高速列车分布式super-twisting滑模控制研究

针对不确定因素及外界干扰下高速列车分布式协同控制问题,提出基于super-twisting滑模一致性算法的高速列车速度跟踪控制策略。首先,考虑列车受到的外部干扰、基本阻力及车厢间耦合作用力,构建高速列车多智能体模型;其次,利用相邻车厢的位移和速度信息设计一致性滑模函数,引入super-twisting算法削弱控制输入抖振;最后,设计分布式二阶滑模控制律,并采用Lyapunov理论验证算法稳定性。以高速列车实际参数进行仿真研究,并加入外界干扰,利用本文方法、普通一致性、PID一致性及滑模一致性方法进行仿真。结果表明,相较于其他3种方法,所提算法能使车厢单元快速、精准跟踪目标速度曲线,速度误差在(-0.8~1.1)×10^(-3)m/s内,同时使相邻车厢距离保持在安全范围内,且控制输入较平滑,对外部干扰有较好的鲁棒性。

HMGA2、Twist在胃腺癌中的表达及其与EMT的关系

目的探讨胃腺癌中HMGA2、Twist的表达及其与上皮间质转化相关因子E—cadherin和Vimentin的关系。方法应用免疫组织化学方法检测80例胃腺癌标本以及20例正常胃组织中HMGA2、Twist、E—cadherin和Vimentin的表达，分析其与临床病理资料之间的关系。结果80例胃腺癌组织中，HMGA2、Twist、E—cadherin和Vimentin表达的阳性率分别为65％、68．75％、26．25％和67．5％，HMGA2和Twist的表达呈正相关（P〈0．05），HMGA2与Twist的表达均与淋巴结转移及肿瘤临床分期有统计学意义（P〈0．05），而且HMGA2和Twist的表达均与E—cadherin低表达（P〈0．05）和Vimentin高表达（P〈0．05）存在相关性。结论HMGA2与Twist在胃腺癌组织中的高表达与EMT的发生密切相关，通过促进胃腺癌组织上皮表型向间质表型转化进而促进侵袭转移。

基于高阶滑模的自适应Super-Twisting控制系统设计

目前设计的自适应Super-Twisting控制系统由于不具备抖振情况感知能力,导致响应时间过长,控制精度较低;为了解决上述问题,基于高阶滑模设计了一种新的自适应Super-Twisting控制系统;系统硬件由采集模块、存储模块、控制模块、电路模块组成;采集模块利用AD8036采集器,主要负责采集Super-Twisting的控制参数,并对控制信号进行调理,存储模块选择TDB7659存储器,主要负责存储由采集模块采集的控制参数数据,控制模块是控制系统的核心,主要由微控制器、D/A转换器单元、信号输入通道、输出通道、电源单元组成,控制系统的电路主要负责为各个模块提供所需的电压;引入高阶滑模理论,通过主程序完成系统初始化、设计Super-Twisting控制器、实现自适应Super-Twisting控制;实验结果表明,设计的基于高阶滑模的自适应Super-Twisting控制系统能够精准地削弱系统抖振,响应时间均不超过0.1 s,电流控制精度、位置控制精度和速度控制精度都在95%以上。

超高速飞行器自适应模糊超螺旋控制律设计

针对超高速飞行器多源扰动下高精强鲁棒控制需求,提出了一种自适应模糊超螺旋控制律。首先,给出控制导向的超高速飞行器姿态模型;其次,采用广义超螺旋算法设计控制器,实现滑模变量与跟踪误差的高精收敛;同时,引入高阶齐次观测器估计飞行器复杂扰动,并在控制律中做前馈补偿以提高算法鲁棒性。针对控制增益选取问题,基于模糊算法,通过融合专家经验,建立控制增益与滑模变量直接关联。相较传统自适应方法,该自适应律可实现控制增益快速调节整定,同时兼顾系统响应速度、鲁棒性与抖振抑制需求。最后,以考虑复杂多源干扰的超高速飞行器为对象进行仿真,结果证明了自适应模糊超螺旋控制律的有效性。

截面旋转及朝向对建筑周边行人风环境的影响

基于风洞试验和风环境评估理论对方形、矩形、椭圆形等基本形体及其相应截面旋转形体的超高层建筑周边行人风环境进行研究,分析了不同朝向及不同旋转角度下建筑周边行人风环境的舒适性和安全性。结果表明:朝向变化对方形截面建筑行人风环境影响较小,对矩形及椭圆形等双轴不等长截面建筑影响较大,将短边垂直于主导风向可以显著改善建筑周边行人风环境;截面旋转改变了朝向变化对建筑行人风环境的影响规律,旋转建筑与基本截面建筑的行人风环境分布随朝向的增加呈现相反的变化趋势;截面旋转不利于方形截面建筑周边行人风环境分布;对于矩形和椭圆形截面建筑,截面旋转可以减小朝向的变化对行人风环境的影响。研究成果探明了截面旋转角度及朝向变化对基本形体超高层建筑周边行人风环境的影响规律。

高转速背景下涡轮分子泵的发展机遇与挑战

传统直叶片结构的涡轮分子泵在高转速的背景下面临着新的发展机遇与挑战,为了突破当前遇到的“涡轮分子泵的抽气速率随着涡轮转速增加到一定程度以后就不再增加,仿佛进入了一个饱和状态”的瓶颈问题,文章从分子气体动力学基本原理出发,采用蒙特卡洛方法,分析了涡轮转速提高以后给涡轮分子泵的抽气机制带来的新变化,发现了传统直叶片结构的抽气叶列和抽气模式与目前达到的高转速不匹配限制了抽速的提升,但高转速背景下又为其抽气性能的提升提供了可能。理论分析和研究发现在涡轮叶列中设置随叶片半径变化的扭转叶片是突破瓶颈的途径,论述了设置扭转叶片的根本原因,提出了高转速小角度的设计理念和新型扭转叶片的几何建模的方法,以期实现最佳叶列结构的设计与求解,为研制高转速下高性能、高适应性涡轮分子泵提供理论依据与技术支撑,也为将来涡轮分子泵的结构优化设计提供了一个方向。

一种抗高过载电机设计与控制策略研究

针对制导炮弹23000g高过载环境下弹载电机易损问题,设计一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机,提出一种基于改进脉振高频注入法与改进模糊超螺旋滑模观测器的无感观测方法。考虑制导过程中存在高频、摩擦、风阻等干扰因素,影响弹载电机快响应、高精度的控制,提出一种超螺旋滑模自抗扰控制策略。仿真与电机实验结果表明:无感观测方法转子位置跟踪误差仅为0.008 rad;所提控制策略相较于传统自抗扰控制策略,响应速度得到了提升,速度抖振从0.5 r/min降至0.1 r/min,且抗扰能力增强了约1倍。

单调回复关系中稳定的Farey相邻元与拓扑熵

论文旨在利用数论中的Farey相邻元研究高维柱面扭转映射系统的复杂性。鉴于单调回复关系的解和高维柱面扭转映射的轨道之间存在一一对应的关系,问题转化为研究单调回复关系解系统的复杂性。假定单调回复关系的旋转集中有一对稳定的Farey相邻元p/q和p′/q′,利用周期延拓的方法,构造一对交换旋转数p/q和p′/q′的上下解,进而根据Angenent判据,得到系统具有正拓扑熵的结论。

偏转风场下高层建筑设计风速的风向折减因子

提出了超高层建筑设计风荷载估算过程中考虑风场偏转影响的强风风速风向折减因子修正方法。在风洞中模拟了一个方形截面超高层建筑刚性模型。在偏转风场和无偏风场工况下,根据提出的修正方法计算了北京地区和南京地区高层建筑设计风速的风向折减因子,分析了风场偏转对高层建筑气动力风向折减效应的影响。结果表明,偏转风场会使建筑风压存在偏移现象,最不利风压出现的风向角与无偏风场下不同,而在考虑风向折减效应的风荷载估算方法中,如果忽略风场偏转的影响就可能导致超高层建筑风荷载的低估,使得结构设计偏于危险,提出的修正方法能够有效解决这一问题。

捻度对渔用UHMWPE裂膜纤维线股拉伸性能与耐磨性能的影响研究

为促进超高分子量聚乙烯裂膜纤维(简称UHMWPE裂膜纤维)在渔用绳网中的应用,以膜裂法制备渔用UHMWPE裂膜纤维为原料,通过加捻制备渔用UHMWPE裂膜纤维线股,在此基础上,考察了加捻对UHMWPE裂膜线股的线密度、直径、拉伸性能和耐磨性能的影响。结果显示:UHMWPE裂膜纤维线股随捻度的增加表现出直径逐渐减小、实际线密度先增大后减小以及捻回角逐渐增加等特征;对于不同线密度规格的UHMWPE裂膜纤维线股,随着捻度的增加,其断裂强力均呈现降低的趋势,且纤维线密度越低,加捻对线股断裂强度的影响越小;1600 D的UHMWPE裂膜纤维线股的磨损次数随捻度的增加而降低,而3200和4800 D线股的磨损次数随捻度的增加呈现先降低后升高的变化趋势,且4800 D的不同捻度的线股之间的磨损次数无显著性差异(P<0.05),显示出纤维线密度越大,加捻对其耐磨性能的影响越小。1600、3200和4800 D的UHMWPE裂膜纤维线股的结节强力随捻度的增大呈现先升高后降低的变化趋势,当预加捻度为120 T·m^(-1)时,3种线密度线股的结节强力达到最大值,分别为204.15、373.5、562.41 N,较未加捻UHMWPE裂膜纤维分别提高了50.14%、37.13%和30.22%。在本实验捻度设置范围内,1600 D裂膜线股的结节强度随捻度的增加而增大,较未加捻裂膜纤维结节强度提高了32.49%。研究表明,无捻或低捻度、低线密度UHMWPE裂膜纤维线股可用于UHMWPE裂膜纤维无结网的制备;无捻或低捻度的高线密度UHMWPE裂膜纤维线股则具有较好的耐磨性能;中高捻度、低线密度UHMWPE裂膜纤维线股可用于UHMWPE裂膜纤维有结网的制备。研究结果可为渔用UHMWPE裂膜纤维绳网材料的加工、开发与应用提供参考。

基于扩张状态模型高阶滑模观测器的SPMSM无传感器控制

针对滑模观测器(SMO)在表贴式永磁同步电机(SPMSM)无传感器控制中存在固有抖振和不能有限时间收敛的问题,提出了高阶超螺旋非奇异快速终端滑模观测器(HOSTNFTSMO)。基于PMSM扩张状态模型提出了一种高阶超螺旋观测器(HOSTO)来实现抖振抑制。针对终端滑模面存在微分项会引入噪声的问题,设计了一个新的非奇异快速终端滑模面(NFTSMS),以实现状态变量的有限时间收敛。仿真结果表明,与传统SMO相比,研究的HOSTNFTSMO可以在不牺牲SMO鲁棒性的情况下获得较高的转子位置估计精度。

先进高强度双相钢弯扭复合回弹补偿控制研究

针对先进高强度双相钢弯扭复合回弹的预测与补偿问题,在弯扭复合回弹试验的基础上建立了有限元模型并进行了仿真模拟。首先,利用DP600材料在弯扭复合回弹试验中回弹量较大的特点,进行了单向拉伸试验和加载-卸载-反向加载的拉压试验以测定DP600的力学特性。其次,分别采用Ls-dyna提供的4种弹塑性材料模型建立了单向拉伸和拉压试验有限元模型,通过Ls-opt迭代求解筛选出合适的材料模型及参数,结果表明,采用MAT125材料模型预测的数值更接近弯扭复合回弹试验数据。最后,通过反向截面补偿法推导出底部支撑距离移动公式,通过反向位移补偿法和偏置曲面得到模具面,对弯扭复合回弹结果分别进行补偿。发现利用反向位移补偿法,并通过偏置曲面的方式,能够对在上压杆偏转角度增加时诱发的弯扭复合回弹进行有效补偿控制。

高捻桑蚕丝针织物的服用性能与风格

为解决普通桑蚕丝针织物的抗皱性、保型性和耐磨性差等问题,对桑蚕丝施加高捻,改进桑蚕丝针织物的服用性能。通过对不同捻度桑蚕丝针织物力学性能、外观形态的测试及观察以及织物风格的评定,系统研究了高捻桑蚕丝针织物的性能和织物风格。采用KES-FB织物风格测试仪测定不同捻度织物的16项力学指标,得到评定织物的基本风格值,分析了高捻桑蚕丝针织物在风格方面的综合性能。结果表明,高捻桑蚕丝针织物具有更加优良的性能,拓展了桑蚕丝针织物的应用领域。

基于改进滑模观测器的四旋翼无人机轨迹控制

针对四旋翼无人机在不确定干扰下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于改进滑模观测器的超螺旋控制策略。首先,对传统滑模观测器进行改进并提出快速三阶滑模观测器,该观测器对系统状态和未知干扰的估计更为准确和迅速;然后,在所提观测器的基础上,结合超螺旋理论和非奇异终端滑模理论,设计基于快速三阶滑模观测器的非奇异超螺旋终端滑模控制器,实现对轨迹的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了控制器的稳定性;最后,通过仿真实验结果对比证明所提策略的响应速度更快、精度更高。

基于改进粒子群算法和小波神经网络的高强钢扭曲回弹工艺参数优化

针对高强钢复杂件冲压后出现的扭曲回弹现象,运用有限元仿真软件DYNAFORM对复杂件的冲压、回弹过程进行数值模拟,提出了评价复杂件扭曲回弹程度的指标,并运用试验设计和小波神经网络代理模型方法对扭曲回弹进行了优化研究。以某弯曲梁为研究对象,以扭曲回弹为成形目标,通过正交试验设计筛选出对扭曲回弹影响较大的工艺参数作为影响因素。利用拉丁超立方对影响因素进行抽样,通过数值模拟获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用改进的粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优参数。结果表明:采用优化后的工艺参数能有效地减小该弯曲梁的扭曲回弹,该方法为减小复杂件的扭曲回弹提供一种有益的指导。

丝绸风格高支强捻面料的开发

本文总结了采用细旦粘胶短纤维为原料,生产丝绸风格的高支强捻面料的经验。通过纱线捻度与强力优化试验,得到纱线捻度、强力以及织物风格的最佳生产方案;克服了粘胶强捻纱强力低,在织造中易断头等技术难点,提高了织造效率。

外加电场的大小和频率对液晶衍射的影响

研究在外加交流电场作用下,高扭曲向列相液晶盒中威廉姆斯畴的形成,以及由此而导致的液晶衍射现象与外场电压的大小和频率的关系.

大功率LED螺旋扁管水冷散热技术

提出了一种基于螺旋扁管的大功率发光二极管阵列水冷散热结构,并建立了机械模型.从换热设备小型化角度,以最优的换热效果和较低的水流功耗等作为换热器性能评价准则,对不同水速、管壁厚度、螺旋段长度、压扁厚度的螺旋扁管进行仿真分析.在某一换热工况下对螺旋扁管结构尺寸进行了优化,利用有限体积法求解了计算域,结果表明:优化后的螺旋扁管水冷结构具有很好的换热能力;对供电功率为180 W的发光二极管阵列照明系统进行散热,芯片最高温度为57.573 9℃,可为大功率发光二极管照明系统的散热器工程设计提供一定的参考.

磁控溅射CrAlTiN涂层高速钢麻花钻的钻削试验研究

涂层技术是改善高速钢刀具切削性能的最有效方法之一。用磁控溅射离子镀CrAlTiN涂层M2高速钢麻花钻,在干式切削条件下对三种不同强度和硬度材料进行钻削试验,结果表明M2高速钢麻花钻经CrAlTiN涂层后,使用寿命显著提高。但随着被加工材料强度和硬度的提高,钻头寿命提高幅度下降,尤其是钻头重磨后下降幅度更大。因此要充分发挥涂层的作用,必须合理地选择高速钢基体和刀具几何参数。

SUFC工艺下830MPa级高强精轧螺纹钢组织特征和碳氮化物析出

研究了表层超快冷工艺下(SUFC)830 MPa级高强精轧螺纹钢筋碳氮化物析出形态、强化方式以及组织特征。结果表明,高强精轧螺纹钢筋析出相有方形、球形和片状三种形态,析出相结构基本相同,均为(TixV1-x)(CN)。钢筋芯部析出物较多,细小、弥散,呈片状或细片状,尺寸50 nm左右;边部析出物相对较少,呈方形或球形,尺寸100 nm左右。该钢具有典型组织特征:边部回火索氏体,芯部铁素体+珠光体,在组织强化的基础上通过弥散析出、相间析出和铁素体基体中位错线上析出等析出强化方式,弥补了芯部软相和边部过冷强化相之间的强度差异,保证了轧材的性能稳定。