水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的实践探究

作为我国建筑设施的基础,水电水利工程与人民的日常生活密不可分,随着社会经济的逐渐发展以及各行各业持续迎来各种技术变革,人们对水利水电工程的重视愈发显著,因此,需要借助有效的施工方式以确保施工顺利进行,而边坡开挖支护技术经验证是行之有效的施工技术手段,进而实现高质量工程建设,更好地惠及群众。本文通过对边坡开挖支护技术进行分析,在实际案例中进行实践,旨在为水利水电工程提供有价值的参考方案。

反应式导航在地下自主行驶铲运机中的应用

基于"沿墙壁"的反应式导航技术,设计了铲运机自主导航算法。通过对铰接转向角和油门的控制,使铲运机车体与墙壁保持一定的安全距离和安全角度自主行驶。根据条形码技术设计了一种可识别的编码信标,该信标可以有不同的编码组合,利用激光雷达的扫描和这种编码信标可以实现对若干关键位置(例如起点、采掘点、倾倒点等)的判定,为导航决策系统提供精确的位置信息以做出行为决策。"沿墙壁"的反应式导航技术结合"信标识别"的关键位置判定技术,实现了地下铲运机的自主导航行驶。

六轮电驱动铰接式自卸车操纵稳定性研究

为一辆60t六轮电驱动铰接式自卸车建立考虑侧倾自由度的整车转向运动数学模型,以研究其稳定行驶的条件,分析车体质心位置对行驶稳定性的影响。接着建立了整车ADAMS/AMESim联合仿真模型,进行稳态回转试验和转向盘角阶跃输入试验的仿真,以观察整车的操纵稳定性,并分析后车体质心位置对稳定性的影响。仿真结果验证了所建模型的正确性。

圆螺纹套管接头上扣与滑脱的数值模拟

用有限元程序ＡＤＩＮＡ对圆螺纹套管接头的滑脱机理进行了研究。利用位移约束方程处理过盈量和接触条件，通过接触试探和弹塑性平衡迭代，考察了圆螺纹套管接头在上扣时以及拉伸载荷作用下的力学特性，提出了接头滑脱判据，确定了滑脱载荷。该研究结果有助于工程技术人员在进行套管柱设计时合理选用套管接头。

矿用汽车轮边减速器可靠性优化设计

将可靠性理论和优化计算方法应用到矿用汽车轮边减速器设计中,建立轮边减速器的可靠性优化数学模型。通过MATLAB概论率工具箱求解随机变量的可靠度系数和优化工具箱寻求最优设计参数。降低矿用汽车轮边减速器的外型尺寸、提高了轮边减速器的使用寿命。

基于NMPC的地下无人铲运机反应式导航系统

针对地下无人铲运机反应式导航存在的转向与回正滞后、对宽度变化的弯道适应性较差等问题,提出了基于非线性模型预测控制(NMPC)的反应式导航系统,其中设计了基于NMPC算法的反应式导航运动控制器,并针对NMPC控制器所需要的局部参考路径,提出了一种分段式局部路径决策策略与之相匹配。NMPC控制器的设计包括采用欧拉法推导地下铰接式铲运机的非线性预测模型,然后设立基于铲运机约束条件的优化目标函数进行最优控制序列求解。分段式局部路径决策策略则是将地下巷道拟合分为多种典型作业环境并分别在不同环境下提出相应的决策策略,在铲运机行驶中根据预测时域内的巷道环境信息实时调整局部参考路径,然后将局部参考路径信息提供给NMPC控制器并进行跟踪。通过仿真实验设置不同仿真环境对本文提出的反应式导航系统进行验证并与基于线性时变模型预测控制(LTV-MPC)的反应式导航系统进行对比,仿真效果表明,本文提出的地下无人铲运机反应式导航系统能够在较窄的巷道内实现自主导航,并且能够适应宽度变化的巷道,在多种仿真巷道环境中铲运机与巷道壁的距离最小值为0.73 m,且航向误差能够在5 s内由0.89 rad收敛至稳定状态,稳态误差趋向于0.001 rad,铰接角输出较为平顺,提高了地下巷道弯道处参考路径的安全通过性和铲运机对宽度变化的巷道的适应性。

铰接式自卸车悬架系统的应用现状与发展

铰接式自卸车工作条件恶劣,悬架系统对行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。根据悬架系统的分类,介绍了国内外铰接式自卸车悬架系统的应用现状;概述了各悬架系统的优缺点,指出被动悬架仍是目前铰接式自卸车广泛采用的悬架系统,并对智能悬架的发展方向和研究重点进行了探讨,分析了今后悬架发展的趋势。

电机非正弦供电电压单周期真有效值同步采样

针对电动机定子绕组输入的非正弦脉宽调制电压真有效值测量困难的问题,提出了一种非正弦周期信号单周期真有效值测量方法,该方法从交流电压真有效值的定义出发,采用数字离散同步采样测量法,利用DSP对非正弦脉宽调制电压的瞬时值进行高速采样,将硬件同步法与软件同步法相结合,可以实时精确测量电动机定子绕组输入的非正弦周期交流电压信号真有效值。给出了该方法对电动机定子绕组上的脉宽调制交流电压真有效值的测量结果,并将结果同福禄克(FLUKE)Norma 5000功率分析仪进行了比较,相对误差控制在1%以内。该方法不仅可以实时测量非正弦周期信号的真有效值,同样可以测量规则的正弦交流电压真有效值。

轮边电机制动器及其设计计算

介绍了一种新型的轮边电机制动器的结构原理及特点,该制动器布置在电动机轴上,集行车制动、驻车制动和紧急制动于一体,大大简化了制动器结构和液压控制回路。该制动器由压缩弹簧提供制动力,由液压油解除制动,因此在发动机失效及液压管路故障的情况下仍能安全制动。通过计算制动时制动器需要提供的最大制动力对压缩弹簧进行了传统设计计算,并用Matlab优化工具箱以制动时弹簧的长度为优化目标进行了优化,优化效果明显,显著提高了制动器的储能能力。

矿用自卸车举升缸支座拓扑优化设计及刚强度分析

根据170 t矿用自卸车举升缸支座的设计思想,建立了举升缸支座支撑板的矩形模型,利用有限元软件ANSYS对其模型进行了TOP优化设计,根据优化设计的结果,用三维设计软件SolidWorks建立了举升缸支座的三维模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench中对举升缸支座的刚强度进行了分析,为该车举升缸支座的设计提供了参考。

基于AMESim和有限元法的浮动式举升缸支座设计与分析

通过拓扑优化设计了自卸车浮动式支撑结构的举升缸支座;利用AMESim软件对液压举升系统进行仿真,得到了举升缸支座工作时的载荷曲线和最大载荷;根据最大载荷,用有限元方法对其本身以及其对车架纵梁的影响进行了分析。与传统底板焊接式和纵梁式结构的举升缸支座相比,浮动式支撑结构的举升缸支座明显优于其他两种结构。

突出办学特色 汇聚一流人才

兴校强校 ,决定性因素在于人才。北京科技大学以加强高水平的师资队伍建设为核心 ,实施“4 2 2高层次创新人才工程” ,同时进行了三次人事分配度制度改革 ,取得了较好的效果。今后 ,将从以下几方面加强高层次人才队伍建设 ,有计划、有目的的调整和补充教师 :完善聘任和淘汰机制 ;建立科学的人才遴选标准和考核体制 ;加大投入力度 ,缓解条件建设与队伍建设的矛盾 ;从企业中引进高层次人才 。

基于Hilbert-数学形态变换的柴油机燃烧始点辨识

为了识别燃烧始点,本文对比了基于油压、缸压以及振动信号识别方法的优缺点,最后采用振动信号识别。在燃烧始点气缸压力急剧升高,缸盖振动响应也更为强烈。通过对信号进行一系列的Hilbert变换、形态滤波、差分运算、最后设置阈值即可提取燃烧始点。实验分析得出康明斯K38发动机燃烧始点约在上止点前20°CA,结果表明该方法具有稳定性、准确性和可行性。

基于Hilbert—数学形态变换的柴油机燃烧始点辨识

为了识别柴油机燃烧始点,对比了基于油压、缸压以及振动信号识别方法的优缺点,最后采用振动信号识别。通过对信号进行一系列的Hilbert变换、形态滤波、差分运算,最后设置阈值即可提取燃烧始点。该方法具有较好的稳定性、准确性和可行性。

CNG加气站固定储气设施的防火间距研究

CNG加气站的安全间距与城市安全及土地利用密切相关,为在满足安全要求的前提下降低安全间距,提高土地利用率,对CNG加气站的防火间距进行了研究。基于Chamberlain模型,对CNG加气站内固定储气设施发生燃气泄漏燃烧的热辐射进行数值分析,结合地下抗爆泄压式新型固定储气设施的研究成果,利用Matlab对不同形式的固定储气设施发生燃气泄漏燃烧事故时的热辐射情况做出相应的数值计算。计算结果表明,新型的固定储气设施(技术)可以有效地缩小其防火间距,提高CNG加气站的土地利用率。

确定设备最佳更新期的仿真方法

本文提出了一种确定设备最佳更新期的仿真方法,建立了设备最佳更新期仿真模型。该方法应用蒙特卡罗仿真方法求当量年等额花费(随机变量)的期望值,最小当量年等额花费对应的使用期限即为最佳更新期。将该仿真方法用于机车柴油机更新决策,取得了良好效果。

发挥特色优势 引领行业技术创新 努力建设世界冶金、材料教育和科研中心

学校将在十七大精神的指引下,认真贯彻落实科学发展观的要求,坚持"发挥特色优势,引领行业技术创新"的科技工作思路,紧紧围绕国家和行业重大科技需求,力争在冶金、材料领域的原始创新、集成创新、工程创新方面有更大作为,努力将我校建设成为世界冶金、材料教育和科研中心,为创新型国家建设做出新的更大贡献。

基于可变预测时域及速度的车辆路径跟踪控制

非线性模型预测控制(NMPC)在车辆路径跟踪控制中的应用日益广泛,但目前的研究成果中尚未深入考虑预测时域和速度对车辆路径跟踪控制性能的影响。为此,分析了预测时域、速度与车辆路径跟踪控制性能之间的关系;采用三次多项式拟合获得了能够保证车辆路径跟踪横向误差小于0.1 m的最佳预测时域和参考速度的控制律;改进了用于车辆路径跟踪控制的NMPC控制器,且改进后的NMPC控制器的性能通过仿真进行了验证。仿真结果表明:改进后的NMPC控制器的横向误差在0.0928 m以内,航向误差在0.0724 rad以内。相比传统NMPC控制器,改进后的NMPC控制器将最大横向误差减小了4.2671 m以上,将最大航向误差减小了0.3927 rad以上,路径跟踪控制性能得到了较大幅度的提高。

基于非线性模型预测控制的移动机器人实时路径跟踪

针对移动机器人路径跟踪模型预测控制中,存在线性化预测模型削弱控制器对参考路径曲率突变和航向突变响应能力的问题,从非线性模型预测控制出发,提出了两种实时性优化方案,即减少控制步数或降低控制频率。仿真与实验结果表明,采用减少控制步数或降低控制频率方案优化后,非线性模型预测控制器在每一控制周期内的解算时间小于控制周期;减少控制步数相比降低控制频率或线性化预测模型具有更小的横向误差和航向误差,可以更好地保证控制器在跟踪曲率、航向变化较快的参考路径时的控制精度。因此,相比其他实时性优化方案,减少控制步数更加适用于农用机器人等对灵活性要求较高的移动装备。