交换机的时间感知整形器的设计

时间敏感网络(TSN)是应用于未来工业网络实时性的一种增强型以太网技术。作为主要关键技术之一,流量调度机制决定了时间敏感网络数据传输的确定性和实时性,对其进行研究是非常具有价值的。在研究了802.1Qbv标准中所定义的时间感知整形器的实现机制和完整的处理流程的基础上,提出了一种时间感知整形器调度机制的设计。将整个设计在自研的TSN交换机平台上进行组网测试,验证了调度器可支持时间敏感业务流的确定性传输。

霍普金森压杆整形器模型

添加整形器是调整霍普金森杆入射波波形,进而准确测量炸药动态力学性能的重要手段。为预测添加整形器后完整的入射波波形,采用应力波理论对子弹-整形器-入射杆系统中的一维应力波传播过程进行研究。利用波的叠加原理得到整形器加载-卸载的统一控制方程,据此建立整形器模型;通过对整形器材料-T2纯铜进行霍普金森压杆和整形器试验,得到T2纯铜的一维应力-应变关系;采用整形器模型预测单整形器和双整形器试验的入射波波形,分析不同工况条件下整形器的变形特性。分析结果表明:整形器模型具备预测包含卸载段在内的完整入射波波形的能力,模型预测的入射波波形与试验测量波形整体吻合较好,验证了整形器模型的可行性和整形器应力-应变关系参数标定的准确性。

两模态输入整形器的设计方法研究

以两模态输入整形器为例,对级联法和联立方程法这两种设计方法进行研究,并就这两种方法在时滞、脉冲个数、鲁棒性、计算强度等方面进行比较,仿真结果表明这两种方法对系统的两种模态误差均有很好的鲁棒性,级联法设计简单,且对高模态的不灵敏性要高于联立方程法,联立方程法则比较直观,得到的输入整形器包含的脉冲个数少,减少了时滞。

EI输入整形器的设计方法研究

采用极不灵敏法来设计极不灵敏输入整形器,在Singhose提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰极不灵敏输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一步的改善,但这种鲁棒性的改善是以牺牲响应速度为代价的.

基于极不灵敏法的EI输入整形器的分析与设计

文章采用极不灵敏法来设计EI输入整形器,在Singhose[1,2]提出的极不灵敏法基础上,完成了对无阻尼系统多峰EI输入整形器的推导过程,仿真结果表明用此方法设计的输入整形器能有效地抑制残留振荡,且较之ZV和ZVD整形器,其鲁棒性得到进一步的改善,但这种鲁棒性的改善是以牺牲响应速度为代价的。

闭环输入整形器消除多模态柔性系统残留振荡

输入整形技术能抑制柔性系统的残留振荡,但目前多采用开环控制策略,不能消除由于非零初始状态、参数变化、外界干扰和系统非线性等不确定性因素引起的振荡。对输入整形系统提出闭环控制策略,将输入整形器与振动阻尼器相结合共同抑制多模态柔性系统残留振荡。输入整形器阻止操作命令向系统中注入能量,振动阻尼器阻尼掉由于不确定性因素注入系统中的能量,这两个控制器共同作用能有效消除系统残留振荡。与开环输入整形技术相比,有更强的参数鲁棒性和抗外界干扰能力。将这一控制技术用于起重机模拟试验系统,能有效抑制载荷的残留摆动。

基于分形整形器的GPS系统性能确定上界研究

为了精确求解以自相似业务作为输入的网络性能确定边界问题,在GPS(generalized processor sharing)系统入口处利用分形整形器对自相似业务进行调控,提出了基于分形整形器的GPS系统模型,基于确定性网络演算理论推导了使用自相似业务作为输入时该GPS系统的缓存队列长度、延迟、延迟抖动以及有效带宽等性能确定上界模型。数值结果表明,基于分形整形器的GPS系统性能确定上界模型对自相似业务具有较好的性能。

波形整形器在酚醛树脂的霍普金森压杆实验中的应用

利用霍普金森压杆在室温下进行了应变为 10 2 ～ 10 3 s-1的冲击压缩实验 ,同时采用波形整形器使入射波的上升沿变宽 ,更好地满足试件中应力应变均匀分布的条件 ,使实验更接近常应变率加载的条件。结果表明 ,酚醛树脂是一种应变率敏感材料 。

缓冲区有限流量整形器性能参数的最小加代数表示

针对目前在流量整形器建模中将整形器视为无限缓存设备的缺陷,基于网络演算,使用最小加代数建立了有限缓冲区的流量整形器(FSS)模型,获得了FSS的分组时延和分组丢失与预留缓存空间的关系,给出了FSS性能参数的最小加代数表示.研究结果表明:当贪心整形器的服务曲线大于业务流的到达曲线时,整形器的引入不会额外增加业务流丢失的分组数,而整形器的缓冲特性能够减少网络中业务流丢失的分组数;在给定目标服务质量参数的前提下,相关结论可用于确定资源预留的上界,以改进网络的规划与设计.

波形整形器在火工品高过载试验中的应用

改进了传统的霍普金森压杆(Hopkinson)技术,采用输入波形整形技术,使加载波形更能满足火工品实际加载环境的需要,从试验得出使用整形器最大的特点是可以获得比较光滑的入射波,降低波的弥散效应,可消除高频振荡,明显改善加载波的质量,有较长的上升前沿时间,并且可以获得更接近常应变率的动态加载条件。同时,根据理论预估模型对不同形状的紫铜整形器进行计算,与试验结果对比表明,该预估方法可行。

基于功率转移函数的全光整形器性能评估

基于输入/输出功率转移函数的线性化三段模型,考察了全光整形器性能的理论评价方法,通过构建一个光纤四波混频整形仿真系统,验证了这种方法的合理性.分析了高斯分布的输入信号对全光整形器输出性能的影响.根据输入信号特性,将转移函数曲线由低到高分为五个区域,当信号"1"的均值落在第五区域时可获得较高的品质因数值和误码率性能的提升.最佳工作状态下,随着转移函数中间段斜率的增加,全光整形器输出信号品质因数值和误码率性能的提升会趋于饱和,但消光比有一个线性的增加.

旋压整形器对C110变形套管整形的实验研究

套管变形会直接影响到油气田后期增产作业和开发措施的实施,而变形井在使用旋压整形器进行整形修复时经常凭经验确定整形力和修复扭矩,如果整形力和修复扭矩过大则易造成变形套管及水泥环的破坏和卡钻事故。为此,在YAW-200压力试验机上对常用尺寸的油层套管进行压扁,然后分别由连续旋转钳和推力轴承提供扭矩和整形力,由小到大依次下入外径为126mm和129 mm的旋压整形器对变形套管(C110)进行了2次膨胀整形,得到了两种整形工具整形所需的整形力修复扭矩、变形套管的变形规律、变形套管回弹量的测试数据。实验结果表明,上述两种旋压整形器的外径级差是合理的。此外,为了确保后期生产工艺实施的可靠性,还对整形前后的变形套管进行了力学性能测试,发现整形后套管的各项力学参数均有所降低,从而导致整形后套管的承载能力降低。该研究成果为优化整形工具结构和整形施工参数提供了重要的实验数据。

基于整形器的UHPC材料SHPB试验数值模拟与分析

为探讨UHPC材料在SHPB试验中实现恒应变率加载和试件应力平衡的途径,采用大型有限元分析软件LS-DYNA从整形器材料、直径以及厚度等角度出发,开展了相应的数值模拟与分析。通过对软件中KCC损伤模型材料参数取值进行优化,拟合了UHPC材料动态损伤行为,建立了基于SHPB技术的UHPC材料冲击压缩数值模型并与实验验证。在此基础上,开展不同整形器材料、厚度和直径下的参数分析,探讨其对SHPB实验中恒应变率加载和试件应力平衡的影响。结果表明:整形器是实现恒应变率加载和试件应力平衡的有效途径;相对于铜质整形器,铝质整形器能获得的更小的恒应变率因子(Constant Strain Rate Factor,CSRF)值,能更好的实现恒定应变率加载;整形器直径增大到一定的程度,入射波将偏离一维应力波传播,建议整形器直径不宜大于杆件直径的0.4倍;为平衡加载过程中CSRF值和入射波强度,建议整形器长径比不宜大于0.2。

双输入整形器抑制两轴转动太阳翼调姿后的残余振动

在非惯性系下建立太阳电池翼的运动方程,完成双输入整形器的理论推导,解决两轴转动太阳电池翼调姿后的残余振动问题。双输入整形器根据太阳电池翼的结构固有振动特性,包括固有频率、阻尼比、质量阵和模态向量,针对每个转角输入设计基于连续传递函数的双输入整形器,用于抑制两轴转动太阳电池翼调姿后的残余振动。通过太阳电池翼弯曲-扭转两轴转动有限元模型动力学仿真,验证整形后的转角输入函数驱动太阳电池翼调姿能有效抑制残余振动,且在电池翼结构参数有所震荡的情况下具有较好的鲁棒性。

液压式套管滚珠整形器的研制与应用

针对套管变形修复技术中机械整形(冲胀和磨铣工艺)普遍存在损伤套管、牺牲套管厚度、修整尺寸小、施工周期长和成本高等问题,研制了液压式套管滚珠整形器。该整形器采用变径钢珠滚压套管内壁的设计,将以往常规机械整形的面接触变为点接触,可大幅增加胀压力,且不损伤套管;中心轴内含短行程的设计确保钢珠胀管突出后能够适量缩回,防止作业管柱卡井;泄压后提放管柱工具可复位,可以实现长距离连续整形;应用小修作业机和泵车即可实施作业。该整形器在现场应用中收到很好的效果。

球面整形器硬质合金齿过盈配合有限元分析

为改善球面整形器质量,提高固齿强度,建立了球面整形器本体齿孔与硬质合金球面齿过盈配合的有限元力学模型。针对几种不同过盈量配合状态,采用有限元软件ANSYS进行了过盈配合的仿真计算。结果表明,球面整形器本体与硬质合金球面齿在过盈量分别为0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mm时,齿孔上最大Von M ises应力值成正比增加,并由此确定了合理的设计过盈量,为球面整形器的设计提供了理论依据。

一种新型梯形垄整形器的设计

针对河西走廊在垄的整形方面受农业机械化普及较低、起垄设备较为落后的影响,主要靠人工开挖、整形完成作业,用时长、工作量大、效率低等问题,设计一种代替人工作业进行机械起垄、压实、整形的梯形垄整形器。该机具具有工作可靠、结构简单和一机多用等特点,通过培土整形部分与调节顶板配合使用调节起垄宽度,调节顶板和整形侧板上的圆形孔适配、培土板背侧焊接管套和调节杆配合调节起垄高度,从而提高机具的利用率,降低作业成本。田间试验结果表明,该梯形垄整形器起垄整形效果良好,其试验值均满足河西走廊地区的农艺要求。

基于复数法的输入整形器的设计与研究

提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-复数法.即根据系统残留振荡的特点,用复数表示输入整形器的各脉冲,将输入整形器的运算转化为数学运算,推导出ZV和ZVD整形器的表达式,并对其响应速度和鲁棒性等性能进行了分析.仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡.

一种基于时间感知整形器的TAS-WRR调度算法研究与实现

随着工业4.0概念的提出,工业自动化生产对工业以太网的通信性能提出了更高的要求.当不同类型数据在工业以太网中的交换设备进行转发时,会在发送端口存在排队等待现象,数据通信的实时性和确定性难以保证.针对上述问题,本文将时间敏感网络(Time sensitive network,TSN)引入工业以太网,基于TSN时间感知整形器提出了TAS-WRR(Time Awareness Shaper-Weighted Round Robin,基于时间感知整形器的加权轮询)调度算法.首先,该算法根据通信需求,将数据划分不同优先级.其次,为保证数据通信的周期性和实时性,将通信时间划分周期,并为高优先级的实时数据预留带宽.最后,采用加权轮询调度的方式,在保证高优先级数据通信质量的同时,有效的减少低优先级数据的饥饿现象.通过对比测试,可证明TAS-WRR算法能有效提高不同数据流在交换设备中调度通信的实时性和确定性.

无损分形整形器模型及其性能分析研究

在自相似网络入口处利用分形整形器对输入业务流进行监控是实现自相似网络QoS保障和避免拥塞的必要手段。基于网络演算建立了无损分形整形器的数学模型,进而给出了无损分形整形器的性能模型,分析并讨论了无损分形整形器的引入对自相似网络性能的影响。