基于力学试验研究再生沥青混凝土的拌合模式

通过一系列力学试验探讨不同老化等级的旧料(RAP)在再生沥青混合料(RAC)实际拌合过程中的扮演模式。选取两种不同老化等级的RAP(掺量40%),按目标黏度200 Pa·s求得所需添加的新沥青用量及等级。并按黑石头拌合、完全拌合、实际拌合三种不同拌合模式,在最佳沥青用量下分别制作RAC试件。通过一系列力学试验分别求取RAC的力学参数,如动态模量、重复荷载下RAC试件永久变形量及流动数、三轴剪力强度试验摩尔库伦破坏包络线参数c、ψ值。根据数据分析并比较此两种不同老化等级的RAP在RAC实际拌合过程中所扮演的模式。结果表明,普通老化RAC完全拌合与实际拌合间力学参数的差异较小,表示黑石头现象不明显,完全拌合与实际拌合较接近;在过度老化RAC中,实际拌合试件的试验数据与完全拌合间的差距比普通老化RAC大,表示过度老化RAC在实际拌合过程中新、旧沥青间未达到充分混合,而有较明显的黑石头现象,拌合效益发挥有限。     

基于模型预测控制的无人帆船轨迹跟踪方法

[目的]面向无人帆船在水面、水下跨域异构海洋机器人的协同作业场景,提出基于模型预测控制（MPC）的无人帆船轨迹跟踪方法。[方法]针对“海鸥”号无人帆船,建立其动力学模型及运动学模型,通过分析无人帆船动力学特点及执行器约束条件,构建MPC目标函数及系统约束条件,将无人帆船的轨迹跟踪问题转化为优化问题,并利用Matlab软件开展仿真实验验证。[结果]仿真结果表明,与“帆–舵”分离的PID轨迹跟踪控制方法相比,所提出的无人帆船“帆–舵”联合MPC控制方法更便于添加约束条件,其在风向变化的情况下能以更小的轨迹跟踪误差来更快地收敛于指定轨迹,且其可以实现逆风折线航行。[结论]研究成果可为无人帆船的帆、舵控制提供新的思路,提高其轨迹跟踪能力,进一步为无人帆船与AUV的高效协同作业提供技术保障。     

无人帆船四自由度运动建模与试验分析

建立无人帆船的运动学模型是开展无人帆船操纵性和运动控制研究的基础。为简便快速地建模，在保证模型准确性的基础上，降低模型开发的难度，以“海鸥”号无人帆船为例，采用船舶操纵数学模型小组（MMG）分离建模方法建模，综合考虑风和浪环境扰动，根据经验公式和计算流体力学（CFD）方法进行参数计算。在此基础上，根据试验数据进行试验复现，以验证模型的准确性。结果表明，建立的无人帆船模型和提出的参数计算方法适用于“海鸥”号无人帆船，跟踪536 m长轨迹，航速误差为13.41%，横摇角误差在10%以内。建立的四自由度无人帆船模型能反映无人帆船实体的速度和位姿，可基本复现试验现象。