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。     

基于重要度轨道交通初始线网生成技术——以合肥为例

针对现有轨道线网规划方法主要是以定性判断为主,对线网生成的定量研究不足,提出基于重要度理论的轨道交通初始线网生成技术,从“面、点、线”3个层面进行定量化描述.基于交通小区重要度确定轨道线网初始形态.以客流集散点覆盖最大化为目标,基于随机搜索法的轨道交通网络生成技术确定初始线网虚拟路径,结合最短路客流分配量调整初始线路实体路径,形成轨道交通路径.以合肥市轨道交通为案例进行实证研究,将初始生成的线网与合肥轨道规划的线网进行对比分析,2张网的吻合度为77.6%,表明基于重要度轨道交通初始线网生成技术是切实可行的.     

弹性元件对大型可倾瓦轴承静动特性的影响

为提高舰船运载机组稳定性, 并有效抑制振动, 在机组推进轴系中采用了一种可倾瓦轴承支点弹性技术(瓦块支点安装有蝶形弹簧), 以某大型燃气轮机为对象, 在轴系四瓦可倾瓦轴承瓦块支点处引入蝶形弹簧结构, 并采用流固热耦合计算模型和轴承多场分析技术, 分析了可倾瓦轴承的温度场、压力场、刚度与阻尼等特性参数, 研究了支点弹性技术对大型可倾瓦轴承摩擦学与动力学特性的影响规律。计算结果表明: 在3 000r·min^-1工作转速下, 刚支结构时可倾瓦轴承最大油膜压力为6.5MPa, 弹支结构时最大油膜压力为6.7MPa, 弹支结构相比刚支结构轴承油膜压力略有上升, 此时2种支点结构轴承的温度变化不大, 最高温度分别为98.95℃与98.85℃; 随着转速的增大, 2种支点结构可倾瓦轴承的主刚度均呈下降趋势, 而其交叉刚度只在±0.1MN·m^-1范围内变化; 在3 000r·min^-1下, 弹支结构轴承主刚度为3.5GN·m^-1, 主阻尼为6MN·s·m^-1, 相比刚支结构轴承主刚度提高了59%, 主阻尼提高了39%。可见: 可倾瓦轴承采用瓦块支点弹性技术, 轴承温度变化不大, 最高油膜压力略有增加, 轴承主刚度和主阻尼明显提高, 这对增加稳定性和抑制振动十分有利。     

区域综合客运通道多方式竞争力博弈模型

为了研究综合客运通道内多方式价格竞争对市场分担率与利润的影响, 基于非集计NL模型与博弈理论, 构建了各客运方式市场分担率与运输价格关系的双矩阵博弈模型。以成渝通道为基础, 研究了高速铁路和高速公路大巴2种典型运输方式不同情景下的市场竞争均衡价格与分担率的变化特征。分析结果表明: 在采用双矩阵博弈模型所计算的均衡价格条件下, 高速铁路和高速公路大巴平均市场分担率分别增加了56.15%和80.58%, 有利于发挥二者的规模效益; 当出行模式结构相同时, 时间价值的变化会影响运营利润和市场分担率, 随着时间价值系数的增大, 高速铁路的平均运营利润增加34.60%, 平均市场分担率增加9.98%, 同时高速公路大巴平均运营利润减少29.70%, 平均市场分担率减少3.49%;对于出行时间处于劣势的高速公路大巴, 适当降低票价有利于增加营运利润; 该博弈模型的计算结果符合区域综合运输通道客运市场实际变化规律, 高速铁路和高速公路大巴不可能通过无限制降价的方式来追求最大利润, 运营利润都呈现先增后减的趋势, 在某个价格下运营利润最大; 该博弈模型具有价格均衡解, 在外界情况变化时, 通过博弈高速铁路和高速公路大巴价格可以达到利润最优状态。     

桥梁风致振动的混沌特性

利用非线性理论和混沌时间序列分析方法, 建立了桥梁风致振动的数学模型, 开发了计算桥梁振动加速度时间序列Lyapunov指数的MATLAB程序, 进行了桥梁涡振和颤振的风洞试验, 分析了不同风攻角下的桥梁风致振动的阻尼比、Lyapunov指数与风速的关系以及涡振振幅与风速的关系, 研究了桥梁颤振和涡振的混沌特性。试验结果表明: 在颤振试验中, 当风速小于颤振临界风速15.5m·s^-1时, Lyapunov指数小于0, Lyapunov指数与阻尼比存在很大的相关性, 当风速从3m·s^-1增大为18m·s^-1时, 相空间逐渐发散; 在涡振试验中, 当风速从4.5m·s^-1增大至8.5m·s^-1时, Lyapunov指数大于0, 桥梁发生明显涡振, 并由多频振动逐渐转变为单频振动, 相空间变为一个较为理想的圆。桥梁的涡振与颤振均属于混沌现象, 低风速下的Lyapunov指数可用来预测高风速下的风致振动, 并且利用相空间也能识别涡振与颤振。     

船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响

针对船舶轴系轴线弯曲、轴系不对中、尾轴承磨损、螺旋桨水动力等多种因素导致的船舶尾轴机械密封性能不稳定问题, 应用经验公式与ANSYS有限元法, 研究了球面与平面2种密封面形状对密封性能的影响规律。在水深为200、400、600 m情况下, 分别建立了球面与平面密封面的热-结构耦合模型, 比较了2种机械密封的密封面接触面积、泄漏量、密封准数与单位面积摩擦功, 分析了2种机械密封面形状对变形、接触压力与温度等关键参数的影响规律。研究结果表明: 相同水深下, 球面密封的间隙区域与最大间隙均小于平面密封, 球面密封接触压力变化较平面密封平缓, 其最大接触压力仅为平面密封的40%~50%;随水深的增加, 2种密封面的接触压力、温度与变形均增大, 密封面的接触区域缩小, 间隙区域不断扩大; 当水深由200 m增加到600 m时, 球面密封的接触节点由10个减少为6个, 平面密封的接触节点由7个减少为4个; 当水深为200 m时, 球面密封面的最高温度比平面密封面低5.499℃; 球面密封的接触面积、泄漏量、密封准数与单位面积摩擦功均优于平面密封。可见, 球形密封能够提高船舶尾轴机械密封性能。     

排气管气-固耦合系统振动特性

推导出两端简支排气管气固耦合系统振动方程,研究排气管气固耦合系统的振动特性,并通过实验分析排气管气固耦合系统在特殊环境下的频率,为改善排气管的排气消声性能积累经验。     

基于胎面扰动的轮胎动力学模型建模

通过分析动态系统的稳定理论,建立基于胎面扰动的非均匀磨损动力学模型,并通过仿真分析和实物比较,证明该模型具有一定的准确性,较好地反映了实际车辆在高速行驶过程中产生的非均匀磨损现象,为进一步研究轮胎的非均匀磨损打下了基础。     

全自动泊车系统的模型设计与仿真

全球汽车保有量的增多,直接造成城市交通的拥堵以及停车位空间的减小。随之而来的就是泊车安全性问题,新手驾驶员或疲劳驾驶人员如何能在不发生碰撞的情况下,快速安全地泊车入库,成为当下研究的热点。针对以上问题,本文将对全自动泊车系统展开研究。基于B样条曲线设计出泊车路径,基于滑模变结构与预瞄方式进行泊车路径的跟踪。最后通过搭建SIMULINK与CARSIM仿真模型进行联合仿真。     

钢管混凝土拱桥力学特性试验研究

武汉江汉三桥、江汉五桥和南宁永和桥均为钢管混凝土拱桥。通过3座实桥的计算分析与静、动载试验,对钢管混凝土拱桥的力学特性做了研究。结果表明:目前钢管混凝土拱桥所用设计理论和方法可靠,施工方法可行且质量优良。