摘要：针对压电陶瓷驱动器中的迟滞非线性特性,提出一种提高压电陶瓷执行器定位精度的复合控制方法。建立了非等间隔阈值的Prandtl-Ishilinskii(PI)迟滞模型,通过自适应差分进化算法进行系统辨识,求取参数并建立逆模型。考虑到压电陶瓷迟滞非线性特性随输入信号频率变化的特点,采用融合PI逆模型前馈控制与滑模控制的复合控制方法用于压电陶瓷的精密驱动。实验结果表明,相比逆模型前馈和PID结合的复合控制方法,采用逆模型前馈和滑模复合控制方法,平均误差下降了0.0300μm,均方根误差下降了0.0346μm,能有效克服压电陶瓷迟滞非线性,提高系统跟踪性能。

摘要：利用表面等离子激元的新颖特性,设计了二维间隙表面等离子波导.以这种结构为基础通过变形和组合形成90°直角弯曲波导、T型光功率分配器和光开光,采用时域有限差分法研究了它们的传输特性.结果表明:不同于介质光波导的弯曲损耗来自于辐射泄漏,90°直角弯曲间隙表面等离子波导的能量损耗主要来自于金属中的欧姆热损耗.在间隙达到40nm以上后,当直行段的长度适当时,弯曲段的透射率较相同长度的直波导的透射率要大.T型光功率分配器在两输出波导的间隙宽度比达到0.6及以上时,不同于传统介质波导的分光原则,能量主要沿等效折射率较小的输出臂流出.当两输入光的相位反相时,T型光开关处于输出截止的状态,当两输入光的相位同相时,T型光开关处于输出导通的状态.所有波导间隙均小于衍射极限,实现了超衍射极限传播,可用于未来了超大规模集成光路中.

摘要：对某轿车白车身扭转刚度进行了计算,利用HyperStudy软件设置了8因子2-3水平的全因子试验设计。在保证扭转刚度的条件下,以质量最小为目标,对取得的试验样本点进行基于响应面法的优化设计和残差分析,最终确定以改变前梁和前轮罩厚度为主的优化方案,得到在质量增加7.77%的情况下,车身刚度增加58.1%的结果,响应面决定系数为0.9999,拟合精度较高。

摘要：针对智能巡检机器人在狭窄通道上的路径规划问题,设计了一种多次根节点快速扩展随机树算法。首先通过多个次根节点扩展得到局部扩展树,实现对局部区域探索;其次,通过不断重启生成新的根采样节点,找到狭窄空间区域;最后,进行迭代搜索,得到一条从起点到目标点的代价最小且无碰撞的最优路径。通过与传统的RRT算法和Bi-RRT算法以及Informed-RRT算法进行对比实验,算法在在整个连通路径上采样节点的分布更加均衡、探索成功率更高、路径成本更小,出现过度采样和欠缺采样的概率大大降低,通过狭窄通道的性能明显提高。

摘要：利用SiO2和TiO2介质,设计了一种可用于太阳能电池反射器的一维光子晶体。采用传输矩阵法对该光子晶体从可见光至近红外波长范围的反射谱进行了模拟计算,并分别讨论了周期数和入射角不同时反射谱的变化。结果表明:光线垂直入射时,周期数N增加,其反射谱在短波段的禁带数增加、禁带宽度变窄,而长波段的反射率增加。入射角θ增大时,平均反射率增加,因而该光子晶体具有良好的角度宽容性,可作为高效的太阳能电池率反射器。

摘要：为改进压力容器强度的设计方法,应用数理统计的假设检验理论,建立了拓展设计公式应用范围的精度比较法。基于52组钢制单层圆筒容器的实测爆破压力,比较了中径公式与Tresca公式的精度,根据精度不降低原理拓展了公式的应用范围。研究表明:(1)根据压力容器标准的应用实践,按设计压力分别确定设计公式的基准范围与拟拓展范围。(2)根据设计压力与实测爆破压力的关系,分别确定基准范围与拟拓展范围样本的爆破压力实测值。(3)显著度为0.05时,基准范围与拟拓展范围样本的实测爆破压力与设计公式计算值之比,分别是符合正态分布的随机变量。(4)中径公式在其拟拓展范围的精度与其基准范围的基本相同,Tresca公式在其拟拓展范围的精度高于其基准范围的。(5)将适用范围拓展到设计压力不超过100 MPa时,中径公式与Tresca公式的精度基本相同。

摘要：为更好地判断金属材料的锈蚀程度,针对低照度金属锈蚀图像存在的亮度不高和细节信息不明显的问题,提出了基于小波变换和Retinex原理的图像特征增强算法。首先,将原始锈蚀图像的色彩空间转换HSI空间,保持饱和度分量和色调分量不变,对亮度分量I进行小波分解;其次,对分解后的高频分量和低频分量进行自适应增强,重构后的图像经Retinex原理进行多尺度增强改善图像亮度。实验结果表明,对锈蚀低照度图像的增强效果明显,能较好地改善图像的整体亮度,对细节信息的保留和增强效果明显。

摘要：为给选择合适的承压设备强度设计公式提供依据,以及为建立承压设备强度设计的可靠性方法,将扁平绕带容器爆破压力实际值与公式计算值之比视为随机变量,应用数理统计和概率论知识,讨论了随机变量统计样本的有效性与同质性,分析了随机变量的分布规律,构建了随机变量的分布参数的比较方法。从精度和稳定性两个方面,建立了公式工程适应性的评价指标与方法。以扁平绕带模拟容器爆破压力的15组实测数据与扁平绕带工业规模容器爆破压力的5组实测数据为例,分析比较了与4个爆破压力计算公式对应随机变量的分布规律和分布参数,评价了相应公式的工程适应性。研究结果表明:(1)4个公式相应随机变量的统计样本在双侧置信度为99%时具有有效性与同质性;有3个随机变量在显著度为0.05时基本符合正态分布,双侧置信度为98%时,得到其分布参数的取值区间。(2)在3个基本符合正态分布随机变量中,其中2个随机变量的分布参数无显著差异,但与另外1个的分布参数存在显著差异。

摘要：为减少蒸气在管道传输中的能耗,针对蒸气所辐射的特征波长在4007.1～7765.7 nm的电磁波,选用常见的Si和SiO2为介质,并在考虑各自色散关系的基础上,设计了一种具有光子晶体结构的保温涂层。利用传输矩阵法计算表明:当两介质各取4层,其几何厚度分别取410.5 nm和972 nm时,在4450～7600 nm的范围内有一个严格的带隙,且具有较好的角度宽容度。当两介质的几何厚度增加,带隙红移,宽度增加,反之亦然。当涂层结构为ababa时,该光子晶体已在4597.2～7305.6 nm之间形成了严格的带隙,介质层数再增加,带隙没有实质性的变化,因此,涂层结构为ababa是最经济的。

摘要：电厂锅炉燃烧过程是一个典型的强非线性、多输入、多输出、强耦合过程,以这一直接影响机组安全经济运行的复杂过程控制为研究对象,研究火电厂锅炉燃烧系统的优化控制.首先,采用径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)对电厂锅炉燃烧系统进行了建模和模型测试.然后,用RBFNN设计了基于双启发式动态规划(dual heuristic programming,DHP)的电厂锅炉燃烧控制器,并在MATLAB环境下对所设计的DHP控制器进行了仿真试验,仿真结果表明利用这种算法设计的控制器实现了锅炉的稳定燃烧控制,且具有强鲁棒性.所给出的控制方法同样可以应用于其他复杂工业过程.