多RIS辅助车载通信信号优化及部署规划

针对匀变速运动的汽车产生的多普勒扩展和时延扩展以及接收信噪比的问题,提出了一种多智能超表面(RIS)辅助匀变速移动物体通信的方案。与传统信道估计不同的是,使用了信道增益的方法和优化RIS相位以及多目标优化来让移动物体能达到最大接收瞬时信噪比的同时,获得小的多普勒扩展和时延扩展。通过优化后的RIS相位来研究RIS的位置对接收信号的影响,分别研究了RIS之间的距离以及RIS之间距离一定时,RIS摆放在什么位置使得接收信号的信噪比以及时延扩展保持较低的范围,对于这个问题提出了相对运动的理论,且各自提出一种算法解决这两个问题。仿真表明,多RIS辅助的通信系统对车载通信接收信号的功率提升了约10 dB。RIS的部署位置应该让第一个RIS靠近基站并且RIS之间的距离在现实允许的情况下尽可能靠近。由此多RIS的通信方案可以广泛应用于车载通信中。

卧式厨余垃圾搅拌器搅拌影响因素仿真分析

卧式厨余垃圾搅拌器的转速和填充率对其搅拌均匀性的影响较大,为了提高搅拌效率及搅拌均匀性,建立卧式搅拌器及物料固体参数化模型,颗粒接触模型采用JKR模型,运用EDEM(Engineering Discrete Element Method)模拟搅拌过程。采用控制变量法设置对比仿真实验,并采用标准偏差法处理实验数据,通过分别控制填充率、转速的改变,对比得出最合适的搅拌环境以及各因素对搅拌效率、搅拌均匀性的影响趋势。结果表明:60%的填充率时搅拌均匀性最好,较大的填充率可以获得更好的搅拌效率,但填充率过大搅拌均匀性会下降;在转速为(48~72)rpm的范围内,转速越大搅拌效率、搅拌均匀性越好,但转速在(60~72)rpm时搅拌均匀性提升不明显且颗粒发生离析,继续增加转速对搅拌无明显增益且增加功耗。研究成果对卧式搅拌器的设计与应用提供了一定的参考。

C型料场刮板机取料速度控制方法与系统开发

在C型料场刮板机自动化作业过程中,取料过快经常导致刮板机跳闸故障,取料过慢会导致供料不足、效率低等问题。对此,本文提出一种基于点云模型的C型料场刮板机取料速度控制方法,并在某C型料场现场试验验证,该控制方法步骤:(1)获取料堆点云数据和形状,将其转换为高度灰阶图,并采用一种新型点云过滤算法降低其噪声、提高平滑度;(2)基于刮板机链板恒定条件建立物料流量模型,结合能量转换构建刮板机电流-速度模型,将模型结果实时写入刮板机PLC中,进而实时控制刮板机取料速度。结果表明:使用该模型,料堆点云模型的内存资源降低98.64%,点与点之间形成有效的拓扑关系,计算的复杂度降低,料堆点云模型的平滑度显著提高;刮板机作业时料流的流量波动在8.29%内,刮板机的设备故障率减少5.24%,生产效率提高9.68%。本文提出的取料速度控制方法可用于替代人工调节刮板机的取料速度,减少刮板机的作业故障,提高生产效率,有效提高设备的无人化、智能化水平,并可为各种刮板机取料速度控制与作业稳定性控制提供参考。

非匀速条件下车辆底盘超近距成像测量方法

针对车辆非匀速条件下轴距视觉测量及轴型识别所面临的超近距、大幅面、低畸变成像及视觉测量问题,提出一种适用于非匀速条件下的车辆底盘结构超近距成像测量方法。利用鱼眼相机采集运动车辆底盘的超广角图像序列,通过一种改进的多采样点圆拟合方法实现图像感兴趣区域的提取。建立三维等距成像模型对鱼眼图像进行畸变校正。针对车辆非匀速行驶带来的视频帧重叠度差异,采用基于图像内容的重叠度分析技术,实现了多步分层的关键帧提取,有效避免了车速不稳定对车辆底盘结构测量的影响。现场实验结果表明:该方法可在非匀速条件下,以20~50 cm的成像距离获得清晰、低畸变的完整车辆底盘图像,车辆轴距测量误差均值约为5%。

基于CFD的热风干燥饲料过程内流场均匀性研究

为研究热风干燥饲料过程中干燥箱内部流场分布特性,利用FLUENT软件,以干燥箱进出风方式、进气口风速以及饲料层厚度作为变量,以干燥箱湍流分布状况和风速分布状况为对象,对干燥箱内部流场均匀性进行分析,研究不同因素对饲料干燥箱内部流场分布的影响。结果表明,对侧进出风能明显降低湍流强度和湍流分布差异;当风速不变时,饲料层上表面风速均匀度与饲料层厚度成正比,下表面风速均匀度与饲料层厚度成反比;当饲料层厚度不变时,饲料层表面风速均匀度与进气口风速成反比。该研究为提高干燥箱内流场均匀性提供了理论指导。

基于高速摄像的玉米排种器性能测试

随着现代农业对高效、精确播种技术需求的增加,传统的排种器性能测试方法已经难以满足要求。该文基于高分辨率高速摄像机,在不干扰排种器正常工作的情况下实时捕捉和分析排种过程,通过获得排种器在高频率下的连续图像了解种子在被排出瞬间的运动轨迹和分布情况。试验结果表明,该方法可以准确地检测排种器的排种速度、排种均匀性和漏播率,为优化和改进玉米排种器设计提供了可靠的数据支持。通过该技术手段,可以大幅度提升玉米播种器的效率和质量,不仅有助于提高玉米的播种质量和效率,还可以为农业生产提供重要的技术支持和保证。

列车移动荷载与非一致地震动作用下轨道-路基系统动力响应

为研究列车移动荷载与非一致地震动耦合作用下轨道-路基系统动力响应规律,以京沪高铁和CRH3型列车为研究对象,建立了三维精细化有限元模型,进行了耦合荷载作用下轨道-路基系统动力响应分析。通过平稳地震动时程乘以包络函数合成了非一致地震动,参数化分析了列车运营时速、轴质量及非一致地震动震级对轨道-路基系统动力响应影响规律。结果表明:轨道-路基系统响应幅值并非随列车运行速度提升而增大,存在一个包括临界速度的范围,在此范围内列车移动荷载与非一致地震动耦合作用下轨道-路基系统将会出现强烈振动;随着列车轴质量或地震动PGA(peak ground acceleration)增大,轨道-路基系统出现更显著的震动响应。与一致激励相比,非一致激励下轨道板竖向位移峰值和竖向加速度峰值的出现时间更早。

基于热负荷均匀分配原则的直接空冷系统轴流风机转速灵活调节策略

在直接空冷电站中,轴流风机功耗占厂用电比例较高。为获得更为高效的风机运行调整策略,以某典型2´600 MW直接空冷机组为例,基于热负荷均匀分配原则,采用数值模拟方法,研究轴流风机转速灵活调节策略。获得不同环境温度和风速条件下,各轴流风机转速分布规律以及通过空冷凝汽器单元的冷却空气质量流量分布规律。最终,计算得到不同环境气象条件下不同轴流风机转速调节策略风机总功耗变化规律。结果表明,基于热负荷均匀分配原则的轴流风机转速灵活调整策略明显优于轴流风机转速整体调节策略,结果可为直接空冷机组优化运行和深层次节能提供参考。

轿车子午线轮胎高速均匀性纵向谐波力的研究

对轿车子午线轮胎高速均匀性纵向谐波力进行研究。结果表明:轮胎纵向波动力1阶谐波(TFV1H)幅值随着轮胎速度的增大而增大,并呈几何式增长趋势;轮胎TFV1H幅值和速度的关系可用幂函数模型表示;不同轮胎的幂函数模型的2个系数不同,但其具有较好的线性关系;可以将轮胎TFV1H幅值和速度的关系确定为只有1个待定常数的幂函数模型。

某写字楼小型会议室夏季置换通风形式下空调气流组织及人体舒适性研究

温度和风速的均匀性是影响置换通风性能的重要因素,利用计算流体力学的方法,通过Fluent软件分析了送风口(排风口)间距、送风风速和送风温度对通风性能的影响;结果显示:空间内四周壁面存在通风死角和热量聚集的现象,送风口(排风口)的间距设计不小于0.7 m较为合理,送风口(排风口)面积越大,温度和风速场越均匀,送风温度为21℃左右,室内的环境越接近人体舒适区的温度;研究结论具有为小型会议室空调通风系统的设计提供借鉴和参考的工程意义。

提高微波消解仪加热均匀性的方法

与传统石墨消解或电加热板消解相比,微波消解具有消解速度快、消解效率高、消解能耗低、损失样品低、全程自动化等优点,已被广泛应用于化学分析领域,如食品、环境、生物、石油、冶金等。微波消解仪是在微波消解技术的基础上研发出来的,但微波消解仪炉腔内的微波分布往往不均匀,这造成了微波加热不均匀,进而导致样品回收率一致性不高。基于此,提出了一种提高微波消解仪加热均匀性的方法,通过自适应调整转盘转速和双磁控管各自输出功率,有效提高了微波加热均匀性,解决了因微波加热不均匀而导致的消解罐爆罐、仪器报警、回收率不一致等问题。

打浆度及浆网速变化对造纸法再造烟叶片基成形匀度的影响研究

【目的】研究再造烟叶浆料打浆度及浆网速比对再造烟叶片基匀度的影响,为再造烟叶生产提供依据。【方法】采用小型长网抄造试验纸机以不同打浆度的再造烟叶浆料在不同的浆网速条件下抄造再造烟叶片基,利用匀度仪对片基的匀度进行测定,同时检测片基的松厚度、透气度和抗张强度等指标。【结果】(1)随着浆料纤维打浆度升高,不同浆网速比下成形的片基匀度标准偏差均下降,片基成形匀度提高;(2)片基成形匀度较好的浆网速比可设定在0.95左右;(3)随着浆料纤维打浆度升高,不同浆网速比下成形的片基MD纵向抗张强度及CD横向抗张强度均升高;当浆料打浆度不变时,随着浆网速比升高,MD纵向抗张强度降低,CD横向抗张强度升高,而厚度、透气度变化不显著;(4)随着浆网速比的增大,不同浆料打浆度下成形的片基MD/CD抗张强度比值均下降;随着浆料纤维打浆度升高,片基MD/CD抗张强度比值逐渐下降,且浆网速比越小,下降越大;(5)随着浆料纤维打浆度升高,成形片基的厚度逐渐下降;(6)随着浆料纤维打浆度升高,成形片基的透气度逐渐下降;(7)浆料打浆度对片基匀度、MD纵向抗张强度、CD横向抗张强度、厚度、透气度的影响大于浆网速比对以上物理指标的影响。

一类时间周期SIRS扩散传染病模型的渐近传播速度

利用渐近传播速度理论,研究了一类模拟时间周期变化传播环境中疾病传播的SIRS反应扩散传染病模型的渐近传播性质。区别于已有针对SI二维系统的传播速度的结果,该模型中R仓室无法解耦于整个系统,为此需要克服高维和非自治性耦合带来的困难,以证明高维系统渐近传播速度的存在性。首先,借助单调系统渐近传播速度的抽象理论和比较原理证明了染病者I仓室在疾病未入侵区域的传播性质,以此结论为基础,利用整体解结合最大值原理进一步验证了恢复者R仓室在未入侵区域具有类似的传播性质。其次,分别对I和R方程运用比较原理结合一致持久思想和最大值原理分析了其在疾病已入侵区域的一致持久性。由此,得到了划分这两个变化区域的渐近传播速度阈值,即证明了整个系统渐近传播速度的存在性。最后,利用数值方法进一步模拟了时间周期传播环境下疾病已入侵区域更具体的传播动态。

磁控电渣重熔对M2高速钢凝固组织及力学性能的影响

本文在M2高速钢的电渣重熔过程中施加了横向稳恒磁场,利用光学显微镜、扫描电镜和金属夹杂物分析仪等方法检测了外加横向静磁场对M2高速钢电渣锭凝固组织、夹杂物及力学性能的影响。结果表明,应用横向静磁场后M2电渣锭的凝固组织得到改善,其中,晶粒生长角由52.03°降低至21.99°;熔池深度由44.2 mm降低至18.8 mm;共晶碳化物尺寸得到了细化,粗大的网状聚集得到破碎。夹杂物的去除效率得到了提升,在4 mm^(2)的检测区域内,夹杂物的数量由2119个降低至1064个。电渣锭横/纵截面的硬度均匀性均获得了提升。分析认为,外加横向稳恒磁场与重熔电流交互作用产生的电磁振荡效应减小了金属熔滴的尺寸,促进熔滴分散滴入金属熔池,使得熔池中的温度分布更加均匀,形成更加浅平的金属熔池。同时,更加浅平的金属熔池减小了局部凝固时间,抑制了共晶碳化物生长的动力学条件,从而获得更加细小的碳化物尺寸。外加横向静磁场在液膜层-熔滴-熔池三阶段强化去除作用提升了夹杂物去除效率。

高低温试验箱温度均匀性调节技术研究

温度均匀性是保证高低温试验箱实验结果有效性和可信性的重要指标。现有关于高低温试验箱出风口气流组织形式对温度均匀性影响的研究主要通过仿真模拟技术,并且都忽略了试验箱风道在宽度方向的不均对试验箱整体温度均匀性的影响。通过对设备温度均匀性、调节复杂度、能耗情况等进行比较,在内箱容积均为1000 L的高低温试验箱中,实验了3种不同的温度均匀性调节技术,即可调百叶、热气除霜、双边进蒸发器等。结果发现双边进蒸发器技术更加有益于设备风道内部换热,可有效排除因试验箱风道温度不均对实验结果的影响,并且在同一试验箱中分别实验了3种出风口形状(正方形、圆形、菱形)及不同风速下试验箱的温度均匀性。结果表明:风速对环境试验箱的影响很大,风速越高,试验箱温度均匀性越好。当风速相同时,在高温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很大,方形出风口温度均匀性最好;在常温及低温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很小。

一种二次均匀B样条曲线的精简拟合方法

使用简单直观的方法把小线段拟合成二次均匀B样条曲线,基于嵌入式数控系统有限的主CPU的数据处理能力,严格地控制了拟合的运算量,在保证插补计算实时性的同时,有效控制了拟合曲线的误差,实现中高档数控系统的高精高速运动控制。

V型高速发动机进气均匀性仿真

基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)三维计算分析方法,研究V型高速机A/B两排进气管进气均匀性。设计4种不同结构的进气管,并进行均匀性仿真分析,结果表明:采用平行进气式,A/B两排速度均匀性随负荷降低而逐渐递增;采用由上往下进气式,A排速度均匀性逐渐递增,而受管内气体旋转流动的影响,B排均匀性呈现先下降后上升的趋势;采用圆管式三通腔的均匀性优于扁方式;平行进气式导流板会对进气均匀性产生不利的影响。不同工况下的最优方案不同,需根据高速发动机的每个工况来选择最佳的进气管结构。

高厚径比通孔等离子去钻污均匀性提升研究

等离子去钻污已经成为印制电路板(PCB)高速材料除胶渣最受欢迎的方法。针对厚度为8 mm的高速PCB上0.40 mm孔径通孔去钻污均匀性难题,分别研究了反应物活性、气体交换、反应物浓度对提升等离体子去钻污均匀性的影响。研究发现,通过进出气口改造,并采用脉冲进气的方式来提高通孔内外等离子气体交换能力,可以提升通孔去钻污均匀性;提升反应物浓度对等离子去钻污均匀性具有最显著的改善作用,通过调整气流量和气体组分,可以显著抑制孔口去钻污量,并提升孔中的去钻污量,实现0.4 mm通孔去钻污均匀性提升至90%以上。

基于球面曲线的空间非匀速行星轮系分插机构逆向设计

针对目前非圆锥齿轮行星系分插机构运动轨迹、姿态设计中存在的对机构参数选择和参数对设计目标影响的不确定性问题,提出一种基于球面曲线的空间行星轮系机构逆向设计方法。在利用样条曲线描述光滑、连续、封闭理想平面插秧轨迹的基础上,采用保测地曲率投影方式将平面轨迹映射到给定球面获得目标球面轨迹;由二杆三自由度空间开式机构复演球面轨迹,并根据杆件的空间几何关系建立行星轮系机构的总传动比反求模型;通过在杆件上依附非圆锥齿轮、非圆齿轮,实现基于给定运动要求的各级传动比分配和齿轮节曲线再现;利用Matlab编写反求程序,并在高速水稻宽窄行分插机构的设计中,实现非圆齿轮—非圆锥齿轮行星轮系宽窄行分插机构的参数反求。最后,通过设计并加工机构实物进行台架试验,由高速摄像技术测试并得到了与给定球面轨迹一致的插秧轨迹,验证了方法的可行性,为宽窄行分插机构设计提供了新的方法。

机载摆扫式光谱仪高转速三面摆镜设计与优化

为满足机载摆扫式光谱仪在25Hz扫描频率下工作的要求,设计了具有三面反射镜的摆镜结构。首先,计算镜面反射区域面积与旋转轴偏离量的关系,通过比较摆镜布置不同数目反射镜时的性能,设计了围绕旋转轴布置三面反射镜的摆镜结构形式,通过600r/min的转速即可完成每分钟1 800次的高频摆扫;同时采用匀速摆扫的运动方式,降低了摆镜的控制难度,提高了系统的稳定性。然后,采用拓扑优化、集成优化等方法对摆镜结构进行了优化,摆镜最终质量为5.28kg,轻量化率达到58%。最后,通过有限元仿真计算得到:摆镜在机载平台600r/min转速离心力与1 g重力的作用下,面型精度RMS值优于λ/20,基频达到1 199Hz,具有较高的力学稳定性,满足机载摆扫式光谱仪的高扫描频率要求。