摘要：针对非平面全驱动多旋翼无人机飞行时易受外部风场与未建模动态影响等问题,设计了鲁棒性较好的预测控制系统。采用牛顿-欧拉法构建了无人机六自由度非线性运动模型;设计了线性扩张状态观测器,将同时受匹配与非匹配干扰影响的无人机系统转化为仅受匹配干扰影响的等效系统,用以估计系统的状态变量;针对等效系统设计预测控制器以降低系统输出振荡和输入激增,设计干扰补偿器以提升闭环系统抗干扰的鲁棒性。仿真实验表明:与常规的非线性动态逆控制方法相比,该算法下的闭环系统具有更强的抗干扰能力与更高的轨迹跟踪精度。

摘要：采用激光熔覆技术在0Cr13Ni5Mo水电用不锈钢表面制备了陶瓷增强高熵合金涂层。以显微硬度和稀释率作为指标,设计了三因素三水平正交实验,确定了单道最佳熔覆工艺为激光功率2500 W、扫描速度200 mm/min、送粉速度9.5 g/min。采用上述最佳工艺参数,并选择50%搭接率,制备了AlCoCrFeNi-1%Ni(质量分数,下同)包Al_(2)O_(3)复合涂层,采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪等分析表征复合涂层的微观组织、物相和显微硬度。通过射流式冲蚀试验装置研究850℃、保温2 h热处理对复合涂层耐冲蚀性能的影响。结果表明,热处理后复合涂层微观组织未发生相变,复合涂层依然由体心立方结构(BCC)的单相固溶体相所组成,但晶粒尺寸显著细化。高熵合金-1%Ni包Al_(2)O_(3)复合涂层的显微硬度从热处理前的504HV 0.3提高到545HV 0.3。当冲蚀时间为30 min时,热处理前后涂层的质量损失分别为63.5 mg和50.5 mg,当冲蚀时间为120 min时,热处理前后涂层的质量损失分别为178.5 mg和146.9 mg,热处理后的复合涂层表现出更好的耐冲蚀性。热处理后,涂层在低冲蚀角度下由液、固双相流微切削作用的“犁沟”形貌为主,随着冲蚀角度的提高,涂层表面从单一“犁沟”形貌渐变为微切削和冲击破碎协同作用的“犁沟”“唇片”“凹坑”的复合形貌。

摘要：采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和有限元分析,对在汽车飞轮冷轧成型中失效的低碳合金渗碳钢轧辊进行断面观察、显微组织观察、硬度分布测试及基本受力分析。结果表明,失效轧辊渗碳层主要由针状回火马氏体、细小碳化物和少量残留奥氏体组成。从失效轧辊槽口表面到心部,硬度逐渐降低。失效轧辊槽口附近的显微硬度分布不均匀,渗碳层厚度低于设计要求且内部存在低硬度微区。多条微裂纹在轧辊槽口底部萌生,并汇合成主裂纹,沿着槽口底部向内扩展,其扩展方向与有限元分析基本一致。轧辊的早期失效主要与热处理工艺以及复杂的服役载荷有关。

摘要：杂草去除是农业生产中不可避免的问题,因此设计了一种跨行自走式除草机器人,能够同时实现行间和株间除草,且行间除草的同时能够起到深松土壤的作用。通过曲柄摇杆机构实现除草刀的摆动,来避开农作物。利用EDEM软件对固定除草深度和速度下不同入土角度的除草过程进行仿真分析,结果表明:相同除草深度和速度下,除草刀具受力随着入土角度的增大而先减小后增大;行间除草刀具选取45°入土角为最优工作参数,株间除草刀具选取60°入土角为最优工作参数;通过仿真计算土壤蓬松度和土壤扰动系数,得到的结果是土壤蓬松度在10%~40%之间、土壤扰动系数大于50%,符合松土壤扰动效果的评价指标。

摘要：压阻式薄膜压力传感器作为薄膜压力传感器的重要分支,具有灵敏度高、响应快、弹性好等优点,如何同时实现高灵敏度、宽工作范围、快速响应和快速回弹是未来所面临的挑战,而新型材料、结构设计、传感器制备方式及动态特性建模是高回弹性传感器研制的关键。本文归纳了基底及活性层材料制备及其相应单一微结构、仿生结构、皱褶结构的设计,同时阐述了高回弹性压阻式薄膜的制备技术,总结了薄膜压力传感器动态建模和动态补偿的方法,最后对薄膜压力传感器发展中的新需求做了展望。

摘要：针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题,提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成,建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型;基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程,设计抗干扰强的协同控制器,并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明:协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台,并对空压机转子的气磁悬浮进行分析,进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。

摘要：在三缸发动机平衡轴齿轮传动系统的传动过程中,存在着较大的振动和噪声问题,为此,提出了一种附加阻尼环的齿轮传动系统刚柔耦合模型,对柔性齿轮结构的运动特性及其振动抑制性能进行了实验研究。首先,采用集中质量法,建立了考虑齿轮间隙和时变啮合刚度的附加阻尼环6自由度齿轮传动系统的弯曲-扭转模型,利用石川公式计算出了柔性齿轮的时变啮合刚度,对比了有无阻尼环的齿轮系统的振动响应;然后,搭建了专门的齿轮传动系统测试设备,测试了不同转速下钢齿轮和柔性齿轮的加速度和噪声峰值;最后,设计了激光位移试验台,对比分析了不同转速下齿轮的微抖动,对柔性齿轮的减振效果进行了测试,并验证了理论模型的正确性。研究结果表明:当转速为1000 r/min时,钢齿轮和柔性齿轮的最大加速度信号分别为35.58 m/s^(2)和20.37 m/s^(2);当齿轮转速为4000 r/min时,柔性齿轮的阻尼效果最佳,加速度峰值降低了45.23%,噪声峰值降低了39.06%;钢齿轮的微抖动幅值明显高于柔性齿轮,两者的变化趋势相似。柔性齿轮能有效抑制轮齿微抖动振幅曲线的不平滑、毛刺现象,从而增强了三缸发动机平衡轴系的稳定性。

摘要：在利用三维粉末黏结(3DP)工艺成型标准圆柱件时,为了制备3DP工艺后处理环节所需的树脂渗透剂,以抗压强度为指标,利用响应面法中的Box-Behnken设计了实验方案,确定了优化配比方案。以此为后处理剂扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和抗压强度测试讨论了渗透参数(渗透次数、渗透方式以及渗透间隔时间)对3DP工艺成型件的抗压性能的影响。结果表明,制备的树脂渗透剂可有效改善成型件的抗压性能。在渗透处理时,采用浸润的渗透形式,通过多次浸润、渗透间隔时间逐次递增的方式,可以有效提高成形件的抗压性能。

摘要：为研究煤直接和间接液化柴油(DDCL、DICL)及其混合燃料液滴在不同环境温度下(500、600和700℃)的蒸发特性,利用基于悬挂法的液滴蒸发试验装置,采用交叉石英丝悬挂液滴,通过燃料设计方法,将DDCL和DICL按29∶21的质量比混合后可获得与柴油理化特性非常相近的燃料.研究显示,DDCL、DICL及其混合燃料液滴蒸发规律与柴油相似,均呈现两阶段蒸发.在600℃以下与经典d^(2)定律(d为液滴直径)存在较大偏差,随环境温度的升高,与d^(2)定律的偏差逐渐缩小.在以上3种环境温度下,混合燃料液滴均表现出的蒸发性能优于柴油,分别比柴油的平均蒸发速率高27.2%、46.3%和19.6%.研究结果为煤液化柴油在柴油机上的应用提供支撑数据.

摘要：设计了一种基于单目视觉与激光源倾置的微位移测量系统。首先,根据系统的测量原理,建立了斑点图像中心坐标值与微位移之间的关系,并得出了斑点图像中心坐标值是由纵向位变与切向位变组成的;其次,通过实验发现,当微位移变化较小时,切向位变对斑点图像中心坐标值的影响较大;然后,通过标定实验建立以切向位变为主导的测量函数模型;最后,对该测量函数模型进行了实验验证,并对测量误差进行了分析。实验结果表明:在0~1 mm的位移测量范围内,采用标定的测量函数模型对物体微位移进行测量的最大绝对误差为1.16μm,满足系统测量精度的要求。