摘要：为平衡航空发动机分布式控制系统中总线服务质量与控制品质之间的矛盾,提出了一种基于线性矩阵不等式理论的周期事件触发机制与保成本控制器协同设计方法。基于输入-状态稳定性(ISS)定理,构造周期事件触发控制下闭环系统渐进稳定的充分条件,并给出了控制器增益与成本函数上界的求解方法;考虑网络时延的影响,利用分段Lyapunov泛函,建立时延下闭环系统的稳定性判据,并对系统的时延稳定裕度进行求解和验证。仿真结果表明:在所求解的事件触发机制与控制器联合作用下,闭环系统获得了较好的控制性能。当触发参数设定值为0.4时,系统具有0.454 s的时延稳定裕度,且通信资源节省率达到了83%,有效地提升了网络的服务质量。

摘要：增材制造技术在航空航天应用方面具有单件小批量的复杂结构快速制造优势,未来将向着设计、材料和成形一体化方向发展。分析了增材制造在航空航天领域应用发展的3个层面,以航空发动机涡轮叶片增材制造、高性能聚醚醚酮(PEEK)及其复合材料、连续纤维增强树脂复合材料及太空3D打印为主题,介绍了增材制造技术国内外以及西安交通大学的研究状况。涡轮叶片应用增材制造工艺可以有效提高效率降低成本,未来向高性能的高温合金和陶瓷基复合材料增材制造技术发展。高性能轻质聚合物PEEK及其复合材料增材制造在高力学性能结构件、吸波功能件的成形中得到应用,将改变现有的设计与材料,推动结构与功能一体化发展。连续纤维复合材料增材制造将带动无模具纤维复合材料成形的新发展,在太空3D打印将改变未来航空航天制造模式。增材制造技术将给航空航天制造技术带来变革性发展。

摘要：基于三周期极小曲面设计梯度Ti6Al4V多孔支架,并采用选区激光熔化打印成形,分析边缘孔隙率P_(out)、中心孔隙率P_(in)和平均孔隙率P对力学性能和能量吸收的影响。研究结果表明:相同P的梯度多孔支架弹性模量、抗压强度和单位体积的总吸收能量W_(V)都随着P_(out)的增大而减小,随着P_(in)的增大而增大;不同P的梯度多孔支架弹性模量、抗压强度和W_(V)随着P的增大而减小;P对其弹性模量、抗压强度和W_(V)的影响大于P_(in)、P_(out)的影响。打印成形的梯度多孔支架能够满足股骨和胫骨的弹性模量、抗压强度要求,建立的力学性能模型可为面向骨科医学多孔支架的应用提供参考。

摘要：为了兼顾成形效率与精度,提出多光束变光斑激光定向能量沉积技术。研发了多光束变光斑激光熔覆头,该熔覆头采用3个激光输出头设计,输出的激光束在焦点处汇聚,每束激光束具有不同直径。开发了变光斑控制模块,通过控制3个激光束的不同组合,实现小光斑与多光束组合大光斑的快速变换。基于能量守恒和质量守恒原理,分析了激光、粉末和基板的交互作用,建立了多光束变光斑激光定向能量沉积工艺分析模型。经过实验证实,该分析模型能够预测不同工艺参数下的熔覆单道尺寸与粉末利用率,可为该工艺的参数优化和工艺参数选定提供参考。多光束变光斑激光定向能量沉积工艺具有响应速度快、可靠性高、激光能量利用率高等优点,为变光斑激光定向能量沉积工艺提供新的方法和相应的理论基础。

摘要：为满足军用空优战斗机的超声速巡航和亚声速巡航需求,提出了一种涡轮级间混合的变循环发动机架构,该架构包含两种工作模式和八种变循环特征。首先阐述了本架构设计理念与任务目标;然后建立了部件级实时动态变循环发动机模型;最后,在经过特有的粒子群寻优算法对变循环发动机亚声速巡航油耗寻优,对比第四代涡扇发动机油耗产生了12.75%亚声速巡航收益。此外,即使在超声速巡航点本架构也实现了一定的油耗收益和推力提升。在超声速巡航和亚声速巡航之间,可实现0.29~0.82的涵道比大范围变化。结果表明,该架构有望成为一种适用于下一代空优战斗机的变循环发动机架构。

摘要：为实现点火序列的高安全性及微封装体积,研究设计并制作了一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列,该序列包含了点火器、安保机构及点火药等核心部件,整体封装尺寸为Φ10 mm×3.3 mm。其中安保机构为具有双稳态功能的双层结构,前端的点火器为覆盖有Al/CuO微装药的NiCr桥箔,桥箔电极采用背部无引线封装的方法来降低序列封装体积,后端的点火药采用硼/硝酸钾(Boron/potassium nitrate)点火药。采用控制Al/CuO装药量的方法对其安保性能进行测试,结果表明该序列在Al/CuO装药尺寸为Φ800μm×30μm时安保机构在安全状态下能够阻隔前端点火器火焰能量的传递并保持结构功能完整,在解保状态下能够使后端的点火药被点火器点燃,具备点火隔火能力。

摘要：为了提高永磁同步电机(PMSM)速度伺服系统的抗转矩扰动性能,提出一种系数自整定的自适应速度补偿控制方法。首先,利用状态空间表示法,设计了PMSM负载转矩的降维状态观测器,实现了负载转矩的实时辨识与估计;然后,将转矩辨识值补偿到PMSM速度控制器的输出端,作为电流控制器的补偿输入,实现了自适应速度补偿,提高了系统的抗扰性。针对因转动惯量变化而影响负载转矩辨识的问题,分析了惯量的时变特性对转矩观测结果的影响规律,并提出一种基于sigmoid函数的补偿系数自整定的控制方法。该方法根据PMSM的电磁转矩和观测器的转矩辨识值,利用自整定sigmoid函数在线实时调节补偿系数,实现了自适应速度补偿的参数自调整。实验结果表明:所提出的补偿系数自整定控制方法的速度恢复时间较快,相比常规固定补偿系数的控制方法,速度调节时间从120 ms减少到100 ms;该方法减小了因惯量偏离真实值而导致转矩辨识出现超调或偏差时,通过前馈补偿对速度控制造成的冲击和振荡,有效提高了PMSM伺服系统的速度控制性能。

摘要：为了反映微安保装置集成在MEMS火工品时的工作状态,提出了一种具备状态反馈功能的硅基安保装置。该安保装置以电热驱动为基本原理,通过电热执行器与平面棘爪机构的组合,实现了对硅隔板运动状态的主动控制。在硅隔板上设计了通光孔,在隔板运动时,通过检测后端光敏电阻阻值的变化,实现了机构运动状态的实时反馈。微安保装置芯片尺寸为8.5mm×8.5mm×0.75mm,内部集成有0.3mg叠氮化铜,隔断位移达500µm,具备相应的起爆隔爆功能。

摘要：为了在全工序法中利用Free-form机床的灵活性与自由度,提出直接面向Free-form机床的弧齿锥齿轮全工序法,并分析小轮齿面的机床误差敏感性.已知大轮齿面,对小轮齿面微观形式进行主动设计.建立直接面向Free-form式机床的四轴联动全工序法小轮切齿数学模型,根据小轮目标齿面参数,求解刀盘和被加工小轮的相对运动关系,得到机床各轴的运动5次多项式,以及剩余待定的小轮刀盘廓形参数.分析机床各轴运动误差对小轮齿面拓扑形状的影响规律.算例表明:直接面向Free-form式机床的四轴联动全工序法可以保证小轮正车面接触迹线每个离散点的参数,和倒车面参考点的参数;机床各轴的运动误差可以引起小轮齿面的螺旋角误差、对角误差和压力角误差;Y轴对小轮齿面的影响最小.

摘要：目的探讨胸腔镜联合个体化3D打印生物可降解气管外支架治疗复杂的复发性气管食管瘘的可行性和安全性。方法收集2022年1月至2022年8月在西安交通大学第二附属医院小儿外科治疗的7例复发性气管食管瘘(recurrent tracheoesophageal fistula,rTEF)患儿的临床资料,其中女2例,男5例,年龄在4个月至10岁。依据术前胸部薄层CT(0.5 mm)进行气道三维重建并设计个体化支气管外支架,于西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室3D打印制作。所有患儿均接受胸腔镜气管食管瘘修补术联合3D打印生物可降解气管外支架置入术,支架于瘘管水平包绕气管并固定于气管软骨。结果7例患儿均成功完成胸腔镜气管食管瘘修补术及个体化3D打印生物可降解气管外支架置入术。手术时间为120~200 min,术后机械通气时间为5~11 d,监护病房住院日6~13 d,总住院日14~37 d。2例术后出现吻合口瘘,经保守治疗后痊愈。随访10~15个月时,7名患儿均未见气管食管瘘复发。结论胸腔镜气管食管瘘修补术联合3D打印可降解气管外支架可阻止rTEF黏膜管道的再通,可预防rTEF的复发,安全可行。