摘要：大悬臂预应力混凝土盖梁(以下简称大悬臂PC盖梁)通常会在悬臂根部设置折线段来保证结构的受力性能,但尚未有合理的折线段尺寸设计依据。为此,通过将附加折线段等效为弧线段,提出了折线段大悬臂PC盖梁的剪应力计算理论;针对大悬臂PC盖梁的折线段尺寸设计问题进行了1∶4的缩尺模型试验,分析了折线段对悬臂根部剪应力分布及受力性能的影响;并根据结构弯剪受力强度要求,给出了不同盖梁悬臂长度、受压边倾角及预应力水平等设计参数下的最小折线段长度比计算公式。结果表明:所提出的折线段变截面梁剪应力计算理论能较好地反映折线段设置对剪应力纵向分布带来的影响,顶缘最不利受力位置由悬臂根部转变为变受压边倾角处,随着折线段长度比的增加,盖梁顶底缘应力峰值均有所降低,需要通过控制折线段尺寸来保证结构受压边底缘的强度要求。所给出的最小折线段长度比计算公式对不同设计参数的大悬臂PC盖梁均能保证其有效精度,具有一定的实用性。

摘要：船联网(internet of vehicle,IoS)是船舶信息交换的载体.基于区块链技术,在IoS上构建一种可信的信息交换机制,并提出相应的航行事件置信度计算与船舶信誉管理方案.该方案借鉴信息过滤的思想得到船舶综合相似度,利用加权熵值反向计算融合的评级,根据回应船舶评级偏离融合评级的程度更新回应船舶的信誉值;然后采用最小二乘法建立信誉值倒数与评级误差之间的拟合关系,从而得以更新报告船舶的信誉值;进一步设计基于船舶信誉值的DPoS(delegated proof of stake)共识机制,旨在优先选择信誉值较高的船舶作为见证者船舶,以保障系统出块环境的稳定性和高效性.结果显示,在船舶滥用行为占比为40%的情况下,航行事件真实性判定的准确率仍在75%以上.研究表明,所提出的方案不仅有效提高了航行事件真实性判定的准确率,还能识别恶意船舶并限制其滥用行为,从而保证IoS环境的安全和稳定.

摘要：水润滑尾轴承在低速和重载工况条件下容易产生严重磨损与表面微缺陷。通过使用自修复微胶囊作为填料,赋予复合材料内部微缺陷的自修复能力,可以改善超高分子量聚乙烯(UHMWPE)水润滑尾轴承的使役性能。联用Pickering法与原位聚合法来制备含有活性异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)的自修复微胶囊,以硅烷交联改性UHMWPE来制备含自修复微胶囊的UHMWPE复合材料,探究不同的自修复微胶囊添加量对复合材料的机械性能、摩擦学性能及自修复性能的影响。测试结果表明:微胶囊的加入降低了复合材料的机械性能和摩擦学性能,微胶囊含量越高这2种性能下降越多。与此同时随着微胶囊含量的提升,复合材料自修复性能越好。综合考虑自修复微胶囊含量对复合材料的这3种性能的影响,当微胶囊含量达到10%时复合材料的综合性能达到最佳,为设计优异使役性能的新型水润滑轴承材料提供了参考。

摘要：针对实现机械臂在运动学限制条件下提升作业效率与稳定性目标,提出了一种基于改进JAYA算法的机械臂时间最优轨迹规划方法。选取UR5e机器人为研究对象,构建针对时间最优化的数学模型,并采纳3-5-3混合多项式插值方法,进行轨迹规划的设计与分析。针对所建立的数学模型对标准的JAYA算法进行改进,通过Tent混沌映射进行种群初始化,并引入局部吸引点和历史种群来分别优化局部搜索和全局搜索,从而提高算法性能。利用改进的JAYA算法进行了机械臂时间最优轨迹规划实验,结果表明,相比标准粒子群算法(PSO)和标准JAYA算法具有更高的寻优精度和更强的跳出局部最优解能力,优化后的各关节位移、速度和加速度曲线平滑,运行时间减少了39.7%。

摘要：为掌握中国乘用车外廓尺寸的分布特征,给相关设施的几何设计提供基础数据和理论支撑,在专业汽车网站上收集了4764款乘用车公开外廓尺寸参数,运用统计学方法分析乘用车外廓尺寸的总体特征以及不同细分车型的外廓尺寸特征,根据分析结果确定了小客车专用公路和乘用车停车库的外廓尺寸值。研究结果表明:乘用车长度呈现单峰分布,主要区间为4050~5450 mm;宽度呈双峰分布,主要区间为1650~2050 mm;高度呈山字形分布,主要区间为1425~1975 mm;轴距与长度分布形状相似,主要区间为2575~3175 mm。不同车型外廓尺寸差异显著,外廓平面尺寸从小到大依次为面包车、轿车、SUV、MPV、轻客;车顶高度从低到高依次为轿车、SUV、MPV、面包车、轻客。不同能源动力乘用车的尺寸差异主要体现在轿车车型,燃油轿车的长、宽和轴距大于纯电动车,车辆高度低于电动轿车。燃油汽车轴距与车长呈非线性正相关,纯电动车轴距与车长呈线性正相关,燃油车轴长比小于同类型的纯电动车。小客车专用高速公路应选用轻客作为设计车辆,车型的外廓尺寸(长×宽×高,下同)为6.0 m×2.1 m×2.8 m;小客车专用普通公路应选用MPV作为设计车辆,车型的外廓尺寸为6.0 m×2.0 m×2.2 m。根据聚类结果,乘用车停车库设计车辆及其外廓尺寸可分为微型乘用车3850 mm×1750 mm×1750 mm、小型乘用车5100 mm×2000 mm×2050 mm和轻型乘用车6000 mm×2100 mm×2550 mm。

摘要：[目的]为了提高机械臂对船舶表面污损的清洗效率,研究一种五自由度双清洗盘清洗机械臂模型并提出相应的清洗策略。[方法]采用改进型D-H法建立机械臂的运动学模型,并利用蒙特卡洛法对其可达工作空间进行仿真评估;采用7次多项式插值方法拟合各关节的运动曲线,使用K-means算法对二维栅格区域内随机生成的清洗点按距离进行分类,通过蚁群优化(ACO)算法规划出每个清洗盘的最优移动路径。[结果]该模型可达工作空间能够适应不同曲率的船舶表面,各关节的轨迹规划曲线较为平滑,且清洗盘路径规划方法高效。[结论]该机械臂模型具有较强的适应性和较高的清洗效率,可供多清洗盘清洗机械臂的应用设计参考。

摘要：在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从而得出速度虚拟控制输入,其次通过全局积分滑模(GISMC)控制设计动态控制器,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿,并通过李雅普诺夫函数保证整个闭环系统的稳定性。最后通过对2种不同曲率轨迹的跟踪仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可靠性。

摘要：[目的]为使局部路径规划算法更加符合船舶操纵特性,生成的参考路径更加安全可靠,提出一种三维势场建模方法。[方法]将笛卡尔坐标系转换为椭球体坐标系,解决势场分布函数的各向同性问题,通过求解拉普拉斯方程计算船舶势能分布函数,设计势场模型和模型预测控制(MPC)算法相结合的控制框架,提升不同场景下船舶动态实时局部路径规划的适应性。以苏通长江公路大桥桥区水域实际航行船舶为仿真对象,采用三维势场模型获取局部参考路径,结合MPC算法进行船舶路径跟踪控制仿真试验。[结果]结果表明,在单船对遇场景、单船交叉会遇场景以及多船场景下,相较于传统人工势场和改进人工势场生成的参考路径,三维势场模型的局部参考路径长度、曲线平滑度、最大转向角度、平均绝对航向误差整体表现最优。可以生成距离更短、更平滑的局部路径,且更加符合船舶实际操纵习惯,在交通流量密集的场景下的抖动更加轻微。[结论]三维势场模型生成的局部参考路径可以有效识别目标船舶转向角度和船舶尺度差异,降低对周围目标船舶数量的依赖,并能有效获取船舶智能体之间的相互作用,具有较高的可靠性。

摘要：旨在优化现有远程驾控船舶的通信架构,以应对不同环境(如港口、深海和极地区域)下的网络连通性挑战,解决覆盖范围、网络带宽及通信延迟需求无法完全满足的问题。首先,系统梳理岸基通信网络技术和卫星通信网络技术的适用性和技术特点,深入分析远程驾控船舶在不同水域环境下的无线通信需求。基于此,提出一种基于融合多种无线系统的卫星-岸基集成网络架构的设计思路,将卫星与岸基网络深度融合,以期构建智能化、稳定的船舶通信系统。通过揭示具备经济性与服务质量优势的卫星-岸基集成网络架构在复杂通航环境船舶远程驾控场景中的应用潜力,以及梳理相关关键技术及现存瓶颈问题,期望所提出的集成通信网络架构可为远程驾控船舶在多样化通航网络条件下的通信优化提供理论参考。

摘要：准确估计车辆质量和道路坡度,是实现车辆控制和节能的关键。针对现有道路坡度估计研究大多焦距纵向坡度,对于纵向道路坡度和连续转弯上下坡相耦合场景下的坡度估计研究较为缺乏。为此,首先针对货运车辆加速过程中的质量估计稳定性问题,探究了不同加速类型对质量估计的影响,提出了M估计和基于遗忘因子的递归最小二乘法(Forgetting factor recursive least square,FFRLS)联合估计方法,实现了货运车辆质量的鲁棒估计。进而,基于质量估计结果对复杂工况道路坡度估计问题进行分析,考虑连续转弯上下坡、纵向上下坡等耦合复杂工况,提出了一种自适应多模型融合框架,通过设计基于货车纵向动力学模型的最小模型误差(Minimum model error,MME)准则来构建货车误差补偿模型,解决连续转弯上下坡工况下货运车辆横向轮胎力和大纵向坡度下模型误差问题。通过提出基于卡方分布多分位点数据分类检测的鲁棒容积卡尔曼滤波(Robust cubature Kalman filter,RCKF)估计方法,解决道路坡度估计过程传感器异常误差干扰问题,实现道路坡度估计算法的鲁棒性。结果表明,所提方法具有辨识精度高且鲁棒性好,可以实现复杂工况下的车辆质量和道路坡度鲁棒估计。