摘要：传统的人工势场(artificial potential field, APF)路径规划算法存在局部极小值.通过引入虚拟力,提出了一种改进的人工势场算法,该算法可在考虑控制对象动力运动约束条件下,实现快速跳出局部极值的效果.以固定翼无人机为例,基于其动力学特性分析,在改进人工势场法中增加了最小转弯角度的限制,并通过仿真实现了可兼顾路径的距离短、平滑和安全性的最优规划.

摘要：富水破碎带隧道的涌水常常会引起一系列地质灾害,其中高黏性浆液作为一种治水材料,在富水破碎带的治水过程中发挥了积极的作用.实验测量得到了常用水泥浆液和高黏性浆液黏性随时间变化的规律,并分析黏度变化对注浆治水的影响.引入孔隙率、渗透率动态模型,建立了适用于富水破碎带注浆治水的流固耦合数学模型,分析了高黏性浆液注浆过程中压力梯度、应变率和孔隙率变化,确定高黏性浆液流动半径.结合浅层填充挤压、深层高压挤密的注浆思路设置了排水减压孔,参考计算结果设计试验方案.通过监测隧道涌水量和检测钻孔取芯,验证了数学模型和试验方案的合理性.试验结果表明,隧道涌水量下降了97%,达到了封堵涌水的目的;现场芯样充填饱满密实,抗压强度较原始地层提高了2～4倍,围岩整体防渗性能和稳定性得到大幅提升.该结果不仅验证了数学模型的合理性,还为类似地层治水处理提供了新的思路.

摘要：介绍采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32微控制器作为主控嵌入式芯片的智能水泵控制器的设计方法。并且针对水泵控制和供水系统的特点开发了丰富的控制算法库和灵活的自定义参数运算功能。实验和实际应用表明,该控制器提高了水泵控制的可靠性和灵活性,使用方便,工作稳定,抗干扰能力强,完全达到了设计的要求。

摘要：对激光作用下Rayleigh粒子射流的动态汇聚和流动稳定性进行了研究.激光技术在微纳尺度微粒操作方面应用广泛,如光镊.而激光对颗粒群体作用的研究则主要集中在对颗粒群体行为特征的光学映射和测量,对激光影响颗粒群体动力学行为的研究还比较鲜见.基于颗粒动力学模拟及流动稳定性理论分析,考察了稀薄射流(点源)与颗粒射流2种情况.对于点源模拟,通过与经典真空蒸镀沉积理论对比发现,激光对于稀薄颗粒气体的运动确实进行了有效的诱导,使得颗粒在空间的分布更为集中;对于纳米颗粒射流,模拟和理论分析同时表明,光场力会抑制颗粒射流界面长波与短波的失稳,具有广谱致稳特征,可以有效地对颗粒射流进行收束.

摘要：从排水系统管理需求出发,以天津临港工业区排水系统为研究对象,应用GIS技术、水动力模拟技术、数据库技术和在线监测等技术,搭建了排水信息化管理系统的基础软件平台。重点介绍了系统构建所涉及的排水管网模拟、数据库管理、控制策略分析和SCADA系统等部分的具体实现过程,并对软件之间的接口程序进行了分析。

摘要：钻井深度的持续增加使钻柱面临的载荷工况越来越严苛。钛合金具有密度小、屈服强度高和弹性模量低等特点,基于井口钻杆抗拉余量设计要求,设计3种钛合金/钢钻杆复合钻柱,即复合钻柱1(Φ101.6 mm钻杆段全段使用钛合金钻杆)、复合钻柱2(Φ101.6 mm钻杆上半段使用钛合金钻杆)和复合钻柱3(Φ101.6 mm钻杆下半段使用钛合金钻杆)。为了探究钛合金/钢钻杆复合钻柱(简称为复合钻柱)的动力学特性,基于Hamiton原理建立复合钻柱的动力学模型,并采用节点迭代法和Newmark-β法对模型进行求解,分析3种复合钻柱的涡动特征、动态应力和振动特性,并与常规钢钻柱进行比较。结果表明:钛合金钻杆的使用可有效减缓钻柱涡动速度、动态应力,其中复合钻柱3的涡动速度、动态应力最小;基于振动特征强度对钻井作业参数进行优化,形成复合钻柱3的钻井作业参数推荐图版并给出合理的施工参数范围。

摘要：在两端简支边界条件下,研究超临界速度范围内轴向运动梁横向非线性受迫振动的稳态响应。考虑Kelvin本构关系,通过坐标变换建立一个积分偏微分方程,以此描述高速轴向运动梁受到一个周期的外激励后所作的微幅振动。用8阶Galerkin方法截断标准控制方程,然后使用有限差分法计算受迫振动稳定的稳态响应。结果表明,在超临界速度范围,当激励频率接近前两阶固有频率时存在共振现象。

摘要：本文研究非线性多智能体系统在有向拓扑下的领导跟随H∞一致性问题.首先,提出一种新的多项式模糊建模方法来描述由领导者与跟随者构建的偏差动态系统.然后,设计一致控制协议使跟随者渐近跟踪领导者的轨迹.基于多项式李雅普诺夫函数技术,提出松弛的渐近一致的充分条件并确保存在外界干扰时多智能体系统具有H∞抑制性能.将导出的条件转化为平方和形式并能够进行数值求解.最后,给出一个实例来验证所提出的一致控制协议的有效性.

摘要：针对海洋柔性管道结构特征复杂、受力分析困难、复杂载荷作用下力学机理不明确的问题,考虑各功能层层内和层间的摩擦接触行为,建立某海洋非黏结柔性管道三维非线性有限元模型,分析其在内压、外压、轴向力和扭矩作用下的受力特征。研究结果表明:海洋非黏结柔性管道在外载荷作用下容易产生波节性变形特征;外压主要由外侧抗压铠装层承担,内压主要由内侧抗压铠装层承担,轴向力主要由抗拉铠装层承担,扭矩主要由与其旋向相反的抗拉铠装层承担。参考该分析结果,可有针对性地对某特定功能层进行优化设计以提高海洋非黏结柔性管道的预期力学性能。