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五相混合励磁双凸极电机多目标分层分期优化设计

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电工技术学报 2024年

作者：赵耀徐笠李东东张旭飞林顺富上海电力大学电气工程学院

五相定子槽口永磁型混合励磁双凸极电机定子槽内绕组与永磁体的耦合对优化设计提出了更高的要求，为进一步提升此类电机的功率密度和过载能力，提出一种五相20/18极的拓扑结构，对电机的空载特性和功率特性进行分析，确定初始优化参数... 详细信息

五相定子槽口永磁型混合励磁双凸极电机定子槽内绕组与永磁体的耦合对优化设计提出了更高的要求，为进一步提升此类电机的功率密度和过载能力，提出一种五相20/18极的拓扑结构，对电机的空载特性和功率特性进行分析，确定初始优化参数和目标后进行六参数四目标的分层分期优化。首先，在电机直流饱和前提下，通过槽满率和绕组电流密度的限制提出基本的约束条件并合理分配好定子槽面积；其次，结合正交试验设计法和综合灵敏度分析对电机的本体结构参数进行分层优化，通过有限元分析建立高敏感层参数的数据库并建立数学模型，在此基础上运用改进的非支配排序遗传算法对模型实现分期优化设计，引入佳点集并在算法迭代前期基于线性排名加快收敛速度，在迭代后期施加均值约束避免畸形解，与其他智能算法对比验证了改进算法的优越性；最后，根据优化结构制造实验样机进行实验，验证了所提出优化算法的可行性与有效性。

关键词：定子槽口永磁混合励磁槽面积多目标优化分层分期

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财税普惠度与企业生产率

经济理论与经济管理 2024年第3期44卷 1-16页

作者：方红生张旭飞郭林霍柄昆浙江大学经济学院 310058 中国民生银行股份有限公司

本文对提高财税普惠度是否有利于促进企业生产率以及如何实施财税普惠政策会取得更好的效果这两大基本问题进行了研究。本文通过引入企业逆向选择行为拓展了伯川德行业竞争模型,提出了财税普惠度对企业生产率的影响具有不确定性的假说... 详细信息

本文对提高财税普惠度是否有利于促进企业生产率以及如何实施财税普惠政策会取得更好的效果这两大基本问题进行了研究。本文通过引入企业逆向选择行为拓展了伯川德行业竞争模型,提出了财税普惠度对企业生产率的影响具有不确定性的假说。本文使用工具变量法和因果中介效应分析框架检验了财税普惠度对企业生产率的影响、影响机制及其行业异质性效应。研究发现:(1)提高财税普惠度能显著提升企业生产率,其三个机制分别为市场竞争效应、逆向选择效应和边际成本效应;(2)提高财政普惠度对高融资依赖度、高增长机会和高创新需求的行业具有更大的正效应,而提高税收普惠度对低融资依赖度、低增长机会和低创新需求的行业具有更大的正效应。本文为政府施行更加精准的财税普惠政策提供了针对性的政策建议,为中国的财税特惠政策向财税普惠政策转型提供了理论和证据支持。

关键词：企业生产率财税普惠度行业特征异质性

金属矿山井下采场六足机器人运动分析及步态规划

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金属矿山 2024年第4期 193-201页

作者：张旭飞王运森孟祥凯王瑜周红李元辉山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿山东莱州261441 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819

六足机器人因其结构特殊带来的良好越障能力成为仿生机器人研究的热点,然而,金属矿山井下采场矿石堆积、崎岖不平的特点,给这类机器人的行走稳定性、越障性带来更多的挑战。因此,为使六足机器人在井下具有更好的通过性,对其运动能力和... 详细信息

六足机器人因其结构特殊带来的良好越障能力成为仿生机器人研究的热点,然而,金属矿山井下采场矿石堆积、崎岖不平的特点,给这类机器人的行走稳定性、越障性带来更多的挑战。因此,为使六足机器人在井下具有更好的通过性,对其运动能力和步态规划进行了相关研究。首先仿照自然界六足生物,设计六足机器人结构,对其腿部进行运动学分析;然后规划了用于采场的直行步态,结合采场路面环境设计了一种直线—摆线复合轨迹提升越障性,同时分析了机器人爬坡稳定性,对爬坡步态进行了优选;最后对规划步态进行仿真和现场模拟试验。仿真和试验结果表明,所规划的足端轨迹能跨越抬腿高度85%的障碍物,并且对矿石堆积形成的采场路面有更好的避障能力;三角步态爬坡时在坡底和坡顶过渡阶段容易打滑,而横向步态可以实现平滑的过渡,爬坡性能更佳。

关键词：足式机器人六足机器人步态规划采矿机器人足端轨迹

焦家金矿巷道掘进过程中围岩变形及应力分布演化规律

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黄金 2024年第6期45卷 1-5页

作者：张旭飞郭运鸿王兴亚郭奇峰山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿北京科技大学土木与资源工程学院

为解决深部高应力下巷道变形严重及支护困难的问题,以焦家金矿-710 m水平巷道为研究对象,建立Flac3D数值分析模型,模拟分析巷道掘进过程中围岩的扰动响应规律。结果显示:因巷道开采扰动,巷道周边应力得到释放,应力进行重新分布,巷道周... 详细信息

为解决深部高应力下巷道变形严重及支护困难的问题,以焦家金矿-710 m水平巷道为研究对象,建立Flac3D数值分析模型,模拟分析巷道掘进过程中围岩的扰动响应规律。结果显示:因巷道开采扰动,巷道周边应力得到释放,应力进行重新分布,巷道周边应力集中,应力极值主要在顶板、拱肩及边帮上下两侧,应加强顶板、拱肩及边帮上下两侧支护;距离巷道两倍宽度范围内是支护的重点关注区域;巷道掘进后,周边围岩会出现剪切破坏和张拉破坏。通过对巷道变形和应力分布演化分析,揭示了掘进过程中巷道围岩的变形失稳过程,为支护参数设计和支护时机选择提供了科学依据。

关键词：深部开采高应力围岩变形应力分布巷道掘进

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起重机变幅系统Simcenter 3D机液联合仿真分析

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机械工程学报 2022年第24期58卷 334-341页

作者：张旭飞邵焱付玉琴权龙太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 徐州重型机械有限公司徐州221000

针对传统起重机变幅系统仿真分析中未建立机械结构准确模型,不能精确模拟变幅动作过程的问题,以某大型起重机为例,在变幅机构的工作原理和简化数学模型分析基础上,基于NX和AMESim软件分别建立高精度三维机械结构和液压系统仿真分析模型... 详细信息

针对传统起重机变幅系统仿真分析中未建立机械结构准确模型,不能精确模拟变幅动作过程的问题,以某大型起重机为例,在变幅机构的工作原理和简化数学模型分析基础上,基于NX和AMESim软件分别建立高精度三维机械结构和液压系统仿真分析模型;然后在NX的运动分析模块Simcenter 3D中建立机液联合接口,继而搭建机械-液压联合仿真分析系统,仿真计算了变幅上升过程中的变幅液压缸无杆腔压力和变幅角度等关键参数曲线,并进一步计算传统情况单独基于AMESim的仿真分析结果;通过将机液联合仿真与基于AMESim的仿真分析结果与试验测试结果对比可知,联合仿真分析的无杆腔压力和变幅角度等关键参数分布曲线更接近试验测试曲线,可大幅提高仿真分析精度,更准确模拟起重机的变幅动作过程。

关键词：起重机变幅系统机液耦合联合仿真三维结构模型变幅角度

三轴标准振动台簧片解耦结构遗传算法多参数优化设计

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仪器仪表学报 2023年第5期44卷 167-176页

作者：张旭飞张锋阳刘欣超马杰太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 高端工程机械智能制造国家重点实验室徐州221004

针对三轴标准振动台簧片解耦结构低固有频率及非线性特性导致的工作频率范围受限及输出振动波形严重失真等问题,首先基于确定的解耦结构关键参数及简化组合,通过Ansys模态和瞬态动力学分析,得到相应参数变化时三轴标准振动台的固有频率... 详细信息

针对三轴标准振动台簧片解耦结构低固有频率及非线性特性导致的工作频率范围受限及输出振动波形严重失真等问题,首先基于确定的解耦结构关键参数及简化组合,通过Ansys模态和瞬态动力学分析,得到相应参数变化时三轴标准振动台的固有频率和输出波形失真特性。进一步,采用多元非线性回归法建立准确表征固有频率、失真度与关键结构参数间非线性变化关系的回归方程,并基于NSGA-II遗传算法对簧片解耦结构进行多参数优化,求解得到前3阶固有频率、弯曲振型固有频率最大可分别提升123.95%、166.85%及失真度最大可降低36.83%的最佳簧片结构参数。最后,实验测试表明最优簧片解耦结构对应的三轴标准振动台在固有频率及输出波形失真度两方面性能均得到提升,验证了簧片解耦结构遗传算法多参数优化设计的有效性,为其他多维柔性结构优化设计提供了参考。

关键词：三轴标准振动台簧片解耦结构遗传算法多参数优化

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工业炉料车输送控制系统研究与开发

工业炉料车输送控制系统研究与开发

作者：张旭飞东华大学

学位级别：硕士

目前热处理生产车间自动化和智能化程度较低,甚至相当一部分企业还处于非自动化生产和搬运阶段,这极大地降低了生产效率。设计一种运用于热处理生产的输送系统对车间的技术发展有重要影响,由于它承担运输物料的作用,其输送控制系统的稳... 详细信息

目前热处理生产车间自动化和智能化程度较低,甚至相当一部分企业还处于非自动化生产和搬运阶段,这极大地降低了生产效率。设计一种运用于热处理生产的输送系统对车间的技术发展有重要影响,由于它承担运输物料的作用,其输送控制系统的稳定性和功能性会极大地影响整体车间的生产效率。同时,热处理生产车间的自动化程度改造也可以降低相关企业能耗和污染,提高企业竞争力。本文针对热处理生产车间工业炉的炉料输送线,研究了作业调度算法,并开发了料车输送线控制系统。论文根据现场环境的特殊性和设计要求,确定了以PLC为控制核心的总体方案。通信系统方案的设计主要包括有线通信设计和无线通信设计,通过与有线通信方式的对比和测试实验,其不仅可以满足设计要求,还可以解决无线通信设计中常见的安全性问题。进行了供电系统方案的设计和测试验证,无线供电系统方便实用、运行稳定、安全性好。通过对作业调度现场环境的分析,利用启发式算法和改进遗传算法对热处理车间作业调度做了模拟和对比。通过对不同情况下上下料时间和加工机器调度轨迹的对比分析,确定了普通情况下热处理车间的作业调度方法和生产线最优布局。在加工机器增加或者需要车间联合调度时,建立作业调度优化模型并用遗传算法进行求解,与普通作业流程方式进行对比,发现改进遗传算法与传统方式相比完工时间降低,加工能耗降低。通过模块化和分布式方法,设计了输送控制系统软件,完成了电气设备的整体组态和整合,并分配控制程序依赖的输入输出端口。在设计完成自动料车不同作业流程的功能和HMI人机界面的前提下,将输送控制系统程序下载到现场设备,并测试作业调度和输送控制系统的及时性、准确性和稳定性。

关键词：工业炉料车输送控制系统作业调度遗传算法

基于最近邻均匀设计神经网络逆模型的电磁标准振动台谐波控制方法研究

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机械工程学报 2023年第5期59卷 180-191页

作者：张旭飞刘欣超马杰张锋阳权龙太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024

针对低频电磁标准振动台输出振动受刚度非线性影响而产生严重谐波失真问题,首先基于非线性特性幂级数等效原理,分析了输出振动的加速度失真特性。然后,为克服振动台逆模型辨识样本传统均匀采样法存在的效率低及精度差等问题,提出了最近... 详细信息

针对低频电磁标准振动台输出振动受刚度非线性影响而产生严重谐波失真问题,首先基于非线性特性幂级数等效原理,分析了输出振动的加速度失真特性。然后,为克服振动台逆模型辨识样本传统均匀采样法存在的效率低及精度差等问题,提出了最近邻均匀设计输入输出样本提取方法,由均匀设计法在传统采样点中选择小样本数据集,再依据近邻法将不能准确辨识的其他样本点加入数据集,构成最优训练样本集。进一步,辨识得到待控制振动台的神经网络逆模型,将其与原振动台模型串联后构建了谐波失真开环控制系统。最后,仿真及实验分析表明,神经网络控制可将整个工作频段内不同位移幅值振动加速度失真控制在标准要求的2%以内,而提出的最近邻均匀设计样本优化神经网络控制具有更优的谐波失真抑制效果。

关键词：电磁标准振动台逆模型谐波控制神经网络最近邻均匀设计

大宁—吉县区块煤层气井碳质泥岩段钻井液技术研究

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大宁—吉县区块煤层气井碳质泥岩段钻井液技术研究

作者：张旭飞中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

大宁-吉县区块位于我国鄂尔多斯盆地东缘,区块内部煤层气资源富集,地层岩性复杂。在大宁-吉县区块煤层气井钻井过程中,钻遇碳质泥岩段时经常发生井壁失稳现象,从而引发井壁垮塌、掉块等复杂井下事故,严重影响了大宁-吉县区块煤层气的开... 详细信息

大宁-吉县区块位于我国鄂尔多斯盆地东缘,区块内部煤层气资源富集,地层岩性复杂。在大宁-吉县区块煤层气井钻井过程中,钻遇碳质泥岩段时经常发生井壁失稳现象,从而引发井壁垮塌、掉块等复杂井下事故,严重影响了大宁-吉县区块煤层气的开采。针对上述问题,对大宁-吉县区块山西组碳质泥岩进行取样,对其进行理化性能分析,结果表明该区块碳质泥岩地层粘土矿物含量高,但水化作用较弱。结合现场地层资料与扫描电镜分析,得知地层中的纳微米级孔缝和层理十分发育,钻井液沿着地层微裂缝和层理侵入地层,是造成井壁失稳的主要原因。针对碳质泥岩地层纳微米级孔缝结构发育导致井壁失稳、出现坍塌掉块的问题,通过室内实验优选了钻井液增粘剂、降滤失剂、抑制剂和润滑剂。并基于Horsfield致密堆积理论确定了多级刚性封堵材料的粒径,并利用曲面响应法优化了不同粒径刚性材料的加量,再结合柔性材料乳化沥青与纳米材料纳米Si O乳液形成钻井液的封堵剂配方。构建了一套适用于大宁-吉县区块煤层气井碳质泥岩段的封堵防塌钻井液体系。钻井液体系性能评价结果表明,该钻井液体系密度可调控,能有效平衡地层压力。加重至1.25g/cm时,体系流变性良好,静沉降系数为0.512,岩样滚动回收率都提高至98%以上,岩样膨胀率降低至6.8%,老化后的极压润滑系数为0.15,泥饼粘滞系数为0.1405,同时可抗10%盐侵与10%岩屑侵,对5m D人造岩心的封堵率高达93.6%。可有效提高井壁稳定性,有助于减少复杂事故发生率。

关键词：碳质泥岩井壁稳定封堵性防塌钻井液