摘要：为解决中药提取过程中温度和压力控制存在的非线性、大惯性和多变量耦合等问题,建立了一种基于改进粒子群优化的模糊PID多变量解耦控制模型。在中药提取过程的动态数学模型基础上,结合多变量前置反馈解耦器对模型进行解耦,降低温度和压力间的耦合度;引入线性递减和目标值自适应融合的动态惯性权重策略,用改进粒子群优化算法对模糊PID控制器的比例因子和量化因子进行优化,避免参数陷入局部最优;最后,在Simulink中对所设计的控制模型进行仿真。结果表明:改进算法优化后的模糊PID解耦控制器的曲线超调接近于0,温度调节时间缩短97%,压力调节时间缩短55%,系统无振荡,基本消除了稳态误差,提高了中药提取过程中温度和压力的控制精度。

摘要：针对自动导引运输车(AGV)在工作现场易受到外界干扰的问题,围绕PID参数对控制系统性能影响机理进行研究,提出一种改进模糊PID算法。建立AGV的运动学模型,通过对比例、积分、微分部分的修正,弥补常规模糊PID的不足,提升控制策略的抗干扰性能。同时提出一种控制系统性能评估方法,对控制策略进行量化评价,在MATLAB的Simulink环境下将改进算法应用于模型,比较算法改进前后系统的性能,仿真结果表明,改进的模糊PID算法可以有效提高控制系统的抗干扰性能,增强了稳定性和实时性。

摘要：为研究3D打印镂空结构对型芯压缩强度和铸造冷却温度造成的影响,以圆筒状零件的铸造为例,设计并3D打印了砂型上下模和三种型芯结构,包括实心型芯、无支撑和桁架支撑镂空型芯。进行了镂空型芯、实心型芯的压缩实验和A356铝合金的铸造实验,测量铸造过程中铸件的冷却温度变化。结果表明,所设计的无支撑和桁架支撑镂空型芯抗压强度约为实心型芯的18%和25%,镂空型芯抗压强度可满足铸件铸造要求;无支撑镂空型芯和桁架支撑型芯重量约为实心型芯重量的83%和87%,可减少砂型重量。采用镂空型芯可改变铸件的冷却速度,为调控铸件冷却场的研究奠定了基础。

摘要：针对数控机床装配中螺栓组残余预紧力分布一致性差的问题,通过搭建实验台进行实验研究,获得拧紧顺序和分步拧紧策略对螺栓组残余预紧力的影响规律。首先,基于机床中常见的四螺栓连接结构,设计并加工出四螺栓连接结构实验件;然后,搭建实验台进行实验,分析拧紧顺序和分步拧紧策略对四螺栓连接结构残余预紧力的影响;最后,对两种分步拧紧策略进行对比分析。结果表明:3种拧紧顺序中,顺时针方向拧紧状态下四螺栓连接结构的残余预紧力一致性最好;随着拧紧步数的增加,螺栓组残余预紧力一致性变好;随着拧紧步数的持续增加,残余预紧力一致性提高不显著;随着首步拧紧比例的增加,螺栓组残余预紧力一致性变好;随着首步拧紧比例的持续增加,残余预紧力一致性提高不显著。该研究可以为提高机床装配质量和螺栓组预紧效果提供指导。

摘要：为分析挖藕机喷水系统各种关键参数对土壤冲击效果的影响,提出一种基于EDEM-Fluent的水射流冲击土壤仿真方法。在Fluent中模拟不同间距、不同喷射速度下多股水射流冲击水层时的速度衰减、方向变化情况;得出冲击水层后的速度后利用EDEM-Fluent耦合模拟射流以该速度冲击土壤1 s的效果。试验结果表明:随着出水管间距的增大,最大冲击深度减小,土壤颗粒速度减小;随着射流喷射速度的增大,最大冲击深度增大,土壤颗粒速度增大。在出水管间距8 mm、射流喷射速度30 m/s时对土壤的冲击效果最好。

摘要：为提高手术机器人机械臂的刚度,降低结构性颤动,本研究根据其结构特点构建仿真三维模型,并通过有限元分析软件Abaqus对机械臂进行静力学分析,评估其刚度与强度的可靠性;然后,对机械臂进行模态分析和谐响应分析,评估其动态响应;最后,对机械臂的结构进行拓扑优化设计。实验结果显示,优化后的机械臂质量、位移分别减少了6.26%和6.05%,应力降低了7.61%。结果表明,该设计有效提高了机械臂的刚度和动力性能。

摘要：为减少外界干扰对农用车辆路径跟踪精度的影响,提高路径跟踪系统的鲁棒性,提出了一种基于干扰观测器和改进模糊PID算法的农用车辆路径跟踪控制策略。在建立农用车辆四轮转向运动学模型的基础上,建立路径跟踪数学模型,通过对模糊PID算法的比例、积分部分进行改进和加入基于干扰主动控制的干扰观测器提高控制策略的抗干扰能力;在MATLAB软件的Simulink仿真平台对所设计的控制策略进行有效性验证。仿真结果表明,与传统PID控制方法相比,所设计的控制策略可以成功消除外界干扰,能有效地加快响应速度,提高自适应能力,有利于农用车辆路径跟踪精度的提高。

摘要：作为一种工作机理独特的新型传热装置,脉动热管具有极高的传热效率、较高的抗烧干能力、良好的环境适应性,且结构简单、可变,成本较低,具有很高的实际应用价值,是目前传热技术领域的研究热点.本文在对脉动热管的优点、结构形式和工作原理进行总体介绍的基础上,首先从理论建模研究入手归纳了目前研究中通常采用的直管、单弯头管、部分单弯头管等结构模型和质量-弹簧-阻尼模型,质量、动量、能量方程模型以及其他数学模型,然后从实验可视化研究和计算可视化研究两方面综述了脉动热管的运行过程、工作机理以及近年来国内外在脉动热管方面的最新研究进展,从启动性能、传热性能和传热极限三方面系统介绍了管径、长度、截面形状、加热方式、充液率、倾斜角度、输入功率和工作流体种类等不同设计和使用参数对脉动热管性能的影响.进一步从设计与应用方面,对脉动热管在电子设备、太阳能集热、动力装置热管理和低温环境换热等方面的研究进行了综述,展示了脉动热管在实际应用中的效果和优势.最后对今后的研究方向与发展趋势进行了展望,指出可通过更详细的理论和仿真建模研究脉动热管的工作机理、工作性能、工作过程和优化设计方法.

摘要：为了满足海洋生物检测对精度和实时性的要求,提出了一种基于改进SSD算法(single shot multibox detector)的海洋生物检测算法。针对SSD算法浅层特征层语义信息不足、小目标检测效果差等问题,设计了特征融合模块和特征增强模块。特征融合模块通过融合不同特征层,丰富了浅层特征层的语义信息以及深层特征层的细节信息,综合上下文信息提高检测效果。为了进一步提高浅层特征层的语义信息,提出了特征增强模块,通过引入空洞卷积以及多尺度的卷积核,综合不同感受野信息以提高改进算法对小目标的检测效果。改进算法在仅增加少量计算量和参数量的情况下,全面提高了算法对海洋生物目标的检测准确率。结果表明,改进算法在海洋生物数据集中的平均精度(mAP)达80.8%,比原始网络提高了5%,检测速度(FPS)为74,略低于SSD算法,但远高于其他改进算法。改进算法能在保持实时性的同时取得较高的检测精度,能够满足海洋生物检测要求。

摘要：为了对机器设备损毁字符的标识码信息进行显现复原,提出一种正交励磁的损毁字符磁光成像复原识别方法。在研究钢材基体字符对磁场传导的影响机理的基础上,设计能分时正交励磁的环形电磁铁模型,并且通过仿真分析验证了该模型的正确性。采用局部直方图均衡化法对通过正交励磁获得的字符磁光图像进行增强,以突出字符的笔划特征;设计像素级显著值加权平均的融合算法,实现了正交励磁获得的所有方向上笔划特征的融合。设计实验系统,获得正交方向励磁的磁光图像,并对算法的效果进行实验测试。结果表明:局部直方图均衡化增强的磁光图像字符笔划对比度大,分辨率高,算法的增强效果理想;像素级显著值加权融合算法对字符磁光图像进行融合时,可以全方位、高效率提取字符图像的所有方向特征,且融合后图像清晰度高。所提正交励磁的损毁字符磁光成像复原方法能有效复原损毁严重、笔划复杂的字符。