摘要：如何精确地预测风力机翼型的气动性能,是目前设计优良的风力机叶片需要解决的一个关键问题。以大型风力机专用翼型NREL S810为研究对象,采用风洞试验测压方法,分析了高、低雷诺数下,湍流度对翼型气动性能的影响特性。结果表明:随着来流湍流度的增大,翼型的升力系数和阻力系数均呈先增大后减小的变化趋势,当湍流度为4.6%时增加至最大,之后开始下降;当湍流度小于11%时,随着雷诺数的增加,升力系数、阻力系数均增加;当湍流度增大至11%以上后,随着雷诺数的增加,升力系数、阻力系数均减小;随着雷诺数的增加,最大升阻比先增大再减小,并且最大升阻比对应的攻角呈先前移再后移的趋势。

摘要：手指内部力矩受表面肌电信号、肌力、手部姿态等因素影响而无法直接获取,为了实时且准确地获取手指各关节力矩以及耦合力矩并应用于手部康复机器人的交互控制中,提出了一种基于表面肌电信号和肌肉骨骼模型的手指多关节力矩和耦合力矩分析与实时获取方法。首先设计了自适应手指关节角度采集系统,通过实验同步采集指浅屈肌与指伸肌的肌电信号以及手指各关节的角度数据,建立手指多关节力矩模型,从而获取手指各关节力矩。然后建立手指D-H模型,结合虚功原理获取手指的耦合力矩。最后,辨识了手指多关节力矩模型的参数,并通过OpenSim软件获取了仿真力矩。计算力矩与仿真力矩的对比结果显示:4名被试3个关节力矩的均方根误差分别为0.1567、0.097425、0.08495,证明了该方法能够实时并准确的获取手指各关节力矩和耦合力矩,能够满足手部康复机器人交互控制准确性和实时性的需求。

摘要：本文研究了拒绝服务攻击下网络随机控制系统的攻击参数依赖型观测器与控制器协同设计问题.首先,将拒绝服务(DoS)攻击建模为周期脉宽调制干扰信号,并构造了Luenberger观测器来估计不可测的系统状态.其次,设计了基于观测器的控制器,提出一种新的切换随机系统模型.然后,引入DoS攻击参数依赖型随机时变李雅普诺夫函数分析切换随机系统.给出了切换随机系统均方指数稳定的判据,并使闭环系统具有L_(2)增益性能水平.同时通过应用矩阵不等式技术,给出了攻击参数依赖型观测器与控制器的协同设计方案.最后,以一种飞行器系统为例,验证了该方案的有效性.

摘要：以某前/尾缘组合掠型低比转速离心压气机叶轮为研究对象,选取叶轮子午流道型线控制点坐标作为优化变量,结合拉丁超立方试验设计方法构建样本数据库。通过样本数据的训练,建立探索优化变量与气动性能之间非线性关系的Kriging预测模型。基于预测模型,采用SPEA–Ⅱ多目标优化算法进行多变量寻优,以实现设计工况和非设计工况下等熵效率最大化,并对叶轮流场进行整级计算和分析。优化结果表明:设计工况和非设计工况下,压气机等熵效率分别提高了2.69和0.45个百分点;整级压比在大流量工况有所提升,而在小流量工况略有降低;堵塞流量增大,稳定运行范围拓宽。从叶轮流场可以看出,优化后叶轮子午流道前段曲率减小,流道间隙泄漏和流动分离受到抑制;后端流道高度降低,流道扩压度减小,增加了出口处气流速度,低速流团的流动损失降低。

摘要：在复杂电磁环境中,磁场干扰是光纤陀螺仪产生误差的主要原因之一。为了减小光纤陀螺仪台体中加热片产生的磁场对陀螺仪精度的影响,设计了双层加热片结构,并采用有限元方法对单、双层加热片上方光纤环位置处的磁场进行对比分析,根据分析结果计算磁场对光纤陀螺仪精度的影响,结果表明:两种加热片在光纤环位置处磁场均为非均匀磁场,光纤环距离加热片较近处的磁通密度呈现环状分布,距离加热片较远处的磁通密度呈中心强周围弱分布;随着光纤环平面与加热片间的距离增加,光纤环平面上单层加热片的磁通密度最大值约为双层加热片的30至122倍;双层加热片磁场对光纤陀螺仪磁敏感相位误差随磁场方向与光纤环之间的角度呈现倾斜正弦变化;单层和双层加热片在光纤环下表面处产生的磁场磁敏感相位误差分别为1.299×10^(-10)rad和5.572×10^(-12)rad。以上结果证明了双层加热片磁场对光纤陀螺仪的干扰远小于单层加热片,双层加热片产生的电磁干扰更小,更有利于提升光纤陀螺仪的精度。

摘要：在遥操作系统中,为了提高操作者的交互感知能力,通常将与环境的接触力反馈回主端.然而,反馈力会导致主端机器人的诱导运动,使得主端机器人发出不准确的运动指令,甚至导致闭环系统不稳定.此外,在作业过程中,水下机械臂不可避免地受到洋流和海浪带来的外部干扰.针对带有接触力反馈的水下遥操作系统,本文设计了一种补偿主端位置漂移的辅助系统,构造了有限时间干扰观测器,并讨论了观测时间内系统状态的有界性,进一步证明了整个闭环系统是指数输入–状态稳定的.仿真结果表明,该方法能够保证变时延和外部干扰条件下水下遥操作系统跟踪性能.

摘要：针对Buck-Boost均衡电路中开关频繁通断导致均衡效率降低的问题,文中对传统的Buck-Boost电路进行改进,设计可实现开关管的零电压导通的准谐振电路,有助于减小开关损耗,提高均衡电路的效率。为减少开关管的通断次数,并缩短均衡时间,均衡策略采用全局优化视角,分段选择电压和SOC作为目标均衡变量,并提出电池单体间、单元间及模组之间的自适应分组均衡策略。以8个电池串联的电池组为例,设计静置、充电、放电和浮充均衡实验,结果表明,与传统方案相比,提出的均衡电路和均衡策略在均衡效率和速度上有显著提升,可助力电池组的整体性能提升及其延寿。

摘要：研究目的:温度作为大跨斜拉桥上无缝线路产生纵向力的主要因素,其作用特征具有明显的时变特性,桥上无缝线路结构的受力与变形处于动态变化中。本文针对施工锁定至开通运营阶段结构温变特征,考虑线路纵向阻力滞回本构关系,建立千米级主跨斜拉桥上无缝线路空间耦合模型,分析不同温度加载历程下无缝线路力学特性与变形规律。研究结论:(1)桥上无缝线路温度“加载-卸载-反向加载”过程中,线路纵向阻力会进入塑性状态,温度卸载后线路仍存在一定的纵向残余变形,钢轨内部存在残余附加力;(2)温度循环作用过程中,梁-轨残余变形在反向加载时可抵消部分梁-轨相对位移从而降低线路纵向阻力,温度卸载后钢轨和桥梁均会发生不可自动恢复的纵向残余变形;(3)与传统的单次全幅值加载相比,考虑温度循环历程、不设置调节器时,钢轨纵向力峰值可降低14.57%,梁-轨相对位移峰值增大46.28%;(4)设置调节器后,考虑温度循环加载历程,钢轨纵向力峰值降低11.4%,梁-轨相对位移峰值增大52.4%,但峰值相对较小;(5)本研究成果可为大跨斜拉桥上无缝线路设计与运维提供理论参考。

摘要：目的探究左前降支(left anterior descending,LAD)不同的狭窄程度和分叉血管曲率对血流动力学的影响。方法建立不同分叉血管曲率半径和LAD分支狭窄率的理想模型,使用流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)方法评估不同曲率半径和不同狭窄率情况下对血流和壁面剪切力相关指标的影响。结果LAD发生狭窄后,高震荡剪切指数(oscillatory shear index,OSI)和高相对滞留时间(relative residence time,RRT)区域主要分布于LAD分叉脊对侧、弯曲外侧狭窄位置下游近端和弯曲内侧下游远端,并且随着狭窄程度的增加会扩大其区域与程度;由于曲率半径减小,弯曲内侧中的高OSI和RRT会向LAD下游远端分布,高RRT区域面积相对整个血管面积平均降幅能够达到35.68%。结论LAD狭窄的存在会增加狭窄位置下游和LAD分叉脊对侧发生继发性狭窄的风险。曲率降低会促进弯曲内侧斑块的形成与发展,但从整个血管来看,又会细微地降低斑块形成概率。研究结果可为治疗LAD病变与预防继发性狭窄提供方案设计与优化的理论参考。

摘要：针对存在模型参数摄动与外界未知海洋环境干扰的船舶轨迹跟踪问题,提出一种具有规定性能要求约束的船舶轨迹跟踪控制策略.该控制策略通过引入具有约束作用的性能函数进行控制器的设计.先将有不等式约束的船舶轨迹跟踪误差转换为等价的无约束的误差,然后将转换得到的误差与滑模控制相结合设计控制器,保证船舶轨迹跟踪控制的快速性与高精度,同时使用低通滤波器求解虚拟控制量导数,避免微分爆炸.而后通过径向基函数(RBF)神经网络克服模型参数摄动,利用非线性增益函数与双曲正切函数设计自适应律,对外界未知干扰与模型参数逼近误差的总和的界进行估计.最后基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定理论证明了闭环系统中所有状态量最终一致有界,且船舶轨迹跟踪误差收敛到规定的范围内.仿真实验验证了所提出的控制策略的有效性与优越性.