摘要：矢量推进水下机器人在复杂海况下执行探测与勘查等作业任务时常常会受到水流和波浪的随机扰动等一系列因素的影响,同时其测量的数据噪声较大,稳定性和精度较差。为解决上述问题,通过扩展卡尔曼滤波(EKF)融合陀螺仪、磁强计和加速度计等传感器的数据来进行姿态角的解算。针对目前姿态解算算法计算量大、实时性差和收敛性不足的问题,建立状态向量时,考虑四元数本身以及角度测量偏差对四元数状态更新的影响,提出了矢量推进水下机器人姿态解算新方法,给出了其设计思路和实现步骤,并结合实验平台,对提出的姿态解算方法进行了实验验证。通过与互补滤波姿态解算方法在四种误差性能指标方面的综合比较,充分验证了所提出的基于EKF的姿态解算方法精度高,而且输出实时性良好,适用于动态性能要求较高的水下机器人姿态信息解算。结果表明,其在无人水下航行器进行复杂海况下高精度姿态控制中具有广阔的应用前景。

摘要：为改善深部钻具关键易损构件的耐磨性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在35CrMo钢基体上制备了WC10Co4Cr涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机测试分析了涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:利用HVOF技术制备的WC10Co4Cr涂层具有致密的微观结构和优异的力学性能,其孔隙率为1.3±0.1%,显微硬度为1392±45 HV0.3,断裂韧性为7.11±0.10 MPa·m^1/2;与35CrMo钢基体相比,涂层具有更加优异的耐磨损性能,并且随着滑动速度的增加,WC10Co4Cr涂层的摩擦系数下降、磨损率增大;WC10Co4Cr涂层的磨损失效机制主要包括磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损。

摘要：针对涡轮叶片低周疲劳可靠性稳健设计优化问题，对叶片材料进行了高温疲劳试验，采用定量方程随机化方法处理试验数据，获得叶片材料的概率-应变-寿命曲线。采用贝塞尔曲线描述叶片型线方程，建立了涡轮叶片结构及流场的参数化模型，采用热-流-固耦合有限元法对涡轮流场和叶片进行了数值分析，得到叶片动能效率和应力应变分布特性。建立了叶片疲劳可靠性稳健设计优化模型，并采用响应面法获得叶片结构性能函数和极限状态函数，将叶片低周疲劳可靠性作为基本约束条件，采用序列二次规划优化法得到设计优化结果。研究结果表明，优化后的叶片低周疲劳可靠性以及稳健性显著提高，模型及方法正确可行，可用于涡轮叶片以及其他复杂结构的低周疲劳可靠性稳健设计优化。

摘要：针对环境反向散射通信系统,设计两跳无线信息和能量传输方案并基于能效最大化准则给出联合优化算法。源端配置多天线并采用最大比发送(Max Ratio Transmission,MRT)预编码方法,中继节点使用功率分流法以完成信息发送与能量收集。基于系统传输模型,对源端天线数和发送功率采用联合优化算法以得到系统最大能效。借助高信噪比近似法进行非凸向凸的转化以解决优化目标中非凸问题。此外,利用Lambert W函数得到源端天线数和发送功率联合优化的最优解。仿真结果验证了所提方案的有效性和正确性。

摘要：为了研究正常行走和意外滑移两种不同情况下地面支反力(ground reaction forces,GRF)和利用摩擦系数(utilized coefficient of friction,UCOF),进而探究影响意外滑移后自主恢复平衡的因子,本研究选取20名健康男性青年在干燥无油直道和涂油直道条件下进行行走试验,使用AMTI测力台分别采集两种情况下的地面支反力数据,进而求出两者利用摩擦系数。结果表明,增大垂直向上支反力、内侧剪切力和向后剪切力有助于滑后恢复。意外滑移过程中UCOF的大小可以表征发生滑移的可能性。本研究结果可为下肢肌群的选取提供参考,同时有助于提出有效的防滑策略。

摘要：针对舰载飞机测试设备通用性、开放性缺乏的问题,提出一种舰载飞机综合测试设备体系架构研究方法和设计方案。基于系统工程完成综合测试设备运行场景设计与分析,在工程活动图建模基础上对典型航空装备综合测试设备系统需求进行分析、提取与综合,基于系统工程活动图和需求分析结果,研究面向信息化综合测试设备体系架构,实现综合化、通用化、标准化测试。

摘要：针对惯性卫星组合导航系统中卫星信号易受干扰且卫星出现单星、双星故障等问题,提出一种基于增广伪距辅助的容错导航系统设计方案,并在信息融合策略中采用层次滤波算法对系统故障进行检测与隔离,以提高系统的容错性和精度。在罗兰C/惯性/卫星组合导航的系统框架下,研究了基于层次结构的容错滤波算法,利用各层滤波器滤波解的偏差信息构造检测统计量,实现对少星条件下多故障的检测和排除。仿真结果表明,方案能有效地实现导航卫星数有限情况下的双星故障检测、隔离和系统重构,且导航计算过程保持了良好的算法连续性、稳定性和系统精度。

摘要：本文以高压气体作用下气动溢流阀为研究对象,用AMESim中的PCD库对其进行建模仿真,分析在不同气压、弹簧刚度、阻尼孔直径作用下,阀芯的动态响应特性。研究结果表明:随着气瓶压力值或弹簧刚度的增大,阀芯的动态响应频率减小;阻尼孔直径小范围变化时,对溢流阀动态性能影响不明显。研究成果旨在应用于溢流阀的研制和生产,为溢流阀结构参数设计提供参考。

摘要：为提高页岩油气钻进过程中钻头表面的耐磨性能及防泥包性能,采用冷喷涂(CS)和超音速火焰喷涂(HVAF)技术在35CrMo钢基体上制备了Fe_(48)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_(6)Y_(2)非晶合金涂层,并利用紫外激光制备了涂层的疏水表面,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的微观结构和力学性能,利用接触角测量仪表征涂层的润湿性,并分析其润湿机理。结果表明:利用CS技术制备的Fe基非晶合金涂层结构更加致密,非晶质量分数达到90%,且具有更好的热稳定性。激光过程中的熔融物快速冷却在涂层表面形成纳米尺寸级别的凝结物以及团聚物形成微纳复合结构,在激光扫描次数为7次时,CS涂层表面水接触角最高,具有良好的疏水性。

摘要：【目的】总结和展望海上浮式风机研究的现状和未来发展趋势。【方法】对海上浮式风机空气动力学和水动力学特性的国内外研究进展进行综述,总结已获得的研究成果以及研究中存在的不足和局限。结合海上风机研究现状以及我国南海海域环境特征,展望南海海域浮式风机结构和锚泊系统受荷载特征研究方向。【结果】建议以研究多样化、区域特色化和装备智能化作为海上浮式风机动力特性研究方向。【结论】针对海上浮式风机动力特性研究对工程结构设计和工程安全具有重要的指导意义。