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氢燃料重卡的动力电池LSTM温度预测模型研究

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机械设计与制造 2024年

作者：李昊孙桓五刘世闯闫志远太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学煤炭资源开采利用与装备工程国家级实验教学示范中心

氢燃料电池重卡动力源多采用燃料电池为主，动力电池为辅的形式，因其工况复杂，导致动力电池表面温度难以及时预测，本文采用Adam与模拟退火衰减学习率复合优化长短期记忆神经网络(LSTM)，建立了以动力电池外表面温度为对象的预测模型... 详细信息

氢燃料电池重卡动力源多采用燃料电池为主，动力电池为辅的形式，因其工况复杂，导致动力电池表面温度难以及时预测，本文采用Adam与模拟退火衰减学习率复合优化长短期记忆神经网络(LSTM)，建立了以动力电池外表面温度为对象的预测模型。由于LSTM神经网络其自身独特的门控机制和全局处理能力，将动力电池的外表面温度与电流的大小、充放电时间、温度（环境、历史）建立非线性关系。经过7种环境温度下的模拟工况实验，验证了该模型可以准确的预测电池表面温度，减少了BP神经网络模型和RNN神经网络模型中的梯度消失和梯度爆炸现象，并解决了在频繁大电流充放电循环中的预测模型误差偏大、损失函数收敛较慢等问题。本研究采用了一种全新的方法对动力电池表面温度进行了预测。

关键词：氢燃料重卡长短期记忆网络锂离子电池温度预测模型深度学习

基于路面附着系数估计的模糊自适应轨迹跟踪控制

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第6期38卷 92-101页

作者：张修伟陈龙孙桓五吉强太原理工大学太原030024 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030000

为提高智能汽车轨迹跟踪在复杂工况环境下的控制精度和稳定性,提出了一种适应路面附着系数突变与车速动态变化的模糊自适应轨迹跟踪控制策略。建立七自由度车辆动力学模型,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)算法设计了车... 详细信息

为提高智能汽车轨迹跟踪在复杂工况环境下的控制精度和稳定性,提出了一种适应路面附着系数突变与车速动态变化的模糊自适应轨迹跟踪控制策略。建立七自由度车辆动力学模型,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)算法设计了车辆轨迹跟踪控制器,研究了MPC控制器参数、路面附着系数、车速与车辆轨迹跟踪性能间的影响关系;为了实时获取当前道路的路面附着系数,根据dugoff轮胎模型和整车动力学模型设计了无迹卡尔曼滤波估计器;据此设计了以路面附着系数和车速为输入量的MPC控制器参数自适应模糊控制器,实时修正MPC控制器的参数,以提高复杂工况环境下车辆的稳定性及跟踪能力;通过仿真实验对所设计的控制方法进行了验证。结果表明:所提出控制方法在低速条件下保证了车辆稳定性,提高了车辆的跟踪精度;中速条件下有效克服了车辆在路面附着系数突变道路上动态行驶时轨迹跟踪精度较低,稳定性较差的不足。

关键词：轨迹跟踪路面附着系数估计模型预测控制模糊控制

退火对304不锈钢电解质等离子体抛光的影响

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机械设计与制造 2024年第4期398卷 128-132页

作者：纪刚强孙桓五段海栋杨冬亮太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 煤炭资源开采利用与装备工程国家级实验教学示范中心山西太原030024 太原工业学院工程训练中心山西太原030008

这里主要研究了退火处理对电解质等离子体抛光304不锈钢表面粗糙度、材料去除率和残余应力的影响,从而为降低不锈钢工件表面粗糙度,提高表面性能提供依据。通过在不同温度下对304不锈钢样品进行真空退火处理,并在相同的实验条件下进行... 详细信息

这里主要研究了退火处理对电解质等离子体抛光304不锈钢表面粗糙度、材料去除率和残余应力的影响,从而为降低不锈钢工件表面粗糙度,提高表面性能提供依据。通过在不同温度下对304不锈钢样品进行真空退火处理,并在相同的实验条件下进行电解质等离子体抛光(电压、电流密度、电解液浓度、温度、加工时间),采用粗糙度测试仪、超景深光学显微镜、X射线应力分析仪、X射线衍射仪(XRD)对抛光前后样品的残余应力、粗糙度值、表面形貌、材料去除率、物相和组织变化进行了测试和表征,讨论了不同退火温度对电解质等离子体抛光304不锈钢样品表面粗糙度和残余应力的影响。结果表明电解质等离子体抛光不仅能有效降低304不锈钢样品的表面粗糙度和残余应力,且表现出了明显的晶粒取向分布。退火温度越高,电解质等离子体抛光后表面残余应力越小,材料去除率随着退火温度的升高而降低。电解质等离子体抛光过程中的热效应和组织转变是造成残余应力松弛的主要原因。

关键词：退火电解质等离子体抛光 304不锈钢粗糙度残余应力

不同速度及载荷作用下焦粉润滑特性的试验研究

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摩擦学学报 2018年第5期38卷 577-583页

作者：向瑾孙桓五孙乃鑫孟爽太原理工大学机械工程学院山西太原030024 太原重工股份有限公司技术中心山西太原030024

将焦粉导入摩擦副间,研究不同速度及载荷作用下钢、焦粉、耐火砖三体接触状态下焦粉润滑特性. XRD测试结果表明焦粉微晶结构发生石墨化.通过对比无润滑及焦粉润滑对摩擦界面的影响,进一步验证了焦粉具有良好的润滑性能.此外,通过改变试... 详细信息

将焦粉导入摩擦副间,研究不同速度及载荷作用下钢、焦粉、耐火砖三体接触状态下焦粉润滑特性. XRD测试结果表明焦粉微晶结构发生石墨化.通过对比无润滑及焦粉润滑对摩擦界面的影响,进一步验证了焦粉具有良好的润滑性能.此外,通过改变试验的速度及载荷,探究不同速度及载荷作用下粉末层成形机理及焦粉润滑特性.结果表明:载荷为5 MPa,速度分别为0.05、0.20和0.40 m/s时,速度越大,粉末层越厚,焦粉润滑性能越好;而速度为0.55 m/s时,由于速度过大,焦粉被抛出摩擦界面,表面发生严重磨损,并引发振动发生.速度为0.40 m/s,载荷分别为5和15 MPa时,载荷越大,越不利于形成粉末层,载荷分别为20和25 MPa时,粉末层发生不同程度的破坏,表面磨损严重.

关键词：焦粉速度载荷粉末层润滑

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铁路隧道内设置缓冲气室的流动特性研究

中南大学学报:英文版 2023年第9期30卷 3083-3096页

作者：张扬泰刘峰孙桓五陈大伟 College of Mechanical and Vehicle Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China National Engineering Research Center for High-speed EMU CRRC Qingdao Sifang Co.Ltd.Qingdao 266111China

铁路隧道内设置气室可以减轻列车鼻尖波在传播过程中产生的惯性陡变,并有效地防止隧道洞口出现严重的微气压波。该方法的有效性通常与缓冲气室的压力响应和附近流动特性密切相关。本文基于无黏、轴对称流动模型,对典型波前作用下隧道内... 详细信息

铁路隧道内设置气室可以减轻列车鼻尖波在传播过程中产生的惯性陡变,并有效地防止隧道洞口出现严重的微气压波。该方法的有效性通常与缓冲气室的压力响应和附近流动特性密切相关。本文基于无黏、轴对称流动模型,对典型波前作用下隧道内单个气室的流动特性进行了数值研究。研究结果表明:对于一个固定体积的气室来说,其连接处尺寸存在一个确定的区间,可以使气室呈现欠阻尼特性;连接处流动的不均匀性会导致气室和隧道内的压力分布呈现一定的三维效应;轴对称模型和一维模型所得最大压力梯度之间的差异主要发生在气室连接处;当波前通过气室约5 m后,该差异逐渐减小至1%左右。此外,我们还通过建立缩比模型实验装置,对比了数值结果和实验结果,验证了数值方法的准确性。

关键词：波前缓冲气室三维效应流动特性微气压波

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动静摩擦因数对推焦系统动力学特性的影响

振动．测试与诊断 2021年第3期41卷 594-600,627,628页

作者：陈俊君李骏孙桓五段海栋山西大学自动化与软件学院太原030013 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为了研究推焦装置振动的机理,建立了一个两自由度的摩擦自激振动模型。采用李雅普诺夫稳定性理论获得了推焦系统的临界失稳速度,并对推焦系统的稳定性进行了分析,通过理论计算求取了推焦系统的临界黏滑速度,并对推焦系统的黏滑运动进行... 详细信息

为了研究推焦装置振动的机理,建立了一个两自由度的摩擦自激振动模型。采用李雅普诺夫稳定性理论获得了推焦系统的临界失稳速度,并对推焦系统的稳定性进行了分析,通过理论计算求取了推焦系统的临界黏滑速度,并对推焦系统的黏滑运动进行了分析。通过分析不同驱动速度下系统的稳定性和黏滑运动特性,对理论计算结果进行了验证。鉴于动静摩擦因数变化对推焦系统稳定性和黏滑运动的影响,采用数值仿真的方法获取了摩擦因数变化情况下系统的相图和Poincare截面图,采用虚拟样机技术获得了在不同摩擦因数下推焦装置的速度响应曲线图。结果表明,动静摩擦因数差值的减小有利于推焦系统稳定性的提高,但无法改善推焦装置的黏滑振动现象。

关键词：动静摩擦因数自激振动建模焦炉推焦系统稳定性黏滑运动

基于工程教育专业认证理念的地方高校工科专业建设实践

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中国大学教学 2017年第11期 39-42,53页

作者：孙桓五张琤太原理工大学教务处太原理工大学煤炭资源开采利用与装备工程国家级实验教学示范中心不详

工程教育专业认证标准明确、可操作性强、符合国际工程教育发展的趋势,覆盖了专业建设的主要内容,符合地方高校工科专业建设的要求。自2011年起,太原理工大学以专业认证理念来引领学校工科专业建设,在人才培养方案、课程建设、监控体系... 详细信息

工程教育专业认证标准明确、可操作性强、符合国际工程教育发展的趋势,覆盖了专业建设的主要内容,符合地方高校工科专业建设的要求。自2011年起,太原理工大学以专业认证理念来引领学校工科专业建设,在人才培养方案、课程建设、监控体系等方面进行了积极探索和实践。

关键词：工程教育专业认证地方高校:专业建设

两方程模型在汽车外流场数值计算中的实用性分析

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机械科学与技术 2011年第8期30卷 1296-1299页

作者：李小珊孙桓五黄锦华太原理工大学机械工程学院太原030024

在研究标准k-ε模型,RNG k-ε模型和SST k-ω模型各自特点的前提下,分别用3种模型对一轿车外流场进行了数值仿真计算,并与实验数据进行了对比。结果表明:RNG k-ε模型所得风阻系数与风洞试验值误差最小;模拟壁面流动状况和气流分离上,SS... 详细信息

在研究标准k-ε模型,RNG k-ε模型和SST k-ω模型各自特点的前提下,分别用3种模型对一轿车外流场进行了数值仿真计算,并与实验数据进行了对比。结果表明:RNG k-ε模型所得风阻系数与风洞试验值误差最小;模拟壁面流动状况和气流分离上,SST k-ω比标准k-ε模型和RNGk-ε模型更接近真实情况。

关键词：空气动力 k-ε SST 湍动能

液体磁性磨具小孔光整加工材料去除机理及实验

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纳米技术与精密工程 2014年第2期12卷 140-146页

作者：周钦孙桓五王娟张云飞太原理工大学机械工程学院太原030024

针对小孔内壁光整加工技术的难题,本文提出一种新型精密研磨孔光整加工技术,以磁致相变理论为指导,从微观角度阐述了液体磁性磨具研磨孔光整加工的材料去除机理.采用"双刃圆半径"模型进行单个磨料颗粒切削模型研究,得出小孔光整加工的... 详细信息

针对小孔内壁光整加工技术的难题,本文提出一种新型精密研磨孔光整加工技术,以磁致相变理论为指导,从微观角度阐述了液体磁性磨具研磨孔光整加工的材料去除机理.采用"双刃圆半径"模型进行单个磨料颗粒切削模型研究,得出小孔光整加工的材料去除率数学表达式.通过实验验证了磨料粒度、入口压力、电流强度等因素对材料去除率以及表面粗糙度的影响,实验结果表明:在合适的范围内,增大磨料颗粒直径、入口压力以及电流强度有利于提高材料的去除率和表面质量.而当磨粒直径、入口压力以及电流强度选取过大时,虽然能获得较高的材料去除率,但是最终获得的表面粗糙度值并不理想.该研究为通孔零件内壁表面精密光整加工提供了有益参考.

关键词：液体磁性磨具小孔光整加工材料去除率表面粗糙度