折叠翼飞行器的动力学建模与稳定控制

折叠翼飞行器在变形过程中,其动力学模型呈现多刚体、多自由度和强非线性特点,同时气动力/力矩、压心、质心和转动惯量等参数也会大幅度变化,严重影响飞行稳定性. 由此,本论文将对飞行器的多刚体动力学建模与变形稳定控制进行研究.基于凯恩方法建立了折叠翼飞行器的多刚体动力学模型,并从中得到了变形所产生的附加力和力矩表达式.通过气动计算拟合出气动参数与折叠角之间的函数关系,由此分析了不同折叠角速度下飞行器的纵向动态特性, 结果表明,折叠翼飞行器变形过程中速度、高度和俯仰角均会发生变化,飞行器无法保持稳定飞行.为此提出了一种基于自抗扰理论的飞行器变形过程中的稳定控制方法.将折叠翼飞行器纵向非线性动力学模型中存在的非线性项、耦合项以及参数时变项都视为系统内外总扰动,利用扩张状态观测器对总扰动进行实时估计和补偿, 针对补偿后的系统设计PD控制器,实现了速度通道和高度通道的解耦控制.通过Lyapunov稳定性原理证明了系统的稳定性, 并进行数学仿真验证. 仿真结果表明,基于自抗扰理论设计的稳定控制器能够解决飞行器变形所带来的强非线性和参数时变等问题,保证飞行器的高精度稳定控制.      

基于矿物构成的非均质岩石材料数值方法研究

基于岩石材料的矿物构成利用矿物细胞元随机性参数赋值方法对岩石材料数值模型进行参数赋值,描述岩石材料的非均质特性.利用该赋值方法所具有的随机性特征和结构性特征,在二维情况下计算整体模型中代表各类别矿物的单元的总面积期望值,讨论了该赋值方法对整体模型中的所有单元网格具有相同尺寸的依赖性,并利用该赋值方法建立非均质巴西圆盘模型,对其纵向受力轴线上的应力进行了数值计算.研究结果表明,矿物细胞元随机性参数赋值方法通过考虑岩石矿物构成,可使数值模型内各矿物含量与岩石材料真实含量相等,且不要求整体模型的所有单元网格具有相同的尺寸;通过均质情形下和非均质情形下巴西圆盘试验的数值模拟结果比较,岩石材料的非均质特性对圆盘的应力分布有着显著影响.     

确定度分布条件下可变同配系数的算法构造与影响分析

复杂网络是现实中大量节点和边的抽象拓扑, 如何揭示网络内部拓扑对网络连通性、脆弱性等特征的影响是当前研究的热点. 本文在确定度分布的条件下, 根据Newman提出的同配系数的定义分析其影响因素. 首先在可变同配系数下分别提出了基于度分布的确定算法和基于概率分布的不确定算法, 并分别在三种不同类型的网络(Erdös-Rényi网络, Barabási-Albert网络, Email真实网络)中验证. 实验结果表明: 当网络规模达到一定程度时, 确定算法优于贪婪算法. 以此为基础, 分析了同配系数改变时聚类系数的变化, 发现两者之间存在关联性, 并从网络的微观结构变化中揭示了聚类系数变化的原因.     

高效液相色谱-串联质谱法测定重组胰岛素中的异丙基硫代半乳糖苷

基于高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术,建立了多肽药物重组胰岛素中残留异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)的检测方法。采用乙腈从重组胰岛素粗产品/原料药中萃取IPTG,结合亲水作用色谱(HILIC)分离,在质谱多反应监测(MRM)模式下测定。结果表明,IPTG在0.2～100 ng/mL范围内线性关系良好(R²=0.9969),定量限为0.1 ng/mL,检出限为0.025 ng/mL;在重组胰岛素原料药中加标低、中、高浓度IPTG的回收率为103.3%～106.0%,相对标准偏差为0.6%～4.2%。该方法可作为多肽药物中IPTG杂质含量的质量控制方案。     

电子电镀铜新体系中添加剂对铜电沉积及镀层结构的影响机制

以低主盐浓度、 弱碱性、 复合配位的柠檬酸盐电子电镀铜新体系为研究对象, 阐明了新型添加剂XNS(聚胺类化合物和含氮化合物的混合物)在新电沉积铜体系中的作用. 恒电流沉积实验结果表明, 添加剂XNS能够提高铜沉积的电流效率, 特别是在2.0 A/dm²电流密度下, 添加剂XNS使铜沉积电流效率达到95.4%, 提高了17.5%. 电化学实验的结果表明, 添加剂XNS改变了铜沉积的电极过程, 由原来的两步单电子还原过程 [Cu(Ⅱ)+e→Cu(Ⅰ)+e→Cu]转变为一步两电子还原过程[Cu(Ⅱ)+2e→Cu]. 虽然添加剂XNS呈现促进铜电沉积的特征, 即还原电流增大, 但铜镀层颗粒却更细小、 更致密均匀. 在2.0 A/dm²电流密度下, 铜镀层晶体结构由无添加剂时的(111)晶面重构为高择优取向的(200)晶面.     

聚丙烯酰胺絮凝效果的母液浓度依赖性及其影响

考察了相同剂量下不同浓度阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)母液对三氧化二铁悬浮液的絮凝效果.通过电导率和流变行为测试,阐明了随母液浓度增大絮凝效果先变好后变差的原因.研究结果表明,母液浓度为0.3 g/L时PAM絮凝效果最佳.根据聚电解质标度理论及流变测试结果,认为此最佳母液浓度(cop)接近临界缠结浓度.母液电导率及加入絮凝剂后的搅拌过程中水体电导率变化表明,絮凝剂浓度高于最佳母液浓度时出现的电荷屏蔽现象使得有效电荷减少,导致高母液浓度下絮凝效果变差.向低浓度母液中添加适量β-环糊精后,环糊精分子通过氢键作用搭桥使PAM分子间距变小,发生协同絮凝形成足够大的絮体,从而使絮凝效果得到改善.这一结果表明,低于最佳母液浓度时由于PAM分子相对孤立形成的絮体不足以沉降,是导致絮凝效果较差的原因.     

水下近距爆炸作用下船体梁的动态响应特性

为研究舰船在水下近距爆炸作用下的结构响应及损伤模式,以相似准则为基础,设计了船体梁模型,选用4种不同能量结构的炸药,将其置于模型中部正下方爆炸,通过改变药量和爆距,实验研究了船体梁在近距爆炸作用下的动态响应特性。利用高速摄影技术观察了模型的整个运动过程,结合实验数据定量分析了结构的应变和加速度响应特性,比较了冲击波和气泡脉动对结构的损伤特点。研究发现:近距爆炸气泡脉动会使结构下方形成一个低压流体区,该低压区的存在会使模型受到中垂弯矩作用,并可能使其发生中垂弯曲破坏;随着爆距的增大,爆炸能量与损伤效果之间的相关性变得明显;近距条件下,为了发挥爆炸气泡的最大破坏作用,爆距应该接近于最大气泡半径。     

立方烷型2-羟甲基-N-邻羟基苯亚甲基苯胺四核镍配合物的合成与晶体结构

The tetranuclear cubane-like complex, [NiL（EtOH）]4·0.5EtOH （1） with tridentate Schiff base ligand （H2L= 2-Hydroxymethyl-N-salicylideneaniline） has been synthesized and its crystal structure and spectroscopic properties have been studied. The complex consists of a tetranuclear （NiO）4 cubane core, of which four nickel（Ⅱ） ions are bridged by μ3-alkoxide group and each nickel（Ⅱ） ion is coordinated to three μ3-alkoxide oxygen atoms, one imino nitrogen atom and one phenoxide oxygen atom from Schiff base ligand, and further ligated by one EtOH molecule, completing a distorted octahedral geometry.     

一个扑克魔术的数学原理

魔术是一门雅俗共赏的艺术．现象让人百思难解,而本质往往很简单,所谓“不识庐山真面目,只缘身在此山中”．     

利用吸收光谱确定叶绿素a和b的颜色

叶绿素a和b在植物生长过程中起着至关重要的作用,精确测定其含量,可为农作物生长状况、植物病理诊断等提供科学依据,是实施精准农业的关键所在。文章将前人已经给出的叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱实验数据,转换为透过光谱。用人眼观察其透过光谱,显然就形成叶绿素a和b的颜色。于是,根据色度学的三基色原理,选择具有确定光谱功率分布的标准光源作为照明光源,确定了它们在CIE1931-色品图中的色度坐标：叶绿素a为(0.198 1,0.334 1), 落在蓝绿色区域内;叶绿素b为(0.270 4,0.566 3),落在黄绿色区域内。上述处理的要点是：将叶绿素a和叶绿素b的光谱曲线压缩成色度图上的坐标点,其结果将为发展植物单叶或群体的非接触式、远距离、无损伤测定植物色素含量的新技术提供必要的理论支持。