离心泵作透平固液两相流动及磨损的数值模拟

为研究离心泵作透平内部固液两相流动特性,基于Euler-Lagrange模型,应用ANSYS CFX软件对一比转数为82的离心泵作透平进行数值计算,分别模拟颗粒直径为0.1,0.3,0.5 mm及初始体积分数为5%,10%,15%的9组不同工况,以揭示介质中固体颗粒对离心泵作透平运行的影响.计算结果表明:固体颗粒主要分布在叶片吸力面头部、前盖板壁面附近以及蜗壳尾部区域;当固体颗粒质量分数不变时,随着粒径的增大,叶片表面固相体积分数增大,叶片吸力面轮缘处出现了大量颗粒堆积,透平的扬程和功率上升,效率有所下降;当颗粒直径不变时,随着固体颗粒质量分数的增大,固体颗粒在叶轮流道内的分布出现向轮毂处延伸的趋势,堆积区域面积增大,透平的扬程和功率上升,效率变化不大.该研究扩展了液力透平设计方法,可为离心泵作透平设计提供一定的参考.     

Cross protection provides evidence for race-specific avirulence factors inFusarium oxysporum

Simultaneous inoculation with races 1 and 2 of the vascular wilt pathogenFusarium oxysporumf.sp.lycopersiciprovided a high level of protection against race 2 in three tomato cultivars carrying resistance geneI, which confers resistance to race 1 but not race 2. However, simultaneous inoculation did not provide any protection in cultivars lacking this gene. Protection resulted in reduction and delay of wilt symptoms. Similarly, avirulent races ofF. oxysporumf.sp.melonisprotected muskmelon plants against virulent races of the sameforma specialis.A ratio 10:1 between spore concentrations of inducer and challenger organism gave the highest cross protection, but ratio 0.1:1 still provided significant disease reduction. Cross protection was also obtained when inoculation with the inducer organism was performed 6 or 12 h before inoculation with the challenger organism. Autoclaved spores of the inducer did not have any protective effect, indicating that living propagules were required to initiate protection. The results suggest the presence of a gene-for-gene interaction betweenF. oxysporumf.sp.lycopersici-tomato andF. oxysporumf.sp.melonis-muskmelon, in which cross protection against a virulent race is mediated by recognition of a specific elicitor from the avirulent race by the plant resistance gene product and by subsequent induction of the plant defense reaction.     

基于典型工况试验的装载机循环工况构建

装载机动力传动系统的设计借鉴了汽车动力传动系统的设计理念,而循环工况是汽车动力传动系统参数设计的重要参考依据。由于目前还没有装载机的循环工况,所以在设计阶段也无法利用循环工况考察其燃油经济性和动力性。根据装载机发动机功率分流情况,装载机循环工况应由装载机典型工况液压系统载荷时间历程、铲斗工作阻力时间历程、工作速度时间历程构成。针对这一情况,以ZL50装载机为例,构建了试验方案,分别试验测试了装载机液压泵消耗发动机转矩的时域波形数据,前、后传动轴消耗发动机转矩的时域波形数据,以及前传动轴转速时域波形数据。对液压系统试验获取的数据进行分段、合并、去除异常值等预处理后,采用加权求和方法,制取了典型工况液压系统载荷时间历程。应用同样的数据处理方法,分别获得典型工况工作速度时间历程,以及典型工况传动系统载荷时间历程。根据典型工况传动系统载荷时间历程,应用装载机工作过程中力的平衡方程方程,求得典型工况铲斗工作阻力时间历程。典型工况液压系统载荷时间历程、铲斗工作阻力时间历程、工作速度时间历程组合在一起,共同构成装载机循环工况。应用该循环工况,虚拟试验ZL50装载机燃油经济性,与实车试验结果的一致性较好,构建的循环工况可行。装载机循环工况可为虚拟试验装载机动力性、燃油经济性提供加载数据,具有重要的工程实践意义。     

传递功率对行星齿轮传动系分岔特性的影响规律

针对行星齿轮减速器工作过程中传递功率的频繁变化容易导致其运动状态发生突变的问题,探讨行星齿轮传动系统随传递功率的分岔特性。基于2K-H型行星齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,采用CPNF(continuous Poincaré-Newton-Floquet)方法研究了传递功率对行星齿轮传动系统周期运动稳定性的局部精细分岔规律,运用直接数值积分的方法绘制了系统随功率的全局分岔图,并对两种仿真结果进行了对比。结果发现,在某些参数组合下,行星齿轮传动系统会共存几个稳定或不稳定的周期轨道;当功率在196~220 kW范围内,随着功率值的逐渐增大,行星齿轮传动系统的各种形态的周期轨道均是通过倍周期倒分岔的途径在相应功率分岔点处发生稳定性突变的;在轻载工况下(传递小功率),行星齿轮非线性系统容易呈现混沌运动状态。     

基于PEM-ABC算法的小型无人直升机系统辨识

针对小型无人直升机在悬停状态下飞行动力学模型的系统辨识问题,提出了一种基于预测误差法与人工蜂群算法(PEM-ABC)结合的辨识算法。该算法将系统辨识问题转化为优化问题,用PEM算法确定搜索空间的范围;雇佣蜂搜索阶段采用改进的自适应搜索策略加快收敛速度;跟随蜂搜索阶段引入一种新的概率选择方式保证种群多样性;侦察蜂搜索阶段利用混沌算子来提高全局搜索能力。通过机载设备采集到的飞行实验数据,对辨识获得的模型进行了分析与验证。结果表明:采用该辨识方法,估计出了无人直升机动力学模型的未知参数,与PEM算法和传统人工蜂群算法相比,所提算法的辨识精度更高,具有重要的工程使用价值。     

基于激光扫描匹配的移动机器人相对定位技术研究

移动机器人定位问题是机器人导航和控制领域的一个关键性问题,直接影响位置精度。本文利用激光扫描匹配,基于Fourier变换的位移理论和相似变换下的Fourier-Mellin不变量,提出了一种室内移动机器人相对定位方法。该方法属于点-点对应式匹配方法,可实现移动机器人连续状态下的复杂环境信息匹配。获取机器人连续不同时刻下的环境信息,将前一状态时刻作为参考扫描,后一状态时刻作为当前扫描,建立相关定位参数数学模型;在算法上采取降维处理,连续使用3次1D Fourier-Mellin得到所需要的相对定位参数,即旋转和平移增量;与一种基于提取角点特征的特征-特征式匹配方法进行了对比性实验,证明了所提方法在定位精度和计算复杂度上的优越性,以及对复杂环境的适应性。     

视觉导引AGV鲁棒特征识别与精确路径跟踪研究

针对AGV多分支路径与工位点标识的可靠识别以及导引路径的精确跟踪问题,提出了一种基于双视野窗口的鲁棒特征识别与精确路径跟踪方法。采用整幅视野范围作为模式识别窗口,在该窗口采用基于核主成分分析(KPCA)和BP神经网络的识别方法,将路径特征通过核函数映射到高维空间进行PCA降维,再利用BP神经网络识别降维后的样本矩阵。同时提出一种导引扫描窗口设置方法,该窗口范围取决于摄像机竖直视角以及摄像机安装倾斜角,在导引扫描窗口内将导引路径简化为直线模型并用最小二乘法拟合,针对拟合直线计算导引所需的路径偏差。实验结果表明,KPCA-BP方法显著提高了路径特征识别的实时性和鲁棒性,6类路径特征的平均特征识别正确率为99.5%;导引扫描窗口有效减小了导引路径直线拟合的计算误差,直线路径跟踪误差小于3 mm,曲线路径跟踪误差小于30 mm。     

基于近红外光谱的活体植物叶片水分检测仪器

在近红外光谱区,采用超低功耗单片机MSP430及新型的光频转换芯片TSL230,研制快速无损、可现场测定植物叶片水分含量的透射式检测仪器。仪器整体由信号采集系统、单片机系统及相应的软件支撑、校正模型组成。其信号采集系统采用近红外LED光源,890 nm和980 nm的窄带干涉滤光片和光频转换芯片。光频转换芯片的使用简化了信号采集电路,减少了噪声的引入。该文介绍了该仪器的硬件设计、软件设计,对紫荆叶片水分含量的建模及预测。预测结果与水分真实值基本一致,二者相关系数为0.900。仪器具有较高的重复性、稳定性和可靠性,与其他水分测量仪相比,该仪器具有体积小、结构简单、重量轻、超低功耗、抗干扰等特点。试验结果表明本仪器可在田间现场对植物叶片水分含量进行快速无损检测。     

Robust adaptive control for nonlinear chaotic systems

Tracking control of a nonlinear uncertain Chua's chaotic system is studied. With coordinate transform, Chua's chaotic system is transformed to a general form of a strict feedback control system. Combining the backstepping method with robust control technology, an adaptive parameter control law for a robust output feedback control scheme is developed for output tracking of nonlinear unknown systems. It is shown that the derived robust adaptive controller based on Lyapunov stability theory can guarantee global uniformly bounded ultimate property for all states of the closed loop system, and lead to tracking error decreasing at exponential speed. The simulation results show the effectiveness of the proposed approach.     

混合动力汽车电子换挡手柄控制信号可靠性设计

基于混合动力汽车电子换挡手柄的结构和信号控制逻辑,通过信号故障处理和策略冗余算法,设计了电子换挡手柄信号的可靠性控制方法,通过建立Simulink控制模型,并采用快速控制原型的方式对换挡手柄信号控制进行仿真测试,验证控制的可靠性。测试结果表明该控制方法满足了混合动力汽车的换挡需求,并保证了换挡手柄信号控制的可靠性及车辆行驶安全。