摘要：固态存储系统是解决计算机系统存储墙问题的重要手段,但当前所常用的基于数据块访问方式有很大的局限,存在写放大和无法利用内部存储器件支持字节读写特性等问题,严重影响了固态存储系统的I?O性能和使用寿命.设计了具有非对称接口的固态存储系统(APMSS).在分解文件系统层所提交访问请求的基础上,针对读操作的特性,设计了基于块的读机制,避免改变读粒度增加I?O软件栈开销,并能发挥读缓存的作用;设计了最小化直接写机制,包含通用块层的多粒度固态存储系统映射算法和驱动层的动态粒度写算法,仅将实际需写入数据和位置等信息发送给固态存储系统,提高固态存储系统的写性能,并减少对固态存储系统使用寿命的影响.在开源的块接口固态存储系统PMBD的基础上实现了APMSS的原型,使用存储系统的通用测试工具Fio和Filebench进行测试,结果表明APMSS上的Ext4相比PMBD上的Ext2和Ext4能提高9.6%～29.8%的写性能.

摘要：针对无人车路径跟踪过程中跟踪效果与车辆稳定性这一多目标控制问题,基于分层控制理论提出了一种分布式驱动无人车辆路径跟踪与稳定性协调控制策略。建立了车辆动力学模型和路径跟踪模型,利用滑模控制方法设计了上层控制器,旨在减小路径跟踪过程中的航向偏差和横向偏差的同时确保车辆自身的稳定性。在下层控制器中,设计了一种四轮轮胎力优化分配方法,根据上层控制器需求,结合车辆横摆与侧倾稳定性情况,实现四轮轮胎力的定向控制分配。基于CarSim和Simulink搭建了联合仿真模型并进行仿真实验,结果表明,提出的协调控制策略能够有效地控制车辆路径跟踪中的航向偏差和横向偏差,同时确保车辆的侧倾与横向稳定性。

摘要：针对自主水下机器人(autonomous underwater vehicle, AUV)动力定位控制易受浪流扰动影响的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的全驱动AUV动力定位系统滑模控制(sliding mode control, SMC)方法.结合团队设计的"探海I型"自主水下机器人,建立AUV空间运动模型,以滑模控制器为基础,引入扩张状态观测器(extended state observer, ESO),对系统模型偏差及浪流干扰进行补偿,改善动力定位控制器的抗干扰能力.仿真及湖上试验结果表明,该动力定位控制器在深度与姿态角控制上较PID控制器均有较大提升,动力定位深度误差在±0.1 m以内,姿态角误差在±2°以内,具有较高的精度及稳定性.

摘要：通过对比分析氧化亚硅碳(SiO)、石墨(Graphite)及其组成的复合材料(SiO/Gr)的充电特征曲线,明确了SiO/Gr复合材料在脱嵌锂过程中的锂离子储放机理:嵌锂反应中,在初始电位至0.24 V电压区间,石墨自身容量的7%,SiO自身容量的90%先得到发挥;在[0.24 V,0.005 V]区间,SiO和石墨的剩余容量得到完全发挥;脱锂过程同嵌锂过程相反,依据上述结论和SiO/Gr的放电曲线计算其各组成容量的占比,结果与实际容量占比对比相同。根据上述复合材料的储锂机理,分析了不同过量比设计参数与SiO发挥容量占负极总容量比例关系,预测并验证了过量比设计参数与电池循环寿命的相关关系。

摘要：基于分析机构工作空间形状与机构拓扑结构之间的关系,设计了一种具有环形类工作空间的二自由度并联操作手,推导出其运动学正反解,分析了其工作空间的形状及运动奇异性;利用matlab确定了该机构执行器在实现平面曲线的轨迹规划;建立了误差精度分析模型,得到了杆长误差及运动副间隙对末端执行器的误差影响规律,为该机构的进一步设计、制造及应用提供了理论基础。

摘要：储罐油品蒸发及油气扩散行为会对大气环境、社会经济、罐区安全等造成不利影响。以面向储罐碳排放溯源的油气蒸发扩散研究为脉络,从理论、实验及模拟3方面归纳总结了储罐油气蒸发扩散的研究现状及研究成果:通过理论分析揭示了罐内气液相变、气相中的油气传质及气体扩散的潜在机理;通过对现场实测及风洞实验成果进行分析,发现实验研究主要集中于罐内原油的温变特性、车船装油作业的油气排放、储罐结构的动态变化等方面;利用直接数值模拟(DNS)、雷诺平均模拟(RANS)、大涡模拟(LES)等方法,针对不同因素耦合作用下油气的气液传质、流动界面追踪、气体扩散流动过程等进行分析,可大范围追踪扩散物质,节省成本和时间。最后基于油气行业低碳发展需求,对储罐油气蒸发扩散问题提出建议与展望,以期实现环境保护综合效益最大化。

摘要：在分析油气排放及回收领域面临的新形势和新挑战后,提出了油气排放及回收领域研发的新理念及应对策略。分别从油品蒸发及油气扩散的基础物性参数、油罐蒸发排放内在的油气传质规律、基于模块设计与积木式组合的油气回收成套技术等方面,总结了油气排放及回收领域的研究进展;尤其创新性地构建出油气传质因子和油气-空气间集中归一化的拟对流扩散系数的测算方法,揭示了油气排放及回收的内在规律,指出今后的研究方向和研究重点。建议多方面协同合作来研究油气污染全过程的控制,分离净化及资源化利用的基础理论、关键技术、成套装备,从而及时地满足社会科技和经济发展的重大需求。

摘要：目的分析激光清洗工艺对Q345C钢表面质量的影响规律,优化激光清洗工艺参数,为Q345C钢管桩的激光除锈提供支撑。方法采用纳秒脉冲激光器对Q345C钢表面锈层进行清洗,分别使用Image-Pro-Puls软件、场发射扫描电镜以及共聚焦显微镜,测量Q345C钢表面去除率、表面氧元素含量及表面粗糙度。基于响应面分析,采用BOX-Benhnken组合方法进行试验设计,建立激光清洗工艺参数与清洗表面质量之间的数学关系,分析激光清洗工艺参数对清洗表面质量的交互影响趋势,在此基础上对工艺参数进行优化,并对优化结果进行试验验证。结果通过响应面分析可得,适用于100μm厚Q345C钢锈层的最佳清洗工艺参数为:激光功率53 W,重复频率80 kHz,振镜扫描速度5555 mm/s。清洗后表面质量良好,露出金属本身色泽,无残余锈层存在,达到Sa2.5级,表面去除率为91.37%,表面氧元素含量为2.41%,表面粗糙度为7.09μm,满足钢管桩除锈工艺要求。结论激光清洗工艺参数与清洗表面质量之间的数学关系,能够用于Q345C钢表面形貌预测及工艺参数优化。激光除锈采用合适的工艺参数,可以获得良好的表面质量和较高的除锈效率。

摘要：针对无人船在未知海洋环境下的避碰问题,提出了一种基于集合制导和动态窗口约束的无人船自主动态避碰方法。为了使无人船能够在沿预先规划路径航行的同时规避障碍物,采用了一种基于集合制导算法的无人船航行模式切换策略。当满足一定条件时,该策略能够使无人船在路径跟随模式和避碰模式之间进行切换,以实现航迹跟踪控制与避碰路径规划相结合;同时考虑到船舶自身的操纵性能,设计了一种基于动态窗口约束的反应式避碰方法。仿真试验表明,在满足国际海上避碰规则的前提下,该方法能够使无人船在沿预设路径航行的同时,有效地规避障碍物。

摘要：为了提高车辆行驶状态估计的可靠性,提出一种基于多模型观测器误差补偿与迭代的车辆状态融合估计方法。基于三自由度车辆动力学模型设计了车辆状态强跟踪滤波估计算法;同时,根据四轮轮速耦合关系,考虑到数据扰动和病态矩阵的影响,设计了车辆状态的岭估计算法。为进一步提高估计系统的可靠性,提出了动力学模型观测器与运动学模型观测器补偿与迭代的估计方式,设计了模糊控制器,根据实时的质心侧偏角和滑移率的伪量测值,判断强跟踪滤波器和岭估计器估计结果所占权重,利用闭环估计系统的迭代与融合提高估计性能。仿真和道路实验结果表明,所提出的车辆状态融合估计方法能够兼顾强跟踪滤波算法与岭估计算法的优势,根据车辆纵向滑移和质心侧偏角动态调节强跟踪估计与岭估计结果的权重系数,从而在保证估计精度的同时提高了估计系统的多工况适应能力。