摘要：提出了一种具有柔性密封坝的新型箔片端面气膜密封结构,基于气体润滑和弹性力学相关理论建立新型柔性坝箔片端面气膜密封气弹耦合润滑理论模型,分析密封端面气膜压力和变形分布规律,探究密封运行机理,研究工况参数、端面结构参数对密封性能的影响,采用拉丁超立方抽样法对关键影响因子随机取样,构建MLP神经网络-遗传算法优化模型,获得了满足目标函数的参数优化范围。结果表明:新型柔性坝箔片端面气膜密封可通过密封坝的变形协调作用进一步提高自适应运行能力;柔性密封坝各扇形平箔片之间间隙会使密封泄漏有一定增大,但因间隙形成的流体动压效应有利于密封端面开启;MLP神经网络-遗传算法优化模型可以准确预测密封性能并有效提高多参数多目标条件下的优化精度和效率。

摘要：针对四腿桁架式海上风机基础结构优化设计问题,建立了一种多准则多参数结构优化策略与方法,辅助四腿桁架式基础型式的设计工作并提高结构优化效率。依据设计经验,采用敏感性分析技术对各设计参数进行分级,并进一步采用逐级搜索策略给出了由各参数组合成的一系列优化方案。依据结构优化理论和相关工程经验,采用多准则控制算法对优化方案进行筛选,给出了最优的结构设计方案。应用该优化策略与方法对我国近海某海域拟建四腿桁架式风电结构进行设计,提高了设计效率,最终得到的结构优化设计方案与经验设计方案相比,材料利用率更高、结构用钢量更少,节省结构用钢量达30%以上。

摘要：从结构随机风振分析的基本理论出发,通过对脉动风荷载特性与结构动力特性的探讨,提出了影响结构风振响应的3种关键效应,即尺度效应、频率效应和模态效应,推导了表征这3种关键效应的无量纲系数;在此基础上,提出了结构风敏感度的概念,并推导了以系统应变能为响应指标、以尺度效应系数、频率效应系数和模态效应系数表示的结构风敏感度计算公式;通过对典型屋盖结构的风敏感度分析,验证了相关理论的正确性。研究表明,风敏感度概念反映了结构的风振响应本质特征,实现了对结构风敏感性问题的客观、定量描述,是对现有结构抗风设计理论的一个补充。

摘要：逆变器集群的无功协同控制算法具有彻底解决高光伏渗透率配电网实时电压管理难题的潜力。然而,传统算法在设计时大多未考虑算法所依赖的实际通讯环境存在着随机时延、丢包等问题,因而此类算法在实际应用中的控制性能可能远无法达到其设计时的标准。因此,提出一种基于异步迭代更新规则以及具有信息校验补偿机制的一致性算法,并将其应用于分布式光伏逆变器的无功功率协同控制中。该文通过构建离散化的通讯链路信息传递数学模型,同时结合所提算法的迭代更新规则,建立算法与通讯相耦合的系统状态转移矩阵,并利用遍历性理论证明其在非完美通讯环境下的收敛性。仿真结果验证了所提算法相较于传统算法在实际应用场景中的优越性。

摘要：为满足水下微弱声信号的检测需求,并针对现有水听器通带内灵敏度起伏较大的问题,设计了一款新型的集水声数据采集、传输、存储为一体的低噪声、高保真数字水听器。通过对关键器件的选型和电路设计实现了系统的低噪声、高采样精度和高动态范围。采用低功耗的FPGA作为逻辑控制芯片实现了水声信号的采集、传输和存储之间时序控制。基于FPGA并行结构和专用的硬件资源,运用数字均衡算法实现了通带内灵敏度的修正。实验测试表明,在不同的放大倍数下,数字水听器的采样误差均小于1%,在50 kHz测量带宽内,带内噪声小于10μVrms,动态范围为118 dB,综合性能优于现有的数字水听器,经数字均衡算法修正后水听器灵敏度基本维持在-191.5 dB附近,浮动小于±0.8 dB。

摘要：磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台,从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析,建立了磁悬浮式微运动的电磁驱动模型,用Matlab对磁悬浮式微动工作台的运动控制进行了仿真研究,结果表明,设计的磁悬浮式微动工作台能达到纳米级的微运动。本文的研究成果为磁悬浮式微动工作台的设计及其控制提供了理论基础。

摘要：针对鸡蛋检测分级系统复杂、集成化程度低、多品质因素综合检测的问题,设计出一体化的鸡蛋品质无损检测与分级系统,利用机器视觉算法实现了鸡蛋裂纹、尺寸、新鲜度与品质等级的自动化在线检测与分级。系统主要包括图像采集单元、分级单元、传输单元、图像处理单元和单片机控制单元。基于梯度幅度直方图和类间方差最大法进行自动阈值选取,对一级分级时的裂纹蛋进行剔除;采用外接最小矩形法测量鸡蛋最大横径、最大纵径、蛋行指数;利用鸡蛋透射图颜色信息的变化与哈夫单位值间的关系建立新鲜度BP神经网络,对鸡蛋新鲜度进行分级。试验结果表明,裂纹识别正确率为98.18%,对不同新鲜度等级的鸡蛋品质识别正确率为97.48%。

摘要：为了研究电加热手套在极端寒冷环境下抵御寒冷的功能,研制了以金属纤维线和碳纳米管薄膜为加热材料并能抵抗极端寒冷的电热防护手套。采用红外热像仪对电热防护手套进行电热升温实验;并在-30℃的极端寒冷环境中进行螺丝螺母装配作业的人体工效实验,并记录人体主观热感受和疼痛感受。结果表明:金属纤维线电热防护手套和碳纳米管薄膜电热防护手套均具有良好的加热性能,在室温环境60 s能够加热至设计最高温度;在-30℃的极端寒冷环境下,2种电热防护手套均能在规定时间内增加螺丝螺母的装配数量,即工效提高;综合热感受和疼痛感受的主观评价,电热防护手套抵御寒冷的作用是显著的。

摘要：螺旋槽干气密封(S-DGS)是一种典型的非接触式机械密封,在中高速旋转机泵的轴端密封装置中已得到广泛应用。本文对螺旋槽及不同型线单向螺旋槽DGS的研究现状进行了总结,系统归纳分析了为改善不同工况条件下DGS的气膜稳定性、密封性、耐磨性和疏水特性而演化出的各种螺旋槽衍生结构,并根据其功能特性将其归类为高速提稳型、高速减漏型、低速提稳型和疏水耐磨型4类型槽。指出进一步提高S-DGS在高速高压条件下的气膜稳定性和密封性、低速低压条件下的快速开启特性和气膜稳定性,以及超疏水、强耐磨型螺旋槽端面结构的仿生设计是未来研究的重点和热点,也是拓宽DGS应用领域、提高其工作可靠性和使用寿命的关键所在。

摘要：针对联合分布模型较为复杂时Rosenblatt变换难以实施的现状,提出了基于C藤Copula的多维随机变量极限状态曲面计算公式及数值算法。在该方法中联合分布模型由C藤Copula建立,Rosenblatt变换以二维Copula偏导数的形式表达,采用数值算法求解。结合观测数据研究了平均风速、有效波高和谱峰周期的极限状态曲面,提出了根据极限状态曲面等值线确定风浪参数组合值,并讨论了不同Copula的影响。结果表明,C藤Copula在局部和整体上均能最优表达变量间的相关结构,更适用于建立多维随机变量的联合分布模型;基于C藤Copula的极限状态曲面能有效表达二维变量间的相关结构,其等值线的外包络是二维极限状态曲线;与风浪参数极值相比,根据等值线确定的组合值在保证多维变量各自及联合重现期的前提下有所降低,可使结构设计更加经济合理。