随机激励作用下被控结构的阻尼器优化布置

以结构在随机激励作用下的振动控制问题为研究对象.通过等效激励法构造具备随机谱特征的等效地震荷载时程作为输入,从而将频域范围内的结构随机振动控制问题转化为时域问题进行计算分析.利用遗传算法的0,1染色体编码模拟阻尼器的楼层空间布置,实现了阻尼器数目指定情况下,以楼层最大加速度和层间位移角为控制目标函数的阻尼器最优布置方案.仿真分析表明:该优化措施针对性强,效果显著.     

遗传算法在结构振动控制中的应用

对遗传算法(GA)在建筑结构系统辨识、振动控制算法、结构振动控制作动器优化布置和作动器参数优化等研究方向的应用进行了较全面研究和计算机仿真分析.结果表明,遗传算法是一种高效的搜索计算和优化计算方法,这一算法非常适合处理结构振动控制领域中的诸多复杂优化问题,能够精确地识别复杂结构系统的动态响应,实现结构振动控制系统的优化设置.     

压电柔性臂的传感器/致动器优化配置与振动主动控制

以欧拉-伯努利(Euler-Bernoulli)悬臂梁为模型,对压电柔性臂系统的传感器/致动器的优化配置和振动主动控制问题进行推导,简化了智能压电柔性臂系统的动力学方程和压电传感/致动方程,并建立了系统状态空间表达式.从传感器/致动器对相应模态的贡献出发,给出一种考虑模态权重的目标函数,并采用遗传算法对同位配置时的传感器/致动器的优化配置进行研究.基于优化布局结果在柔性臂上黏贴压电致动器和传感器,建立模糊逻辑控制器,对柔性臂在自由衰减和持续激励的情况下分别进行振动主动控制实验.实验结果表明柔性臂在两种激励下的振动均得到到了有效抑制,所提出的优化配置方法和模糊控制策略是可行的.     

基于可靠性的框架结构作动器/传感器最优配置

建立在模态可控度及最小费用函数的基础上，针对目前因使用组合优化来布置作动器计算量大的缺点，采用遗传算法来确定振动主动控制中作动器的最优配置．为适于框架结构的具体计算，对常规遗传算法约束条件的处理进行了改进．考虑到主动控制系统的可靠性，为了进一步确定作动器／传感器的最优配置，本文定义了一个可靠性指标，采用常规的Monte-Carlo法计算各种配置的可靠性，在可靠性基础上最终确定最优配置方案．本文最后给出了计算实例。     

一种快速收敛的遗传算法及其应用

为了解决遗传算法的收敛速度和全局收敛性之间的矛盾,提出了一种快速收敛的遗传算法,即“适应度缩放”加“有偏外来移民”的遗传算法。将该方法应用于柔性结构振动主动控制中的作动器／传感器位置及反馈增益的优化,其优化效果明显优于传统的优化算法。数字仿真结果表明,对于复杂非线性约束优化问题,该遗传算法具有较好的快速收敛性和全局收敛性,由优化了位置的作动器／传感器和优化增益的控制系统具有良好的减振效果。     

电磁直驱静液作动器多学科建模与优化

针对汽车电动化与智能化对线控系统执行元件日益严苛的需求,提出了一种高功率密度动圈式直线执行器直接驱动液压泵活塞,进而实现作动筒容积伺服控制的电磁直驱静液作动器,有效缩短了动力传递路径. 建立了作动器电磁-机械-液压-控制耦合的多学科仿真模型,设计了直驱活塞运动的滑模-自抗扰控制算法,分析了单向阀阀芯球座直径、阀芯球体直径、弹簧刚度和弹簧预压力等结构参数对作动器性能的影响规律;以作动器动态响应时间为优化目标,通过遗传算法优化了单向阀的结构参数. 仿真与实验结果验证了电磁直驱静液作动器多学科建模及优化的有效性,在直驱活塞运动幅值±5 mm、频率20 Hz典型工况下,作动器20 mm行程的响应时间小于0.2 s.      

拉索—磁致伸缩作动器作动力力学模型分析

阐述了自制磁致伸缩作动器的设计原理,通过对拉索轴向刚度测量实验,得到了拉索轴向刚度,通过磁致伸缩作动器综合实验和力学性能研究,得到作动器激励电压与位移时程,进而得到作动器激励电压与输出力时程,最后运用最小二乘法拟合得到了激励电压与输出力之间的函数关系,即力-磁关系.研究表明:在拉索模型下,通过拉索的刚度和位移得到的作动器力磁关系更准确.     

基于质量功能展开方法的电动静液作动器设计参数优化

提出了基于QFD(质量功能展开)的优化设计方法,以EHA(电动静液作动器)能耗最小和作动筒质量最轻为目标,满足强度约束条件,定义EHA系统的参数关系矩阵(PRM),建立其优化设计模型.以某型EHA设计参数为例,应用遗传算法进行了优化.优化后的EHA质量减轻23.57%,能耗降低36.46%.优化结果表明,该设计方法值得在EHA设计中推广应用.     

基于粒子群优化算法主动悬架作动器多目标优化设计

为了使电动轮主动悬架系统的电磁直线作动器具有高推力密度、低铜耗和低推力波动特性,提出基于粒子群算法的圆筒形Halbach永磁直线同步电机作动器多目标优化设计方法,推导Halbach直线作动器径向气隙磁场密度、空载感应电动势、电磁力解析式,并采用有限元法对其进行了验证。基于Halbach磁体结构的气隙磁场进行参数化分析,获得磁体参数优化范围,以永磁体、气隙与槽深尺寸为优化变量,以推力体积比系数、铜耗系数为优化目标,采用基于自适应罚函数的多目标随机粒子群优化算法对作动器结构参数进行优化,并利用模糊集合理论对Pareto最优解进行选优。研究结果表明:优化后作动器结构紧凑,且作动器铜耗及波动明显降低,验证了作动器设计的正确性与多目标优化的有效性。     

有源结构声控制的单通道多作动器控制策略

提出了有源结构声控制（ＡＳＡＣ）的单通道多作动器控制新策略。把常规的单通道输入输出（ＳＩＳＯ）系统中的作动器作为主作动器,设置多个从作动器,优化控制力,从面形成了单通道控制多个作动器的新策略。使多个作动器形成和初级激励相适应的模态分布,有效地抑制结构的振动和噪声。仿真试验表明,该策略比常规的ＳＩＳＯ的降噪量平均提高１５￣２０ｄＢ。     

斑马鱼3种胰蛋白酶原基因的克隆、序列分析及组织表达

 胰蛋白酶是丝氨酸蛋白酶类超家族成员之一,在动物蛋白消化中起着重要作用。为深入研究胰蛋白酶在鱼类中的蛋白结构和生理功能,利用RT-PCR和RACE方法,成功获得了斑马鱼3种胰蛋白酶原cDNA序列(zftry1a、zftry1b和zftry2)。结果表明,zftry1a和zftry1b均有242个氨基酸残基组成,其中包括15个氨基酸的信号肽和5个氨基酸(LDDDK)的激活肽。zftry2由247个氨基酸残基组成,其中包括15个氨基酸的信号肽和9个氨基酸(APLGDDDDK)的激活肽。氨基酸序列比对结果显示,三者具备胰蛋白酶原的保守结构特征,如含有催化三联体氨基酸(His-57、Asp-102和Ser-195),12个半胱氨酸,位于底物结合口袋底部Asp-189和口袋开口处的Gly-216、Gly-226等。进化树结果显示,斑马鱼zftry1a和zftry1b属于group I,为阴离子胰蛋白酶原;斑马鱼zftry2属于group II,为阳离子型胰蛋白酶原。RT-PCR结果显示,三者组织分布模式类似,且在肠中有最高表达量。这些结果为研究鱼类胰蛋白酶原的基因进化和功能以及进一步探讨鱼类消化生理的分子机制奠定了基础。     

基于PsbA-trnH,RbcL和trnL-F序列的野生葡萄系统发育

采用PCR技术从湘西地区的3种野生葡萄中分离PsbA-trnH、RbcL和trnL-F基因片段,克隆至pMD18-T载体中测序,结合GenBank/EMBL/DDBJ中公布的其他葡萄科植物相应cpDNA基因信息,使用Mega4构建系统发育进化树,分析其系统发育关系.结果显示,PsbA-trnH,RbcL和trnL-F这3种cpDNA基因序列均能用于葡萄科属间的分子鉴定,但结果与传统形态学分类存在一些差异,RbcL能用于葡萄属内种间的分子鉴定.     

玉簪属花药结构和花粉发育

利用石蜡切片技术研究了玉簪属植物花药结构和花粉发育,其观察结果表明：玉簪成熟花药由表层、药室内壁、中层和绒毡层等4层细胞组成;4个小孢子囊呈线形排列,并着生于药隔的向心面;小孢子母细胞分裂属连续型;成熟花粉为3-细胞结构,营养细胞充满大量淀粉粒;花药发育存在严重败育现象,花粉个体发育也具明显的不同步性;横切面观,玉簪花被片具有9～13个痕迹;2n=2x=60.从上述资料看,作者支持把“玉簪属”植物提升到“玉簪科”的水平.     

绿洲-荒漠过渡带陆面温度与地表能量关系分析

 以实测气象资料为基础,通过波文比能量平衡法对芨芨草地地表能量进行计算,深入探讨了不同天气条件下陆面温度变化规律及其与地表能量的关系特征,建立了适合新疆准噶尔盆地东南部绿洲 荒漠过渡带的陆面温度预测模型。结果表明：① 受不同天气地表能量特征差异的影响,晴天表层土壤（5 cm、10 cm、15 cm）温度变化呈“S”型曲线,雨天与晴天相似,只是振幅减小,而阴天呈直线下降特征。其中,晴天表层土温峰值出现时间由地表向下呈现每5 cm 2.5 h的滞后性。不论何种天气,40 cm及其以下深层土温几乎没有日变化。② 各地表能量分量与表层土壤温度均表现出相关系数值随土壤深度的增加而不断减小,至20 cm负相关性达到最大。③ 各能量分量对土壤温度的影响程度表现为：土壤热通量（G）最大,其次为净辐射（Rn）和感热（H）,潜热（LE）最小。④ 除H外,不同天气条件下各能量分量与土壤温度相关性均表现为晴天>平均>阴天>雨天,土温对能量变化的反应强度（回归系数）也大体表现出相同的规律。⑤ 经过检验的陆面温度预测模型表明：湿热性能量因子（LE）对干旱区绿洲 荒漠过渡带陆面温度的影响微弱。     

温度调控诱导尼罗罗非鱼仔鱼雄性化的研究

  罗非鱼Oreochromis spp.是我国重要的水产养殖品种。我国是世界最大的罗非鱼生产国和出口国。但罗非鱼性成熟早、繁殖过度,致使商品鱼品质偏低、资源浪费严重,解决途径为采用单雄性养殖。本文进行了温度调控诱导尼罗罗非鱼仔鱼雄性化的研究。较之前常采用的雄激素投喂方式更环保、安全、高效。控温处理开始时期为出膜后第7天（DPH, Days Post Hactching）,进行正交试验：设置3个温度20、28、36 ℃（±0.5 ℃）,3个控温时段7-14 DPH、7-21 DPH、7-28 DPH。主要结果如下：处理组合（温度+控温时段）为36 ℃+7-14 DPH、36 ℃+7-21 DPH、36 ℃+7-28 DPH时雄性率较对照组显著增高、与其它各组有显著差异（P<0.05）,分别高达93.85%、96.00%和96.92%,这3组间无显著差异（P>0.05）。为了解控温对仔鱼的影响,还同步研究了相应的增质量率和存活率。由控温时段结束至60 DPH的绝对增质量率来看：处理组合36 ℃+7-14 DPH、28 ℃+7-14 DPH与对照组无显著差异（P>0.05）;从存活率来看：只有处理组合20 ℃+7-21 DPH、20 ℃+7-28 DPH与对照组有显著差异（P<0.05）。综合来看,最佳处理组合为36 ℃+7-14 DPH,平均雄性率 93.85%、最高达96.96%,且高温（36 ℃）处理后生长和存活不受影响。     

转型期广州城市空间增长分异研究

研究了转型期广州城市空间增长分异规律,结果表明城市空间增长在旧城空间、城市边缘区、城市外围空间和区域性空间四个圈层表现出不同的特点,其中旧城空间表现出由计划经济时期综合性使用功能向商业、居住、办公等专业性功能分化;城市边缘区以居住和工业为主要的功能,采取圈层、轴向和填充的蔓延式增长方式;城市外围空间的以工业和基础设施为主要功能开发,采取综合性城市新区、新城等形式的跳跃式增长方式;城市增长出现向区域性空间的延伸,主要表现为基础设施建设上的功能延伸,包括兼并和竞合两种增长方式;广州城市空间增长分异是政府力、市场力、社区(集体)力3种力量综合作用的结果。广州城市空间增长分异对全国大城市空间增长分异具有代表意义,文章最后基于广州城市空间增长分异特征对转型期中国城市空间增长展开了讨论。     

珠江三角洲PRD16孔微体生物记录与晚更新世以来的古环境重建

对珠江三角洲PRD16孔的微体动物群进行了分析,共发现底栖有孔虫12属24种,介形类9属13种,它们可分别划分为3种生态类型。根据有孔虫和介形类微体动物群的分布特征、并结合岩性和沉积粒度特征,推断PRD16孔研究区晚更新世以来沉积环境演化经历了5个阶段:①34 600 cal a BP以前为河流相环境,形成了研究区最早的第四纪河床相砂砾沉积;②34 600～23 900 cal a BP推测为河口湾环境;③23 900～7 960 cal aBP受末次盛冰期影响,研究区暴露地表遭受风化剥蚀,形成花斑黏土;④7 960～2 810 cal a BP为全新世大海侵时期,研究区为河口海湾环境,发育以广盐性有孔虫和中盐-多盐性介形类为主的微体动物群,其间发生了2次小规模海平面波动,受地块区域沉降作用影响,研究区在3 873 cal a BP左右水深达到最大,主要有孔虫和介形类属种的丰度达到全新世最高值;⑤2 810 cal a BP以来海平面持续下降,研究区由潮坪环境变为河口砂坝,随后河流作用增强,又逐渐变为河流冲积-潮上带环境。     

层状地基分析的超级有限层法

基于传统有限层法基本原理提出6参数一般有限层法。层元的位移模式采用5次完全多项式与双重级数相乘的形式;通过应用弹性体静力平衡条件对三维位移函数多项式系数之间的相关性进行分析简化,得到未知的独立位移参数6个,与层元的节面位移数目对应相等,保证了层元位移模式的完备性。通过超级有限层元与其内部小层元间的运算矩阵转换,进一步推导了6参数超级有限层法,满足了相邻小层元间高阶变形的协调性。通过算例分析表明,6参数一般有限层法仅适用多薄层地基;而超级有限层法可以适用于多种厚度的多层地基。     

聚丙烯亚胺-聚谷氨酸苄酯多臂接枝聚合物的制备及其结构表征

以第二代聚丙烯亚胺树状大分子(PPI)末端的氨基为引发剂,与L-谷氨酸苄酯的N-酸酐(BLG-NCA)进行开环聚合合成了多臂聚丙烯亚胺-聚谷氨酸苄酯聚合物,分别用IR、1H NMR、13C NMR和GPC对聚合物结构进行表征。结果表明,PPI端氨基能够作为引发剂参与反应引发BLG-NCA开环聚合,并证实成功合成了多臂聚丙烯亚胺-聚谷氨酸苄酯聚合物。该聚合物有望成为新型的非病毒基因载体材料。     

基于分数阶PD速度控制器的永磁同步电动机控制研究

为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例微分控制器。为评价该控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验。结果表明:采用文中提出的分数阶比例微分控制器的系统响应速度、跟随性能和节能效果均优于采用整数阶比例积分控制器的系统。