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氧化铝质量预测算法研究及应用

氧化铝质量预测算法研究及应用

作者：褚家杰北方工业大学

学位级别：硕士

焙烧是氧化铝生产中的最后一道工序,同时在很大程度上影响着氧化铝的产品质量。出炉氧化铝NaO、出炉氧化铝灼减和出炉氧化铝Si O是氧化铝质量非常重要的三个参数,三者共同决定了氧化铝质量的高低。由于出炉氧化铝NaO、出炉氧化铝灼减和... 详细信息

焙烧是氧化铝生产中的最后一道工序,同时在很大程度上影响着氧化铝的产品质量。出炉氧化铝NaO、出炉氧化铝灼减和出炉氧化铝Si O是氧化铝质量非常重要的三个参数,三者共同决定了氧化铝质量的高低。由于出炉氧化铝NaO、出炉氧化铝灼减和出炉氧化铝Si O存在检测滞后性,因此可以建立相关的预测模型来对这三个体现氧化铝质量的指标进行预测,方便工艺技术人员根据预测结果,及时调整与氧化铝质量指标相关的生产参数,改善焙烧效果,进而提升氧化铝的产品质量。（1）对某铝厂的氧化铝生产的原始数据进行可视化分析,先对数据进行对齐,再进行缺失值、滞后性、异常值等预处理。然后,使用XGBoost模型对氧化铝生产中与氧化铝质量指标相关的参数进行加权重要性分析;最终选出影响氧化铝质量的若干特征参数。（2）针对鲸鱼优化算法（WOA）容易陷入局部最优的问题,引入了柯西变异策略,使用了非线性分段递减来改进WOA算法的收敛因子,设计了多策略自适应鲸鱼改进算法（MSIWOA）。在公共单模态函数、多模态函数以及固定维度多模态函数测试中,与传统的鲸鱼优化算法以及其他改进算法进行了多维度比较,在精度和速度方面均取得了较好的改善。（3）针对LSTM存在结构复杂以及过拟合问题,通过在输入门引入隐藏状态和输入层的交叉关系、删除输出门、引入信息转换模块,提出了交叉LSTM学习算法（cross LSTM）采用多策略自适应鲸鱼改进算法,对cross LSTM的超参数进行了调整,并对此改进算法进行了对比仿真实验。（4）设计并开发了基于MSIWOA+cross LSTM的出炉氧化铝NaO、出炉氧化铝灼减和出炉氧化铝Si O预测系统。系统实现了原始数据可视化分析、缺失值处理、异常值处理、滞后性处理、特征筛选、模型训练、多模型预测应用等功能。

关键词： crossLSTM 氧化铝质量预测 MSIWOA LSTM WOA

计及不对称补偿的配电网启发式孤岛划分搜索算法

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电力电容器与无功补偿 2017年第5期38卷 159-164页

作者：顾全李军何桦褚铃杰孙宁南瑞继保电气有限责任公司江苏南京210000 南京工程学院江苏南京211167

基于配电网中多点测控信息分布,本文构建了以负荷节点为核心的负荷单元和以电源为核心的源点单元,开展了单元融合的孤岛动态划分算法。提出了基于潮流解的电压稳定裕度指标排序为节点单元融合提供了融合导向,最终形成合理的孤岛划分区... 详细信息

基于配电网中多点测控信息分布,本文构建了以负荷节点为核心的负荷单元和以电源为核心的源点单元,开展了单元融合的孤岛动态划分算法。提出了基于潮流解的电压稳定裕度指标排序为节点单元融合提供了融合导向,最终形成合理的孤岛划分区域。并通过IEEE-33节点系统中利用简单故障和复合故障的设定证明了孤岛划分方案的可行性。并从服务工程实际角度出发,进行了配电网不平衡潮流校验,根据具体情况提出了利用光伏电源分散布置、分相投切的方式完成了不平衡功率的补偿,该方案能够为配电网故障后的孤岛运行提供工程指导。

关键词：主动配电网电压稳定裕度单元融合法孤岛划分不平衡补偿

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基于改进多环虚拟同步发电机的电压控制

电力电容器与无功补偿 2018年第6期39卷 151-156,162页

作者：李军胡传意颜辉褚铃杰南京工程学院南京211167 国网江苏省电力有限公司新沂市供电分公司江苏新沂221400

在虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制中,由于线性下垂特性的限制,VSG输出电压在负荷变化过程中会出现波动过快以及偏移过大现象。针对这一问题,提出一种改进多环虚拟同步发电机控制方法。首先,在VSG无功-电压控制... 详细信息

在虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制中,由于线性下垂特性的限制,VSG输出电压在负荷变化过程中会出现波动过快以及偏移过大现象。针对这一问题,提出一种改进多环虚拟同步发电机控制方法。首先,在VSG无功-电压控制中引入虚拟励磁,解决负荷变化引起的电压快速波动问题。其次,对线性无功—电压下垂曲线进行改进,设计一种变系数无功—电压下垂曲线,可在负荷突增的情况下保证VSG无功输出并使得电压偏移减小。最后,结合电压电流双闭环控制,可以有效保证VSG供电电能质量。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了微电网仿真模型并进行仿真,仿真结果证明了该控制策略的可行性与有效性。

关键词：虚拟同步发电机电压二次控制微电网虚拟励磁电能质量

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试验检测中心数字孪生系统的开发与实践

制造技术与机床 2024年第8期 169-174页

作者：褚伊哲周志峰陈国铃李汶洁上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 上海空间电源研究所上海200245

为了提升某航天研究所试验检测中心数字化能力,文章结合五维数字孪生理论,开发了试验检测中心的数字孪生系统。设计了试验检测中心数字孪生的系统架构;搭建OPC UA服务器和InfluxDB数据库实时通信;对试验设备与试验场景进行建模并在Unity... 详细信息

为了提升某航天研究所试验检测中心数字化能力,文章结合五维数字孪生理论,开发了试验检测中心的数字孪生系统。设计了试验检测中心数字孪生的系统架构;搭建OPC UA服务器和InfluxDB数据库实时通信;对试验设备与试验场景进行建模并在Unity 3D引擎中搭建三维虚拟场景;编写脚本控制视角移动实现人机交互功能;设计电子看板显示设备的数据、状态等信息;构建面向过程的监控机制进一步保障试验测试的安全进行。应用结果表明,该数字孪生系统提升了试验检测中心的可视化能力与工作效率,实现了数字孪生系统的虚实融合。

关键词：数字孪生车间管理 Unity 3D 虚实融合

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竖缝式双池室鱼道与传统VSF水力特性对比

长江科学院院报 2024年第7期41卷 87-93页

作者：付成华谢美铃吴一杰西华大学流体及动力机械教育部重点实验室成都610039

鱼道是为保障鱼类的生存繁衍,保护洄游性水生生物通过水坝、水闸等障碍物的重要通道。采用RNG k-ε模型对竖缝式双池室鱼道和传统竖缝式鱼道(VSF)进行数值模拟计算,对比分析各项水力特性。结果表明:与传统VSF相比,竖缝式双池室鱼道流场... 详细信息

鱼道是为保障鱼类的生存繁衍,保护洄游性水生生物通过水坝、水闸等障碍物的重要通道。采用RNG k-ε模型对竖缝式双池室鱼道和传统竖缝式鱼道(VSF)进行数值模拟计算,对比分析各项水力特性。结果表明:与传统VSF相比,竖缝式双池室鱼道流场的主流区数量更多、回流区更稳定;鱼道具有丰富的流速信息,且各竖缝处的最大流速和平均流速均小于传统VSF的50%;鱼道3条主流区位置分布均匀,流速综合衰减率较传统VSF高3%左右。竖缝式双池室鱼道作为一种新型VSF,其水力特性达到了传统VSF结构优化设计的目的,相关成果可为鱼道工程建设提供参考。

关键词：竖缝式双池室鱼道传统竖缝式鱼道水力特性流速衰减率

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基于改进型虚拟同步发电机的功率控制

电测与仪表 2019年第3期56卷 133-138页

作者：李军胡传意颜辉周冬冬褚铃杰南京工程学院南京211167 国网江苏省电力有限公司新沂市供电分公司江苏新沂221400

针对传统虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制中逆变器输出阻抗和线路阻抗不同而引起的功率环流问题,提出一种改进型虚拟同步发电机功率控制方法。首先,在VSG电磁方程中引入虚拟电抗,解决低压线路阻抗模型中阻性成... 详细信息

针对传统虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制中逆变器输出阻抗和线路阻抗不同而引起的功率环流问题,提出一种改进型虚拟同步发电机功率控制方法。首先,在VSG电磁方程中引入虚拟电抗,解决低压线路阻抗模型中阻性成分带来的功率耦合问题,使得逆变器输出功率能够独立控制。其次,在VSG励磁控制器中附加公共连接点电压(Voltage at the Point of Common Coupling,VPCC)调节器,抑制因线路阻抗不同而引起的无功环流,并可在负荷突增情况下维持VPCC稳定。最后在孤岛运行的低压微电网中进行了仿真,仿真结果证明了该控制策略的可行性与有效性。

关键词：虚拟同步发电机功率环流虚拟电抗线路阻抗公共连接点电压

脲醛树脂包覆对片状羰基铁粉电磁吸波性能的影响

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表面技术 2024年第4期53卷 175-183页

作者：石浩高瞻杨文飞樊伟杰宋立英孙强褚贵文山东科技大学山东青岛266590 海军航空大学青岛校区山东青岛266041

目的提高片状羰基铁粉(FCI)的吸波性能。方法采用原位聚合法制备脲醛树脂(UF)包覆片状羰基铁粉核壳复合粒子。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对试验前后样品的微观形貌和物相组分进行表征。采用矢量网络分析仪对处理前... 详细信息

目的提高片状羰基铁粉(FCI)的吸波性能。方法采用原位聚合法制备脲醛树脂(UF)包覆片状羰基铁粉核壳复合粒子。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对试验前后样品的微观形貌和物相组分进行表征。采用矢量网络分析仪对处理前后片状羰基铁粉在0.5~18 GHz频率范围内的电磁参数进行测试,基于传输线理论对其反射损耗曲线进行拟合分析。结果微观形貌及X射线衍射谱结果表明,成功合成了脲醛树脂包覆片状羰基铁粉复合粒子(FCI@UF)。对测得的电磁参数进行分析,与原始片状羰基铁粉相比,包覆后铁粉介电常数和磁导率的实部、虚部均呈下降趋势,电磁波衰减能力减弱,与空气的阻抗匹配能力增强。反射损耗曲线图中,包覆后铁粉能有效吸收频带变宽(以反射损耗小于‒10 dB的带宽作为有效吸收频带),由3.15GHz变为4.38GHz,在13.84GHz时有最小反射损耗(‒20.64dB),最小反射损耗向高频移动,最小值降低率达41.38%。结论使用脲醛树脂对片状羰基铁粉进行包覆,制备了综合吸波性能更具优势的FCI@UF复合粒子,有效提高了片状羰基铁粉的吸波性能。

关键词：微波吸收片状羰基铁粉脲醛树脂阻抗匹配电磁衰减反射损耗

基于鲁棒观测器的深度强化学习垂直起降运载器姿态稳定研究

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1038-1047页

作者：李彦铃罗飞舟葛致磊西北工业大学航天学院陕西西安710072 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对考虑弹性振动、模型不确定干扰下的垂直起降运载器姿态稳定问题,将鲁棒观测器和深度强化学习中的近端策略优化算法相结合,研究了一种基于鲁棒观测器的近端策略优化(robust observer-based proximal policy optimization,ROB-PPO)方... 详细信息

针对考虑弹性振动、模型不确定干扰下的垂直起降运载器姿态稳定问题,将鲁棒观测器和深度强化学习中的近端策略优化算法相结合,研究了一种基于鲁棒观测器的近端策略优化(robust observer-based proximal policy optimization,ROB-PPO)方法。该方法设计鲁棒观测器重构受弹性振动干扰的运载器姿态信息,将鲁棒观测器与运载器动力学模型组成环境,将鲁棒观测器得到的重构姿态作为深度强化学习算法的状态,使得深度强化学习智能体与之不断交互,从而训练智能体控制运载器姿态稳定。仿真结果表明,所研究的ROB-PPO算法相较于目前常用的自适应模糊比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)算法鲁棒性更强,收敛速度更快。最后,在自主研制的垂直起降运载器上验证了所提出算法有效性。

关键词：垂直起降运载器姿态控制鲁棒观测器深度强化学习

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基于球杆仪的五轴数控机床误差快速检测方法

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 138-148页

作者：焦安铃陈光胜上海理工大学机械工程学院上海200093

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同... 详细信息

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同一平面不同位置进行两次圆轨迹,辨识出4项平动轴关键线性误差;针对五轴机床的转台和摆动轴,设计基于球杆仪的多条空间测试轨迹,完整求解出旋转轴12项几何误差。实验结果显示,所提方法获得转角定位误差与激光干涉仪法最大误差为0.001 8°,利用检测结果进行机床空间误差补偿,测试轨迹偏差由16μm降至4μm,为补偿前的25%,验证了方法的有效性。提出的五轴机床几何误差检测方法方便、便捷,适用于工业现场。

关键词：五轴数控机床几何误差快速检测球杆仪

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