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使用增材制造技术建模风力涡轮机
摘要 本文介绍了兰卡斯特大学大多数工程专业一年级本科生承担的一个项目，他们的任务是设计、建造和测试一个比例模型风力涡轮机。学生们两人一组，能够就涡轮机上的叶片几何形状和叶片数量做出设计决策。利用熔融沉积成型 (FDM) 增材制造 (AM) 技术，学生们能够通过增材制造生产涡轮叶片，这为大大提高学生可以生产的模型翼型的精度和光洁度提供了机会，并确保了同一轮毂上叶片的几何重复性。它还使学生能够在叶片下侧生产凹面，这在手工生产叶片时几乎是不可能的。使用 AM 技术制造的模型涡轮机的性能明显优于以前用手工方法生产的模型。引入 AM 方法也为这个设计-建造-测试项目提供了额外的教育维度。在这个项目中，学生将学习翼型和简单的空气动力学和力学。该项目向他们介绍了测试和测量方法，以及所使用的特定 AM 技术的优点和局限性。为了进行测试，模型涡轮机安装在风洞中的简单测力计上，允许施加不同级别的扭矩并测量各种空气速度的旋转速度。鼓励学生绘制功率系数与叶片尖端速度比的无量纲性能曲线。然后，他们可以使用这些数字预测具有类似几何形状的全尺寸转子的性能。
通过基于模型的四旋翼无人机系统识别...
K t = 电机扭矩系数，N m/amp K e = 电机反电动势系数，V/(rad/s) V batt = 电池电压，伏特 R tt = 电机电阻（端子到端子），欧姆 J m = 电机和螺旋桨惯性，kg m2 D r = 转子（螺旋桨）直径，米 ρ = 空气密度，kg/m3 T = 螺旋桨推力，N Q = 螺旋桨扭矩，N m C T = 螺旋桨推力常数 C P = 螺旋桨功率常数 Ixx ，I yy ，Izz = 无人机惯性矩，kg m2 m = 无人机质量，kg L x ，L y = 从 CG 到电机的力臂，米 ω x ，ω y ，ω z = 机身轴旋转速度，弧度/秒 ψ，θ，φ = 惯性轴到机身的欧拉角，弧度 u x ，u y , u z = 感测位置处的身体轴速度 u x cg , u y cg , u z cg = 重心处的身体轴速度 ω m = 电机速度，rad/s T d = 硬件更新延迟，惯性测量单元 (IMU) T d 2 = 硬件更新延迟，OptiTrack 反馈 CG = 重心 z cg = OptiTrack 传感器测量点下方的垂直重心距离 G 输出输入 = 从输入到输出的传递函数
调查委员会 - VT-JEK
AAIB 印度航空事故调查局 ADS-B 广播式自动依赖性监视 AGL 地平面以上 AIP 航空信息出版物 ANOMS 希思罗噪音和航迹保持系统 AOP 航空运营人许可证 ASDA 可用加速停止距离 ASMGCS 先进地面移动引导和控制系统 ATCO 空中交通管制员 ATD 实际离场时间 ATM 假定温度法 ATIS 自动终端信息服务 ATSI 空中交通服务调查 AUW 总起飞重量 CDU 控制和显示单元 C of A 适航证书 C of R 注册证书 CLD 放行交付单元 COI 调查委员会 CPL 商用飞行员执照 DFDR 数字飞行数据记录器 EFB 电子飞行包 FMC 飞行管理计算机 ICAO 国际民用航空组织 IATA 国际航空运输协会 IFR 仪表飞行规则 LVP 低能见度程序 MDS 多静态依赖性监视系统 MHz 兆赫 MTOW 最大起飞重量 NATS 英国国家空中交通服务 NLR 荷兰航空航天中心 NOTAM 飞行员通知 OPT 机上性能工具 PIC 机长 乘客 旅客 QFE 查询：场地海拔 QNH 查询：海高 R/T 无线电话 SMC 地面运动控制 TODA 可用起飞距离 TODR 所需起飞距离 TO/GA 起飞/复飞 TORA 可用起飞滑跑时间 VR 旋转速度 VHF 甚高频 UTC 协调世界时
飞行路径控制系统设计与仿真
1,2 航空电子系，JNTUK 卡基纳达科学技术学院 摘要：深入了解自动飞行控制系统的知识可以理解控制飞机飞行的基本问题，并提高其评估通常提出的问题的解决方案的能力。许多飞行任务都要求飞机非常精确地遵循某些专门定义的路径。每当需要控制一架传统飞机时，飞行员可以指挥三个轴中任意一个或所有轴的旋转速度：俯仰、滚转和偏航。在飞行控制处理中考虑对路径变量的控制时，需要测量飞机的航向和气压高度等路径变量。这些近似值是线性的，也是充分的；这类系统可被视为飞行路径控制系统类的成员，本文对此进行了深入讨论。本文以时域方法为基础，介绍了现代控制理论方法，特别是状态方程的使用，这是一种自然有效的技术，与飞机动力学的数学描述相协调，而飞机动力学可以用状态和输出方程最完整、最方便地表达。本文还涉及 AFCS 的特定模式，涉及在不同飞行条件下为参考飞机 CHARLIE（一种非常大的四引擎喷气式客机）实施的飞行路径控制系统。SIMULINK 用于实施飞行路径控制系统，因为它们对于形成集成 AFCS 的最外层循环非常重要。关键词：飞机动力学、自动飞行控制系统 (AFCS)、飞行路径控制系统 (FPCS)
单个微生物的阵列无标记培养和生长评估
图 S1. 皮升级孵化器阵列的制作方案。孵化器图案由 2D CAD 软件（DraftSight，法国 Dassault Systèmes SE）设计。孵化器的设计直径为 30 µm。首先将光刻胶（ZPN 1150-90，日本 Zeon 公司）以 2500 rpm 的转速旋涂在玻璃基板上 30 秒。然后，使用标准光刻工艺对光刻胶膜进行图案化。光刻胶膜的图案化残留物（高度约为 10 µm 的微柱）被用作孵化器阵列的模板。接下来，采用旋涂技术（旋转速度：4000 rpm）将氟惰性溶剂（CT-solv.180，AGC Inc.，日本）中的非晶态氟聚合物（Cytop CTX-809SP2，AGC Inc.，日本）沉积在模板上。之后，在涂有氟聚合物的基板上沉积 PDMS 薄膜。薄膜结构有助于抑制基板因内部应力而表现出的自弯曲现象。这意味着通过采用薄膜结构可以保持 PDMS 培养箱阵列和玻璃皿之间的界面粘附力。在这方面，我们采用旋涂沉积工艺来制备基于 PDMS 的培养箱阵列。将含有固化剂的 PDMS（Sylgard 184，陶氏化学公司，美国）的低聚物溶液旋涂在模板上并固化。 PDMS 膜的最终厚度约为 20 µm。然后，将完成的 PDMS 膜从模板上剥离。使用 LEXT OLS4100 激光扫描显微镜（日本奥林巴斯）确认 PDMS 膜的图案。
智能的Acoustofluidics启用了人脑器官的迷你比较反应器
摘要。大声液体提供了一种独特的手段来操纵细胞和液体，以在生物医学科学和转化医学中进行广泛应用。但是，由于多种因素，包括设备对设备变化，手动操作，环境因素，样本变异性等因素，标准化并保持当前流动性设备和系统的出色性能是一项挑战。在这里，为了应对这些挑战，我们提出了“智能的Acoustofluidics” - 一种自动化系统，涉及Acoustofluidic设备设计，传感器融合和智能控制器集成。作为一种概念证明，我们开发了基于人类脑器官培养物的基于智能的大量流体分解器。我们的迷你比较反应器由三个组成部分组成：（1）通过声学螺旋相位涡流方法进行无接触式旋转操作的转子，（2）用于实时跟踪旋转动作的摄像机，以及（3）基于增强学习的基于增强的学习控制器，用于旋转操纵的闭环调节。在训练基于增强学习的控制器和实验环境中，我们的迷你比率可以实现良好板中转子的自动旋转。重要的是，无论转子重量，液体体积和工作温度的波动如何，我们的迷你比较反应器都可以对转子的旋转模式，方向和速度进行良好的控制。此外，我们证明了我们的迷你比较反应器可以在长期培养过程中稳定地保持脑官的旋转速度，并增强脑官的神经分化和均匀性。与当前的Acoustofluidics进行了比较，我们的智能系统在自动化，鲁棒性和准确性方面具有出色的性能，突出了新型智能系统在生物电子学和微功能实验中的潜力。
用于预测撞击载荷后人脑变形空间分布的多体模型
随着对脑震荡损伤的长期后果的关注日益增加，人们开始重视开发能够准确预测大脑对冲击负荷的机械响应的工具。虽然有限元模型 (FEM) 可以估计动态负荷下的大脑响应，但这些模型无法快速（几秒内）估计大脑的机械响应。在本研究中，我们开发了一个多体弹簧质量阻尼器模型，该模型可以估计大脑对围绕一个解剖轴或同时在三个正交轴上施加的旋转加速度的区域运动。总的来说，我们估计了 50% 人类大脑内 120 个位置的变形。我们发现多体模型 (MBM) 与计算的有限元响应相关，但不能精确预测（平均相对误差：18.4 6 13.1%）。我们使用机器学习 (ML) 将 MBM 的预测与负载运动学（峰值旋转加速度、峰值旋转速度）相结合，并显著减少 MBM 和 FEM 之间的差异（平均相对误差：9.8 6 7.7 %）。使用独立的运动损伤测试集，我们发现混合 ML 模型也与 FEM 的预测有很好的相关性（平均相对误差：16.4 6 10.2 %）。最后，我们使用这种混合 MBM-ML 方法来预测出现在大脑不同位置的应变，对于复杂的多轴加速度负载，平均相对误差估计范围为 8.6 % 到 25.2 %。总之，这些结果展示出一种快速且相当准确的方法，用于预测大脑对单平面和多平面输入的机械响应，并提供一种新工具来快速评估整个大脑撞击负载的后果。 [DOI: 10.1115/1.4046866]
飞机除冰液冰点缓冲要求
序言 应加拿大交通部运输发展中心的要求，APS 航空公司开展了一项研究计划，以进一步推进飞机地面除冰/防冰技术。APS 测试计划的具体目标是： • 为新的 IV 型液体制定保持时间表并验证液体特定表和 SAE 表； • 确定液体类型、降水和风对液体失效位置和时间的影响，以及加拿大支线喷气式飞机和高翼涡轮螺旋桨通勤飞机上的失效进展； • 建立足够的实验数据来支持仅用于除冰的表格的开发，以作为行业指南，并评估用作两步除冰操作第一步的液体的冰点温度极限； • 确定在旋转速度下，由于防冰液在冻结降水中失效而导致的污染物无法从喷气式运输机的机翼流出的条件； • 通过在标准平板上进行一系列测试，记录流体故障的出现情况和故障时流体的特性；以及 • 确定使用冰污染传感器系统检查飞机起飞前机翼状况的可行性。该计划代表加拿大运输部在 1997-98 年冬季开展的研究活动记录在六份单独的报告中。这些报告的标题如下： • TP 13318E 1997-98 年冬季飞机地面除冰/防冰液保持时间现场测试计划； • TP 13314E 1997-98 年冬季飞机除冰操作研究； • TP 13315E 飞机除冰液冰点缓冲要求：仅除冰和两步除冰的第一步； • TP 13316E 1997-98 年冬季污染飞机起飞测试；
飞机除冰液冰点缓冲液要求
前言 应加拿大交通部运输发展中心的要求，APS 航空公司开展了一项研究项目，以进一步推进飞机地面除冰/防冰技术。APS 测试项目的具体目标包括： • 制定新型 IV 型液体的保持时间表，并验证液体专用表和 SAE 表； • 确定液体类型、降水和风对液体失效位置和时间的影响，以及加拿大支线喷气式飞机和高翼涡轮螺旋桨飞机上的失效进程； • 建立足够的实验数据来支持制定仅用于除冰的表格作为行业指南，并评估用作两步除冰操作第一步的液体的冰点温度限值； • 确定在喷气式运输机受到旋转速度时，由于冰冻降水而导致的防冰液体失效造成的污染物无法从机翼流出的条件； • 通过在标准平板上进行一系列测试，记录液体失效的出现情况和失效时液体的特性； • 确定通过使用冰污染传感器系统在起飞前检查飞机机翼状况的可行性。 该计划代表加拿大交通部在 1997-98 年冬季开展的研究活动记录在六份单独的报告中。这些报告的标题如下： • TP 13318E 1997-98 年冬季飞机地面除冰/防冰液保持时间现场测试计划； • TP 13314E 1997-98 年冬季飞机除冰操作研究； • TP 13315E 飞机除冰液冰点缓冲要求：仅除冰和两步除冰的第一步； • TP 13316E 1997-98 年冬季受污染飞机起飞测试；
实施分布式自主控制的基于频率调节的基于自主控制的电池储能系统
摘要：已要求将常规化石燃料发电厂的发电能力的5％专门用于韩国的频率法规（FR）目的。但是，发电机的旋转速度无法快速控制，因此FR发电的变化需要一些时间。即使在短时间内，也可能发生频率频率，并且该频率可能超出其参考值的范围。为了克服现有的FR方法的局限性，已安装了374 MW（103 MWH）电池储能系统（BESS），并已安装在韩国的13个地点。在设计BES的FR的能力时，考虑了三个关键因素，即部署时间，交付时间和交付结束。当可以减少这些时间时，可以降低所需的BESS安装能力，从而实现相同的操作效果，而对设施的投资最少。但是，由于需要在较大的容量下安装fr（fr bess）的贝斯，因此采用了一种集中的控制方法。集中式控制方法具有能够立即查看和检查整个系统的优点，尽管对于Fr Bess而言，需要更快，更准确的控制速度来优化上述三个因素。因此，本文提议实施基于分布式自主控制的BES进行频率调节。对于拟议的贝斯神父，中央控制系统负责确定外部因素，例如发电/需求预测；并且该系统的设计使得可再生能源的最佳控制方法和根据实时操作过程中实时频率变化的最佳控制方法，并使用分布式自主控制方法确定并操作。此外，这项研究通过模拟验证，即提出的分布式自主控制方法比具有常规集中控制的FR BES更快地进行FR，从而导致FR成功率的增加，并减少所需的部署时间（例如，200 ms）。