激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)凭借高效率与工艺柔性,正成为解决室温高脆性和高活性的TiAl4822(Ti-48Al-2Cr-2Nb)合金传统工艺难加工、难制备大型复杂构件问题的关键途径,以充分发挥其航空发动机等高温轻质...激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)凭借高效率与工艺柔性,正成为解决室温高脆性和高活性的TiAl4822(Ti-48Al-2Cr-2Nb)合金传统工艺难加工、难制备大型复杂构件问题的关键途径,以充分发挥其航空发动机等高温轻质部件的理想材料潜力。然而,LDED过程中快速熔融-凝固循环会产生极大的温度梯度和残余应力,从而导致构件开裂,但目前尚无成熟手段能够完全抑制裂纹产生。本工作利用整体高温辅助LDED制备出30 mm×25 mm×6 mm致密无裂纹的TiAl4822合金薄壁构件,并对其宏观形貌、微观组织、孔隙率及显微硬度进行研究。研究结果表明:在常温条件下,LDED制备的TiAl4822合金薄壁样件易发生以解理为主的脆性断裂,显微组织以细小等轴晶为主;引入800℃整体高温辅助后,沉积层晶粒定向生长为自下而上倾斜的柱状晶,孔隙率从0.05%降至0.008%,孔径分布更均匀,表面未见宏观裂纹;与此同时,显微硬度由常温样件的390.46HV_(0.2)降至354.94HV_(0.2),这主要归因于在高温辅助条件下晶粒长大、晶界减少及析出相中γ相的含量相对增加。因此,整体高温辅助不仅有效抑制裂纹与大尺寸孔隙的产生,还优化微观组织均匀性,为TiAl4822合金的高致密、高性能制备提供新途径。展开更多
在整体式车辆稳定性轨迹跟踪控制架构的基础之上,设计了一种引入预瞄曲率信息的自适应预测时域非线性模型预测控制(NMPC).基于预瞄的参考路径曲率点列指导控制维度变化,提升控制器对于路径曲率的动态响应能力;进一步地,引入状态协调优...在整体式车辆稳定性轨迹跟踪控制架构的基础之上,设计了一种引入预瞄曲率信息的自适应预测时域非线性模型预测控制(NMPC).基于预瞄的参考路径曲率点列指导控制维度变化,提升控制器对于路径曲率的动态响应能力;进一步地,引入状态协调优化机制,使控制器显示耦合至上一控制周期的车辆状态空间,有效避免预测时域变化造成的多步优化问题解耦效应,抑制因控制输入突变对轨迹跟踪控制任务的影响.结合两种优化方法,有效改善固定预测时域策略在高曲率轨迹跟踪中因累计误差造成的跟踪精度下降问题.最后,基于MATLAB/Simulink-CarSim联合仿真平台对算法进行了验证.经计算,高速单移线工况下,该方法在侧向偏差均值/峰值、纵向偏差均值/峰值、航向偏差均值/峰值指标中,相较于固定预测时域NMPC同比降低36.17%/15.25%、11.55%/38.58%、6.13%/25.27%;高速双移线工况下,同比降低30.28%/29.77%、25.07%/3.85%、11.02%/2.68%.此外,在高速低附着工况中,该方法仍能保证良好的控制精度及侧向稳定性,其峰值侧向偏差为0.2017 m、峰值纵向偏差为0.9744 km h^(-1)、峰值航向偏差为1.1936°、峰值质心侧偏角为1.9074°.展开更多
文摘在整体式车辆稳定性轨迹跟踪控制架构的基础之上,设计了一种引入预瞄曲率信息的自适应预测时域非线性模型预测控制(NMPC).基于预瞄的参考路径曲率点列指导控制维度变化,提升控制器对于路径曲率的动态响应能力;进一步地,引入状态协调优化机制,使控制器显示耦合至上一控制周期的车辆状态空间,有效避免预测时域变化造成的多步优化问题解耦效应,抑制因控制输入突变对轨迹跟踪控制任务的影响.结合两种优化方法,有效改善固定预测时域策略在高曲率轨迹跟踪中因累计误差造成的跟踪精度下降问题.最后,基于MATLAB/Simulink-CarSim联合仿真平台对算法进行了验证.经计算,高速单移线工况下,该方法在侧向偏差均值/峰值、纵向偏差均值/峰值、航向偏差均值/峰值指标中,相较于固定预测时域NMPC同比降低36.17%/15.25%、11.55%/38.58%、6.13%/25.27%;高速双移线工况下,同比降低30.28%/29.77%、25.07%/3.85%、11.02%/2.68%.此外,在高速低附着工况中,该方法仍能保证良好的控制精度及侧向稳定性,其峰值侧向偏差为0.2017 m、峰值纵向偏差为0.9744 km h^(-1)、峰值航向偏差为1.1936°、峰值质心侧偏角为1.9074°.
