2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、靜電紡絲納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高等優(yōu)異的特性,使得其在高效過濾、新能源、生物醫(yī)藥等應(yīng)用領(lǐng)域得到快速的發(fā)展,因而高質(zhì)量的納米纖維膜的需求不斷增加。因此,如何實現(xiàn)大規(guī)模批量化生產(chǎn)高質(zhì)量的納米纖維成為當(dāng)前研究的熱點。直線型電極靜電紡絲技術(shù)以其紡絲效率高、連續(xù)生產(chǎn)能力好、設(shè)備可操作性好等突出優(yōu)點,是目前最有可能將納米纖維推向工業(yè)化量產(chǎn)的技術(shù)。
  直線型電極靜電紡絲裝備是一個集機、電、液等領(lǐng)域技術(shù)于一體的高端自動化裝備

2、,該裝備緊密融合了靜電紡絲多射流工藝與智能化控制平臺,如何實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高質(zhì)量納米纖維是該裝備的關(guān)鍵所在。由于直線型電極靜電紡絲裝備過程控制參數(shù)多元混雜、各模塊緊密耦合等因素導(dǎo)致該裝備仍然有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有解決,主要包括缺乏全局控制系統(tǒng)導(dǎo)致納米纖維膜質(zhì)量參差不齊問題,纖維成型過程中涂覆參數(shù)調(diào)控策略不明確導(dǎo)致納米纖維沉積不均勻問題,卷繞收集過程中缺乏張力控制系統(tǒng)導(dǎo)致成品納米纖維膜力學(xué)性能差問題,這些問題成為直線型電極靜電紡絲技術(shù)批量制備高質(zhì)

3、量的納米纖維膜的技術(shù)瓶頸。
  針對上述問題,本文以直線型電極靜電紡絲裝備為研究對象,以研發(fā)能夠批量生產(chǎn)高質(zhì)量的納米纖維膜的裝備及控制系統(tǒng)為目標(biāo),對相關(guān)工藝參數(shù)控制策略及控制算法進行了研究,并應(yīng)用于所開發(fā)的控制系統(tǒng)。本文主要工作如下:
 ?。?)依據(jù)直線型電極靜電紡絲制備納米纖維膜的紡絲機理,分析其技術(shù)路線得出裝備關(guān)鍵技術(shù),進一步提出裝備設(shè)計架構(gòu),分析裝備各子系統(tǒng)功能并設(shè)計直線型電極靜電紡絲裝備各功能模塊硬件,同時搭建以運動

4、控制器為硬件平臺的全局控制系統(tǒng),并設(shè)計全局控制系統(tǒng)軟件。
 ?。?)為解決纖維成型過程中涂覆參數(shù)調(diào)控策略不明確導(dǎo)致的納米纖維沉積不均勻問題,首先結(jié)合紡絲實驗現(xiàn)象與定量分析闡述溶液涂覆過程對纖維沉積不均勻的影響機理,在此基礎(chǔ)上建立電極絲表面溶液量的數(shù)學(xué)模型,得出影響納米纖維沉積均勻性的主要因素,同時提出涂覆均勻性評價方法;其次,為改善納米纖維沉積不均勻問題,提出一種Logistic型涂覆運動規(guī)劃模型,并基于平臺技術(shù)參數(shù)完成模型參數(shù)辨

5、識,進一步得到涂覆過程參數(shù)的規(guī)劃控制模型;最后,涂覆均勻性評價方法與實驗分析表明該運動規(guī)劃模型能夠有效提高纖維沉積的均勻性。
 ?。?)針對卷繞收集過程中缺乏張力控制系統(tǒng)導(dǎo)致成品納米纖維膜力學(xué)性能差問題,設(shè)計浮動輥張力機構(gòu)并分析張力波動產(chǎn)生的原因,進一步建立張力控制系統(tǒng)各部分的數(shù)學(xué)模型,獲得張力控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù);針對張力控制系統(tǒng)非連續(xù)、時變的特點,提出將模糊自適應(yīng)PID控制算法應(yīng)用于張力控制系統(tǒng),進一步的設(shè)計張力系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)

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