基于启发式回溯算法的平面移动式立体车库RGV调度策略

为了提高立体车库路径规划阶段的兑现率,对有轨引导小车(rail guided vehicle,RGV)运行过程及行程时间进行分析,给出了符合并行调度模式的路径重叠率计算方法,针对立体车库作业特征提出了一种值排序启发式(value ordering heuristics,VOH)回溯算法,构建路径节点滑动时间窗,以单位时间窗内任务请求数作为约束函数,通过评估函数对扩展结点性能进行估值并排序,并利用VOH-预剪枝策略对部分结点进行剪枝,以此提高算法求解速度。在非齐次泊松到达过程下进行仿真,实验结果表明,值排序启发式回溯算法可有效降低RGV并行运行过程中时间、空间的路径重叠率,在该实验规模的立体车库模型中发挥稳定,表现为在RGV平均利用率基本不变的前提下具有更小的平均服务时间,当顾客到达率为40、25、10、5 veh/h时,RGV平均服务时间分别减少18.07%、13.29%、12.46%、4.27%,为提升立体车库运行效率提供参考。

环形异向流浅层流场油滴流动及分离特性研究

目前关于环形多层异向流浅层流道内液滴流动和油水分离特性的研究尚不够深入。为此,借助流体动力学方法,对环形异向流浅层流道内分散油滴运移分离特性和多层浅层流道速度分布特性进行分析。研究结果表明:环形异向流浅层流道内油滴浮升至斜板表面所需板长为96 mm,小于理论计算所需板长122 mm;浅层通道内层间速度分布对分离效率影响较大,下层流道入口速度峰值为0.00805 m/s,环形多层浅层通道内油相浮升过程中会遇到交叉流,显著影响浅层通道分离效率;滑移距离是影响浅层通道间分离效率的重要因素,当板长为350 mm、油滴粒径为50μm时,滑移距离占板长38.35%。所得结论可为基于浅层沉降强化分离理论的紧凑型采出水处理设备结构创新优化设计提供理论支撑。

永磁同步电机驱动的机械臂能量优化与位置控制

为了降低永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)驱动的机械臂能量损耗和提高位置控制精度,设计了基于反步非奇异快速终端滑模的能量优化控制。将机械臂及其驱动电机被视为一个整体系统来进行控制器设计和能量优化。设计高增益扩张状态观测器(extended state observer, ESO)估计并补偿集总扰动和建模误差。考虑到高增益ESO对测量噪声敏感,设计扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter, EKF)与ESO结合来降低测量噪声的影响。研究结果表明,能量优化控制可以降低系统能量损耗和稳态误差,具有良好的控制性能。

真空泵滑阀加工专用刨床设计

针对真空泵滑阀现有加工技术存在的插床加工效率低、质量稳定性差,多轴数控龙门刨床加工设备投入大等问题,设计了一种滑阀加工专用刨床。基于普通牛头刨床进行胀紧定位、滑阀旋转、刨刀进给等机械结构设计和控制系统智能化改造,采用PLC控制,以触摸屏作为人机交互界面,实现滑阀全自动加工。通过生产验证,专用刨床能达到多轴数控龙门刨床的加工效能,相对于传统插床加工,生产效率和产品合格率都得到大幅提升。

基于动态滑模的张拉整体结构振动控制研究

为降低动力荷载条件下张拉整体结构的振动响应,提升结构体系的主动控制效果,提出了一种适用于张拉整体结构的动态滑模控制方法。根据结构体系的动力学模型,推导出受控系统的状态空间表达,进而设计了基于趋近律的动态滑模控制器,并运用模糊规则对控制器参数进行自适应调节。采用一种基于作动器同等能量输入的对比分析方案,结合控制性能评价指标,探讨了作动器的控制效能问题,并以此评估不同控制方法对体系的控制效果。以某一跨度为5 m的空间张拉整体梁为例,对其开展了水平地震作用下的数值仿真,结果表明,动态滑模控制方法提升了作动器的控制效能,对降低结构的动态响应是切实有效的,且比常规的二次线性最优控制方法具备更加优异的控制效果,为此类结构的主动振动控制研究提供了新的策略选择。

浅谈可控震源高效作业方法的发展与应用

上世纪90年代以来,随着地震勘探资料处理和解释技术的进步,以提高生产效率为目的可控震源高效作业方法不断涌现和普及,其核心是努力提高采集的道密度,在付出较高成本的同时产生比较好的数据质量效果。为兼顾生产效率和数据采集质量,Sercel公司开发了xDSS技术,中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司针对国内作业区的一些细分特点,也摸索开发了具有自主知识产权的一些新技术。本文结合生产实际,对这些新方法和新技术进行了介绍。

基于轮轨切向力的防空转/滑行效率计算方法研究

地铁车辆在完成防空转/滑行试验后,通常通过计算防空转/滑行效率来评价车辆防空转/滑行的性能,目前地铁车辆关于防空转/滑行效率缺少统一的计算方法。为解决该问题,文章系统介绍了轮轨黏着机理及特性,对比分析了既有车辆黏着控制策略和防空转/滑行效率计算方法,建立了车辆牵引和制动工况力学模型并提出了一种基于轮轨切向力的防空转/滑行效率计算方法。与现有防空转/滑行效率计算方法相比,该方法同时适用于防空转试验和防滑行试验效率计算,排除了车辆运行阻力对计算结果的影响,在不同试验工况下的计算结果一致性较好。

高效节能泵站阀控系统滑模控制研究

液压泵站在供水、污水处理、农业灌溉以及多个工业过程中有着十分重要的地位,但存在时变性、伺服阀压力流量非线性的特点。针对高效节能泵站阀控系统中的非线性环节,提出一种滑模变结构控制策略。首先,建立阀控缸泵站阀控系统非线性数学模型,设计一种滑模面,推导出指数趋近滑模控制律;其次,利用Lyapunov稳定性理论验证高效节能泵站阀控系统的稳定性;最后,在MATLAB/Simulink环境平台中构建系统的数学模型及滑模控制器,并将滑模控制方法与PID控制方法进行比较。由仿真结果分析可知,滑模控制器的跟踪精度明显优于PID控制方法,与PID控制方法相比,滑模控制方法的跟踪精度提高了70.31%。

边界参数变化对火电厂汽轮机阀点滑压优化的影响

利用各边界参数变化修正压力差,由滑压、滑压设计值及限定条件计算得出滑压优化压力;通过在线计算优化方法,研究边界参数变化对火力发电厂汽轮机阀点滑压优化的影响;研究获得边界参数变化的数学模型,利用相关控制系统实时显示和控制最佳压力,实现对最佳阀位的精确控制,从而实现全季节滑压量化可视化,指导机组实际运行,有效提升机组经济性。

Paralleled DC-DC Power Converters Sliding Mode Control with Dual Stages Design

This paper proposes the new cascaded series parallel design for improved dynamic performance of DC-DC buck boost converters by a new Sliding Mode Control (SMC) method. The converter is controlled using Sliding Mode Control method that utilizes the converter’s duty ratio to determine the skidding surface. System modeling and simulation results are presented. The results also showed an improved overall performance over typical PID controller, and there was no overshoot or settling time, tracking the desired output nicely. Improved converter performance and robustness were expected.

水力振荡器激励力形式对减阻效率的影响分析

现有研究对水力振荡器的激励力形式研究较少。考虑摩擦力的非线性效应,引入初始条件、边界条件和连续性条件,建立了带水力振荡器的钻柱动力学模型,利用有限差分法进行求解。以减阻效率作为目标函数,考虑钻柱失效和水力损失等约束,对减阻因素进行参数优化。研究结果表明:振幅和频率的增加均可有效降低摩擦力,提高减阻效率;在激励能量相同的条件下,大振幅和高频率下的激励力形式,即脉冲式激励力,更有利于提高减阻效率,3种因素的影响排序为激励力形式>振幅>频率。建议采用激励力形式2,即振幅45 kN,频率22.5 Hz。研究结果可为带水力振荡器钻柱的安全控制和优化设计提供一定的指导。

单滚柱包络端面蜗杆传动效率建模及分析

为探究单滚柱包络端面蜗杆传动性能,基于啮合理论,以传动效率为研究对象,建立传动的数学模型,计算传动副的瞬时传动效率与平均传动效率,分析传动副主要参数对传动副平均传动效率的影响。采用MATLAB进行优化运算,获取了较高的传动效率参数。研究结果显示:传动副平均传动效率与摩擦因数、喉颈系数、滚柱半径及蜗轮齿数呈负相关,与中心距呈正相关,其中摩擦因数对传动副平均传动效率的影响最为显著,蜗轮齿数次之,中心距对此影响最小。

分布式电驱动汽车稳定性与能效优化控制

针对分布式电驱动汽车的操纵稳定性和能量效率集成问题,提出一种分层控制策略。上层控制策略采用滑模控制理论计算期望的附加横摆力矩,基于驱动电机的MAP效率特性,下层控制策略以4个驱动电机的总能耗为优化目标,以上层控制策略得到的附加横摆力矩为约束条件,优化分配4个电机的驱/制动转矩。在Simulink/CarSim平台对其进行了有效性验证,仿真结果表明:该控制器可以在保证车辆稳定性的同时,大幅降低车辆在中低速的能耗。

岩质滑坡矩形抗滑桩成孔技术及施工效率影响因素

抗滑桩是滑坡治理的重要工程措施,成桩效率关系到抢险救灾的进程。研究抗滑桩成孔技术及施工效率影响因素对滑坡抢险救灾有重要意义。针对成都平原东部的雷打石应急滑坡治理工程,通过现场调查、帕累托图、因素分析及工程试验等方法,总结了抗滑桩施工流程、桩孔开挖和护壁施工技术研究现状,分析了抗滑桩成桩施工效率的主要影响因素。研究表明:该应急处置工程中桩孔开挖占成桩耗时的76.67%,是影响成桩效率最关键的工序;影响成孔的关键是桩孔开挖工艺、护壁施工技术和安全保障措施。通过比选不同桩孔开挖技术,最后应用了“旋挖+人工清边”开挖工艺、“滑体现浇钢筋混凝土+滑床喷射混凝土”组合式护壁结构、滑坡体环境安全控制系统和桩孔安全防护控制技术。通过应用提出的施工技术,取得日均进尺2.0 m以上的效率,顺利在要求工期内完成101根大截面、超深抗滑桩施工。

可控震源高效地震采集技术研究及应用

可控震源同步滑动扫描方法是将滑动扫描技术、同步扫描技术和交替扫描技术相结合,以提高地震成像质量和采集施工效率为目的的一种高效地震采集方法。为了更好地应用这项技术,2013年在我国西部HS地区开展了观测系统设计、高效采集方法试验、高效采集特征噪声压制等几个方面的应用研究,取得国内最高日产、最高时效、最高平均日产3项记录。将该方法应用于HS地区复杂山前带三维地震勘探,有效提高了该地区地震剖面的成像质量。

齿轮啮合效率的理论研究进展

针对齿轮啮合效率模型精度低、啮合效率影响机理有待深入研究的问题,系统地综述齿轮啮合效率的理论研究进展。从建立齿轮啮合效率模型的主要要素入手,着重阐述齿面法向载荷、齿面相对滑动/滚动速度、齿面滑动摩擦因数、齿轮啮合效率建模以及齿轮设计参数等要素对啮合效率影响机理的国内外研究现状,提出以啮合效率精确建模为基础,探索啮合效率影响机理,进而实现高啮合效率齿轮设计的思想。

卫星控制系统离散积分滑模容错控制

卫星控制系统是采样控制系统,对它来讲,不确定性离散系统容错控制方法非常重要.本文提出了一种离散积分滑模容错控制方案,用于调节动量轮有故障的卫星姿态,其主要部分是设计控制器和控制分配方法.本文对含有匹配和不匹配的不确定性的离散多输入多输出系统,设计了一种离散积分滑模控制器,分析了匹配的和不匹配的不确定性对闭环系统稳定性的影响,得出了系统状态的界.应用可达集方法确定控制分配方案时,本文改变可达集表面的搜索顺序,提高了求解速度.以五动量轮卫星模型为例,将本文方法应用于含多故障、健康因子不准确、匹配不确定性和不匹配不确定性的卫星控制系统中,理论和仿真的结果一致.

泵喷推进器空化特性数值分析

利用基于Rayleigh-Plesset方程均质多相模型和滑移网格技术,对某泵喷推进器进行了三维全通道定常湍流计算,得到了其在空化条件下的性能特征.分析了转速、空泡数和进流速度对泵喷推进器的空化特性的影响.计算结果表明,泵喷推进器叶片发生空化时,推进器的推力和转矩明显下降,进而引起敞水效率的降低且降低幅度达15%以上;同一空化数下,随着转速的增加,泵喷推进器叶片的空化现象趋于明显;同一转速下,空化数越小,空化现象越显著,当空化数大于某一个特定值时,叶片的空化现象消失.

高效重载滑动螺旋副实现途径的分析

提高传动效率和承载能力对螺旋传动具有十分重要的意义。本文详细分析了螺旋传动的工作原理和影响螺旋副传动效率及承载能力的因素,提出了提高滑动螺旋传动效率和承载能力的途径:选用合适的螺旋升角;进行螺旋副材料及其制造工艺和润滑条件的创新;改进螺母结构设计,使螺纹受力均匀。

基于承载接触特性的直齿面齿轮滑动摩擦啮合效率研究

为了解决直齿面齿轮滑动摩擦啮合效率的问题,基于弹性流体动力润滑理论,提出了一种计算直齿面齿轮啮合效率的方法.首先,运用轮齿接触分析(TCA)和轮齿承载接触分析技术(LTCA)对直齿面齿轮承载啮合过程进行数值仿真;其次,运用非牛顿准稳态热弹流理论建立滑动摩擦系数的计算模型,从而建立直齿面齿轮啮合效率的计算模型,最后分析了输入扭矩、转速等对啮合效率的影响.结果表明:滑动摩擦系数是影响齿轮啮合效率的重要因素;齿面不同位置滑动摩擦系数也不相同;滑动摩擦系数受输入转速、输入扭矩的影响.该方法为直齿面齿轮的进一步优化计算提供一定的理论依据.