一种多星分离的姿控联合仿真方法

现阶段仅依据多体动力学,难以准确分析和评估多星分离时含调姿过程的近远场分离过程。因此针对一箭多星任务的分离安全性设计需求,提出了一种姿控联合仿真方法,实现了近远场分离的实时调姿仿真。计算结果表明,该方法与专业弹道软件相比,计算误差不超过5%。同时为了进一步研究结构参数、动力学参数和调姿算法等变量对分离方案的影响,结合拉丁超立方采样和蒙特卡罗打靶法,优化了采样空间,从而可以快速分析变量偏差、采样方式对不同分离工况的影响,进而准确判定分离方案的安全性。该方法实现了参数的自动化设置,可有效提高仿真效率,能为一箭多星发射任务的快速论证及分离安全性设计需求提供有力支撑。

一种近场地震结构振动半主动控制方法

【目的】发展一种近场地震结构振动半主动控制方法。采用神经模糊模型来描述SMA应变率、温度相关的非线性力学行为。【方法】基于非支配遗传算法设计了自组织模糊控制器实现对结构的半主动控制,结合近场地震特点,以最大层间位移和各层绝对加速度峰值为性能控制指标,调整模糊管理规则实现多目标启发式优化。最后采用非线性时程分析程序,比对分析了受控和无控三层框架,研究了该方法对近场地震结构振动控制性能。【结果】研究结果表明,近场地震作用下,在不增加结构加速度响应的基础上,有效地减小主体结构位移和损伤,实现了对结构振动的有效控制。

大空间采场远近场坚硬顶板井上下控制理论及技术体系

坚硬顶板特厚煤层开采采场空间大,矿压作用复杂,致使采场强矿压作用机理不清,并缺乏针对不同层位坚硬顶板的多点控制技术体系,必须在更大采场空间范围内研究坚硬顶板控制的新理论和新技术体系。笔者团队经过近15 a的产学研攻关,形成了大空间采场远近场坚硬顶板井上下控制理论及技术体系:针对岩层控制研究涉及空间不足,提出了大空间采场概念;基于顶板破断特征及矿压作用规律,定义了远场和近场坚硬顶板;兼顾采空区矸石压缩及覆岩块体的协调运动,建立了大空间采场远场坚硬顶板破断结构力学模型,揭示了远场坚硬顶板破断失稳的强矿压控制机理;基于弹性薄板理论,构建不同切顶工艺、9种组合边界条件下的近场坚硬顶板初次和周期破断力学模型,揭示了近场坚硬顶板定向造缝采场卸压机理;综合工作面参数、近场矿压作用等基础指标,以及临空开采、双系影响等强化条件,建立了强矿压分级预测评价体系,给出了4个不同级别矿压显现程度的量化指标及对应的控制技术;研发了坚硬顶板地面水平井体积压裂技术、地面垂直井分级压裂技术,发明了远场坚硬顶板裂缝扩展监测技术,有效解决了远场坚硬顶板强矿压难题;首创了坚硬顶板复合爆破定向精准造缝技术,开发了坚硬顶板液体炸药深孔爆破技术,发明了坚硬顶板链臂锯连续精准切割技术,实现了对近场坚硬顶板垮落形态及破断特征的精准控制;提出了坚硬顶板地面压裂+X的协同控制技术,实现了对远近场坚硬顶板的多点协同调控。基于以上研究成果,在塔山煤矿8204特厚煤层综放面开展了地面水平体积压裂+液体炸药深孔爆破协同控制现场试验,结果表明,在进入压裂爆破协同控制区域后,临空回采巷道顶底板及两帮移近量均小于388 mm;工作面中部支架最大阻力达到13295 kN,小于支架额定工作阻力15000 kN,工作面及回采巷道强矿压得到了有效控制。

表面等离激元与入射光共同作用下的金纳米结构近场调控

表面等离激元(surface plasmon polariton,SPP)激发纳米结构产生的局域等离激元(localized surface plasmon,LSP)具有更强的近场增强以及特殊的光谱和动力学响应,为探究光与物质相互作用提供了新的思路,然而目前对此方面的研究相对不足.本文利用时域有限差分方法研究由半圆环狭缝与金纳米棒组成的等离激元聚焦透镜复合结构在双光束激发下的近场特性.结果表明,通过调节双光束相对时间延时,可实现对复合体系中金纳米棒近场强度的灵活调控,并揭示出调控机制来自于SPP激发LSP与光激发LSP相干叠加.此外,研究表明在不同双光束延迟时间下,等离激元模式对应的去相位时间存在差异,可将其归因于两个模式在不同延迟时间下的耦合强度存在差异所致.该研究有望进一步促进等离激元在表面增强拉曼散射和等离激元远程催化等领域的应用.

近场罕遇地震作用下干字型输电塔减震控制研究

采用ANSYS建立干字型输电塔的有限元模型,并在输电塔塔头和塔身布置SMA阻尼器,在10条近场罕遇地震波作用下分析干字型输电塔的塔顶位移、塔顶加速度、关键截面轴应力和基底反力等响应指标,研究SMA阻尼器的减震控制效果。结果表明,在近场罕遇地震波作用下,安装SMA阻尼器后可减小输电塔的塔顶位移、塔顶加速度和关键截面轴应力等响应,但输电塔基底反力有所增大,在输电塔结构设计、施工及维护中应引起关注。

海上拖缆地震勘探质量控制方法研究

拖缆地震勘探具有成本低、速度快、采集量大、作业效率高等优点。在地震勘探项目开工的过程进行有效的质量控制,是最大限度降低质量风险,保证整个工区地震采集数据质量的关键。通过对拖缆地震勘探作业从准备到首条测线完成的全程进行研究分析,结合国内外地震勘探作业经验,探讨对拖缆地震勘探作业中系统时间同步、震源配置及近场数据分析、导航定位数据、仪器设备及地震采集数据等进行检查,完成对拖缆地震勘探作业有效质量监控,为国内外地震勘探作业质量控制提供参考。

噪声源识别的近场声全息方法和数值仿真分析

将近场声全息(NAH)用于噪声源的识别和定位,对不同类型噪声源的数值模拟结果和理论分析表明:对于复杂声源,采用近场声全息方法可以精确地定位噪声源,并且能很好地分辨出各噪声源振幅的强弱;在波数域加窗滤波后,声压测量的误差对声源识别结果的影响不大。并对重建结果误差的产生原因及近场声全息相关参数的选取原则做了详细的分析,对工程测量和噪声控制有一定的指导意义。

远近一体的农用电磁阀控制系统研发

为解决目前农业生产中阀门的传统现场控制方式与引入农业物联网技术后远程控制方式的结合问题,研发了一种远近一体的农用电磁阀控制系统。该系统引入Wi-Fi技术将阀门控制器接入互联网实现远程控制,同时为适应农业生产人员的使用习惯并作为远程控制方式的备份,还实现了近场控制功能。近场控制使用工业触摸屏取代传统的物理按钮或开关。工业触摸屏一般是与PLC配合使用,考虑到农业生产对成本的敏感性,采用造价更低的STM32微控制器取代PLC,最终实现了远程控制与近场控制的操控状态互相实时同步,真正做到了远程控制和近场控制的一体化。

天线近场测量系统的控制设计综述

近年来 ,近场测量已成为高性能天线研制中非常重要的技术手段 ,其中高精度是天线近场系统中的关键指标 ,这使得近场控制技术显得尤为重要。早期的近场控制借助于成熟的经典控制技术 ,保证系统的可靠运行。而近期的近场系统多采用具有精确、简捷、快速的新型步进控制技术 ,对提高控制性能、简化控制设计、降低系统成本 ,起到了显著作用。综述了天线近场测量控制系统的设计 ,给出了控制方式、误差补偿及系统设备配置方面的设计建议 ,对从事近场系统控制人员具有一定的指导和参考意义。

用于热光伏系统的近场辐射光谱控制表面结构

为提升近场热光伏发电系统的能源转换效率和发电功率,设计了Ⅲ-Ⅴ族半导体表面的矩形光栅结构,以实现从热发射器到热光伏电池的近场辐射热流选择性调制.使用在近红外波段具有表面等离子体激元特性的掺杂氧化锌作为热发射器,在GaSb热光伏电池表面添加亚微米二维光栅结构,在近场间距下形成与表面波耦合的陷光效应,由此有选择性地增强了电池能带内的光谱辐射热流.有别于以往类似研究中常用的等效近似方法,开展了时域有限差分方法模拟,能够严格考虑周期性结构细节,结合以涨落耗散理论为基础的Langevin方法,直接计算了复杂结构参与的近场辐射传热问题,以此揭示表面结构影响近场辐射传热的物理机理.结果显示使用带表面结构的薄膜GaSb电池,可使辐射热流的光谱峰值达到同温度远场黑体辐射源情况下的2.84倍,且热流增益区集中在波长略短于电池能带的窄波段区间,适应高效率、高功率热光伏系统对辐射传热设计的要求.

近场声全息试验用于医用制氧机噪声控制

为了降低家用制氧机的运行噪声,采用了近场声全息技术进行制氧机噪声场数据采集和声场重建。根据声压频谱图、声压辐射云纹图、声速频谱图、空间声速分布图以及时间/频率/声压图谱等可视化信息,选择了针对声源、传播途径的隔声罩、涂敷阻尼胶、石膏板吸声和加装部件减振胶垫等简单有效的噪声控制措施。试验表明,近场声全息技术是一种有效地进行噪声源控制和声辐射特性研究的重要工具。

近场测量闭环控制系统

近场测量是一种先进的天线测试和诊断技术 ,它要求采集天线近区某平面均匀间隔网点上的幅相数据 ,而精确的探头定位、转台旋转和高性能的幅相接收机则是其硬件保障。文章针对所研制的近场测量系统 ,结合硬件接口电路 ,详细讨论了探头精确定位闭环控制系统的实现方案 。

模糊PID控制用于PCR芯片实验室温控系统

介绍了一种采用自校正模糊PID控制算法的PCR芯片实验室温度控制系统。该系统将模糊推理控制与PID控制相结合,利用PCR芯片上溅射的Pt电阻获取温度信号,通过PID精确输出控制在芯片背面直接制备的微加热器和外加的半导体致冷器件,实现了PCR芯片的高精度快速变温控制,可用于近场光学显微镜实时探测PCR扩增反应过程中荧光信号的近场分布,为实现高灵敏度DNA定量检测提供了必要条件。

变化风场下近空间飞行器机体/发动机一体化飞行力学建模与分析

近空间飞行器飞行包络大、环境变化复杂、参数变化激烈,对其开展飞行控制技术研究工作的首要问题是对此复杂系统基本物理规律准确把握和描述,并依此建立其机理运动模型。针对机体/发动机一体化设计的近空间飞行器,系统地进行了飞行力学分析,并推导了变化风场下近空间飞行器在高超声速条件下的完整的6-自由度12-状态的动力学方程和运动学方程,体现出变化风场的影响和推力矢量的作用。随后,对其在不同条件下的开环控制特性进行了仿真研究,直观表现了系统的快时变、强耦合、强非线性和不确定性等特点。所得结果可用于未来高超声速飞行器轨迹管理、飞行控制等问题的概念设计和仿真研究。

空间电场对单根纳米纤维沉积的影响分析

基于近场静电纺丝,分别讨论单根纳米纤维在平面硅片、图案化硅片基底上的沉积规律.当收集板运动速度大于纳米纤维喷射速度时,将获得直线状纳米纤维;而当收集板运动速度小于纳米纤维喷射速度,纳米纤维易受电场力和电荷排斥力的影响而产生弯曲鞭动,并缠绕成纳米纤维带或螺旋状结构.采用图案化硅基作为收集板时,电场分布发生变化,微结构表面电场强度大于其他区域.纳米纤维在微结构表面产生聚集,且微结构表面电场的增强也加快纳米纤维喷射速度.

近场扫描光学显微镜中的一种新型距离控制方法研究

近场扫描光学显微镜（ＮＳＯＭ）中，切向力的检测有两种方法：光学检测法和非光学检测法．目前普遍采用的非光学检测法，基本上是采用压电陶瓷产生振荡，检测振幅在切向力作用下的衰减，从而控制探针和样品的距离．文中提出了一种新型的近场距离控制方法，即利用双压电片产生振荡和进行检测．实验结果表明，此法可明显提高检测灵敏度．

扫描切变力近场光学显微镜研制及应用

在发展光纤探针制备和探针与样品近场间距非光学控制等关键技术基础上 ,我们研制成能与倒置光学显微镜联合使用的扫描切变力 /近场光学显微镜 ,并具有反射和透射等工作模式以及能在溶液环境中工作。利用这套系统 ,获得了多种样品的表面形貌和近场光学图像以及细胞内的荧光光谱。

液压系统噪声测控技术研究

针对液压系统噪声源复杂、难以利用传统的噪声分析进行声源识别的特点,采用近场声全息方法对液压系统声场进行了声场分析,有效地识别出主要声源噪声特征,通过有针对性地采取降噪措施,使液压系统噪声得到有效控制。

近场扫描光学显微镜中一种新的切向力检测系统

在近场扫描光学显微镜（ＮＳＯＭ）［１］中，近场距离控制一般采用切向力控制法。检测切向力有两种方法：光学检测法和非光学检测法。目前普遍采用非光学检测法，基本上是采用压电陶瓷管控制探针和样品的距离。本文提出一种新的切向力检测系统，利用双压电片实现近场距离控制。实验结果表明，检测灵敏度大大提高，扫描力显微（ＳＦＭ）像的分辨率可达纳米量级。

临近空间环境对高超声速巡航导弹约束性研究

临近空间独特的环境特点对高超声速巡航导弹的作战使用产生较大影响,需要明确影响的方面和程度。分析临近空间环境要素,提出临近空间高超声速巡航导弹作战能力与优势。针对临近空间环境对高超声速巡航导弹弹道特性、射程、飞行控制的影响开展研究。研究结论具有一定的理论意义与实际价值,可以为高超声速巡航导弹发展提供军事需求牵引和技术发展借鉴。