摘要：开展了电动清扫车的无人化研究。研究了车辆路径跟踪和远程控制,并进行了实车实验。对原型车辆进行底盘线控化改装,设计了无人清扫车的软硬件架构。路径跟踪控制采用前馈加反馈方法,前馈控制采用纯跟踪方法,反馈控制以车辆和参考路径之间的位置偏差进行滑模控制。结果表明:相较于单纯的反馈控制方法,使用前馈加反馈控制方法下的车辆位置偏差减小67.41%,前轮转角整体波动减小7.56%,侧向加速度整体波动减小8.04%。前馈加反馈控制方法下的车辆跟踪精度更高,横向运动更加平滑。因而,本文所设计的路径跟踪及远程控制方案安全可靠,可望有较好的工程应用价值。

摘要：为化解产品变型设计过程中参数关联结构关系复杂的问题,将产品结构层次用广义模块进行表示,以减少产品结构层次,缩短参数传递链。运用有向图理论,提出了广义模块参数关联结构有向图的概念,用有向图顶点表示广义模块、子模块和零件,将参数关联驱动关系用有向边表示,得到广义模块参数关联有向图的性质。通过产品广义模块化结构层次关系,将广义模块参数关联结构有向图划分为多个子图,并对子图中顶点之间的横向有向边进行分解,建立了一种规范的参数关联结构关系,给出了其分解算法和参数关联的数学描述,为变型设计参数关联分析提供了理论依据。最后,以皮带输送机为例说明了该方法的有效性。

摘要：研发了一种掺入了较多HCSA型膨胀剂的自膨胀锚杆,可提升锚杆的极限抗拔力。但对于刚度较低、易变形的介质,自膨胀锚杆的锚固力提升主要因素还不确定。为探明自膨胀锚杆在各向异性初始地应力软岩中的抗拔力提升效果,采用3种壁厚的钢管模拟不同径向刚度的围岩,向钢管内部加入不同膨胀剂掺量的自膨胀锚固材料,通过测试锚固结构的径向膨胀应力和变形的演化规律,推导了在各向异性初始地应力中自膨胀锚杆膨胀应力和位移的分布解析式,建立了应力、变形与钢管壁厚、膨胀剂掺量的关系。基于ABAQUS数值模拟方法验证了公式与试验相吻合,并通过拉拔模拟得到了自膨胀锚杆在低刚度岩土体中的膨胀规律和极限抗拔力的提升效果。研究结果表明:①降低钢管壁厚时,不同膨胀剂含量自膨胀锚杆对应的应力-变形的变化趋势高度一致,在膨胀剂含量较大时,降低钢管壁厚,径向膨胀应力仅减小8.6%,但径向变形量却增大117%,说明扩大头效应更明显。②膨胀剂含量为25%的自膨胀锚杆极限抗拔力在不同刚度的围岩中提升幅度相近,但自膨胀锚杆在相对较高的围岩中抗拔力峰前能量增幅明显更大,达到819%。说明摩擦力对自膨胀锚杆锚固性能的影响比扩体效应更优。最后,建立了以软弱围岩强度参数和初始应力等为判据的膨胀剂掺量设计公式,并在某岩质边坡进行了现场试验,试验结果验证了该公式的可行性。

摘要：为解决单圆孔辅助喷嘴出口速度偏低,气流集束性较差及耗气量过高的问题,通过设计新型异形孔辅助喷嘴,揭示在同一工况下辅助喷嘴的喷孔形状对异形筘道内合成气流分布的影响规律。建立了主喷嘴射流与一组辅喷射流叠加的三维合成流场模型,基于雷诺时均方程封闭k-ε双方程湍流模型数值求解了异型筘槽内合成流场轴向速度和径向速度云图,通过实验装置测量了筘槽内合成气流平均速度,验证了数值结果的正确性。讨论了单圆孔,Y1,Y2和Y3号辅助喷嘴的出口形状对异形筘道内合成气流的轴向速度、引纬稳定性及耗气量的影响规律。结果表明:对比单圆孔辅助喷嘴,Y2号异形孔辅助喷嘴轴向气流速度可提高12%,耗气量降低了6%,引纬稳定性比单圆孔辅助喷嘴有所改善,综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。

摘要：为研究气液两相分相流量测量方法,参考已有的双锥式流量计的研究,设计等效直径比为0.75,前后锥角均为45°的双锥式流量计,结合CFD仿真与流体实验进行新型气液两相流量测量模型研究。基于单相流量测量理论,结合压差比、L-M常数以及气相弗洛德数等参数,建立气液两相分相流量测量公式,通过CFD仿真试验对流量测量公式中的未知参数进行标定,并结合流体实验对测量模型进行误差分析,结果显示在多种流形流态下如分层流、段塞流、波浪流等,测量误差均能维持在5%~8%之间,误差较小、测量稳定,本文可为差压式流量计和双锥式流量计研究提供一定的参考。

摘要：以Al3003铝和HC180钢的高速冲击连接工艺为研究对象,建立二维有限元算法(Finiteelementmethod,FEM)和光滑粒子算法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合分析模型,研究冲击连接工艺参数对铝钢接头界面特征形成的影响规律。结果表明,随着冲击速度的增加,波形界面的波幅尺寸会随之增加;而随着冲击角度的增加,波形界面波幅则会先增加后趋于平稳甚至降低。同时通过对HC180钢/Al3003铝合金板材的箔片气化冲击焊接试验研究验证了模拟分析结果,并分析放电能量对连接界面形貌的影响规律。随着放电能量的增加,铝钢连接界面波幅增加;当放电能量达到8.4 kJ时,界面出现漩涡结构和嵌入两侧基材的颗粒。连接界面附近会发生明显的晶粒细化现象,且随着冲击角度增加,界面附近细晶区域的面积逐渐增加。界面温度场模拟结果表明漩涡内部产生较大温升,电子探针(Electronprobemicro-analysis,EPMA)分析结果表明漩涡内部产生了铝铁金属间化合物。金属间化物主要以颗粒的形式嵌入母材基体中或分布在界面漩涡结构内部,且随着初始冲击角度的增加,元素扩散加剧,嵌入颗粒尺寸与嵌入深度均有增加。

摘要：为了发掘X舵潜艇的操纵优势和空间机动能力,建立某型X舵潜艇空间运动模型,构建具备全局指数稳定性的X舵模糊控制系统,重点在X舵模糊控制规则、模糊论域动态调节、模糊积分控制与智能判据等方面进行优化设计.通过潜浮运动仿真比较了变论域模糊控制(VUFC)、常规模糊控制(FC)和比例积分微分控制(PID)的效果,结果表明:VUFC控制变深机动过程用时较其他两种控制方法缩短了一半,且无超调,能更好发挥X舵的变深机动能力;从空间运动控制效果来看,VUFC控制通过论域在线调节来满足潜艇变深和定深的不同控制需求,能充分发挥X舵灵活的操纵特性,适应潜艇的运动特点.采用X舵自航模对VUFC控制系统进行了试验验证,证明了该控制系统有效且不依赖模型参数.

摘要：传统频率控制的LLC谐振变换器不适用于宽电压范围的应用场合,且存在较大的循环电流而难以实现高转换效率。为了解决这些问题,提出一种简单的定频PWM控制策略,谐振变换器的后桥臂通过固定的开关频率控制,开关频率等于谐振频率;前桥臂采用PWM控制,将谐振网络的输入电压转换成多电平电压,谐振变换器实现2倍的电压增益调节范围。在这种控制方式中,增益范围独立于负载和励磁电感,可以简化谐振参数设计,通过设计较大的励磁电感减小电路的传导损耗和开关关断损耗,提升转换效率。仿真结果表明:谐振变换器可以实现宽输出电压,该控制策略降低了循环电流和关断电流。最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。

摘要：为了研究不同亚格子模型在计算绕二维Clark-Y水翼非定常空化流动中的适用性,基于均相流假设及Zwart空化模型,并分别利用Wall-Adapting Local Eddy-Viscosity(WALE),Smagorinsky-Lilly,Algebraic Wall-Modeled LES Model(WMLES)及Dynamic Kinetic Energy Sub-grid Scale Model(KET)4种不同亚格子模型对控制方程组进行封闭.得到了云空化时不同亚格子模型预测的翼型升阻力系数、不同位置处流场时均速度分布、空泡形态周期性变化等非定常流动特征,并与相应试验数据进行对比.研究表明:与其他亚格子模型的预测结果相比,WALE模型模拟得到的平均升力系数与试验测量值最吻合,二者相对误差仅在1%以内,且其预测的瞬时升力系数与相应试验值也呈现较为一致的震荡规律;WALE模型能更准确地捕捉云空化阶段空泡非定常演变特征,包括翼型前缘附着型空穴增长,以及在回射流作用下片状空泡的断裂和云空泡脱落行为.基于WALE模型的计算结果,采用Q准则表达了水翼空化尾迹的旋涡结构,发现空泡的脱落及云状空泡的形成诱发了旋涡产生.

摘要：爆破振动信号承载了丰富的爆源与地质属性特征信息,为从能量分布与能量密度角度解析爆破振动信号时频特征,并准确识别毫秒延时爆破实际段间延时时间。设计开展工程现场精确延时台阶爆破振动监测试验,通过MATLAB软件编制小波变换与小波包分析程序,研究爆破振动信号能量在频域的分布规律,利用时能密度分析方法对毫秒延时爆破实际延时时间进行识别。研究结果表明,精确延时台阶爆破振动能量主要集中于5~150 Hz频带范围,并可划分为多个能量集中的子振频带。峰值振动速度与振动能量随传播距离逐渐衰减,但衰减速率存在差异。依据振动信号时间能量密度分布曲线可有效确定实际延时时间,识别延时时间与设计延时时间最大相对误差为4.2%,平均相对误差为2%。提出了一种考虑地震波传播距离差异因素的延时识别修正方法,弥补了各炮孔与监测点距离变化引起地震波传导时间增减而导致的延时识别误差。研究成果可为毫秒延时爆破参数优化设计及电子雷管起爆网路盲炮识别提供理论依据,为复杂环境爆破振动效应分析及控制积累经验。