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流程工业中工业大数据融合应用创新研究

智能制造 2024年第2期 21-27页

作者：俞文光娄舜杰王得磊陈晖中控技术股份有限公司浙江杭州310053

本文旨在探讨流程工业中工业大数据融合应用的理论框架和实践应用,分析工业多模态数据的融合应用对提升生产效率、优化资源配置及提升智能制造水平的潜力。首先,概述了当前流程工业的定义和工业大数据的特点;其次,构建了一个工业大数据... 详细信息

本文旨在探讨流程工业中工业大数据融合应用的理论框架和实践应用,分析工业多模态数据的融合应用对提升生产效率、优化资源配置及提升智能制造水平的潜力。首先,概述了当前流程工业的定义和工业大数据的特点;其次,构建了一个工业大数据融合应用模型,并提出相应的实施策略;最后,通过案例分析、验证融合应用模型的有效性,为未来的流程工业智能优化制造提供了新的思路和方法。

关键词：流程工业工业大数据融合应用智能优化制造数据驱动

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复杂地形下轮腿复合机动平台动态运动控制

兵工学报 2024年第9期45卷 2993-3003页

作者：任晓磊刘辉韩立金陈前聂士达谢景硕崔山北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院(济南) 山东济南250300

复杂地形环境下质心参考轨迹的动态精确跟踪是保障轮腿复合机动平台稳定执行各项任务的关键。为提升平台的地形适应能力与位姿跟踪能力,提出一种动态运动控制策略。综合地形因素,建立包含车轮动力学的单刚体动力学模型,并通过近似简化... 详细信息

复杂地形环境下质心参考轨迹的动态精确跟踪是保障轮腿复合机动平台稳定执行各项任务的关键。为提升平台的地形适应能力与位姿跟踪能力,提出一种动态运动控制策略。综合地形因素,建立包含车轮动力学的单刚体动力学模型,并通过近似简化将系统动力学模型转化为状态空间方程的标准形式。考虑车轮与腿部耦合运动,提出一种基于前馈力矩与反馈力矩的混合运动控制方法。通过二次规划算法求解最优地面反作用力,利用雅克比矩阵将作用力映射至关节以获取前馈力矩。为避免由环境引起的外部扰动造成系统无法在较短时间内完成优化计算,引入关节力矩反馈控制及时修正位姿跟踪误差,使系统能够快速准确地响应外部扰动,有效提高系统的鲁棒性和稳定性。仿真结果表明,新方法可有效提升平台在复杂地形下位姿动态跟踪精度,保障平台平稳运行,为复杂地形下轮腿复合机动平台的工程应用提供有力支撑。

关键词：轮腿复合机动平台复杂地形单刚体动力学模型混合运动控制

聚焦退化珊瑚礁关键造礁石珊瑚类群的补充与恢复——以三亚西岛为例

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 166-176页

作者：梁宇娴刘骋跃俞晓磊张浴阳练文科陈伦举黄晖中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 三亚海洋科学综合(联合)实验室海南省热带海洋生物技术重点实验室三亚海洋生态环境与工程研究院海南三亚572000 海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站海南三亚572000

在全球变化和人类活动不断加剧的背景下,海南三亚西岛的珊瑚礁正处于退化状态。造礁石珊瑚群落以团块状为主,分枝状珊瑚严重退化,对环境敏感的鹿角珊瑚属占比降低,且数量、种类明显减少。基于此,本研究聚焦关键物种—鹿角珊瑚属(Acropor... 详细信息

在全球变化和人类活动不断加剧的背景下,海南三亚西岛的珊瑚礁正处于退化状态。造礁石珊瑚群落以团块状为主,分枝状珊瑚严重退化,对环境敏感的鹿角珊瑚属占比降低,且数量、种类明显减少。基于此,本研究聚焦关键物种—鹿角珊瑚属(Acropora sp.)的补充和恢复,利用无性培殖的珊瑚开展珊瑚礁生态修复试验。期望通过补充鹿角珊瑚属种类和数量,改善西岛造礁石珊瑚群落,促进受损珊瑚礁生态系统的功能恢复,维护西岛及周边海域生态稳定,本研究首先通过苗圃培育技术,利用珊瑚树形苗圃和浮床式苗圃共培育鹿角珊瑚种苗2500株,经6个月的培育后,获得6221株大小为(13.1±1.7)cm的珊瑚用于底播移植;随后采用铆钉法将上述珊瑚移植至西岛近岸原生礁石。结果表明:移植8个月后,移植珊瑚的存活率高达98%,珊瑚平均大小为(19±0.17)cm,平均生长速率为(0.73±0.17)cm·month^(−1)修复区活造礁石珊瑚覆盖率提高至43.83%,其中鹿角珊瑚属的覆盖率为10.55%;移植20个月后,移植珊瑚的存活率为93%,珊瑚平均大小为(26.2±5.7)cm,平均生长速率为(0.60±0.28)cm·month^(−1)修复区活造礁石珊瑚覆盖率提高至61.49%,其中鹿角珊瑚属的覆盖率为15.93%。总体来说,本研究选择的珊瑚种类合适,采用的珊瑚苗圃培育技术和铆钉法珊瑚底播移植技术可靠,西岛退化珊瑚礁区鹿角珊瑚恢复效果显著。本研究可为我国典型近岸退化珊瑚礁生态系统的保护和修复提供参考,并为未来我国珊瑚礁修复技术发展提供理论和技术支持。

关键词：三亚西岛珊瑚礁修复关键类群鹿角珊瑚属

基于水平集方法的页岩孔隙尺度微观自发渗吸模拟研究

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油气地质与采收率 2024年第1期31卷 63-71页

作者：韩啸宋兆杰李培宇邓森宋宜磊张云飞曹长霄杨志成吴嘉鹏中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院中海石油有限公司天津分公司中国石油集团测井有限公司国际公司

为阐明压裂液在页岩复杂孔隙空间自发渗吸的内在机制及主控因素，利用扫描电镜技术对目标页岩油区块的岩心孔隙结构进行精细表征，进一步构建该岩心孔隙尺度的微观数值模型。在此基础上，开展裂缝-基质系统自发渗吸研究，利用Navier-Sto... 详细信息

为阐明压裂液在页岩复杂孔隙空间自发渗吸的内在机制及主控因素，利用扫描电镜技术对目标页岩油区块的岩心孔隙结构进行精细表征，进一步构建该岩心孔隙尺度的微观数值模型。在此基础上，开展裂缝-基质系统自发渗吸研究，利用Navier-Stokes(N-S)方程与水平集方法相耦合追踪油水界面，从而明确油水两相流动特征，评价润湿性、油水黏度比和界面张力影响下的自发渗吸效率。研究结果表明：页岩中相互沟通的大、小孔隙，在毛细管力作用下形成了复杂的微观驱替单元。岩石润湿性为水湿时，水相优先从裂缝进入小孔隙，将大孔隙中油相驱出至裂缝，且基质孔隙内的原油动用范围较大，自发渗吸效率较高。随着岩石润湿性变为油湿，自发渗吸过程中小孔隙内原油无法动用，水相从大孔隙进入，将原油从其他大孔隙内驱出，自发渗吸效率较低，基质孔隙内的原油动用范围较小。自发渗吸初期的渗吸速率较快，随着渗吸时间延长逐渐变缓。页岩水湿性越强、油水黏度比越小、油水界面张力越大，则自发渗吸基质孔隙原油的动用范围越大，累积自发渗吸效率可超过15%。

关键词：页岩储层水平集方法孔隙尺度自发渗吸油水两相流渗吸效率

硬碳动力学特性对钠离子电池低温性能的影响及机制

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储能科学与技术 2024年第7期13卷 2141-2150页

作者：徐雄文莫英周望姚环东洪娟雷化涂健刘继磊湖南大学材料科学与工程学院湖南长沙410082 湖南立方新能源科技有限责任公司湖南株洲412000

以磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)为正极,硬碳(HC)为负极,制作了软包钠离子电池,研究了不同动力学性能的硬碳对钠离子电池循环性能和低温性能的影响。借助电化学交流阻抗谱(EIS)、弛豫时间分析技术(DRT)以及恒电流间歇滴定技术(GITT)等分析手段... 详细信息

以磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)为正极,硬碳(HC)为负极,制作了软包钠离子电池,研究了不同动力学性能的硬碳对钠离子电池循环性能和低温性能的影响。借助电化学交流阻抗谱(EIS)、弛豫时间分析技术(DRT)以及恒电流间歇滴定技术(GITT)等分析手段对比研究了不同硬碳的电荷转移阻抗、SEI阻抗以及扩散系数大小,得到了动力学性能趋势:HC-A>HC-C>HC-B。结果表明,硬碳的动力学性能直接影响到钠离子电池的循环性能和低温放电性能。动力学性能最优的生物质硬碳HC-A不仅可以支持室温下5C快速充电并且循环容量几乎无衰减,还表现出良好的低温性能,可以在0℃下0.5C充电和-10℃下0.2C充电并稳定循环,在-30℃下0.5C放电容量百分比达87.5%。动力学性能最差的树脂基硬碳HC-B无法支持15℃下0.5 C循环,且-30℃下0.5C放电容量百分比仅有83.7%。针对HC-B低温性能差的问题,提高电池设计的N/P比可以显著改善钠离子电池的低温性能,使得电池在-10℃下可以支持0.1C充电并稳定循环100圈,容量保持率几乎无变化。本工作对钠离子电池的设计优化和低温性能改进具有重要的参考价值。

关键词：钠离子电池硬碳低温性能动力学 N/P比

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光子自旋解耦合的人工表面等离激元双功能波前调控

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光学学报 2024年第9期44卷 240-246页

作者：杨清秀席科磊周韶东盛小航张文雅高靖翔王桂芳庄松林程庆庆上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室上海201800 温州医科大学附属衢州医院呼吸科浙江衢州324000

多功能超表面的研究和开发是光子学的研究热点,光子自旋解耦合的实现对多功能超表面的制备至关重要。利用光子自旋霍尔效应将不同手性的圆偏振光分离,已经取得显著的研究成果。然而,其分离后的圆偏振光的几何相位是互为共轭的,无法对两... 详细信息

多功能超表面的研究和开发是光子学的研究热点,光子自旋解耦合的实现对多功能超表面的制备至关重要。利用光子自旋霍尔效应将不同手性的圆偏振光分离,已经取得显著的研究成果。然而,其分离后的圆偏振光的几何相位是互为共轭的,无法对两种圆偏振光的相位实现完全独立且自由的调控。本文通过几何相位和共振相位的联合使用,打破了几何相位之间的共轭关系,实现了不同手性圆偏振光的自旋解耦,从而设计出了一款基于人工等离子体极化激元的双功能波前自由调控耦合器。在75 GHz线偏振光源的激励下,耦合器的左右两侧模拟实现了效率分别为41%和37%的聚焦光束和贝塞尔光束。本文为多功能元器件的制备和光子集成的片上器件提供了新的设计方案和思路。

关键词：光子自旋霍尔效应偏振转换超构表面高效耦合器表面波

蛭石絮凝剂与助凝剂耦合对皮革废水预处理的效果及机理

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天津科技大学学报 2024年

作者：于卓阳张启磊王少建王力曾明王昶天津科技大学海洋与环境学院皓美环境技术有限公司

使用无机矿物蛭石絮凝剂与有机高分子聚合物助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）的耦合技术，分别考察蛭石絮凝剂及其与助凝剂PAM耦合对高浓度皮革废水絮凝预处理的效果及其机理。实验结果表明，当蛭石絮凝剂投加量为6 g/L时，高浓度皮革废水的浊... 详细信息

使用无机矿物蛭石絮凝剂与有机高分子聚合物助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）的耦合技术，分别考察蛭石絮凝剂及其与助凝剂PAM耦合对高浓度皮革废水絮凝预处理的效果及其机理。实验结果表明，当蛭石絮凝剂投加量为6 g/L时，高浓度皮革废水的浊度、化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）质量浓度、总磷（TP）质量浓度和氨氮(NH3-N)质量浓度分别由原来的1240 NTU、4415 mg/L、911 mg/L、2.49 mg/L和49.50 mg/L降低到35.6 NTU、1303 mg/L、72 mg/L、0.3 mg/L和41.6 mg/L，去除率分别为97.1%、70.5%、92.1%、88.0%和16.0%；当蛭石絮凝剂投加量和助凝剂阳离子聚丙烯酰胺（C-PAM）投加量分别为6 g/L和12 mg/L时，絮凝后上清液更加清澈，其浊度、COD、SS质量浓度、TP质量浓度和NH3-N质量浓度分别可以达到23.90 NTU、1113 mg/L、28 mg/L、0.25 mg/L和36.1 mg/L。蛭石絮凝剂主要依靠可溶态物质的电中和与颗粒物质的质量力吸附的协同作用，形成以密度较大的无机矿物微粒为骨架的絮体，有效地促进絮体的沉降；而助凝剂C-PAM或阴离子聚丙烯酰胺（A-PAM）主要是利用长链型聚合高分子的卷扫以及它的质量力和带有异性基团的吸附，使蛭石絮凝剂处理的絮体进行二次结团，形成更大的透水性好、沉降速度快的沉积物，此时沉积物的体积不超过整个处理后浑浊液体积的7.1%；在以电中和为主的絮凝过程中，助凝剂C-PAM或A-PAM均有较好的处理效果，在实际应用中两者均可使用。

关键词：皮革废水蛭石絮凝剂絮凝机理协同作用

不同集气装置对断层土壤气观测数据质量的影响分析

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四川地震 2024年第3期 51-56页

作者：单友磊赵环翟红英宿迁市地震服务中心江苏宿迁223800 沭阳县应急服务保障中心江苏沭阳223600 泗洪县应急服务保障中心江苏泗洪223900

针对我国中西部干旱少雨地区普遍使用的断层土壤气观测集气坑设计施工方案,不能有效排除东南部地区地下水埋深浅、储量丰富、季节性强降雨频发等环境因素影响,对于地势较洼或地下水补充迅速的台址,夏季强降雨容易导致潜水面快速抬升,造... 详细信息

针对我国中西部干旱少雨地区普遍使用的断层土壤气观测集气坑设计施工方案,不能有效排除东南部地区地下水埋深浅、储量丰富、季节性强降雨频发等环境因素影响,对于地势较洼或地下水补充迅速的台址,夏季强降雨容易导致潜水面快速抬升,造成测氡仪闪烁室出现进水故障,从而导致测得的氡浓度急速下降,对地震前兆数据的分析研究造成干扰。充分考虑仪器参数和运行环境,因地制宜对集气设施和观测井装置进行改进,提出堆土式集气室和钻孔套管式集气装置设计方案,宿迁市断层土壤气观测实践表明该方案可以满足在我国东南部地区开展断层土壤气观测研究的技术要求。

关键词：集气装置断层土壤气数据质量影响分析

基于疲劳测试的工业机器人重复定位精度测量与分析

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工业仪表与自动化装置 2024年第5期 65-70页

作者：李斌才磊郭建飞唐山松下产业机器有限公司河北唐山063000

工业机器人的定位精度是衡量机器人工作性能的一个重要指标,按照国标规定一般选用激光跟踪仪完成单组测量实验。该方法忽略了在实际应用中机器人长期处于疲劳作业状态,伴随着机器人关键零部件的老化其重复定位精度会发生偏移,因而不能... 详细信息

工业机器人的定位精度是衡量机器人工作性能的一个重要指标,按照国标规定一般选用激光跟踪仪完成单组测量实验。该方法忽略了在实际应用中机器人长期处于疲劳作业状态,伴随着机器人关键零部件的老化其重复定位精度会发生偏移,因而不能真实反映机器人的工作性能水平。为解决此问题,设计了以激光测距仪为测量工具,以机器人末端负载块为测量点,能够在长期疲劳测试环境下中监测机器人重复定位精度变化趋势的实验平台。同时设计了以机器人疲劳测试和重复定位精度测试为主程序的实验流程控制方法。最后以6 kg负载的工业机器人为实验对象,对该机器人进行了长时间的重复定位精度测量及数据整理分析。结果表明:机器人在长期疲劳作业状态影响下其重复定位精度发生明显的下降趋势,验证了机器人的关键零部件老化对定位精度的影响。相比与国标中单组测量实验结果,在疲劳测试过程中测量的数据结果更符合企业应用实际,更具有代表性和参考意义。

关键词：工业机器人重复定位精度疲劳测试