摘要：连铸辊在服役周期内存在难以追溯、故障诊断困难、剩余寿命难预测及运维成本高等问题。为了提高连铸辊运维水平,充分利用连铸辊的服役寿命,提出了一种数字孪生驱动的连铸辊健康监测与组装优化方法。构建了基于数字孪生的连铸辊健康监测与组装优化系统架构,基于三维孪生模型的连铸辊可视化监控与追溯,实现了连铸辊在线运行三维可视化监控与服役周期内的跟踪追溯;利用孪生数据,建立了复杂工况下的连铸辊剩余寿命预测模型;基于等寿命思想与启发智能算法进行连铸辊组装优化。最后,设计开发了连铸辊健康监测与组装优化原型系统,验证了框架的有效性与可行性。

摘要：为了监测松散含水地层沉降变形，提出了一种在预设钻孔中埋入光纤Bragg光栅传感器网络系统的监测方法．根据光纤Bragg光栅传感原理和矿井地层情况，设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用／空分复用混合阵列，研究了光纤Bragg光栅传感器应变传递规律，通过监测得出了风井松散层应变变化情况，在146～149m的砂砾层和167～176m的黏土层处应变最大，截至2008—05—01最大应变变化量为121．68με。工程实践表明，光纤光栅传感器监测正常，系统稳定，光纤光栅作为应力应变检测使用安全可靠。

摘要：运用螺旋理论分析了一种具有三维转动和一维移动(沿Z轴)的四自由度(4-SPS/CU)并联机构的自由度,得出该机构为无过约束机构。采用传统的拆杆法对该机构的每个活动构件进行了静力学分析,得出了该机构的静力学平衡方程组,判定该机构的静力学平衡方程组中方程个数大于未知量个数(属超定方程组)。多余的方程个数就是该机构的局部自由度,并采取去掉局部自由度对应的静力学平衡方程来求解该超定方程组。通过求解该方程组,得出了该机构每个构件上的全部约束力/力矩,并分别得出了驱动力与主运动副以及恰约束从动支链的约束反力随该机构位姿变化的仿真曲线。证实了该机构比无恰约束从动支链的四自由度并联机构拥有更好的承载能力。研究结果可为该机构在工程中的应用与结构设计提供静力学理论分析的参考。

摘要：以提高光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)加速度传感器灵敏度为导向,理论研究增敏机理模型,并建立优化和综合性能评价判据。首先,依据惯性器件工作的机理,建立FBG加速度传感器的通用物理新模型,讨论分析传感器的敏感结构体与FBG的设计方式,研究其灵敏度的响应机理。其次,分析惯性质量、封装光纤长度、敏感结构体刚度和光纤的杨氏模量对灵敏度的影响,探寻敏感结构体刚度的阈值边缘条件,实现其高灵敏度。最后,提出FBG加速度传感器“品质因子”的概念,结合传感器的物理参数的阈值条件,研究品质因子与惯性质量和封装光纤长度的关系。这不仅为FBG加速度传感器综合性能的评判提供可靠的依据,还对传感器的设计与优化具有重要的理论指导意义和实际的应用价值。

摘要：在模拟矿山开采引起的岩层运动时,将光纤传感器埋入模型的岩层中,研究采用光纤传感技术监测岩体变形的理论和技术。提出一种基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统和一种新的测试方法,设计出新型光纤微弯传感器,该传感器既可以实现微弯,又可以实现宏弯。通过 2 m 相似材料模型实验,验证了光纤测试岩梁变形的可行性。

摘要：为了监测松散地层沉降变形,提出了一种用于钻孔中植入式光纤Bragg光栅传感器(FBG)的结构和传感网络系统。基于室内实验结果,给出了用于岩层变形检测的传感光栅波长带宽为6nm,分析了多点传感信号分辨因子,由光源带宽决定的测试系统最大实际复用能力为6个传感器。设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用/空分复用混合阵列。工程实践表明,光纤光栅传感系统采用双回路布置,可提高系统下放后光纤光栅传感器的成活率。

摘要：提出了一种功能微拓扑结构细胞培养芯片,芯片结构由具有细胞粘附特异性的微平台和微柱阵列交替排布而成,并采用具有良好生物相容性和化学稳定性的聚合物制备,因此该芯片具有对细胞规约能力强和定位稳定性好的优点。芯片性能验证结果表明,所设计的功能微拓扑结构芯片细胞定位率达到90%,芯片结构及尺寸稳定性好,为需要长期细胞培养的干细胞研究提供了重要的支撑工具。

摘要：在经典的MATLAB GPS软件接收机的基础上,针对快速比特跳变的BDS信号给出了捕获跟踪和解帧策略,提出了BDS/GPS双系统伪距、载波相位、多普勒和载噪比观测量提取算法,推导了双系统定位定速的迭代式。采用NSL-STEREO射频前端采集实际的BDS B1和GPS L1双系统数字中频信号,设计了楼顶静态和动态实验,比较分析了实际场景下BDS/GPS双系统及各单系统的定位轨迹、定位定速误差和精度因子,验证了接收机性能并得到系统差异结论。

摘要：为有效去除印花废水中的染料和花筒剥铬时形成的Cr(Ⅵ),合成了纳米零价铁(GS-NZVI)和膨胀石墨负载纳米零价铁(GS-EG-NZVI)2种新型吸附剂。借助场发射扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等对二者进行表征。探讨了GS-EG-NZVI对水中的Cr(Ⅵ)和染料去除效果以及动力学和稳定性。结果表明:纳米级零价铁成功负载到膨胀石墨(EG)表面,且分散性较好;对于含有50 mg/L汽巴克隆藏青染料和20 mg/L Cr(Ⅵ)的溶液,加入2.5 g/L GS-EG-NZVI,在温度为50℃,pH值为2,超声波辅助的条件下反应35 min,染液脱色率为90.6%,Cr(Ⅵ)去除率为53.6%;GS-EG-NZVI对二者的去除符合伪二级动力学方程;将吸附剂置于空气中不同时间,GS-EG-NZVI对Cr(Ⅵ)的去除活性明显高于GS-NZVI,GS-EG-NZVI较GS-NZVI有更高的稳定性。

摘要：容量约束p-中位问题(Capacitated P-Median Problem,CPMP)已被证明是一类计算机难以求解的具有NP-hard特性的组合优化问题.本文提出一种多阶段粒子群优化算法(Multi-Phase Particle Swarm Optimization,MPPSO)及在算法设计中应用模式有关理论和方法.所提MPPSO在标准PSO基础上,考虑CPMP结构特征信息,采用一种以字符编码为基础的结构体编码结构,重新定义粒子速度与位置更新方式.它将CPMP优化求解分为种群粒子初始化阶段及两个优化阶段.在优化求解第一阶段,分析了惯性因子对所求问题编码结构粒子搜索的局限性,设计一种保留粒子最优特征中位点信息的变异算子.以粒子全局搜索算子操作为重点,期望从整个搜索空间搜索到好的模式结构分布特性的粒子.在优化求解第二阶段,对高适应性粒子执行一种改进的迭代局部搜索操作,达成对粒子精度的进一步提升.迭代局部搜索分为基本局部搜索和深层次局部搜索.基本局部搜索侧重对粒子需求点和中位点提炼用于发现候选粒子相邻的局部最优解.在深层次局部搜索中,采用对粒子执行扰动算子操作,使得算子操作在更大邻域范围内搜索粒子新的模式结构,从而发现蕴含高适应性模式结构的潜在更好解.文中提出模式范数及模式结构距离等概念,并将它们用于扰动算子设计.实验测试表明:MPPSO对4大类CPMP用例问题进行求解得到的实验数据,与4种文献对比算法提供的数据相比有一定优势,且能发现3个大数据集用例新的最好解.