主编推荐 Vol.9

学术   2024-10-25 17:04   北京  


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文章题目:

Microfluidic preparation of surfactant-free ultrafine DAAF with tunable particle size for   insensitive initiator explosives    

采用微流控技术制备用于钝感起爆药的粒度可调无表面活性剂超细DAAF     

作者:

Bo Yang,   Rui Li, Wei Cao, Si-min He,  Jincan   Zhu, Qi Wu, Heng Ding, Jin Chen, Weimiao Wang, Zhiqiang Qiao, Xiaodong   Li,Guangcheng Yang    

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.dt.2024.03.012     


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原文信息

中文摘要

高纯度超细DAAF(u-DAAF)是一种新兴的钝感起爆药装药。目前有多种方法可以获得u-DAAF,但开发一种具有操作稳定、控制精确、质量一致性好、设备小型化且最少人工干预的制备方法,已成为适应当前科技发展的必然需求。本文报道了通过被动旋流微反应器采用微流控技术制备粒度可调的u-DAAF。在旋流微反应器中,基于重结晶生长动力学和流体混合行为,通过筛选实验对关键参数(液体流速、爆炸浓度和结晶温度)进行了筛选和优化。在不添加表面活性剂且仅控制实验参数的条件下,重结晶DAAF的粒度可从98 nm调节到785 nm,对应的比表面积为8.45 m2•g−1至1.33 m2•g−1。此外,该制备方法具有良好的批次稳定性、高产率(90.8%–92.6%)和高纯度(99.0%–99.4%),表明其具有很高的实际应用潜力。电爆炸飞片起爆测试表明,u-DAAF的起爆感度远低于未加工的DAAF,可与传统喷雾结晶法精制的DAAF起爆感度相媲美。该研究为制备具有窄粒度分布和高重复性的u-DAAF提供了一种高效方法,并为其他超细炸药的制备提供了理论参考。    

主要结论

本研究建立了一种基于多腔室旋流混合芯片的微流控结晶系统,能够很好控制u-DAAF粒度。通过优化关键制备参数以调整溶剂和反溶剂相的混合效率,在最佳制备条件(溶剂流速:1.2 mL/min−1,炸药浓度:5 wt%,结晶温度:4°C)下,可以在无需任何表面活性剂或添加剂的情况下制备细粒度和窄粒度分布的u-DAAF。批量实验表明,微流控结晶系统在制备u-DAAF方面具有很高的可重复性。该微流控制备方法也适用于一步制备u-DAAF/PVDF复合材料。机械和热感度试验表明,u-DAAF和u-DAAF/PVDF均保持了DAAF原材料独特的钝感度和高安全性。电爆炸飞片起爆试验表明,u-DAAF和u-DAAF/PVDF对短脉冲冲击敏感。该研究为连续、安全地制备高纯度u-DAAF提供了一条可行途径,并为其他超细炸药的制备提供了理论参考。    

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文章题目:

Robust fixed-time flight controller for a dual-system convertible UAV in the cruise   mode    

巡航模式下双系统可切换式无人机鲁棒固定时间飞行控制器    

作者:

Lulu   Chen, Zhenbao Liu, Qingqing Dang, Wen Zhao, Wenyu Chen    

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.dt.2024.04.009


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原文信息

中文摘要

本文研究了在参数不确定性、未建模不确定性和风扰动存在的情况下,双系统可切换式无人机(UAV)巡航模式的姿态跟踪控制问题。首先,基于双极限齐次理论设计了一个固定时间扰动观测器(FXDO),用于估计可切换式无人机模型中的总扰动。然后,将固定时间积分滑模控制(FXISMC)与FXDO结合,以实现强鲁棒性并减少颤振。应用双极限齐次理论和Lyapunov理论,对定时稳定性进行了详细证明。最后,数值模拟实验结果验证了所提算法对模型参数不确定性和风扰动的鲁棒性。此外,所提算法已应用到开源无人机自动驾驶仪中,其有效性通过硬件在环(HIL)实验结果进一步验证。    

主要结论

本研究提出了一种基于FXDO-FXISMC的鲁棒固定时间跟踪控制方案,用于双系统可切换式无人机的姿态跟踪控制。FXDO设计目的是以快速收敛的方式估计和补偿飞行器模型中的总扰动。利用估计的扰动信息,推导出了FXDO-FXISMC控制律,使姿态跟踪误差在固定时间内收敛至零。所提算法轻量且易于实施,已成功应用到开源无人机自动驾驶仪中。数值模拟和硬件在环实验结果,进一步验证了该算法相较于现有控制器的有效性和鲁棒性。
未来我们的研究将侧重于进一步优化该方法,包括:(i) 研究控制器参数自动调整的可行性,(ii) 在控制器设计中考虑执行器饱和状态,(iii) 测试本研究提出的固定时间鲁棒控制策略在双系统可切换式无人机其他飞行阶段的有效性,并进行户外飞行测试验证其性能。

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编辑:陈微,曹文丽

审核:田丽


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《Defence Technology》是由中国兵工学会主办的科技类综合性学术期刊,目前已被SCI、EI、Scopus、中国科技核心期刊数据库、中国引文数据库核心版和瑞典开放获取指南等多家数据库收录,期刊主要发表基础理论、应用科学和工程技术领域高水平原创性学术论文,包括理论研究、数值模拟和实验研究类文章。

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