摘要：微混合器是微芯片集成系统中重要的组成部分,广泛应用于生物分析,化学合成等领域。为了提高被动式微混合器在低雷诺数层流条件下的混合效率,本文设计了一种人字脊蛇形通道微混合器并对其混合结构和流体参数展开分析研究。在人字脊高度和角度对流体混合作用研究的基础上,取人字脊角度θ=45°,d/H为1/2时,分析流量大小对混合效果的影响。同时,选用PBS溶液和台盼蓝染色液进行实验测试,综合评估微混合器混合性能。结果表明:在一定结构参数取值范围内,人字脊高度与通道高度之比越大,流体混合越充分,最佳人字脊角度在40°~50°之间;流体流动速度越小,混合质量越高。模拟和实验平均误差不超过10%,具有良好的一致性。本研究为被动式微混合器混合效率的提升提供参考。

摘要：针对室内定位过程中超宽带(UWB)信号容易受到非视距(NLOS)环境的影响从而降低定位的精度和稳定性的问题,该文提出了基于粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)和自主完好性监测(RAIM)的误差识别算法,通过粒子群优化(PSO)算法对支持向量机(SVM)模型参数进行优化,将优化后的支持向量机模型用于UWB NLOS信号的识别,并利用自主完好性监测算法将异常的UWB测距值剔除。实验结果表明,该文算法能够对NLOS信号进行准确的识别,并有效提升了NLOS环境下UWB定位的精度及稳定性,平面定位误差可控制在0.26 m以内,东、北方向的均方根误差分别为0.09、0.11 m。

摘要：以UASB—SBR耦合工艺处理高浓度大蒜加工废水为目标,采用高有机负荷及接种培菌法或自然培菌法快速启动UASB和SBR反应器,考察pH、HRT、温度对高浓度大蒜加工废水中有机物去除效果及脱氮除磷性能的影响,利用高通量测序技术分析SBR污泥系统的菌群结构,并分析UASB—SBR耦合工艺对高浓度大蒜加工废水的处理效果。结果表明,通过延长HRT的方式可成功启动UASB反应器,在进水COD浓度为9800 mg/L、温度为(35±2)℃的条件下,UASB最佳工艺参数:HRT为45 h、pH为7.5;SBR接种培菌法具有更高的耐冲击负荷能力,有效去除有机物浓度阈值为6000 mg/L,在进水COD浓度为6000 mg/L的条件下,SBR最佳工艺参数:循环时间为12 h、温度为25℃;Bauldia和Flavobacterium为SBR活性污泥系统的优势菌属,具有较强的有机物降解能力和反硝化能力;UASB—SBR耦合工艺对COD、TP、NH_(3)-N、TN的平均去除率分别高达99%、94.77%、95.44%、94.87%,对高浓度大蒜加工废水的处理效果显著。

摘要：为量化掺入再生粗骨料对两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能的影响并提出相应的设计方法,综合考虑混凝土非均匀收缩、徐变及开裂的影响,采用ABAQUS软件建立组合板长期性能有限元模型,并利用现有长期性能试验数据验证有限元模型的可靠性;进行有限元参数分析,量化再生粗骨料取代率等因素对两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能的影响;进而提出两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能设计方法,并对设计方法的可靠性进行评价。研究结果表明:所建立的有限元模型可有效预测两跨连续钢-再生混凝土组合板的长期性能,预测值与试验值相差在10%以内;再生粗骨料取代率对两跨连续组合板长期性能影响显著,再生粗骨料取代率分别取50%和100%时,组合板长期中支座负弯矩与跨中挠度分别增加7%与12%、21%与42%;考虑混凝土非均匀收缩变形影响的长期性能设计方法可有效预测两跨连续组合板的长期负弯矩作用范围、中支座负弯矩、裂缝宽度及跨中挠度,预测值与试验值最大相差15.3%。

摘要：螺杆转子主要应用在压缩机、螺杆泵等设备中,其表面质量对使用性能及工作寿命起到关键性作用。工艺参数为影响螺杆转子表面粗糙度的主要因素之一。为了探究工艺参数对螺旋曲面铣削表面质量的影响规律,设计转子铣削实验,获取预测及实验对比样本。利用改进的北方苍鹰搜索算法(INGO)对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,以便提高铣削后的多头螺杆转子表面粗糙度的预测精度。通过实验结果验证所提出算法的预测精度。结果表明,提出的预测模型在平均训练精度及预测精度等方面均优于GRU神经网络及CNN-GRU神经网络模型,其中平均训练精度及预测精度分别约为94.502%和95.523%。故提出的算法具有较高的预测精度,可为合理选择螺杆转子铣削加工的工艺参数提供理论依据。

摘要：RF MEMS开关具有制作工艺简单、易于集成等优点。而目前由电介质膜电荷积累造成的静电漂移及频繁机械碰撞导致严重的可靠性问题阻碍了其嵌入终端射频系统稳定性的提高。因此结构上采用电介质悬空薄膜改善电荷积累问题,并对开关机械结构限位实现开关的动态缓冲,降低高频次的机械碰撞损伤。同时依靠凸台触点结构,减少静电漂移。确立了电介质膜充电、开关寿命的理论模型并预测开关的寿命。结果表明,所设计开关寿命超过12900 h。相比已有RF MEMS开关,在两极板间距及金属梁-电介质膜间距分别相等的情况下,所提出的开关结构,寿命分别提高253倍和166倍,极大地改善静电漂移问题。在52.2 GHz工作频率下,隔离度为-41.31 dB,损耗为-0.25 dB,响应时间为50μs,为高性能、高可靠、长寿命射频开关提供了理论模型。

摘要：针对欠驱动水下无人航行器(UUV)的路径跟踪问题,提出一种基于粒子群优化-非奇异终端滑模(PSO-NTSMC)的路径跟踪控制策略。利用视线法和Serret-Frenet坐标系,构建直线路径跟踪制导律。引入非奇异终端滑模面,设计路径跟踪控制器,实现路径跟踪误差的镇定。通过引入粒子群优化算法优化控制器参数,获得更良好的控制性能。数值仿真结果表明:所设计的控制器能够在有限时间内精确地完成水平面直线路径跟踪任务,并且可以有效地克服恒定未知海流和模型参数摄动的影响。

摘要：为研究不同生物炭对废水中镉离子的吸附特性,以玉米秸秆、枯树枝、花生壳、核桃壳为生物质材料,在650℃下,对不同农林废弃物材料进行厌氧热解,最终得到4种不同生物炭,并对其进行了扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)以及比表面积(BET)表征。研究不同生物炭对溶液中的二价镉离子(Cd^(2+))吸附特性,并分析了其吸附作用机理。探究了溶液中Cd^(2+)初始浓度、体系pH值、生物炭含量和反应时间对吸附的影响。结果表明:不同种类生物炭均对废水中Cd^(2+)有一定的吸附作用,其吸附过程符合Langmuir吸附模型和准一级动力学模型。其中花生壳生物炭(H)对镉离子的吸附效果最好,最大吸附量可达19.52mg·g^(-1)。吸附速率最快,在相同条件下30min内即可达到吸附平衡。生物炭对Cd^(2+)的吸附作用受溶液pH值、生物炭投加量等影响。当pH值为6,H对Cd^(2+)的吸附率最大为95.15%;当溶液体积为20mL,生物炭含量为100mg时,H对Cd^(2+)的吸附率可达98.1%。因此,H可作为良好的吸附剂来修复水体镉污染。

摘要：针对存在时变干扰和通信受限的船舶艏向保持控制问题,本文设计了一种基于混合阈值事件触发机制的船舶自适应神经滑模控制算法.首先,采用径向基函数神经网络(RBF-NNs)对控制系统的模型不确定部分进行在线逼近.其次,构造了一种比例积分滑模面和基于混合阈值参数的事件触发规则来降低时变干扰引起的系统抖振和减少传输信道的通信资源占用.并且在理论上分析了事件触发技术能够增强闭环控制系统对低频扰动的抗扰性.最后,通过Lyapunov理论证明了所提控制算法能够保证所有误差信号满足半全局一致最终有界稳定(SGUUB).在时变干扰条件下进行数值仿真,并且与现有控制技术进行对比,仿真结果表明,所提控制算法能够明显减少系统抖振和控制输入频率.

摘要：为解决强反射表面物体测量过程中易发生局部镜面反射,影响测量精度的问题。将数字微镜添加到结构光测量光路中并设计搭建测量系统,包括数字微镜、CCD相机、投影仪等器件。完成了系统的匹配、相机和投影仪的参数标定以及相位计算,采用麻雀搜索算法优化BP神经网络的方法建立数字微镜单元和相机像素单元之间的坐标映射关系,映射误差为0.583 pixels。基于PID控制器提出一种自适应掩膜生成方法,并对具有强反射表面的量块进行了测量实验,实验表明该方法能有效降低过曝光区域的灰度,实现了高动态范围成像。提出的方法可为强反射表面的三维测量提供理论支撑。