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依托多风格强化学习的车辆轨迹跟踪避撞控制

汽车工程 2024年第6期46卷 945-955页

作者：肖礼明张发旺陈良发闫昊琪马飞李升波段京良北京科技大学机械工程学院北京100083 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清华大学车辆与运载学院北京100084

轨迹跟踪避撞是车辆智能性的重要体现,针对现有控制方法面对同一场景的控制风格单一问题,本文中提出了一种多风格型强化学习控制方法。为实现控制风格多样性,首次将风格指标引入值网络和策略网络,搭建了多风格跟踪避撞策略网络,并结合... 详细信息

轨迹跟踪避撞是车辆智能性的重要体现,针对现有控制方法面对同一场景的控制风格单一问题,本文中提出了一种多风格型强化学习控制方法。为实现控制风格多样性,首次将风格指标引入值网络和策略网络,搭建了多风格跟踪避撞策略网络,并结合值分布强化学习理论构建了多风格策略迭代框架,依托该框架推导提出了多风格值分布强化学习算法。仿真和实车试验表明:所提出方法可以多种驾驶风格(激进、中性、保守)完成轨迹跟踪避撞任务,实车稳态轨迹跟踪误差小于5cm,具备较高的控制精度,实车平均单步决策耗时仅为6.07ms,满足实时性要求。

关键词：多风格值分布强化学习轨迹跟踪主动避撞

基于Yb:YGG晶体的桌面级20TW光学方案模拟

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光学学报 2024年

作者：刘金升管相合季来林王韬张发旺刘佳隋展崔勇赵晓晖高妍琦中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所

桌面级重频高能皮秒激光器可用于产生X光等辐射源，更便捷高效地研究等离子体中的超快动力学过程以及高能量密度物理等现象。本文提出利用Yb:YGG晶体作为放大介质，采用空间位移—角度编码方式的多程复用放大器，室温条件下可实现亚皮... 详细信息

桌面级重频高能皮秒激光器可用于产生X光等辐射源，更便捷高效地研究等离子体中的超快动力学过程以及高能量密度物理等现象。本文提出利用Yb:YGG晶体作为放大介质，采用空间位移—角度编码方式的多程复用放大器，室温条件下可实现亚皮秒量级、峰值功率～20 TW的红外激光输出，本方案可为数十TW皮秒高能激光器提供了新的路径参考。

关键词：固体激光器啁啾脉冲放大二极管泵浦高能激光重频皮秒激光

CO_(2)激光参数对去除碳纤维复合材料表面涂层的调控规律研究

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激光杂志 2024年第1期45卷 198-204页

作者：徐曼刘欣怡钟勉王陈卓高有东张发旺刘虎风蒋勇西南科技大学数理学院四川绵阳621010 中国民用航空飞行学院航空电子电气学院四川广汉618307

激光除漆是近年来飞速发展的新型“绿色”除漆技术。针对目前化学处理、人工打磨等方式去除碳纤维增强复合材料(CFRP)表面涂层效率低以及对环境不友好等问题,开展CO_(2)激光去除CFRP表面涂层的调控规律和去除机理研究。重点研究了扫描... 详细信息

激光除漆是近年来飞速发展的新型“绿色”除漆技术。针对目前化学处理、人工打磨等方式去除碳纤维增强复合材料(CFRP)表面涂层效率低以及对环境不友好等问题,开展CO_(2)激光去除CFRP表面涂层的调控规律和去除机理研究。重点研究了扫描次数、光斑重叠率、扫描速度和激光功率等参数对厚度约为100μm的涂层去除影响规律,并获得较为优化处理参数。结果表明,当光斑重叠率为95.75%、扫描速度为170 mm/s、激光功率为44 W时,扫描处理一次就可以有效地去除CFRP表面涂层,且对CFRP表层纤维的损伤程度最小。结果为深入研究去除CFRP表面不同厚度和种类的涂层提供参考。

关键词：激光除漆碳纤维增强复合材料涂层清洗机理 CO_(2)激光

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注水复杂管网泄漏监测系统研究

石化技术 2024年第6期31卷 135-137页

作者：唐强张发旺辛刚马丽赵凌尘中国石油长庆油田分公司第十一采油厂甘肃庆阳745000

注水复杂管网泄漏监测系统的研究目标是提高管网的运行效率,减少泄漏引起损失。研究主要涉及数据采集与处理、泄漏检测算法、人机交互综合管理等方面的工作。泄漏综合分析判断模型及管理平台研究,实现了2mm及以上孔径泄漏事件的有效判... 详细信息

注水复杂管网泄漏监测系统的研究目标是提高管网的运行效率,减少泄漏引起损失。研究主要涉及数据采集与处理、泄漏检测算法、人机交互综合管理等方面的工作。泄漏综合分析判断模型及管理平台研究,实现了2mm及以上孔径泄漏事件的有效判断监测。

关键词：注水管网泄漏监测数据采集预处理甄别算法报警

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高功率激光诱导透射光学元件成丝损伤的动力学研究

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高功率激光诱导透射光学元件成丝损伤的动力学研究

作者：张发旺西南科技大学

学位级别：硕士

大型高功率激光装置是实现激光惯性约束核聚变的重要前提。高功率激光系统的搭建过程中需要数量巨大、种类繁多的透射光学元件,而这些光学元件诱导损伤问题一直影响着激光系统输出功率的进一步提升。熔石英元件作为激光系统中使用最广... 详细信息

大型高功率激光装置是实现激光惯性约束核聚变的重要前提。高功率激光系统的搭建过程中需要数量巨大、种类繁多的透射光学元件,而这些光学元件诱导损伤问题一直影响着激光系统输出功率的进一步提升。熔石英元件作为激光系统中使用最广泛的光学材料,其激光诱导损伤问题一直是人们关注的焦点和重点。虽然对于这方面已经开展了诸多研究,但是当前对基频纳秒激光诱导熔石英成丝损伤在能量沉积分布、等离子体屏蔽效应、应力波传播以及多次聚焦等方面的研究存在不足。基于此,本文采用时间分辨率泵浦-探测阴影成像技术对1064 nm纳秒激光诱导熔石英体损伤(包括核心损伤和丝状损伤)的动力学过程开展了实验研究。具体研究内容如下:1.基于实验室条件自行搭建的时间分辨率泵浦-探测平台,综合利用阴影成像技术观测了熔石英体损伤特征随激光能量变化以及等离子体屏蔽效应对损伤的影响。结果表明,材料中产生的体损伤根据形貌可以分为核心损伤和丝状损伤。其中,丝状损伤形成时间要先于核心损伤,而核心损伤有更大的损伤面积。核心损伤包含大范围裂纹扩展以及中心熔融区域,丝状损伤则是由一系列离散损伤点串联形成。激光脉冲在焦点区域收缩导致熔石英内部形成爆炸,并由此形成核心损伤。激光脉冲的时空分布和自聚焦效应是形成丝状损伤的主要原因。激光能量越强,等离子体屏蔽效应越明显,核心损伤和丝状损伤形貌特征变化越剧烈。在较低的激光能量下,核心损伤位置向熔石英样品前表面移动,核心损伤面积较小。当激光能量超过一定阈值时,核心损伤沿着光轴向样品后表面移动,核心面积逐渐增加。值得注意的是,激光能量增加对丝状损伤直径没有产生明显影响。2.在形成核心损伤过程中有两个速度不同的应力波出现,两个应力波的速度分别为6.0 km/s和4.0 km/s,这与熔石英中纵向声速和横向声速一致。为了进一步研究应力波的传播过程,通过改变成像系统的时间延迟,得到不同激光能量,不同时间延迟时应力波的速度变化。结果表明,熔石英中诱导产生的应力波有相同的传播规律,但也存在着一些差异。应力波的传播主要分为三个阶段,首先是熔石英内部焦点区域发生爆炸产生应力波,并在很短时间内达到峰值速度,然后开始逐渐衰减,最终速度降至熔石英中声速时开始稳定传播。然而,较高激光能量可以诱导产生峰值速度更高的应力波。同时,对应应力波衰减到熔石英中声速所用的时间更久。此外,在第一应力波之后观察到线状应力波,但在第二应力波后没有出现。这种线应力波是由形成丝状损伤的离散损伤点产生的应力波叠加产生。3.在1064 nm纳秒单脉冲激光诱导熔石英体损伤过程中观察到多次聚焦现象,这种特殊的非线性光学现象对激光能量有非常强的依赖性。在激光能量小于一定阈值时,体损伤主要是以单次聚焦的形式出现。当能量一旦达到或超过一定阈值时,激光脉冲会在熔石英中造多次聚焦损伤,多次聚焦损伤发生的概率会随着激光能量的增加而增加。同时,随着激光能量增加,样品中会由连续击穿转变为多个离散等离子体区域。相邻等离子体之间的距离也会快速增加,这也导致了多次聚焦会产生更大的裂纹扩展面积和更长的损伤尺寸。此外,根据多次聚焦过程中多个应力波的速度差异,得到了多次聚焦产生的时间和空间顺序。结合自聚焦、移动击穿模型以及移动焦点模型等相关理论,讨论和分析了多次聚焦现象的形成机理,认为纳秒单脉冲激光诱导多次聚焦的主要原因是自聚焦效应和脉冲时域重塑。

关键词：熔石英纳秒激光脉冲成丝损伤超快探测动态行为

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废弃煤矿山地热资源开发利用研究

中国地质 2023年

作者：张发旺赵淼李胜涛谭现锋么红超崔俊艳中国地质调查局水文地质环境地质调查中心中国地质科学院山东省鲁南地质工程勘察院北京市勘察设计研究院有限公司中国地质科学院水文地质环境地质研究所

【研究目的】随着中国能源结构调整的逐步进行和煤炭去产能政策的实施，近年来关闭/废弃煤矿数量有所增加。常规地热开采通常面临着投资成本大、易诱发地质环境灾害等问题，而关闭/废弃煤矿含有丰富的热水以及空间资源，有效降低地热资... 详细信息

【研究目的】随着中国能源结构调整的逐步进行和煤炭去产能政策的实施，近年来关闭/废弃煤矿数量有所增加。常规地热开采通常面临着投资成本大、易诱发地质环境灾害等问题，而关闭/废弃煤矿含有丰富的热水以及空间资源，有效降低地热资源开发风险与投资成本。矿山地热不同于常规的浅层地热和中深层水热，也不同于油田地热，有其自身的特征，因此，需要采用不同的地热开发利用技术。【研究方法】本文通过文献综述法，总结了中国煤矿山地热资源分布特征。在分析矿山地热资源开发利用方法的基础上，提出将矿山地热能及造成的热害转变为地热资源有效加以利用的方式，论述了矿井地热开发理论在实际案例中的运用，对矿山地热资源开发利用的多种方式进行可行性的探索分析。【研究结果】(1)矿井水地热资源利用方法大致分为两大类：地热回收闭式系统和地热回收开式系统；(2)我国26个主要产煤省份，高地温矿井分布在河南、江苏、山东等13个省份。主要赋煤区地热资源热储量为1.12×1019kJ，折合标煤3795.39亿t，其中74.66%的煤矿地热资源量位于华北；(3)以山东唐口煤矿为例建立地热资源利用模型，探讨了我国煤矿山地热资源利用的可行性方案；(4)提出了多种矿井水地热发展方向，建立“煤-水-热”的联动联采研究以及智能化的监控系统、探索矿井水中提取锂等价值高的元素、利用地热将废弃煤矿改造成地下农场等。【结论】碳减排是应对气候变化的关键挑战之一。利用废弃煤矿山中的地热资源，可以减少对传统化石燃料的依赖，降低二氧化碳和其他温室气体的排放量，为碳减排目标作出积极贡献。但中国矿山水文地质条件复杂，不可照搬国外典型矿山地热资源开发利用经验，应当积极探索适用于中国的废弃矿井地热应用新模式。

关键词：煤矿地热废弃矿山地热开采应用模式矿井地热系统地热勘查工程

粉煤灰空心微珠粒径对树脂基复合材料力学与摩擦学性能的影响

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润滑与密封 2022年第11期47卷 27-32页

作者：张发旺郑开魁林有希游善敏福州大学机械工程及自动化学院福建福州350116 福州大学先进制造学院福建晋江362200 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023

粉煤灰空心微珠具有空心圆球结构,将其用于充填树脂基复合材料,可减少树脂用量、提升复合材料性能,同时促进粉煤灰排放废弃物的高附加值利用。采用不同粒径的粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,研究不同粒径的粉煤灰空心微珠对复合材料... 详细信息

粉煤灰空心微珠具有空心圆球结构,将其用于充填树脂基复合材料,可减少树脂用量、提升复合材料性能,同时促进粉煤灰排放废弃物的高附加值利用。采用不同粒径的粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,研究不同粒径的粉煤灰空心微珠对复合材料密度、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着粉煤灰空心微珠粒径的减小,复合材料的密度呈先降低后增加的趋势,硬度和冲击强度呈先增加后减少的趋势;粉煤灰空心微珠粒径为120~140目时,复合材料密度最小,粒径小的空心微珠更有利于降低复合材料的密度;粒径为80~100目时,复合材料冲击强度最大;采用较大粒径粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,更有利于提高复合材料的高温摩擦因数,改善树脂基复合材料的抗热衰退性能;粒径20~40目和60~80目粉煤灰空心微珠复合材料具有良好的综合摩擦磨损性能。

关键词：粉煤灰空心微珠树脂基复合材料摩擦磨损

碱熔联合水热改性生物质电厂灰高效吸附多种重金属离子

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环境工程 2022年第9期40卷 108-117页

作者：万敬敏张发旺韩占涛宋佩佩白云中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 河北地质大学水资源与环境学院水资源可持续开发利用重点实验室石家庄050031 中国地质调查局水文地质和环境地质调查中心河北保定071051 生态环境部土壤、农业和农村生态环境技术中心北京100012

以生物质电厂灰(biofuel ash,BFA)为原料,采用碱熔联合水热技术对BFA进行改性,制备地质聚合物-沸石复合材料,利用SEM、XRD、FTIR等技术对改性前后的BFA进行表征,并研究了改性BFA(MBFA)对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)离子的吸附... 详细信息

以生物质电厂灰(biofuel ash,BFA)为原料,采用碱熔联合水热技术对BFA进行改性,制备地质聚合物-沸石复合材料,利用SEM、XRD、FTIR等技术对改性前后的BFA进行表征,并研究了改性BFA(MBFA)对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)离子的吸附性能。结果表明:MBFA的比表面积、孔体积显著提高;拟一级和拟二级动力学模型均能较好地描述MBFA对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附过程(R^(2)>0.9375),说明同时存在物理、化学吸附;温度为298 K时,Langmuir方程和Freundlich方程对Cd^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)吸附等温线均达到较好的拟合度(0.9223Cu^(2+)>Cd^(2+)>Zn^(2+)。

关键词：生物质电厂灰改性沸石地质聚合物吸附重金属离子

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西南岩溶盆地土壤干容重协同克里格分析

农业机械学报 2015年第2期46卷 126-131页

作者：杨奇勇张发旺中国地质科学院岩溶地质研究所桂林541004

选择我国云南典型的坝子农业区鹤庆盆地为研究区域，用环刀采集表层（0～10cm）土壤样品114个，测定土壤干容重和土壤含水率。利用经典统计学方法、普通克里格（OK）方法和协同克里格（OCK）方法，研究坝子农业土壤干容重的空间变异特... 详细信息

选择我国云南典型的坝子农业区鹤庆盆地为研究区域，用环刀采集表层（0～10cm）土壤样品114个，测定土壤干容重和土壤含水率。利用经典统计学方法、普通克里格（OK）方法和协同克里格（OCK）方法，研究坝子农业土壤干容重的空间变异特征。结果表明：研究区域土壤干容重变化范围为0．74～1．60g／cm^3，平均值为1．25g／cm^3。在空间分布上研究区域土壤干容重呈现南北低，中东部高的格局，土壤类型、质地和土地利用方式是影响其空间分布的主要因素。土壤干容重和土壤含水率具有显著的相关性，相关系数达到-0．686。Kriging插值分析表明，以土壤含水率为辅助数据，利用OCK法能有效提高土壤干容重的预测精度。

关键词：土壤干容重土壤含水率半方差函数协同克里格空间变异