高精度快速非线性离散跟踪微分器

针对船舶在海上作业时动力定位控制系统需要精准定位的问题,提出基于改进跟踪微分器的自抗扰控制器,解决线性自抗扰控制器由于省略跟踪微分器而降低系统动态性能的问题。结合线性与非线性跟踪微分器的优点,设计能够较好跟踪微分信号,且能降低噪声对系统影响的改进跟踪微分器,从而构成新型线性自抗扰控制器。仿真实验结果表明,相比于传统的线性自抗扰控制器,基于改进跟踪微分器的LADRC有较强的鲁棒性和自适应性,且超调小、响应快、抗扰能力强。     

新型高温/超高温热障涂层及制备技术研究进展

  目的  为了梳理燃气轮机热障涂层服役过程中的高温腐蚀问题,  方法  对燃气轮机热障涂层腐蚀类型和提高抗腐蚀性能的方法分别进行了归纳分析,并展望了提高热障涂层抗腐蚀性能的发展方向。  结果  经归纳分析,燃气轮机热障涂层腐蚀类型主要包括：陶瓷层高温相变、粘结层氧化、盐雾腐蚀、CMAS腐蚀以及燃料杂质腐蚀。提高热障涂层抗腐蚀性能的方法主要有：发展新的抗高温腐蚀涂层材料、进行涂层表面防腐处理、改变涂层系统结构以及提高燃气轮机辅助清洁功能。  结论  未来开发性能优异的新材料仍是提高热障涂层抗腐蚀性能的主要方向,而改进涂层结构设计、材料纳米化对提升热障涂层抗腐蚀性能有很大潜力。随着陶瓷基复合材料的发展,对涂层的高温腐蚀研究将逐步从热障涂层转向环境障涂层（EBC）。     

一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究

  目的  研究准零刚度隔振器各系统参数对隔振性能的影响,可为其应用于隔振系统提供攻关方向。  方法  以线性隔振、准零刚度隔振组成的双层隔振系统和两自由度等效线性隔振系统为对象,分别建立动力学模型;采用平均法推导谐波力激励条件下2个系统的功率流传递率,证明前者比后者有更好的隔振性能,并提出增强双层隔振系统隔振效果的方法。  结果  研究表明,双层隔振系统第2阶共振频率对应的功率流传递率最大值小于1,意味着其在第2阶共振频率附近范围内仍具有隔振效果,从而克服了两自由度线性隔振系统的缺点。  结论  双层隔振系统可通过适当减小阻尼比、质量比和刚度比来提高其隔振性能,且比等效线性隔振系统的低频隔振性能更好。     

以功能为导向的舰船建造质量控制方法

长期以来,由于舰船建造工程浩大、过程复杂、工艺繁多,人们对于建造质量如何影响舰船可靠性缺乏系统性的研究。为实现对考虑建造质量影响的舰船可靠性的科学预测和有效控制,从舰船总体功能的角度出发,在现代造船模式背景下,针对舰船建造提出一种以功能为导向的质量控制（FOQC）方法。融合舰船目标功能、质量参数、建造工艺因素,提出舰船建造可靠性预测模型。建立工艺—质量参数及质量参数—特征功能可靠性模型,对预测模型进行量化计算,获得建造质量对舰船可靠性影响的定性与定量分析,并依据分析结果,对关键质量点与关键工艺环节进行控制与优化。以某舰船轴系安装为实例进行分析,验证了方法的可行性与有效性,可为舰船建造质量的定量化检验与评价提供基础性方法的原理指导。     

小型船用PEM燃料电池仿真特性分析

随着能源的逐渐枯竭和环境污染的持续加重,燃料电池的发展越来越受到世界各国的重视,燃料电池具有高效、清洁和环保等特点,特别是质子交换膜(PEM)燃料电池已经得到了广泛的应用。文章基于Matlab/Simulink软件平台,建立PEM燃料电池动态模型,以输入信号源作为外加负载,分析了随负载电流变化时,电池工作温度变化和阴阳极进气压力对PEM燃料电池输出电压和输出功率的影响。仿真结果与实际燃料电池特性曲线基本一致,所搭建的动态模型也能较好的反映PEM燃料电池的动态特性。     

三相不平衡度算法的比较研究

  目的  船舶照明配电三相平衡设计是照明系统设计中的重要工作,为提高三相平衡设计的效率和精度,提出基于改进模拟退火（SA）算法的三相平衡优化设计方法。  方法  首先,归纳下级照明分配电箱和上级配电板这2个级别的三相平衡设计最优化模型;然后,对模拟退火算法产生新解的过程进行改进,进而将其用于求解船舶照明分配电箱和配电板的三相平衡设计;最后,采用Matlab平台进行实船验证。  结果  结果表明,采用该方法可以在1 s以内完成4个分配电箱及上级配电板的三相平衡优化设计。  结论  所提方法可用于代替传统照明配电设计中负载三相分配的繁重工作,提高照明系统设计效率。     

喷嘴内燃油空化及影响因素的实验研究

柴油机燃油喷射雾化过程除受湍流和环境气体的空气动力学效应影响外,还与喷孔内空化有关,因此对喷孔内燃油空化和影响因素的研究有重要的意义。本文中设计了透明喷孔代替原柴油机喷油器的喷孔,采用高速数码相机和高放大倍数、高分辩率的长距离显微成像技术和纳秒级闪光灯作为相机曝光光源,获得了较高分辩率和清晰度的实验图像。对柴油机喷孔内燃油空化产生、发展和分布状态进行显微观测,直观展现喷孔内燃油空化及影响规律,获得了燃油空化过程的直观认识。结果表明,柴油机喷孔内空化流动情况比较复杂,影响因素较多,其中喷孔几何结构对喷嘴内空化过程影响最显著,喷孔内空化首先出现在压力室针阀附近,随后空化区域向喷孔出口处扩散、延伸,对于渐缩喷孔,空化形成受到抑制,而渐扩喷孔则有利于空化形成;减小喷孔直径,不利于空化形成。环境压力对空化起到抑制的作用,环境压力增大,也不利于空化形成。此外还对喷孔内空化强度进行量化描述,通过空化强度对实验获得的图像进行量化分析。     

桥梁荷载横向分布系数计算方法

以主梁挠度横向分布规律来确定桥梁荷载横向分布, 考虑了桥梁结构计算模态的固有频率、振型和模态质量, 提出了一种适用于各种结构形式桥梁的荷载横向分布系数计算方法, 即模态参数法。分别以一座有机玻璃模型试验桥梁和一座公路斜交T型桥梁为算例, 介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算步骤。计算结果表明: 荷载横向分布系数的测量值与计算值最大误差为2.6%, 因此, 相比于传统的桥梁荷载横向分布系数计算方法, 模态参数法减小了对桥梁结构进行分类和假定带来的误差, 更具有通用性和准确性。     

近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析

采用非线性时程分析法, 分析了减隔震桥梁和非减隔震桥梁的三维地震响应。通过对比减隔震桥梁在不同地震动激励下的动力响应, 研究了减隔震桥梁承受近断层地震动的响应特性。通过对比减隔震和非减隔震桥梁纵向地震位移, 研究了近断层地震动对铅销橡胶支座的减震性能的影响。研究结果表明: 与普通地震动激励相比, 在近断层长周期脉冲型地震动激励下, 减隔震桥梁减震率由54.4%降低为18.3%, 隔震支座的减震效果降低了; 在近断层脉冲地震动作用下, 减隔震桥梁梁体纵向位移为179.6mm, 非减隔震桥梁为151.6mm, 铅销橡胶支座增大了梁体的纵向位移, 易造成相邻梁体的碰撞或落梁, 因此, 近断层地区桥梁不宜采用铅销橡胶支座隔震。     

钢轨感应电流分布特性

利用微元法, 推导了钢轨感应电流的数学模型。以大秦铁路实时同步测试数据为基础, 分析了电气化铁道钢轨感应电流的形成机理、分布特性、影响因素及其对钢轨电压的影响。实测数据对比表明: 该模型误差在10%以内, 可以满足工程要求; 机车与牵引变电所的距离越大, 钢轨感应电流越大, 其分布为中间大, 两端小; 衰减常数越大, 钢轨感应电流越大, 感应电流饱和速度越快; 钢轨感应电流具有降低钢轨电压的效果, 机车与牵引变电所的距离越大, 效果越明显, 随着距离的增加, 感应电流对钢轨电流输入点的电压最大可以降低55%。