摘要：磁粒子成像是一种无创成像技术,通过检测磁粒子示踪剂磁化信号,表征其浓度分布图像。在实际检测中,检测线圈的感应信号包含激励磁场信号与磁性纳米粒子磁化信号。将激励信号从感应电压中去除,获取粒子信号是磁性粒子成像信号检测需要解决的关键问题。针对磁性纳米粒子成像信号检测中激励磁场耦合消除方法进行研究,设计平面梯度检测线圈,并提出迭代补偿控制方法,消除激励磁场耦合,实现磁性纳米粒子磁化信号检测。仿真计算与实验测量的结果表明,对于不同检测模型,所提出的检测方法均可以完成粒子信号检测。该方法获得的粒子信号的信噪比是原有信号消去检测方法的2.2倍,与滤波方法相比信噪比提高到1.3倍,激励磁场耦合衰减可达到34 dB。

摘要：热连轧机组板形控制是一项关键的任务,它旨在解决板形变化对产品质量和生产效率的影响。针对热连轧机组板形控制过程中的板形约束变量问题,采用双因素线性插值的方法,在分析弯辊力和窜辊量对板形影响的基础上建立双因素传递系数模型和板形控制空间。首先对板形空间的插值方法进行设计,然后应用到弯辊力和窜辊量对轧制压力的传递系数模型的建立中,求出相应弯辊力与窜辊量对轧制压力的传递系数,这些传递系数可以被视为板形控制的关键参数,利用求出的传递系数基于板形调节建立轧机板形控制空间。通过对板形控制空间的求解,可在板形控制范围内实现板形的快速搜寻和弯辊力、窜动量对板形的快速控制,为热连轧机组的操作提供有效指导。该方法在解决板形控制难题上具有显著的效果,能够提高产品质量和生产效率。未来的研究可以进一步优化传递系数模型和板形控制算法,实现更加精确和自动化的板形控制。

摘要：为减小植入式心脏起搏器无线充电系统的体积及电磁干扰,该文设计一种工作频率为150kHz的两端串并联(LCL-LCL)补偿集成式磁耦合谐振式无线供能系统。将谐振线圈取代电感集成到主线圈上;首先建立线圈模型并进行优化,分析匝数与匝间距对线圈互感的影响规律,设计一种耦合系数最佳的圆角方形线圈;然后对比集成式与非集成式结构系统的传输效率,验证了此结构在效率和体积更具优势;最后通过模拟三维人体组织,计算比吸收率和温升以及电磁场强度,进一步评估植入式充电系统的可行性和安全性。实验结果表明,在线圈中心对齐相距8mm的条件下,系统传输效率可达73%,比非集成式结构提升了15%,最大温升仅为1.2℃。

摘要：通用飞机研制目前是国内民用航空领域的新兴热点,相比于军用与大型民用飞机,我国在通用飞机研发领域发展相对滞后,缺少适用于通用飞机飞行控制系统的验证试验平台。在研究试验平台必要性、设计原则以及试验要求的基础上,提出了一种通用的试验平台设计方案。建立了人机接口、铁鸟台架、飞机运动仿真、数据采集与处理等子系统,实现了人在环的飞行模拟与试验。利用该平台对某型电动通用飞机飞行控制系统特性进行测试,试验结果表明该平台运行稳定可靠,可有效解决通用飞机飞行控制系统地面验证试验问题,从而提高通用飞机研发效率。

摘要：为实现更高的电压增益,提出一种耦合电感倍压解耦磁集成高电压增益变换器。该变换器通过设计耦合电感匝数比和调节占空比来实现高电压增益,采用磁集成磁件设计方案,减少了变换器磁件的体积和数量。该文首先分析变换器器件的应力,给出变换器电压增益与占空比之间的变化关系;然后,利用磁路-电路对偶分析法推导得到耦合电感与输入电感解耦集成磁件的磁路模型,获得了输入电感与耦合电感之间的解耦磁集成设计准则;最后,搭建一台额定功率为300W的实验样机,对所提出的变换器和解耦集成磁件设计理论进行实验验证,验证了理论的正确性。变换器的效率达到93%以上,在光伏发电系统中具有一定的实用性。

摘要：针对传统电磁超声全向导波换能器因导波内、外辐射致使检测回波信号复杂及信噪比低的问题,设计了一种新型电磁超声全向导波换能器(OUT-EMAT)结构,研究了换能器双线圈结构参数、双激励源控制方法,实现了导波辐射强度与方向控制。根据电磁超声全向换能器理论,建立波动位移叠加的数学模型,并对设计的OUT-EMAT性能进行仿真计算及实验。研究结果表明:与传统全向EMAT相比,OUT-EMAT内、外辐射导波强度之比由1∶1变为2∶9;其外辐射导波强度增加了100%,内辐射导波强度抑制了55.6%;增强了检测回波信噪比,降低了信号复杂度,提高了裂纹缺陷定位准确度;为有效识别裂纹缺陷提供了一种新方法,对实际工程应用具有指导意义。

摘要：弹簧是实现线性压缩机活塞共振控制和影响压缩机寿命的关键零件,针对现有压缩机用板弹簧刚度小、使用数量多等问题,设计了一种多臂阿基米德螺线盘簧,采用有限元法分析了阿基米德螺线的基圆半径r、略角θ、螺距常数b等参数对弹簧臂刚度的影响规律,针对盘簧臂刚度的多因素影响特性,采用有限元响应面优化法,对圆柱盘簧臂的刚度性能进行了优化,优化后的圆柱盘簧臂的轴向刚度提高了42.5%,径向刚度提高了26.8%,且疲劳强度满足使用要求;对两臂和三臂盘簧进行了刚度测试实验,并对两者的性能进行分析和对比,得出了在同等轴向刚度条件下,三臂盘簧径向刚度和质量特性要优于两臂盘簧,将三臂盘簧应用于线性压缩机中,可以替代6个板弹簧,轴向刚度可达到25.6 N/mm,且具有较好的径向支撑效果,能够满足线性压缩机所需要的轴向刚度以及径向刚度需求,研究结果对线性压缩机弹簧的设计和应用具有理论和实际意义。

摘要：为深度挖掘微织构对提高多油楔滑动轴承多项性能的潜力,以某三油楔径向滑动轴承为研究原型,利用CFD方法对其承载压强、摩擦因数、温度进行仿真分析;依据原型轴承设计椭圆开口偏置类抛物线微织构(elliptic opening offset parabola micro texture,EOOPT)三油楔滑动轴承;采用响应面法分析EOOPT参数对轴承特性的影响规律,建立相应二次回归方程;对EOOPT进行多目标参数优化,得到最优EOOPT参数。结果表明:EOOPT参数对轴承平均承载压强和摩擦因数影响的大小顺序均为:短半轴>长半轴>深度>偏置量>织构均布角;而对平均温度影响的大小顺序为:深度>长半轴>织构均布角>偏置量>短半轴;与原型轴承相比,最优参数微织构轴承的平均承载压强提高13.7%,而摩擦因数和平均温度分别降低13.8%和8.3%。

摘要：为降低心脏起搏器无线供能系统的漏磁场对人体的伤害,该文提出一种150kHz条件下谐振式多线圈无功屏蔽心脏起搏器无线供能系统。建立LCC-C的补偿电路模型,通过研究谐振无功屏蔽线圈原理,仿真研究三种屏蔽线圈环路、匝数的磁场分布和传输效率,以及人体半身模型的电磁-温度场分布,确定了屏蔽线圈的最优环路和匝数。实验结果表明,在3环-5匝最优屏蔽结构下,距中心点35mm处的磁通密度减小了20.22%,传输效率可达76.03%,此时体内温升为1.01℃,符合植入式器件安全规定。所设计的多线圈无功屏蔽结构能有效降低无线电能传输(WPT)系统的漏磁,为植入式器件无线供能系统设计提供了一种新思路。

摘要：为解决小型无人直升机轨迹跟踪控制受系统数学模型精度、自身低成本微机电系统(MEMS)姿态测量误差及飞行环境干扰的内外扰动影响问题,设计了一种基于线性/非线性混合自抗扰控制(ADRC-LADRC)的无人直升机轨迹跟踪控制器,并提出了一种基于细菌觅食优化-花授粉算法(BFO-FPA)的控制器参数整定方法,提高了BFO算法的收敛速度,增强了FPA算法的全局搜索能力。最后,通过ALIGN无人直升机锁尾螺旋爬升飞行试验,验证了BFO-FPA算法参数寻优后自抗扰轨迹跟踪控制器能有效克服无人直升机受内外扰动的影响,提高了控制器轨迹跟踪精度和鲁棒性。