摘要：实现采煤机智能化调高,关键是解决煤岩界面识别问题、截割路径优化问题及采煤机调高控制问题。即使煤岩界面被精确识别,受到实际工作中顶底板的平整性和液压支架的推移滑溜等要求的限制,采煤机滚筒无法完全跟随煤岩界面曲线,因此需要基于煤岩界面识别结果,对起伏变化的煤岩界面曲线进行截割路径优化,得到采煤机调高控制的目标轨迹。滚筒截割路径优化是基于煤岩界面估计曲线,在采煤工艺、煤质要求和设备的适应能力等限制条件的约束下,得到使回采最大化的平滑轨迹。针对上述采煤机截割路径约束优化问题,提出一种基于B样条曲线拟合和蜉蝣算法的采煤机截割路径约束优化方法。为了提高截割路径优化效果和降低计算复杂度,以B样条曲线节点系数作为设计变量,构建一种新型截割路径优化目标函数;考虑采煤机截割工艺、煤质要求等限制,使用多段赋值罚函数法处理约束,根据约束的不满足程度动态改变罚函数系数值,避免优化陷入局部最值和约束不能起到实际作用;为了进一步提高优化效果和收敛速度,使用修正蜉蝣算法寻找最优截割路径。最后,考虑实际煤岩界面中褶皱、陷落柱、断层等典型地质构造,进行仿真研究,结果表明,所提方法能在满足实际约束下快速得到平滑的截割优化路径,实时性好、适用性高。

摘要：在制造业中,对工人工作姿势进行人体工程学评估对于预防肌肉骨骼疾病(MSD)是一项重要的工作。针对传统MSD评估方法存在的虚拟人作业姿态调整真实性不足、调整效率低等问题,提出一种虚拟人作业姿态的仿真方法。首先,建立了基于6D旋转的虚拟人骨架模型;其次,设计了一种基于编码器-解码器架构,使用循环神经网络(RNN)和注意力机制(AM)的虚拟人关节旋转生成模型,对虚拟人各关节姿态进行求解;然后,基于平衡性方法对虚拟人姿态生成进行迭代,生成虚拟人搬运姿态;最后,根据快速上肢分析(RULA)得分对姿态进行筛选,得到虚拟人最终姿态。所提方法生成的虚拟人作业姿态与作业人员实际操作姿态平均关节角度的误差为5.79°,RULA得分准确率为85.4%,表现出较好的实用性。

摘要：消能减震技术能显著提高建筑物的抗震性能,消能器的效果依赖其与主体结构的有效连接,目前关于阻尼器与整体结构有效连接设计方法的研究不多。针对工程中金属阻尼器的中间柱型连接形式,本文提出一种带有预埋件的悬臂墙构造,并给出设计方法及其设计要点。为进一步验证该设计方法的可靠性,探究悬臂墙的受力性能,对两个试件开展拟静力单向加载和低周往复加载试验。研究结果表明,悬臂墙裂缝从预埋件连接处开始发展,最终破坏时墙角及预埋件核心区应力较大,增设暗梁暗柱可较好地提高悬臂墙的承载能力。型钢预埋件配合暗梁暗柱能使悬臂墙在设计尺寸较小的情况下承受较大的设计阻尼力,保证阻尼器充分发挥消能效果。

摘要：为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan heuristic(LKH)算法和莱维飞行算子的改进蚁群算法(LKH-Levy-ACO)对模型进行求解,其中LKH算法和莱维算子分别用于提高算法寻优效率和全局搜索能力.最后利用泰兴市工业园区班车线路规划实例求解,展开绕行因子取值对比、GCSBRPTW与传统校车路径模型对比、LKH-Levy-ACO与传统蚁群算法等4种算法对比实验.结果显示,绕行因子取值越小,最优解越差,GCSBRPTW比传统校车路径模型降低了约0.70%的碳排放,且LKH-Levy-ACO算法比传统蚁群算法降低了6.19%的碳排放,证明了模型的实用性和算法的有效性.

摘要：为研究梁柱式竹集成材-钢填板螺栓连接节点在弯剪复合作用下的受力机制及破坏模式,设计并制作了4组共12个梁柱螺栓节点试件,以梁柱间隙及螺栓布置为主要参数,对其进行单调加载试验.试验和计算结果表明:梁柱间隙对螺栓节点弯矩-转角曲线影响显著,当梁柱间隙为20 mm时,螺栓节点出现明显的平台段,考虑梁柱挤压区对承载力的正向作用,曲线出现二次增长现象;随着梁柱间隙的增加,初始刚度、峰值弯矩及延性系数等逐渐降低,破坏形态为梁端顺纹劈裂同时螺栓孔壁承压破坏,螺栓出现单铰屈服模式;基于视频图像相关性(VIC-3D)分析得到在加载过程中螺栓节点区域旋转中心不断变化,并给出了螺栓节点破坏发展过程;建立了梁柱节点初始刚度及预测的弯矩-转角曲线模型,具有较好的适用性.

摘要：为了保证多智能体系统收敛速度快的同时节约通信资源,针对一阶非线性多智能体系统提出了动态事件触发设定时间一致性算法.相较于传统的有限时间和固定时间控制算法,设定时间控制算法引入时变函数,可以保证系统在任意预设时间内均可达到一致性.同时,设定时间控制算法的收敛时间上界不依赖于系统初始状态、拓扑结构和控制参数,可以根据用户需求任意提前设置.故设定时间控制算法解决了计算冗杂的问题,同时可以保证控制精度.为了进一步减少触发次数,在现有的静态事件触发控制算法的基础上引入新的动态变量,进而设计出动态事件触发算法.动态变量随时间改变,可以降低触发次数,从而减少控制器更新频率和执行机构的磨损程度.鉴于非线性系统广泛存在于实际应用场景中,基于非线性系统设计的控制算法更具有一般性.最后,通过数值仿真验证动态事件触发设定时间一致性算法的有效性.综上,本文所提出的动态事件触发设定时间一致性算法可以保证一阶非线性系统在任意设定时间内实现一致性,并且减少触发次数,更可能应用于实际工程.

摘要：为最大化提高直升机功重比,越来越多的直升机设计中应用了超临界尾传动系统,这一系统会导致跨临界振动的产生。安装干摩擦阻尼器是一种常见的抑制直升机尾传动轴跨临界剧烈振动的方法。以某装有干摩擦阻尼器的尾传动轴为研究对象,建立控制方程,并分析系统在传动轴偏心激励下各类碰摩响应的边界特性。建立传动轴/阻尼器系统的非线性控制方程;依据扫频获得系统典型碰摩响应特征,使用解析法针对无碰摩响应求解碰摩发生边界,并对同频全周碰摩响应求解其稳定性条件的边界;通过Runge-Kutta法验证了所推导的响应边界,并探讨了响应边界与系统参数的影响关系。

摘要：为了解决传统功率通路中肖特基二极管导通损耗较大的问题,设计了一款高精度可编程限流双通道理想二极管功率通路,基于0.18μm BiCMOS工艺进行了流片验证.采用了新颖的自适应电源选通控制电路,避免PMOS功率管的寄生体二极管导通的风险,并使PMOS功率管导通阻抗仅为40 mΩ.芯片实测结果表明:单个理想二极管功率通路在4 A电流条件下,-40°~125°温度范围内传输效率达到92%以上;而且电路内部集成了高精度可编程限流保护电路,单个通道实现了0.15~4 A范围内限流阈值调节.

摘要：碟盘滚刀基于底切破岩模式而具有较好的硬岩破碎性能,为进一步提高煤矿井下硬岩巷道机械化掘进效率,以碟盘滚刀为对象,探究了周向超前割缝预裂岩石辅助碟盘滚刀楔裂破岩性能。通过碟形滚刀楔裂破岩实验,明确了碟形滚刀楔裂破岩机理,揭示了周向超前割缝对岩石断裂特性的影响机制,并以滚刀载荷、岩石破碎体积和破岩比能耗为指标综合评价了切削参数和割缝参数对滚刀破岩性能的影响,采用正交试验得到了各因素对破岩性能的影响显著性及滚刀最优破岩性能时对应的参数匹配关系。结果表明:根据滚刀载荷波动和岩石断裂造成的声发射振铃变化特征可将碟形滚刀楔裂破岩过程划分为3个阶段,即压密阶段、应力积聚阶段和崩落阶段;相同切削厚度条件下,与无割缝条件相比,割缝深度和割缝宽度分别为16 mm和3 mm时碟形滚刀破岩载荷和滚刀应力分别降低40%和20%。基于三因素四水平正交试验得到的破岩性能最优条件下切削厚度、割缝深度和割缝宽度的匹配关系为30、16和3 mm,其中切削厚度对碟形滚刀破岩性能的影响最为显著,割缝深度次之,割缝宽度的影响程度最小。滚刀破岩载荷和岩石破碎体积均与切削厚度呈正相关关系,破岩比能随着切削厚度的增加先减小后增大,在30 mm切削厚度下得到最小值;各指标随着割缝深度的增加均呈现出先减小后增大的变化规律,最佳割缝深度为16 mm;当割缝宽度超过3 mm时,各指标受缝宽的影响不显著。周向超前割缝预裂岩石对提高碟形滚刀楔裂破岩性能具有较好提升效果,同时益于改善碟形滚刀受载条件、延长刀具服役寿命,进而为碟形滚刀掘进装备的设计提供一定的指导和参考。

摘要：无人机吊挂运输系统控制是近年无人机飞行控制方法与工程应用的热点研究之一.本文提出了一种基于事件触发队形优化的多四旋翼吊挂运输系统控制方法,在实现负载运输的同时,通过动态调整无人机集群队形降低无人机功耗.根据负载的期望受力,通过构建优化算法滚动求解四旋翼集群当前时刻下的最优队形,并利用事件触发机制降低优化问题求解计算量.进而,采用反步法设计协同飞行控制律,并通过李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性,以及有限时间内事件触发次数的有界性.最后,通过数值仿真验证了所提出控制方法的有效性.