基于一致性和共识性分析的区间互补偏好关系群决策方法

为应对决策问题的复杂性和不确定性,本文提出一种基于加性一致性和共识性分析的区间互补偏好关系群决策方法。主要包括:针对现有区间互补偏好关系加性一致性定义的局限性,本文基于区间判断矩阵的中值和偏差,提出一种新加性一致性定义并介绍其性质;针对不完全区间互补偏好关系,本文通过构建规划模型确定区间互补偏好关系的残缺信息;针对不一致区间互补偏好关系,本文提出一致性检验模型和一致性调整模型;基于距离测度定义共识度量指标,并展开加性一致区间互补偏好关系共识性分析。最后,通过一个算例说明所提方法的合理性和可行性。

交互动态直觉模糊前景理论VIKOR法及在无废城市建设中应用

针对具有交互作用权重信息不完全已知,且评价值以直觉模糊数形式给出的动态多属性群决策问题,本文提出一种混合决策方法:前景理论+VIKOR法。首先,基于前景理论提出一种直觉模糊加权决策矩阵构造方法。其次,为求解未知权重信息,基于直觉模糊余弦相似性测度构建规划模型。同时,为对具有交互作用的评价信息进行融合,提出广义Shapley直觉模糊Frank-Choquet累积算子。最后,将新方法运用到“无废城市”建设中。

公路边坡三维柔性生态防护应用研究

本文基于人与自然和谐共生的生态环境下,伴随着工程建设过程中绿色低碳技术水平的提高,以公路边坡防护为应用载体,提出了既满足支挡功能又绿色环保的新型护坡方式,采用了以土工格室的柔性防护与植物护坡相结合构成的一种复合型三维生态防护技术,达到快速恢复开挖边坡的生态环境并实现坡面的植被保护效果。

煤矿用掘锚机行走机构设计

简要介绍了煤矿用掘锚机行走机构的功能和组成,及其相关的主要技术参数(接地比压、单边履带牵引力、输入功率、附着力等)的确定、支重轮和张紧轮组的设计,为相关设计提供了参考。

柔性复合基体光纤布拉格光栅曲率传感器

面向生物医学智能装备和软体机器人等领域柔性机构以及高端装备和重大基础设施复杂结构的曲率测量需求,提出一种高适应性柔性曲率传感器。通过将光纤布拉格光栅封装在硅胶基体中,并将硅胶基体与聚氯乙烯薄片贴合,形成基于光纤布拉格光栅的柔性硅胶曲率传感器。采用光纤传感解调系统和标准曲率标定块,实验测得光纤光栅传感器反射谱特征及其随标定块曲率变化规律,分析了光栅波长位移与曲率变化的关系以及传感器灵敏度与嵌入硅胶基体深度的关系。实验结果表明:硅胶-聚氯乙烯基体的曲率传感器可以实现曲率变化实时测量,最高灵敏度可达0.329 2 nm/m^(-1)。随着光纤光栅嵌入深度的增加,传感器灵敏度在0.2～0.35 nm/m^(-1)范围内逐渐增大。在多次重复测量中传感器具有较好的一致性,可用于柔性机构和复杂结构的曲率测量。

变体飞行器柔性复合蒙皮植入式光纤形状传感

针对变体飞行器变形机翼气动外形监测需求,提出一种植入式柔性复合蒙皮形状光纤传感方法。通过将光纤光栅传感器植入硅胶薄层,并与聚氯乙烯薄片组成复合蒙皮。建立柔性蒙皮形状传感系统,采用光纤传感解调系统,实验测得不同翼型下柔性蒙皮中光纤光栅反射谱特征及其变化规律;计算出柔性蒙皮弯曲曲率,并重建出柔性蒙皮变形三维形状;采用数字摄影测量系统完成对比测试。研究结果表明:柔性复合蒙皮变形光纤传感测量与数字摄影测试误差小于4.62%,光纤传感灵敏度达到245.5 pm/m-1。验证了植入式光纤传感方法的有效性,为变体飞行器变形机翼气动外形监测提供了参考。

基于改进多属性群决策的高速铁路建设项目质量管理绩效评价

为进一步提升高速铁路建设项目质量管理绩效评价的科学性和有效性,对高速铁路建设项目质量管理方案的主要影响因素进行了系统全面的梳理,构造出影响因素的指标体系。进一步借助区间值直觉模糊集理论对已有的多属性群决策方法进行改进,定义了指标属性的隶属度和非隶属度,由广义Shapley函数确定属性权重,并引入λ-模糊测度界定质量管理方案各个影响因素之间的相互作用。最终借助得分函数对质量管理方案进行打分排序,从而选出最优方案。这一改进多属性群决策方法有效提升了定量模糊判断的准确度,降低了决策者的决策难度,为高速铁路建设项目质量管理绩效评价提供了新的方法借鉴。

纳米金改善激光诱导等离子体探测方法研究

针对提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)中等离子体的发射光谱强度的问题,提出一种在铜样品表面沉积金纳米颗粒的方法。在样品表面沉积纳米金颗粒后对铜进行激光诱导击穿(NELIBS),得到NELIBS和LIBS下的发射光谱强度增强因子、信噪比等参数。实验表明,通过在铜样品表面沉积金纳米颗粒的LIBS(NELIBS)可以有效增强等离子体辐射光谱信号强度,铜元素谱线增强因子最高可达8.01,微量元素镁元素谱线增强因子最高为6.01,且增强因子均随激光能量的增加而逐渐减小并趋于稳定;NELIBS可以明显改善信噪比,铜元素在激光脉冲能量为80 mJ时达到最优,镁元素在激光能量为50 mJ时达到最优。对谱线Cu I 521.8 nm和Mg II 279.569 nm进行洛伦兹拟合,并得到半高全宽,发现纳米金颗粒使谱线半高全宽增加,谱线Mg II 279.569 nm的半高全宽增加了165.58%,谱线Cu I 521.8 nm的半高全宽增加了30%。样品中的微量元素因谱线强度低、信噪比差而无法探测到,通过此方法可以有效提高探测能力。

基于飞秒激光直写FBG的C+L波段掺铒光纤激光器

提出并设计了一种基于飞秒激光直写制备光纤布拉格光栅阵列的C+L波段掺铒光纤激光器,实现了波长可切换的单波长及双波长激光输出。采用飞秒激光透过聚酰亚胺光纤保护层在纤芯直写的方法,分别实现周期为538、542、547 nm的光纤布拉格光栅刻写,单个光栅栅区长度3 000μm。作为选频器件的光栅阵列反射波长分别为1 555.5、1 569.6、1 583.8 nm;选用长度为3 m的C波段和10 m的L波段掺铒光纤组合作为激光器增益介质,结合泵浦源、光纤布拉格光栅偏振控制器及宽带全反镜构成线形腔结构光纤激光器。实验结果表明:激光器工作阈值为35 mW,通过调节偏振控制器能够实现1 555.4、1 569、1 583.2 nm单波长激光可切换输出,激光3 dB线宽0.05 nm,边模抑制比大于35 dB;实验中分别对单波长激光的光谱稳定性进行了测试,10 min内最大功率波动小于0.98 dB;通过调节偏振控制器可分别实现1 569、1 583.2 nm以及1 555.4、1 569 nm双波长激光同时输出,在10 min监测时间内,输出激光功率变化分别小于1.14 dB和4.48 dB。

农业装备升降装置非接触式光纤位移传感器设计与试验

为了解决农业设备位移的宽量程、高灵敏度非接触测量问题,提出一种基于Peanut-shape迈克尔逊干涉结构的非接触式光纤位移传感器。分析了光纤Peanut-shape迈克尔逊干涉原理,设计了将磁场与Peanut-shape结构形成的全纤式迈克尔逊干涉相结合的传感器结构,并通过磁场仿真,得到磁场强度曲线。建立了传感器应变标定系统和位移测试系统。试验结果表明:Peanut-shape迈克尔逊干涉的光纤传感器应变灵敏度达到1. 82 pm/με,是普通光纤的1. 5倍,线性度为0. 997;位移测试得到的光谱曲线与磁场仿真曲线结果一致,可以实现位移的测量,且线性拟合度达到0. 999。

基于光纤光栅传感的卫星温度场测量方法研究

在太空环境中,卫星的公转会给自身带来较大的温差和温度交替频率,为了对卫星结构的温度场进行实时监控,采用准分布式光纤光栅测温系统。分析对比现有成熟技术,对光纤光栅种类、解调仪选型、卫星内布线方法和传感器封装技术等方面进行探究,通过一系列模拟试验,得出基于光纤光栅传感器的卫星温度场测量的较优方案,为后续工程提供指导性建议。

清朝在中朝边境设立“瓯脱”地带的原因分析

康熙年间,清廷应朝鲜的请求,在中朝边界中国一侧区域设立了“瓯脱”地带,并极力使其成为“无人地带”,其目的是避免两国边民往来,滋生事端。清廷之所以实行这一让步极大的政策,其原因主要有三点:一,中朝之间有特殊的宗藩关系;二,中朝之间有密切的军事互助关系;三,清朝对朝鲜实行特殊的优待政策。但这一政策的实施不仅影响了“瓯脱”地带的开发进程,而且还给晚清时期朝鲜边民大量涌入这一地区以可乘之机,并给朝鲜挑起中朝边界争端埋下了隐患。

植入光纤光栅的软体驱动器形状传感研究

软体机器人由于具有柔顺性和适应性等特点,在外科手术和狭窄空间等方面具有无可比拟的优势,为了实现微创手术等狭小空间中软体驱动器的姿态传感监测,提出基于植入式光纤光栅的柔性传感方法,首先将光纤布拉格光栅(FBG)植入在软体驱动器中;然后在软体驱动器的不同弯曲状态下,通过实验测试分析FBG点的光谱、波长漂移量和曲率等信息,利用3次样条插值等算法实现软体驱动器的三维形状拟合重构。实验结果表明,驱动器实际弯曲角度和重构算法之间的误差不足4.5%,传感器重复性的偏差指数不足7%。所提出的基于植入式光纤光栅的柔性传感方法可以实现软体机器人的姿态传感监测,在医疗外科手术领域具有广阔的应用前景。

基于折反射星敏感器光学系统的光纤光栅温度传感器设计

为了实现太空环境下的卫星折反射星敏器光学系统中特殊结构部位的传感器的安装及温度监测,排除应变对传感器的影响,设计了一种适用于光纤光栅的环形特殊封装结构。并对传感器进行了温度标定、拉伸、温度重复性、振动及热真空实验。实验结果表明:这种封装形式的光纤光栅温度传感器线性度为0.998,温度灵敏度为8.5~8.7pm/℃,同一温度下,中心波长变化量在2pm以内,同时,该结构形变产生的应变对传感器中心波长没有影响;在振动及热真空环境下,传感器的性能不会受到影响。

光纤植入聚酰亚胺薄膜柔性曲率传感器

面向软体机器人、变构型飞行器、可穿戴医疗装备等领域的柔性传感应用需求,提出一种植入光纤光栅敏感元件的聚酰亚胺薄膜柔性曲率传感器。研究了柔性薄膜光纤光栅传感器的传感原理、传感结构设计与光栅植入方法,建立了光纤传感、解调及曲率标定装置;实验分析了聚酰亚胺薄膜曲率与光栅中心波长漂移量关系,实验测得光纤光栅植入深度与柔性曲率传感器灵敏度的定量关系,验证了所提出柔性曲率传感器的可行性。研究结果表明,光纤光栅植入聚酰亚胺薄膜的曲率传感器可用于柔性变形传感测量,在0～30.03 m^(-1)的曲率范围内,光纤光栅植入深度为0.1 mm时,聚酰亚胺薄膜曲率传感器达到最大灵敏度50.65 pm/m^(-1)。光纤光栅植入聚酰亚胺薄膜的柔性曲率传感器可应用于柔性传感测量领域。

基于端面镀膜和基底增敏的级联法布里-珀罗光纤温度传感器

为实现高精度温度传感,设计了一种基于端面镀膜和铝合金基底增敏的级联法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)结构的光纤温度传感器。传感器采用3个端面镀金膜的单模光纤构成级联FP结构,并将此结构封装在热膨胀系数较大的铝合金基底上。级联FP结构中第一FP腔介质为空气,第二FP腔介质为光纤。端面镀金膜可增加光谱干涉对比度,金属基底可增加第一FP腔随温度的长度改变量并提升温度测量灵敏度。该级联FP传感器具有良好的线性度和优异的灵敏度并能通过改变空气腔的封装尺寸可实现灵敏度的调整。传感器测试结果表明传感器反射谱的条纹对比度达18 dB,在25~50℃范围内其相关系数为0.999 3,温度灵敏度为2.812 nm/℃,灵敏度较单一的光纤FP腔干涉仪提高了255倍。

面向电机测温的嵌套结构管式光纤光栅传感器

针对电机内部实时测温的需求,设计了一种嵌套结构的管式光纤光栅传感器。该传感器使用陶瓷基片作为内层结构,以304不锈钢管作为保护外层,采用飞秒激光刻写的纯石英光纤光栅作为测温敏感元件。搭建了恒温油浴光纤传感测试系统,采用循环升降温的方法对其进行了温度特性研究,结果表明该传感器测温性能良好,升降温实验的线性相关系数均为0.9999,在长期的循环实验中波长重复性为±2pm,迟滞误差小于5pm,有较高的可靠性,可用于电机内部的温度监测。

基于啁啾光栅的温度与应变测量解耦方法研究

实际环境中光纤光栅存在对应变与温度测量交叉敏感问题,提出了利用啁啾光纤光栅(CFBG)进行双参数同时测量的方法。通过将CFBG胶封于等强度梁上,利用CFBG反射谱的中心波长与带宽对温度与应变的灵敏度差异,组成系数解耦矩阵,实现对应变与温度的同时测量。室温下,CFBG的中心波长与带宽随应变变化的灵敏度分别为0. 79、1. 38 pm/με,线性度为0. 998 8、0. 999 3;在-20~60℃温度范围内,CFBG的中心波长与带宽随温度变化的灵敏度分别为22. 74、23. 97 pm/℃,线性度为0. 999 8、0. 997 0,表明使用单个CFBG可以实现同时测量应变与温度。

软体心脏固定器柔性支撑臂变刚度性能分析与测试

为解决目前非体外循环冠状动脉旁路移植术中所用心脏固定器刚度无法调节、易引起心表组织出血造成副损伤的问题,设计一种基于颗粒堵塞原理的变刚度软体心脏固定器,并探究其柔性支撑臂变刚度性能。将柔性支撑臂简化为悬臂梁模型,利用悬臂梁模型进行在不同填充颗粒、不同悬臂梁长度、不同负压下的力-位移测量实验。实验测得填充颗粒的直径越小、支撑臂的长度越短、负压越大,支撑臂所承受的力越大,支撑臂的刚度与负压大小成正比,支撑臂在0~10 mm的位移内承受的最大力能够达到2.4 N。研究结果表明:填充颗粒的大小、支撑臂长度、负压大小对柔性支撑臂变刚度性能都有一定的影响。

基于光纤传感的飞机油箱液位监测传感器

为了监测飞机油箱液位,设计了一种以石英材质为基底的新型光纤光栅温度传感器。该材质与光纤的热膨胀系数一致,避免了光栅与基体热胀系数差异过大导致的长期稳定性变差问题,整体的无金属封装形式也保证了油箱在易燃易爆环境下的安全性。采用两端点胶的粘接方式,使用紫外胶将光纤固定在石英材质的基底上,并通过温度重复性试验、温度标定试验和验证试验等对传感器的性能进行测试。结果表明:采用石英材质作为基底的光纤光栅温度传感器线性度为0.998,温度灵敏度为8.5~9.2pm/℃。传感器性能良好,将传感器绕飞机油箱内壁进行阵列排布,油箱液位高度的精度与传感器的排布密度有关,能够达到对油箱液位进行监测的要求。