镁含量对Ni/MgAl_(2)O_(4)催化剂甲烷干重整反应性能的影响

本研究采用溶剂蒸发自组装法制备了不同Mg含量的镁铝尖晶石(MgAl_(2)O_(4))载体,随后负载了金属Ni,并将该催化剂(Ni/x-MAO)应用于甲烷干重整制合成气反应。结合X射线衍射、氮气物理吸附-脱附和透射电镜等表征对催化剂的结构性质进行了分析,发现适量Mg的加入(10%-15%)有利于提高载体的比表面积,并形成耐高温的有序介孔结构。该结构可以将Ni颗粒限域在孔道内,有利于形成高分散、小晶粒的活性物种,其在高温反应下不易烧结。同时,H2-TPR和XPS结果表明,10%-15%的Mg含量有利于增强Ni与MgAl_(2)O_(4)的金属-载体相互作用,有效抑制Ni烧结,且其表面的活性氧物种有效抑制了积炭生成。在性能评价中,10%-15%Mg含量的Ni/MgAl_(2)O_(4)催化剂呈现出优异的CH4和CO_(2)转化率,在180 h的长周期活性评价期间,Ni/15-MAO催化剂的CH4和CO_(2)转化率分别保持在92.6%和92.5%左右,同时积炭量仅为0.89%,且反应后的Ni颗粒尺寸变化不大。

基于BF-Net与孪生分差的飞机结构裂纹检测方法

针对目前飞机结构疲劳试验损伤检测中计算机视觉识别模型面临的主要问题是如何从同为毫米级的表面纹理、划痕、污迹中识别出疲劳裂纹,提出了基于双向融合网络(bidirectional fusion network,简称BF-Net)和孪生分差的飞机结构裂纹检测方法。首先,采用分级检测策略,提取出可能出现裂纹的重点区域;其次,设计面向微小目标识别的BF-Net,通过自上而下和自下而上的特征融合操作从区域图像中自动获取高质量的裂纹特征信息;最后,采用孪生分差法,基于重点区域的自身特征信息以及与模板间的特征差异信息来综合判别裂纹。试验结果表明,该方法能够实现对微小裂纹的精确检测,为飞机结构疲劳试验中裂纹的自动化检测提供了有效的技术途径。

通过产物转化分离推动CO_(2)加氢制甲醇过程的研究进展

将过量排放的CO_(2)加氢合成高附加值甲醇的过程因受热力学限制使其原料转化利用率较低,通过产物转化分离的方式能够打破热力学平衡,从而推动反应正向进行,提高CO_(2)转化率。本文以将甲醇作为中间体耦合其他反应继续转化成低碳烯烃、芳烃等化工原料,以及利用膜反应器将副产水原位脱除等两种典型的产物转化分离方式为中心,分别展开论述其在促进CO_(2)加氢反应过程中,耦合反应条件优化、催化剂筛选制备以及分子筛膜反应器设计与改性等方面的研究现状。重点讨论了耦合反应的双功能型催化剂中分子筛载体的酸性与孔道结构对反应性能的影响,并分析了膜反应器未来的研发重点与难点在于进一步提高其制备可重复性。

基于最优占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制的转矩脉动问题,在分析传统的直接转矩控制产生脉动的基础上,设计了一种基于最优占空比技术的直接转矩控制。结合预测控制思想,根据当前转矩和磁链预测下一时刻的转矩和磁链误差,采用使下一时刻误差最小的原则计算出有效电压矢量作用的时间,设计最优占空比调制的直接转矩控制控制器。通过理论分析、仿真和实验验证表明,该方法能够在不影响转矩动态性能的前提下,有效的抑制传统直接转矩控制的转矩和磁链脉动,提高了直接转矩控制的稳态性能。

铝灰渣中AlN水解行为及其多元非线性回归分析

通过对铝灰渣水解反应过程中组分及其含量变化的研究,提出铝灰渣中AlN含量的修正公式;根据AlN含量和悬浊液pH值的测定,考察时间、温度、转速等水解参数对AlN水解速率的影响并对其进行多元非线性回归分析。结果表明:升高温度能降低铝灰渣中AlN含量并降低悬浊液pH值;延长时间可有效促进AlN的水解,同时在2h内悬浊液pH值迅速提升至高位;转速对AlN水解速率和悬浊液pH值无明显影响。总体而言,AlN含量比悬浊液pH值更能客观表征铝灰渣中AlN水解速率。对水解参数及修正后铝灰渣中AlN含量进行多元非线性回归分析并二次简化,发现理论值与实验值相对误差≤±8.65%。

电动加载系统多闭环复合控制

为了克服电动加载系统中存在直接影响加载精确度和动态性能的多余力矩强扰动以及电机、机构等非线性因素,提出了一种以转速闭环作为内环、力矩闭环作为外环,以及位置闭环作为外环补偿的复合控制策略,它能够对多余力矩和非线性因素进行隔离抑制。从系统的抗干扰性、鲁棒性等方面与传统单转矩闭环进行了理论分析和比较,转矩闭环采用模糊自适应PID控制算法,以提高加载系统的自适应能力。实验结果表明,与传统闭环控制效果相比,复合控制能够有效抑制多余力矩干扰,提高了力矩跟踪精确度和系统动态性能。

开关频率恒定与占空比调制相结合的PMSM-DTC控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在转矩脉动和磁链脉动大以及开关频率不恒定等问题,提出一种基于简单占空比的开关频率恒定永磁同步电机直接转矩控制。分析了电压矢量在不同转速和定子磁链位置对电磁转矩和磁链的影响,并设计了一种简单的占空比计算方式。PWM调制采用矢量控制的思想,使得逆变器开关频率恒定。仿真和实验结果表明,该方法能有效减少转矩和磁链脉动,保证逆变器的开关频率恒定,控制简单,动态性能好,鲁棒性强。

基于改进Mask-RCNN的飞行器结构裂纹自动检测方法

计算机视觉的裂纹自动识别算法在飞机结构疲劳试验中具有较好的工程应用前景,但由于飞机结构构型多样及疲劳试验环境复杂,传统方法的裂纹识别准确率难以满足要求。针对此问题,设计了一种基于关键结构定位的检测策略,并以目标分割算法掩码-区域卷积神经网络(Mask-regionconvolutionalneuralnetwork,简称Mask-RCNN)为基础对模型架构和非极大值抑制模块进行了适应性改进,提出了一种裂纹自动识别方法。该方法具有主动避开干扰因素、对图片质量要求较低的特点,同时利用Mask-RCNN将像素信息引入参数优化的特性,具备更高的识别准确率。在元件疲劳试验中,该方法对铆钉、裂纹的识别准确率分别为100%和87.5%,相较于现有方法优势显著。

电动汽车能量管理系统的功能及研究进展

通过对电动汽车能量管理系统典型结构的分析,简述了电动汽车能量管理系统的功能。由于电池模块的管理既是能量管理系统的核心部分,也是电动汽车电池的安全保障,因而系统地总结了电池能量管理系统的功能;介绍了国内外能量管理系统的研究现状,在分析能量管理性能的基础上,提出了电动汽车能量管理系统的研究发展方向。

基于导波和知识迁移的结构损伤识别方法研究

基于导波的损伤诊断方法在航空结构健康监测领域具有较好的工程应用前景,但由于使用环境和结构形式复杂、结构损伤识别阈值依靠先验知识确定,在提高损伤诊断准确性和可靠性方面还面临巨大挑战。人工智能方法可以降低对先验知识的依赖,但是需要大量的试验数据,实际工程中无法承受。因此,本文提出一种利用模拟物理损伤产生大量数据,再结合少量真实损伤数据进行结构损伤识别的研究思路,并以迁移学习算法为基础架构,设计了适用于实际工程应用的结构损伤识别模型PRED_RF。试验结果分析表明,在有限数据的情况下,PRED_RF模型的损伤识别效果明显优于其他传统机器学习和深度学习模型,结构损伤识别准确率达到了94.48%。

弹载电动舵机幂次滑模反演控制

针对高频响弹载电动舵机系统存在的齿隙非线性、参数时变、未知扰动等问题,提出一种幂次型快速Terminal滑模反演控制策略.设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,建立拟合系统的状态空间模型并划分为3个子系统进行控制设计.采用反演控制思想设计快速幂次Terminal滑模控制器,内环采用直接转矩控制控制策略,提高响应速度.应用Lyapunov方法证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,实现了对齿隙非线性的精确补偿.实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与反演控制和PID控制策略相比,弹载电动舵机的控制精度、收敛速度及鲁棒性有显著提高.

高导热氮化铝陶瓷制备技术的研究现状及发展趋势

氮化铝陶瓷具有高导热率、高温绝缘性和优良介电性能、良好耐腐蚀性、与半导体Si相匹配的膨胀性能等优点,是理想的电子封装散热材料。本文对氮化铝陶瓷粉体制备、成型工艺、烧结等方面的关键技术做出了总结,其中着重总结了氮化铝陶瓷烧结方面的技术发展现状。最后对高导热氮化铝陶瓷制备技术进行了展望。

基于正交实验及非线性回归分析的铝灰渣水解研究

采用L9(34)正交实验设计法研究了铝灰渣水解过程时间、温度、转速等因素对铝灰渣中AlN含量的影响,确定了水解参数的主次关系依次为时间、温度、转速。进一步优化了铝灰渣水解工艺,确定了时间、温度、转速的最佳条件值分别为20h、100℃、300r/min。采用非线性回归分析对水解参数进行了深入分析,得出了铝灰渣中AlN含量与各水解参数的非线性关系。实验值与理论值对比结果表明,相对误差值基本可以控制在±9.65%以内,研究结果可为铝灰渣水解过程中AlN含量的预测与控制提供一定参考。

基于遗传算法的机翼柔性蒙皮全参数优化设计

为解决变弯度机翼前缘柔性蒙皮结构设计问题,提出基于遗传算法的柔性蒙皮全参数优化方法。采用"刚度剪裁"设计理念,以大型远程飞机前缘为研究对象,通过优化变量缩减、设计区域规划和边界条件位移等效,对柔性蒙皮结构进行工程简化,在保证变形精度的同时达到降低模型复杂度的目的;基于遗传算法对蒙皮结构进行全参数同步优化,以获得混合优化变量的全局最优解。研究表明,该方法在兼顾优化效率和制造可实现的基础上,使前缘蒙皮变形的最小二乘误差(LSE)降低60%,最大偏移误差降低64%,可显著提高变形精度。

三维变弯度机翼前缘柔性蒙皮优化设计

光滑连续变弯度机翼前缘具有降低噪声和提升气动效率的优势.该文在二维翼型柔性蒙皮设计方法的基础上,提出了一种面向后掠机翼变弯度前缘柔性蒙皮的设计方法,其主要改进在于沿翼展方向对多个翼型进行同步优化、对目标函数进行修正从而解决了畸形变形问题,对现有带精英策略非支配排序遗传算法(NSGA⁃Ⅱ)进行修改以适应三维蒙皮的多目标优化求解.研究表明,与现有设计方法相比,该方法可使柔性蒙皮的变形精度提高27%,实现其在下垂状态下的高精度外形.

电动加载系统分数阶迭代学习复合控制

针对电动加载系统存在多余力矩扰动的问题,提出一种以位置闭环和力矩闭环为反馈控制、迭代学习控制为补偿控制的复合控制策略。为提高加载系统动态性能及降低建立模型的复杂性,驱动永磁同步电机采用直接转矩控制方式,建立加载系统频域模型。在位置闭环和力矩闭环采用分数阶PIλD~μ控制器代替常规PID控制器,迭代学习补偿控制采用分数阶迭代学习控制器,利用分数阶微积分的信息记忆特性提高控制系统的动态性能和鲁棒性,通过理论分析给出分数阶PD型迭代学习控制器的收敛条件。对正弦和梯形波载荷进行力矩加载实验及多余力矩抑制实验,验证了该控制方法的有效性。

等离子喷涂铝灰渣终料涂层工艺参数的优化

为了有效处理铝灰渣终料工业固废,通过初筛-水解-过滤烘干-球磨过筛等工艺制备喷涂粉末,并对喷涂粉末的微观组织和流动性进行分析;通过正交试验法考察了等离子喷涂工艺的4个主要参数电压、电流、送粉电压和主气流量对铝灰渣终料涂层显微硬度、磨损率和结合强度的影响,并对优化工艺进行了验证试验。结果表明,优化喷涂工艺后的铝灰渣终料涂层的平均显微硬度达到601.32 HV,磨损率为9.68×10^(-3)g/min,结合强度为14.24 MPa。与45钢基体材料相比,显微硬度提高了约100%。通过对铝灰渣终料造粒后,粉末的流动性可以满足等离子喷涂设备的要求。喷涂工艺优化后能显著提高铝灰渣终料涂层的性能。

变弯度机翼前缘柔性蒙皮优化设计方法与变形机理研究

光滑连续变弯度机翼前缘具有降低噪声和提升气动效率的优势,针对其变厚度柔性蒙皮,目前的研究主要集中于优化方法设计,而缺乏对蒙皮变形机理和变厚度方案优劣的分析。因此,首先对变弯度前缘设计区域进行了定义,然后开展了变弯度机翼前缘的蒙皮变形机理分析,总结出理想条件下柔性蒙皮的变形机理、实际变形与理想变形产生差异的原因及变厚度柔性蒙皮方案的设计难点和局限性,最后以机理分析为基础,提出了后掠变弯度机翼前缘柔性蒙皮的优化设计方法,并以真实翼型的变弯度前缘翼段为研究对象,完成了变形仿真分析。数值模型实现了变厚度柔性蒙皮的高精度变形,验证了该设计方法的有效性。

AlN陶瓷基片烧结曲线的研究与优化

研究了AlN陶瓷基片烧结曲线中液相烧结升温速率、保温时间、烧结温度对基片性能的影响。测定不同液相烧结升温速率下试样的翘曲度,确定最佳升温速率范围为0.2~0.5℃/min;同时,根据不同保温时间下试样密度的变化优选保温时间为5h,并协调出最高烧结温度为1 830℃。通过对比烧结曲线优化前后AlN陶瓷基片主要性能及组织结构,结果表明烧结曲线优化后效果明显。

基于创新能力培养的机械设计实验教学改革探索与实践

通过分析机械设计实验教学现状,针对当前实验教学中存在的不足,提出以创新能力培养的实验教学模式,改革现有的实验教学方法、教学内容,形成理论与实践教学相结合、科研与教学相结合,自主学习实验教学体系与开放创新的教学形式,培养学生创新及综合应用能力。