摘要：为提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的抗负载扰动和参数摄动能力,提出一种基于自抗扰控制的位置–电流双环控制策略。分析伺服系统的扰动机理,构建基于离散最速控制综合函数的跟踪微分器进行位移规划,通过引入三阶扩张状态观测器,得到位置和转速复合控制的非线性自抗扰控制器,优化了系统结构,降低了参数整定难度。为进一步提高系统刚度和对突变负载扰动的响应能力,设计电流环自抗扰控制器,引入二阶观测器估计扰动量并进行扰动补偿,给出电流环线性自抗扰控制器参数的确定方法。仿真和实验结果表明,该控制策略能够减小外部转矩干扰和电机参数摄动对系统性能的影响,验证了基于自抗扰控制的双环控制方法的有效性。

摘要：结构地震响应输出的强随机性除了主要受地震动非平稳随机激励影响以外,结构自身材料强度、构件尺寸及组合方式等不确定因素的影响同样不容忽视。因此,本文基于课题组完成的RC平面框架低周反复加载试验,以轴压比、梁柱线刚度比、混凝土强度及钢筋强度为变量,对拟建的16榀有限元数值模型进行了抗震性能分析和动力弹塑性时程分析,给出了不同性能水平下结构最大层间位移角的变化范围,研究了轴压比、梁柱线刚度比变化对RC框架结构抗倒塌能力的影响,得到主要结论如下:轴压比增大有利于提高结构的承载力及耗能能力,但延性变形能力会明显下降;降低梁柱线刚度比有利于提高结构的抗震性能;RC框架结构最大层间位移角达到1/620、1/340、1/120、1/30时,可分别作为“基本完好(OP)”、“立即使用(IO)”、“生命安全(LS)”、“防止倒塌(CP)”四个性能水平点的限值;轴压比和梁柱线刚度比的增大会降低RC框架结构的抗倒塌能力、增加结构发生倒塌失效破坏的概率。

摘要：损伤指数是判断结构或构件经受地震作用后是否破坏、评价结构或构件破坏程度的重要指标,是对震后受损结构进行安全评估和修复加固的重要理论依据。基于40组钢筋混凝土柱的试验结果,对国内外7种较具代表性的损伤模型进行了对比分析。研究结果表明:对于同一试件,不同损伤模型计算得到的损伤指标差异较大,损伤曲线发展趋势亦不同;基于能量的损伤模型多表现出前期增长速度快和后期增长速度慢的上凸趋势,而基于变形和能量组合形式的双参数损伤模型多表现出前期增长速度慢和后期增长速度快的上凹趋势;Park-Ang模型及其改进形式能够较好地反映构件层次的损伤发展过程,但未知参数较多,计算过程较复杂,不利于整体结构层次的震害评估;从能量耗散原理角度提出的损伤模型更符合整体结构抗震的本质,未知参数少且计算过程简单,但存在边界条件的界定不明确的缺陷,因此还需要做更深入的研究。

摘要：随着计算机技术的发展,网格划分技术日趋成熟。针对变化环境下洪涝灾害频发以及实际地形范围广泛,且通常存在狭长沟道与广阔泛洪区等问题,本文建立了一套具有层次拓扑关系的结构化非均匀网格划分模型,并与基于GPU加速的高分辨率数值模型相结合模拟地表水流动过程。高质量网格影响着模型计算精度与计算效率,非均匀网格划分技术以地形高程的梯度变化为基础设计网格划分原则,在需要高分辨率网格的计算域中检测关键地形特征以可靠地求解浅水方程,并对局部区域网格静态加密,从而在较准确捕获水位计算敏感区的同时减少计算网格数量,降低计算成本。数值模型采用Godunov格式有限体积法进行空间离散,利用TVD–MUSCL格式将模型时间与空间精度提高至2阶,通过GPU并行技术在不降低计算精度基础上大幅提高模型运行速度。使用理想和实际案例来演示基于GPU加速的高分辨率模型在非均匀网格上的流量模拟性能,以较为准确获取洪水淹没时间及淹没面积等信息。结果表明,基于非均匀网格的高分辨率数值模型具有良好的稳定性,与均匀网格相比,在保证模拟精度的前提下,其运行速度约为均匀网格的2~3倍,计算效率在GPU加速基础上进一步提高。新模型适用于模拟复杂区域的大规模洪水演进及城市内涝过程,在实际大尺度洪水模拟中具有一定潜力。

摘要：针对无人机编队飞行过程中的机间防碰撞、障碍物规避问题,提出了基于改进人工势场的防碰撞控制方法。利用一致性理论,引入了通信拓扑和通信权重的概念,给出了改进的机间人工势场函数和作用区域。定义了无人机与空域障碍物的斥力势,构建了受二者相对运动速度影响的辅助斥力势,使无人机高效地规避障碍物,并给出了机间防碰撞、障碍物规避的总速度场。提出了防碰撞控制算法,给出了速度、俯仰角、偏航角等防碰撞指令;设计了一种飞行控制器来跟踪防碰撞指令,构建了含防碰撞控制算法、飞行控制器的完整编队系统。三维飞行仿真结果表明:所提编队防碰撞控制方法可以快速实现机间防碰撞,并能有效规避空域障碍物。

摘要：为了充分了解道路排水过程,掌握雨水口水力特性,利用商业软件Ansis FLUENT6.3分别对39组不同来流条件下的道路排水过程及雨水口水力特性进行精细模拟。并系统分析雨水口流态、流线及速度等分布特征。结果表明:雨水口的水力特性在其淹没前后分别以自由堰流形式和淹没堰流形式下泄。基于数值模拟数据以及量纲分析法,构建雨水口下泄流量系数与篦前水流的弗劳德数之间的经验公式Cw=-0.2755Fr^4+1.0755Fr^3-1.4745Fr^2+0.7609Fr-0.0215,决定系数R2=0.88,两者具有较高的相关性。该研究精确计算了道路排水过程,并通过模拟探究道路雨水口在不同入流条件下的泄流规律,有助于深化认识雨水口泄流过程,对指导城市内涝管理具有重要意义。

摘要：采用反射式MoS2可饱和吸收体在Tm:Lu3Al5O12激光器中实现了被动调Q锁模(QML)运转。以可调谐掺钛蓝宝石激光器为抽运源,结合低阈值腔设计,选用透射率为3%的输出镜获得525 mW的出光阈值。当吸收抽运功率达到1743 mW时,激光器处于稳定的被动调Q锁模运行状态。当最大抽运功率达到3.1 W时,激光器被动调Q锁模输出功率为306 mW,斜效率为14.3%,中心波长为2023 nm,对应的锁模脉冲序列的重复频率为106.4 MHz,最大的单脉冲能量为2.88 nJ,调制深度接近100%。结果表明,反射式MoS2可饱和吸收体在2 μm波段激光锁模中具有良好的应用前景。

摘要：矿用救生舱是矿井安全生产中必备的救生装备,其稳定性和抗爆性能决定着逃生人员的生存概率。本文中设计了一种圆柱壳结构救生舱,优化了该救生舱在瓦斯爆炸载荷作用下的抗爆性能:首先,采用ANSYS/LS DYNA软件模拟并验证了爆炸流场载荷;其次,采用ALE流固耦合算法揭示了真实环境下爆炸流场与救生舱的耦合作用;然后,对其进行抗爆性模拟分析及结构设计优化;最后,对比分析了原模型和优化模型的动力响应、强度及能量变化特征,结果表明优化后的救生舱抗爆性满足国家规范要求。

摘要：通过数值计算方法,研究了点接触脂润滑摩擦副表面存在凹坑时油膜厚度和油膜压力的分布规律,并与光滑表面条件下的油膜特性进行了对比。研究结果表明:点接触脂润滑摩擦副表面存在凹坑时,在凹坑边缘位置会出现油膜压力峰,而在凹坑中心周围油膜压力值较低;靠近入口处一侧凹坑边缘位置油膜厚度出现"凹陷"现象,润滑脂流经凹坑时油膜厚度则会"跃升";凹坑引起油膜压力和油膜厚度分布的变化会随着凹坑位置的变化而相应的变化;表面凹坑不利于点接触脂润滑摩擦副的润滑。

摘要：理论上量子算法可高效破解基于整数分解类和离散对数类等经典数论假设的密码体制;近年来量子计算机的研制进展迅速,使经典公钥密码面临现实威胁.因此,设计后量子密码系统是当前密码学研究以及标准制定中的重要课题.其中以后量子密钥交换协议的需求最为迫切,因此成为近年来的热点研究方向.本文主要关注基于格上的计算困难问题,LWE,环LWE和模LWE设计的后量子密钥交换协议,尤其是最基础的无认证密钥交换协议,包括BCNS15,NewHope/NewHope-Simple,Prodo,***等.本文将介绍这些协议中的关键技术,参数选取,以及通信量,计算效率和安全性等指标.