四旋翼直升机姿态系统的直接自修复控制

当四旋翼直升机执行器突发故障或突受干扰时,利用直接自修复控制技术,设计一种基于直接自适应滑模控制的四旋翼直升机姿控系统,使其在故障或干扰信息未知的情况下,仍能保持稳定并且跟踪上理想输出信号.系统的稳定性和跟踪性能是由Lyapunov稳定性定理来确保的,这体现在参数更新律的设计过程中.最后在3DOFhover实验平台上验证了该方法的有效性,同时将该方法与LQR方法作比较,进一步证明了所提算法的优越性.     

仿生自修复混凝土梁的弯曲试验及分析

制作了自密实混凝土简支梁试件,内部分别复合了含聚氨酯胶黏剂和氰凝胶黏剂的玻璃管,通过梁的三分点弯曲试验,从承载力和挠度两方面分析了两种胶黏剂梁的自修复效果,并通过试验对自修复混凝土研究急待解决的问题进行了阐述.     

On the Survivability of Self-repairing Control System for a Hybrid Underwater Vehicle

A hybrid remotely operated underwater vehicle （HROV） capable of working to the full ocean depth has been developed. In order for the vehicle to achieve a certain survivability level, a self-repairing control system （SRCS） has been designed. It consists of two basic technologies, fault diagnosis and isolation （FDI） and reconfigurable control. For F＇DI, a model-based hierarchical fault diagnosis system is designed for the HROV. Then, control strategies which reconfigure the control system at intervals according to information from the FDI system are presented. Combining the two technologies, it can obtain the fundamental frame of SRCS for the HROV. Considering the hazardous underwater environment at the limiting depth and the hybrid operating modes, an assessment of the HROV＇ s survivability is vitally needed before it enters operational service. This paper presents a new definition of survivability for underwater vehicles and develops a simple survivability model for the SRCS. As a result of survivability assessment for the SRCS, we are able to figure out the survivability of SRCS and make further optimization about it. The methodology developed herein is also applicable to other types of underwater vehicles.     

纳米复合自修复添加剂的制备及其在发动机上的应用

利用合成和复配等技术研制了一种含纳米铜和稀土化合物的复合自修复添加剂,在发动机上考察了该添加剂的使用性能,分析了不同工作时期发动机机油的衰变情况,测量了该添加剂对发动机外特性的影响。结果表明:含纳米自修复添加剂的润滑油对发动机中不同材料的摩擦副均有较好的抗磨效果,在发动机运行300 h后,连杆轴、铜套等部位达到了“零磨损”,实现了摩擦副表面的动态自修复;使用该自修复添加剂还能够有效地改善发动机的外特性、降低油耗和延长发动机的服役寿命。     

机械零件摩擦磨损表面自修复研究进展

摩擦学的发展已将摩擦磨损的研究从抗磨减摩扩展到磨损表面的自修复甚至是零磨损.文中对摩擦磨损表面自修复的概念进行了阐述,详细论述了自发摩擦磨损自修复和条件摩擦磨损自修复的几种类型和实现模式,指出纳米技术的发展有望在摩擦表面建立起一层自组装的、坚固的、自修复的润滑膜,为摩擦磨损表面自修复提供了切实的途径.     

胚胎型仿生电路中具有自修复性能的存储器设计

胚胎型仿生电路是一种芯片级容错数字电路,其工作机制为汲取生物体生长过程的灵感从而使得数字系统具有自主容错能力。该电路是由二维电子细胞阵列组成,文中分析了这种数字电路的结构和容错机制,讨论了细胞的主要组成部件的设计,并基于海明码(Hamming Code)为细胞中的存储器设计了一种具有自检测和自修复能力的结构。最后,以4×4乘法器为应用实例,通过仿真实验验证了细胞中存储器的自诊断、自修复能力和该仿生电路的自修复能力。     

Reliability analysis on systems with self-healing and self-repairing under different environments and shock models

Inspired by the process of self-healing of biological damage, high technology materials with self-healing and self-repairing mechanisms have been developed for high reliability and long lifetime. Therefore, the reliability modeling on intelligent systems with healing performance has become a research hotspot. Based on the diversity of healing mechanisms, this paper proposes a two-phase reliability model method on self-healing and self-repairing systems. Impacts of environments, shock loads, self-healing, and self-repairing mechanisms are taken into account in this novel model. Besides, system lifetime and some reliability indexes under two shock models are derived, respectively. Moreover, Monte Carlo simulations are conducted to verify the accuracy of reliability under two models. Finally, an engineering case of metallized film capacitor is provided to illustrate the effectiveness and applicability of the proposed models by comparing numerical results and simulation results.     

基于TMR-EHW的高可靠性电机控制系统

为提高恶劣环境中控制系统的可靠性,将三模块冗余（TMR）容错与演化硬件（EHW）自修复相结合,实现基于TMR—EHW结构的现场可编程门阵列电机控制系统。该系统利用TMR快速发现和定位故障,屏蔽出错模块并保持容错运行,利用EHW进行自修复,使出错模块恢复正常工作,系统可靠性得到提高。     

金属基体上超疏水表面的制备及其机械耐久性的研究进展

在金属基体上构建超疏水表面可有效解决金属材料在使用过程中不耐腐蚀、容易覆冰等问题,同时赋予其自清洁、油水分离、润滑减阻等特殊功能,具有极高的应用价值和市场前景。但目前普遍存在的规模化生产困难及机械耐久性差的两大问题严重限制了其实际应用。归纳了在金属基体上制备超疏水表面的基本方法,对化学刻蚀法、阳极氧化法、电化学沉积法、水热法、喷涂法等5种典型方法进行了重点综述,讨论了其优劣势,并结合最新研究进展,提出低表面能改性剂的绿色环保化和一步法制备超疏水表面是未来的发展趋势。针对超疏水表面机械耐久性的问题,分析了机械磨损导致超疏水材料失效的原因,总结了机械稳定性的测试手段和评价机制,然后立足于机械稳定性和化学稳定性两个关键因素,提出提高金属基体上超疏水表面的机械耐久性,延长服役寿命的4种基本方法:1)精细设计微纳米多级复合结构;2)引入粘结层以加固表面微观结构;3)不使用低表面能物质,仅靠粗糙结构实现超疏水;4)构建自修复表面。最后对该领域未来的研究重点和发展趋势进行了展望。     

掺氧化铝小球钢纤维混凝土的自修复性能研究

采用真空吸附法将环氧树脂和固化剂分别吸入薄壁氧化铝空心球中,用黏土进行球面密封,制得包含修复剂的小球。以钢纤维增强混凝土为基体,加入不同掺量的修复小球制备自修复混凝土试样,对其力学性能和自修复性能进行了测试。综合考虑修复效果和自修复混凝土自身的性能,自修复混凝土中钢纤维和修复小球的最佳掺量分别占水泥质量的1.5%和9%。