【JBE封面故事 | 扑翼飞行器在内部和外部扰动下的主动抗扰高度控制与更细致的扰动测量】More Detailed Disturbance Measurement and Active Disturbance Rejection Altitude Control for a Flapping Wing Robot under Internal and External Disturbances https://t.cn/A6oTMEGK

自然界中的蜂鸟在许多极端的环境下依然能保持稳定飞行和高度控制,这得益于其所具备的多维度感知能力以及出色的主动控制策略。为了进一步探索这高超飞行技巧背后的秘密,如何使小尺度下的仿生扑翼飞行器具备多维度感知能力和抗扰能力的成为了一个挑战。

在本期《仿生工程学报》中,微米纳米加工技术国家级重点实验室(上海交通大学)的智能无人微系统研究团队研发了无尾微型扑翼飞行器的轻量化的三维速度机载感知系统和主动抗扰能力的控制技术。通过建立的刚体动力学模型以及所感知的相对运动速度,可以实时量化飞行器相对运动所引起的风扰大小。对于其余的总扰动,研究团队提出了一种自抗扰控制器来估计和抑制这些干扰。以飞行器的高度控制为例,通过与传统PID控制器的比较,上述综合方法展现了更好的控制精度,以及超调和扰动的抑制能力。

结果表明:在有内部未建模动态的悬停飞行实验中,高度控制的均方根误差仅为2.53 cm。在装载不同的载荷重量悬飞过程中,飞行器的上升轨迹保持惊人的一致。在有外部风扰的前向飞行实验中,高度控制的均方根误差仅为2.78 cm。当飞行器飞越一个引入外部突变扰动的台阶时,最大超调量仅为PID控制器控制的一半。

封面图片展示了受自然界中蜂鸟启发的无尾微型扑翼飞行器整体设计思路,该方法有望为在有扰动环境中的微型扑翼飞行器提供一个新的设计与控制思路。

【通讯作者】张卫平,工学博士,上海交通大学电子信息与电气工程学院教授,博士生导师,微米纳米加工技术国家级重点实验室副主任,中国微米纳米技术学会珀金优秀科学家,全国微机电技术标准化技术委员会委员,惯性仪表与元件专业委员会委员,上海市惯性技术学会理事,入选教育部新世纪优秀人才支持计划、上海市人才发展资金支持计划、上海交通大学晨星优秀青年学者奖励计划,国家技术发明奖获得者。长期从事智能无人微系统、仿生微机器人、微机电系统(MEMS)、微惯性技术、模拟数字混合嵌入式控制检测技术的研究。教师主页:https://t.cn/A6oTMEGC

#轿车定速巡航失灵 警方引导解救#10月30日凌晨1时许,绍兴高速交警指挥中心接到一例警情:S9苏台高速上,一辆浙A牌照小轿车定速巡航功能出现故障,无法关闭。
电话那头,车主谢先生情绪几乎崩溃。他告诉接线警员,自己从杭州出发时,按照路段限速标准,对驾驶的轿车开启了定速巡航功能。行驶至绍兴境内时,他发现该功能无法取消,车辆无法有效制动,也无法挂挡、熄火。无奈之下,他只能继续往台州方向高速飞驰。
在尝试各种办法无果后,绝望的车主谢先生将最后一丝希望寄托在了高速交警身上。
面对现实版的生死时速,绍兴、台州两地高速交警第一时间启动应急预案。为最大几率挽救谢先生的生命,高速公路必须立即清出一条生命通道,排除两车并排情形,防止其避让不及被迫追尾。
为此,绍兴、台州两地执勤民辅警、业主车辆立即上路,腾清社会车辆。苏台高速台州方向沿线高速收费口、停车区服务区立即封闭,减少车流汇入主线。
对接上谢先生后,一辆警车在其前方开道,另一辆警车跟随后方进行防护警戒。行驶途中,民辅警并不间断与他保持通话,确保安全。
根据辖区路段特点,两地警方也紧急制定出了两个“安全迫降”的方案:一是联系汽车4S店指导排除故障;二是引导谢先生驶向S9苏台高速台州段内的避险车道。该车道长160米,坡度呈60度,地面铺有很多松软的沙石,可以使制动失灵的车轮陷入,增大摩擦,减缓车速,从而安全停车。
此时,经过一个多小时的“生死考验”,谢先生内心起伏较大。为宽慰几近绝望的谢先生,民警一直不放弃努力。行驶途中,民警积极了解车辆的紧急制动办法,并告知谢先生紧急制动操作流程,但均未成功。
2时50分许,当车辆行驶到S28台金高速台向临海市区收费站附近路段时,民警最终与4S店取得联系。在汽车品牌方工程师的引导下,谢先生终于关闭轿车定速巡航,安全停车。此时,所有人悬着的心终于放了下来。
“非常感谢绍兴、台州两地交警的紧急救助,否则后果不堪设想。”谢先生说。由于处置及时,管控措施得当,此次事件未造成人员伤亡及相关财产损失。
事后,高速交警对谢先生进行了回访。谢先生表示,他将汽车送进修理厂检修后,技术人员发现,车内方向盘下方,主导定速巡航的电子零部件被一块白色污渍污染,这是导致当晚该功能失灵的主要因素。得知情况后,谢先生这才回想起来,大概十日前,自己买了一杯奶茶准备到车上喝,当时不小心把奶茶弄翻了倒在了方向盘上。
高速交警提醒:随着汽车技术的不断进步,目前配备巡航的车型越来越多,但自动化技术同时也带来一定风险。遇到本次案件中的紧急情况,驾驶员要保持冷静,第一步是打开双跳灯,并长按喇叭提醒周围车辆。定速巡航失灵可尝试推空挡、关引擎、踩刹车、拉手刹等办法应对。如果应对无效,驾驶员应立即报警。另外,在平常驾驶中,驾驶员提升安全意识,注意做好车内保洁,防止外部污染物渗入,影响汽车电子零部件正常使用。

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【“锂业双雄”角力 谁是最后赢家?】

导读:两家公司的企业性格、资源禀赋和产业链布局,相差极为明显,选择的是不同的发展路线。

回顾今年锂盐行业,一季度的关键词是暴涨,二季度是冷静,三季度则是分化。

以“锂业双雄”为例,2021年锂上涨前期,赣锋锂业净利润达到52亿元,天齐锂业则刚从债务危机中缓过来,净利润20亿元出头。

到发布三季报时,天齐锂业利润规模已达159.8亿元,反超赣锋锂业11亿元,同时总市值也一度处于领先位置,并逼近有色行业“一哥”紫金矿业。

但到了三季度,两家公司单季利润走势却出现了分化。赣锋锂业当期净利润环比增长102%,天齐锂业同期则环比下降19%。

而这主要是一些偶发性因素导致的,如赣锋锂业当期非经常性损益便接近17亿元,一定程度上“催肥”了当期净利润。

对此,赣锋锂业人士回应,“大部分是受益于持有的Pilbara股份上涨。”

另一边,经过7月初以来的系统性回落,两家公司的市值差也在快速消弭。时至今日,“锂王”排位赛仍处胶着状态,国内锂盐行业的双寡头格局短期内还难以打破。

三季度业绩再陷“胶着”

理论上,天齐锂业凭借原料100%自给,兼顾锂精矿、锂盐上涨红利,行业上升周期中盈利弹性更好。

不过,反映到报表上,公司与赣锋锂业的利润差距规模相差无几,至少三季度受到多重因素影响,两家公司的扣非利润基本相当。

数据显示,赣锋锂业三季度扣非后净利润为58.49亿元,环比增长18.6%,天齐锂业同期扣非利润则为56.39亿元,环比减少14.3%。

共享行业高景气度,同为行业龙头,为何盈利趋势会出现上述差异?这其中既有基本面因素,又受到了一些财务处理等方面因素的影响。

从产销量来看,三季度,赣锋锂业受到马洪四期火法部分投产、Marion矿石品位回升等带动,公司当期锂盐产销量,环比二季度有所提高。

天齐锂业则不然,三季度四川地区高温限电、疫情静态管理,“原材料、产品进出口和物流的影响,公司锂精矿原料延迟到厂,产品运输也受到一定的限制和影响”,当期公司锂盐产销量、锂精矿销量环比出现一定下滑。

“尤其是限电,天齐的代工厂大部分在四川,影响了整体产销量。”成都一位接近天齐锂业人士表示。

其次是非经常性损益对归母利润的影响。三季度,天齐锂业非经常性损益只有1435万元,而同期赣锋锂业非经常性损益达16.9亿元。

正如上述公司人士提及的那样,其持股的Pilbara公司二季度下跌28%后,三季度强劲反弹,期间涨幅超过99%。

因此,加上非经常性损益后,赣锋锂业三季度归母利润环比增幅达到了102%。

此外,还有财务基数的问题,赣锋锂业二季度利润基数更低,而天齐锂业二季度因“加回”了一季度少计算的SQM公司6.2亿元投资收益,使得公司二季度净利润基数高达70亿元。

此外,天齐锂业近期业绩说明会也指出,“第三季度以来锂精矿销售均价不断上涨,公司在控股子公司文菲尔德中体现的锂矿业务利润大幅增加,而该子公司适用税率为30%,高于国内25%的法定税率及西部地区鼓励类企业15%的优惠税率,因此导致公司2022年第三季度的综合所得税费率高于第二季度。”

“除去非经常性损益后,天齐和赣锋业绩差不多,盈利质量上天齐更好,因为他的毛利率更高。”上述接近天齐锂业人士评价称。

来自天齐锂业的数据显示,根据中国企业会计准则,7-9月,公司实现营业收入约103.5亿元,实现毛利润约90.35亿元。这一毛利率,已堪比盐湖提锂企业。

赣锋自给率提升VS天齐锂盐产能释放

“锂业双雄”产品结构虽略有不同,赣锋锂业氢氧化锂为主,天齐锂业则是碳酸锂占比更大。但以上产品价格运行趋势保持一致,10月以来均开启了新一轮上涨,同步创出历史新高。

根据Wind采集的上海有色现货价统计,国产电池级碳酸锂三季度均价为48.22万元/吨,10月至11月3日均价为53.98万元/吨,同期国产电池级氢氧化锂均价47.46万元/吨升至53.16万元/吨。

另据本报报道,近两日市场碳酸锂散单成交正处于60万元/吨的冲关阶段,而这可能会带动上述市场锂盐均价的进一步上行。

究其原因,还在于临近年底,下游材料厂、电池厂阶段性抢装所带来的需求端增长。

再看量的方面,限电等偶发性因素对天齐锂业产销方面的影响已经消失,公司四季度将恢复正常状态。

同时,结合上述价格变动和需求来看,两家公司四季度盈利能力将大概率得以保持。

不过,赣锋锂业来自非经常性损益的带动作用,可能会有所弱化。截至11月2日,四季度Pilbara公司股价处于高位盘整当中,当季累计涨幅缩窄至不足12%。

不过,目前业内对明年锂盐走势尚未形成一致性判断。

以西南证券为例,近期发布的几家锂盐上市公司三季报点评,标题均为“强现实、弱预期”,这某种程度上也代表了部分资本市场参与方的看法。

虽然暂时无法断定明年锂盐如何运行,但就“锂业双雄”可见的增长点来看,两家公司正在着力补齐各自短板。

赣锋锂业的增长点在于矿端产能释放,对原料自给率和利润率的提升。

“公司的阿根廷Cauchari-Olaroz盐湖将在2023年逐步释放产能,澳大利亚Mt Marion矿山也将在2023年完成扩产建设,公司的资源自给率水平有望进一步提升。”赣锋锂业业绩说明会指出。

另据本报此前报道,公司当前原料自给率约40%左右。

“(以上项目)产能全部释放,自给率可以提升到50%,长期自给率目标在70%左右,这是按照2025年30万吨锂盐产能,以及20万吨对应原料估算的。”前述赣锋锂业人士介绍称,Cauchari-Olaroz盐湖产能爬坡周期半年左右,预计明年产量在2.5万吨左右。

这意味着,加上公司给出的“11万-13万吨LCE”产销量指引,公司2023年产量或达13.5万-15.5万吨碳酸锂当量。

天齐锂业则不同,自身原料用不完,但此前受制于债务问题,产能扩张步伐较慢,现阶段主要通过代工方式来增加锂盐产量。

而其短期内,最容易实现的增量来自于澳洲奎纳纳一期2.4万吨项目,该项目今年5月产品已达电池级氢氧化锂标准,目前处于品质认证阶段,该流程预计4-8个月时间。照此时间表,该产能明年有望逐步释放。

谁是“锂王”?

“锂业双雄“到底谁是锂王?这个问题很难回答,可能只有阶段性的“锂王”,因为不同行业周期答案会有所不同。

两家公司的企业性格,也因掌门人表现出极大差别。

“赣锋历史上,曾出现过数次的断供危机,在体量尚小时,我们还能通过辗转腾挪来保证正常生产,但随着规模的扩大,资源问题就像一把刀一直悬在我们头上,掉下来,便是企业的终结。”赣锋锂业董事长李良彬近期发布的公开信表示。

他指出,赣锋锂业早年间的投资策略主要是小步快跑、稳健前行,所以虽然很难看到赣锋有什么巨大金额的项目投资,但十年下来,赣锋的资源储备量,也慢慢排在了全球前列。

天齐锂业则不然,比李良彬年长“一轮”的蒋卫平风格更为激进。

公司能够有当前地位,与雅保共享格林布什矿山、成为SQM公司第二大股东,全赖2013年和2018年的两次收购,而这源于领先于行业的判断。

早在2014年蒋卫平接受记者专访时便指出,“5年前的动力电池在使用和推广上都比较困难,但是特斯拉的出现打破了行业垄断,预计不久的将来锂电行业将爆发式增长。”

随后,虽然此后新能源汽车行业发展有所波折,但是当前行业现状证明,他的选择确实领先和明智,“产能易建,资源难求。”

而时至今日,已经晋级世界锂业巨头的两家公司,在对待未来发展上似乎也有所差异。

从2017年锂盐上一轮景气高点时,赣锋锂业就开始计划打造覆盖锂资源、锂盐、材料、电池和回收一体的全产业链布局。

至今年前三季度,公司储能电池已实现3GWh左右销售。“目前公司对外披露的锂电池产能规划大概70Gwh左右,具体项目落地还是得看情况,包括市场,包括我们自己的建设周期以及对其他方面的投资。”赣锋锂业业绩说明会指出。

对于电池产品何时能够大规模向市场推广,并实现向主流车型的配套,上述赣锋人士则表示“预估要等到第二代电池,也是半固态的产品,要看到明年底能不能上重庆项目。”

反观天齐锂业向下游的延伸,则以战略投资等合作形式为主,如战投中创新航、上海航天电源、北京卫蓝及厦钨新能源等,并未如赣锋锂业一般亲自下场参战。

这在接下来的行业演变过程中,可能会带来截然不同的结果。

如前文所述,锂价上涨周期中,侧重矿、盐的天齐锂业盈利弹性更好,那么在锂价下降周期中,具备全产业链布局的赣锋锂业业绩会否更为稳定?

“这要考虑下跌速度,下跌到什么程度。”一位成都锂盐行业人士评价称,比如碳酸锂跌到30万元/吨,天齐锂业的产能上来后,量、价配合一样很赚钱,至于电池业务对赣锋锂业而言,只能说是赋予了它对抗周期的能力,而不能说完全不受影响,只是相较于完全做矿、盐业务的公司会好一些。

确实如此,“术业有专攻”,就如同宁德时代不可能取代“锂业双雄”一样,赣锋锂业反攻下游也同样面临一定风险。

所以,李良彬将过去10年总结为“产品赣锋”“资源赣锋”后,将公司下一个10年的发展主题定位成了“技术赣锋”。

从以上角度来看,两家公司的企业性格、资源禀赋和产业链布局,相差极为明显,选择的是不同的发展路线。

“锂王”之间的排位赛,也很可能会演变成拉力赛,最终结果如何还要时间给出答案。


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