符合监测要求,能够有效地捕捉粒度大于10μm的铁磁性磨粒,可实现对设备初期故障的快速预报。

摘要：基于自由变形技术(FFD)和计算流体力学(CFD)建立了离心压缩机叶片形状优化设计的方法,从而避免了对复杂的实体造型本身进行参数化,提高了优化效率。首先基于自由变形技术建立分流叶片外形的参数化表示,根据优化拉丁超立方试验设计方法构建控制点变化的样本空间,接着通过CFD数值仿真获得各样本的性能参数并建立响应面分析法(RSM)模型,以压缩比与等熵效率最大化目标构建多目标优化模型,进一步采用最小偏差法转化为单目标优化模型并进行求解,最后分析比较了形状优化对压缩机性能和流道内流体流动的影响。结果表明形状优化后压缩机的压缩比提升0.46%,等熵效率提升0.84%,同时减少了流道内低速区域,降低了流动损失。

摘要：为了给视觉障碍者或助航需求者自主行走提供帮助、减轻其心理负担,设计了一种基于振动触觉的移动机器人为人导航系统.该系统通过移动机器人搭载Kinect体感设备为使用者提供其姿态信息,再结合振动触觉腕带装置的反馈实现机器人为人导航的功能,即引导使用者在预先规划好的路径上行走.整个为人导航过程中使用者和机器人之间的相对距离和相对角度收敛到给定值,最终确保在机器人的引导下按照给定路径使得使用者安全准确到达目的地.基于领导者跟随者控制模型,提出了适合本系统的人机协作控制算法,进行了振动触觉识别率实验,完成了本系统在平坦地面轨迹跟踪实验和对起伏地面的适应能力测试,验证了算法的正确性与可行性.最后,对本系统抗干扰能力进行实验分析,以验证系统的鲁棒性.

摘要：工程陶瓷硬度高、脆性大,是典型的难加工材料。目前,多采用恒定压力磨削的方式进行孔加工,但孔加工时间不确定、效率低,工具磨损严重。采用新型薄壁金刚石套料钻对Al_(2)O_(3)工程陶瓷进行恒定进给速度孔加工试验研究,从孔口质量、轴向力、孔壁表面粗糙度以及工具磨损特性等几个方面分析了其工艺效果。结果表明,新型薄壁金刚石套料钻头可以实现工程陶瓷的恒定进给速度孔加工,并具有良好的加工质量和工具寿命。研究结果可为工程陶瓷的工程化批量孔加工提供参考。

摘要：瓦斯抽采巷(孔)的合理布置是实现邻近层卸压瓦斯精准抽采的基本前提。在深入分析覆岩关键层运动对邻近层瓦斯卸压运移控制机制的基础上,提出了基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计新方法。研究结果表明:邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔)的合理布置层位为垮落带边界至导气裂隙带最大发育高度之间的空间范围,导气裂隙带最大发育高度可按基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法来确定;邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔)的合理层面位置为导气裂隙带内的“O”形圈裂隙区中部,“O”形圈裂隙区宽度可按其与煤层采高、覆岩关键层结构及采深的函数关系式进行预计。该方法在阳泉矿区邻近层卸压瓦斯实践中得到了应用和验证,邻近层卸压瓦斯抽采率稳定在92%,能较好地指导煤层群开采条件下煤与瓦斯共采实践。