摘要：针对设施园艺特殊作业场景对电驱移动平台灵活作业与高操纵稳定性需求,该研究设计了一种四轮轮毂电机独立驱动的分布式设施园艺电驱移动平台,并提出了一种可提高转向灵活性与稳定性的自适应防滑控制策略。在该控制策略中,首先构建电驱移动平台动力学模型与Ackermann差速转向模型,结合速度瞬心原理及轮胎侧偏角确定各车轮转向目标转速;其次,为提高电驱移动平台对时变附着系数的适应能力,采用改进的强跟踪自适应无迹卡尔曼滤波算法设计复杂路面识别器,实现对路面附着系数准确估计;最后,设计基于自适应滑模算法的防滑控制器,根据路面附着系数估计值确定车轮相对最佳滑转率并实时控制滑转率。为验证所提控制策略的有效性,开展了Carsim-MATLAB/Simulink联合仿真与分布式设施园艺电驱移动平台实车试验。试验结果表明,所提控制策略可准确估计复杂道路下路面附着系数,降低车轮滑转率误差;在不变路面、对接路面与对开路面3种工况下,左侧车轮滑转率误差分别为0.031、0.015和0.038,右侧车轮滑转率误差分别为0.026、0.005和0.028;在不变路面与随机路面实测路况下,电驱移动平台路面附着系分别数约为0.44和0.47,最大滑转率分别约为0.69和0.68,有效抑制了轮胎转向时的过度滑转,提高了电驱移动平台的行驶稳定性。研究可为设施园艺车辆驱动防滑控制提供具体理论依据和实施方案。

摘要：船舶在自动靠泊的过程中会受到风、浪、流和岸壁效应等多种因素的干扰.鉴于此,针对全驱动船舶在复杂海洋条件下的自动靠泊问题,基于事件触发机制和模型预测控制,设计一种船舶自动靠泊控制器,以解决全驱动船舶在模型不确定性、执行器饱和、未知环境扰动以及岸壁效应等因素影响下的船舶自动靠泊问题.首先将船舶的三自由度模型进行线性化和离散化处理,并根据全驱动船舶的特性采用先泊位外镇定再平行靠拢的靠泊方式;然后为了提高求解速度,提出一种基于事件触发的自适应时域模型预测控制方案并进行稳定性分析;最后对一艘全驱动船舶进行仿真实验,将所提出的控制方案与其他已知方法进行对比.实验结果表明,所提出控制方案不仅能明显降低运算时间,而且具有更好的控制效果.

摘要：随着动车组向更高速度发展,对列车轻量化的需求愈发迫切。在现有的动车组平台中,将没有横梁底架的车体改为底架滑槽吊挂能够显著减轻设备框架的质量和体积,实现列车轻量化目的。然而,滑槽吊挂引起的最为关切的问题是结构的疲劳强度能否满足需求。为了了解结构的疲劳强度性能,基于服役中动车组车下设备振动加速度,结合现有标准体系,采用服役全周期内工况组合和载荷外推方法,采用累积损伤原理和疲劳试验加速法,编制107次循环次数下的等效振动幅值,并开展滑槽结构疲劳强度试验。研究结果表明:与既有标准体系相比,考虑服役环境的车下设备垂向载荷小于标准值,横向和纵向载荷大于标准值;当轻量化高速动车组大质量车下设备采用滑槽吊挂方式时,结构可以满足30年设计寿命要求。

摘要：基于Aspen Plus平台,结合Fortran编制的磷矿酸解反应和结晶动力学模型子程序完成了整个半水-二水湿法磷酸工艺流程的严格机理建模,并用工业数据进行了模型的校正;然后采用拟Monte Carlo随机模拟产生高质量样本数据集,并用机器学习算法建立了磷酸生产过程代理模型。结果表明,通过本方法获得的代理模型可实现磷酸生产过程关键参数的准确预测,如案例中随机森林代理模型的预测性能最好,大部分误差控制在2.5%以内,最大不超过10%。基于此代理模型,对生产过程的操作参数进行了优化计算,结果表明在成品磷酸P_(2)O_(5)浓度下限为37%,SO_(4)^(2-)浓度上限为5%的约束条件下,可获得最大磷收率98%,优化效果明显,且满足技术生产指标,可为生产的实时优化操作与设计改造提供方案和数据支持。

摘要：模型预测控制(model predictive control,MPC)已成功地应用于无人机集群的路径规划.但其存在计算量大及单步运算时间长等不足,在实时运行中往往难以获得较高的控制频率.而离线的MPC需要准确的地图信息,难以处理地图中无法预测的动态障碍物.对此,提出一种结合离线MPC全局规划与在线改进人工势场法局部规划的方法.在利用MPC方法生成安全、平滑轨迹的同时,提高无人机在动态障碍物影响下的避障能力.通过引入调节力来处理传统人工势场法的局部极小值问题,并将目标与无人机的相对距离引入斥力函数,同时改进引力函数,以改善无人机在目标点处低速徘徊的问题.此外,设计一种事件触发的无人机轨迹变更与轨迹恢复策略,使无人机仅在必要时实施动态避障行为.在此基础上,最大化利用原来的规划轨迹.仿真验证结果表明,所提出的路径规划方法能够使无人机集群安全飞行至目标点,并且具有良好的动态避障能力.

摘要：超2000 m级悬索桥已超过现行桥梁设计规范的适用范围,传统安全系数法仅从均值或标准值角度反映设计安全度,未能真实反映抗力小于荷载导致失效的概率或风险。基于荷载、抗力以及设计关键参数的数据统计特征与变异性,利用可靠度分析理论,对悬索桥重力式锚碇滑移构建承载能力极限状态设计方程,重点计算基于目标可靠度的抗力项分项系数合理取值,并推导目标可靠度等效的抗滑安全系数表达式。最后以主跨2300 m世界第一跨径悬索桥为背景工程,构建超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑实用设计表达式,并与传统安全系数设计方法进行安全度对比分析。结果表明:利用极限状态(分项系数)设计方法,与现行规范锚碇设计方法相比,可显著降低超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑设计等效安全系数取值,大幅提升其安全设计的科学性与经济性,并为编制超2000 m级悬索桥设计规范提供基础理论与技术支撑。

摘要：近距离共生矿产开拓延伸采动对周边工程及矿岩具有较强的影响,解决井巷开拓低损减震高效爆破开挖技术难题,可以缩短协调开采动压对井巷工程的影响时间。环状炮孔爆破是一种新型高效的低碳爆破方法,但目前针对环状炮孔径向爆破应力场、能量场等方面的定量研究较少。围绕爆破试验对环状炮孔径向爆破能量的增强效应,采用超动态应变测试系统对混凝土试验模型单层药包爆炸应力场进行测试、分析,相较等效单孔,环状炮孔在爆破中远区应力更大、能量更强、时间更久。研究成果定量揭示了环状炮孔单层药包径向爆破能量的增强效应,验证了环状炮孔高效率、低能耗的技术特征及环保优势,为环状炮孔装药爆破参数的优化设计提供了理论基础和技术支撑。

摘要：为评定外业观测数据质量和发现粗差,提出了一种闭合差搜索的通用算法。首先,针对高速铁路隧道中的各类边角混合网,基于平差理论,计算由边角混合网中测站数、非测站数和观测数确定其独立闭合差的数目,给出最简闭合差构成原则,求出余弦和正弦闭合差,推导闭合差限差计算模型,建立由闭合差探测观测值粗差的方法;进而导出闭合差增量与测站递增产生的重叠观测点数之间的数学关系式,设计数据结构实现测站与结点间双向多对多的拓扑映射关系,并基于分治思想,提出队列-测站双循环的增量算法来自动搜索最简且独立的闭合差;最后,以西南某高速铁路隧道构建的边角混合网为例进行算法验证。结果表明:增量算法能够在混合网中自动确定100%数量的最简独立闭合差,对观测值中存在的粗差100%予以探测,验证了采用该算法搜索闭合差及检核粗差的有效性。

摘要：针对目前航空、航天工件内孔表面有凸起毛刺且不容易去除的问题,提出一种气液固多相流技术方法。基于Fluent数值分析对多相流下的不同气体压力、水流速度和磨粒浓度参数进行流体仿真,得到影响加工的近壁区内表面处的磨粒速度、相对压力及磨粒体积分数参数,采用MATLAB软件利用BP神经网络对各参数进行拟合,通过BP预测模型再运用PSO(粒子群算法)在支配解集中求解满足约束数学模型的气液固三相流最优输入值,基于最优输入值搭建试验平台并设计L9(33)正交试验对工件内表面进行加工,最后通过白光干涉仪测量加工前后的内孔表面精度,验证了仿真最优参数与试验加工最优参数的一致性,运用最优参数值下的气液固流体对工件内表面加工,经测量显示,内表面精度提高了75%,满足航空航天工件的应用要求。

摘要：视频问答是人工智能领域的一个热点研究问题.现有方法在特征提取方面缺乏针对视觉目标运动细节的获取,从而会导致错误因果关系的建立.此外,在数据融合与推理过程中,现有方法缺乏有效的主动学习能力,难以获取特征提取之外的先验知识,影响了模型对多模态内容的深度理解.针对这些问题,首先,设计了一种显性多模态特征提取模块,通过获取图像序列中视觉目标的语义关联以及与周围环境的动态关系来建立每个视觉目标的运动轨迹.进一步通过动态内容对静态内容的补充,为数据融合与推理提供了更加精准的视频特征表达.其次,提出了知识自增强多模态数据融合与推理模型,实现了多模态信息理解的自我完善和逻辑思维聚焦,增强了对多模态特征的深度理解,减少了对先验知识的依赖.最后,提出了一种基于多模态知识主动学习的视频问答方案.实验结果表明,该方案的性能优于现有最先进的视频问答算法,大量的消融和可视化实验也验证了方案的合理性.