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基于改进高斯混合粒子滤波新算法的桥梁极值应力动态预测

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1038-1044页

作者：樊学平刘月飞兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000

将极值应力数据视为时间序列,提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)动态预测新方法。首先,利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,引入最大期望(EM)算法来估... 详细信息

将极值应力数据视为时间序列,提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)动态预测新方法。首先,利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,引入最大期望(EM)算法来估计目标状态的概率分布,并嵌入高斯混合粒子滤波器中,进而利用改进高斯混合粒子滤波算法,结合应力监测数据实现结构极值应力的动态预测;最后,通过在役桥梁监测数据对本文模型和方法的合理性进行验证。结果表明:本文方法预测精度高,可用于工程实际应用中。

关键词：结构工程极值应力动态非线性模型最大期望算法高斯混合粒子滤波器

车身多性能约束下的一体压铸三角梁轻量化设计

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中国机械工程 2024年第4期35卷 691-699页

作者：苏永雷张志飞重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 上海小米智能技术有限公司上海200012 小米汽车科技有限公司北京100000

系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的... 详细信息

系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的分析精度并提高计算效率,为快速优化奠定基础;其次,同步考虑压铸结构单体性能和车身系统性能,采用折衷规划法归一化静动态子目标并构建综合目标函数,应用层次分析法得到子目标权重系数,进而开展了多模型拓扑优化,确定了加强筋位置分布;进一步地,同步考虑可设计与可制造性,对压铸结构变厚度拔模面进行参数化定义,并在优化过程中施加制造约束,基于构造的组合代理模型完成厚度参数设计。研究结果表明:在保证分析精度的前提下,缩减的车身系统模型可节省97.3%的计算资源;通过优化,在大幅提高车身一体压铸三角梁结构相关性能的同时,可实现轻量化,表明了所提方法的正确性和实用性。

关键词：压铸结构模型缩减拓扑优化代理模型轻量化

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基于改进多稳态系统随机共振的轴承微弱故障诊断

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北京理工大学学报 2024年第5期44卷 447-457页

作者：靳艳飞安永辉北京理工大学宇航学院北京100081

针对传统随机共振方法在强噪声背景下对轴承微弱故障诊断中存在严重的边频干扰问题,提出了一种应用改进多稳态随机共振模型进行轴承微弱故障诊断的方法.在高斯白噪声和周期性激励作用下,推导得到了改进多稳态系统的平均首次穿越时间和... 详细信息

针对传统随机共振方法在强噪声背景下对轴承微弱故障诊断中存在严重的边频干扰问题,提出了一种应用改进多稳态随机共振模型进行轴承微弱故障诊断的方法.在高斯白噪声和周期性激励作用下,推导得到了改进多稳态系统的平均首次穿越时间和功率谱放大因子的解析表达式.研究发现,存在一组最优的参数使得改进多稳态系统的随机共振效应最大化.将改进的多稳态随机共振模型应用于轴承内外圈的微弱故障诊断,并利用量子粒子群优化算法对系统参数和阻尼系数进行优化.研究结果表明,所提方法能够在强噪声背景下有效识别出微弱故障特征频率,且与传统多稳态随机共振方法相比,该方法解决了严重的边频干扰问题,输出信号特征频率处的频谱峰值更高,大大提高了轴承微弱故障诊断的性能.

关键词：微弱故障诊断改进的多稳态模型自适应随机共振平均首次穿越时间谱放大因子

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高速铁路列车运行图一体化自动编制方法研究

铁道学报 2024年第2期46卷 12-21页

作者：安迪武晋飞张宇墨中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 中国铁路经济规划研究院有限公司科技管理部北京100038

高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制... 详细信息

高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制方法。为进一步提高高速铁路运行图编制效率,在借鉴人工编图经验的基础上,提出基于车底交路方案、列车结构方案及调整策略的高速铁路列车运行图一体化自动编制流程,同时生成列车时刻表、车底交路方案、车站股道运用方案。针对不易处理的列车运行图结构优化问题,设计微观站场进路占用策略与运行图优化编制模型,并以京沪高速铁路为例进行验证,用时48 h重新铺画运行图,各项指标与真实运行图相近,大幅减少了现有运行图编制模式对人力物力的消耗,为高速铁路列车运行图编制提供一种自动化的理论与技术支撑。

关键词：车底交路方案列车结构方案一体化优化模型

金属-有机框架材料在超级电容器中的优势和进展

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 1-15页

作者：卢春宇井源魏晓飞姚世伟王智飞王姝斌戴昉纳中国石油大学(华东)材料科学与工程学院青岛266580

金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点... 详细信息

金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点的MOF材料作为超级电容器的电极材料引起了研究者们的关注.本文主要从MOF在超级电容器领域的研究出发,着重介绍了其性能和结构对超级电容器电化学性能的影响,阐述了关于MOF性能调控和结构设计的研究进展.首先,MOF的电导率是影响超级电容器能量密度和功率密度的一大关键性能,而其材料的特殊结构又直接影响了导电率.其次,MOF丰富的活性位点和可调的孔径尺寸等特点都为其导电性能的提升创造了条件.此外,MOF的结构稳定性与超级电容器的循环性能密切相关,稳定结构的构建是增强超级电容器循环性能的重要前提.最后,对MOF未来在超级电容器领域中的研究进行了展望,结构的调控仍然是这一领域的重要研究方向.

关键词：金属-有机框架材料超级电容器导电率稳定性结构调控

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面向多领域的词汇复杂度评估研究

数据分析与知识发现 2024年第7期8卷 44-55页

作者：李纲黄建飞毛进武汉大学信息资源研究中心武汉430072 武汉大学信息管理学院武汉430072

【目的】探索集成不同语料库的方式,从而提升评估词汇复杂程度的综合表现。【方法】提出一种多领域词汇复杂度评估模型,通过特征泛化模块适应各种领域,在下游微调任务中学习词汇复杂度预测,通过特征融合模块探索手工特征与神经网络深度... 详细信息

【目的】探索集成不同语料库的方式,从而提升评估词汇复杂程度的综合表现。【方法】提出一种多领域词汇复杂度评估模型,通过特征泛化模块适应各种领域,在下游微调任务中学习词汇复杂度预测,通过特征融合模块探索手工特征与神经网络深度特征的组合意义。【结果】在LCP-2021数据集上,本文模型相较于公开的现有最优结果,Pearson系数、MAE、MSE指标分别提升0.014 8、0.001 7、0.000 4,Spearman系数和R2系数的表现则下降0.003 8、0.025 5;集成手工特征后没有明显变化;二次迁移到CWI-2018数据集,本文模型在三个领域上的MAE指标,相较公开的基线结果分别提升0.008 6、0.020 9、0.017 4。【局限】采用向量拼接集成手工特征和深度特征,未能充分融合不同类型特征;设计特征泛化模块时的算法选择具有一定局限性;可以进一步尝试构建综合数据集。【结论】集成不同语料库,有助于提升模型在新领域下的整体评估效果。

关键词：多领域词汇复杂度领域泛化特征融合

基于多尺度结构与界面工程调控的高储能密度聚合物基电介质复合材料

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1438-1450页

作者：王轶飞吴诗丽汪宏西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室西安710049 南方科技大学材料科学与工程系广东深圳518055

电介质材料是决定电介质电容器储能特性的关键材料。聚合物基复合电介质因综合了聚合物基体和改性填料的独特优势已成为目前极具发展潜力的储能电介质材料。然而,当前高度集成化和小型化的能源动力系统对电介质电容器的储能性能提出了... 详细信息

电介质材料是决定电介质电容器储能特性的关键材料。聚合物基复合电介质因综合了聚合物基体和改性填料的独特优势已成为目前极具发展潜力的储能电介质材料。然而,当前高度集成化和小型化的能源动力系统对电介质电容器的储能性能提出了更高的要求,而改善性能的根本在于进一步提升聚合物基复合电介质的储能密度。本工作比较了不同种类聚合物基电介质复合材料的性能特征,总结了其结构特点和设计思路,从多尺度结构和界面工程调控等方面回顾了提升复合电介质储能性能的方法,包括调控填料的微观结构、构建宏观层状结构、纳米涂覆聚合物表面、聚合物分子结构设计等策略。最后,总结了当前聚合物基复合电介质材料面临的挑战和未来的发展趋势。

关键词：结构设计界面工程高储能密度复合电介质

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玻璃态液氮速冻对蓝莓品质特性的影响

食品科学 2024年第6期45卷 225-232页

作者：黄碧飞李洋胡泽茜东北林业大学土木与交通学院黑龙江哈尔滨150040

以‘北村’蓝莓为研究对象,构建蓝莓的状态图确定其特征玻璃化转变温度T_(g)’,在此基础上以蓝莓T_(g)’为冻结终点,对蓝莓进行超低温冰箱冷冻(-80℃)(记为RF-80℃组)、液氮浸渍速冻(-80、-100、-120℃)(记为LN-80℃、LN-100℃、LN-120... 详细信息

以‘北村’蓝莓为研究对象,构建蓝莓的状态图确定其特征玻璃化转变温度T_(g)’,在此基础上以蓝莓T_(g)’为冻结终点,对蓝莓进行超低温冰箱冷冻(-80℃)(记为RF-80℃组)、液氮浸渍速冻(-80、-100、-120℃)(记为LN-80℃、LN-100℃、LN-120℃组)处理,测定冷冻曲线、汁液流失、硬度、营养物质含量、细胞膜完整性、酶活性、微观结构等指标,探究液氮速冻结合T_(g)’对蓝莓品质特性的影响。结果表明,蓝莓T_(g)’为-52.55℃;与RF-80℃组相比,液氮速冻蓝莓的品质保持效果更佳,液氮速冻蓝莓的冷冻时间显著缩短,果实解冻后汁液流失减少,硬度保持得更好;可溶性固形物含量、可滴定酸含量、抗坏血酸含量和花青素含量与鲜果更接近;相对电导率和丙二醛含量更低,细胞膜的完整性破损程度更低;过氧化物酶和多酚氧化酶活性更低;微观结构的紧密型和完整性更强。液氮速冻的环境温度越低,冷冻效果越好,LN-120℃处理将冷冻蓝莓的品质劣化降至最低。综上所述,液氮速冻能够显著提高冷冻速率,结合T_(g)’有助于保持良好的冷冻蓝莓品质,研究结果可为蓝莓冷冻加工条件的选择提供理论基础。

关键词：蓝莓玻璃化转变温度液氮速冻品质

电能型-功率型混合储能日前-日内协同滚动调度策略

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 77-87页

作者：吴永飞包宇庆南京师范大学南瑞电气与自动化学院江苏省南京市210046

混合储能可以利用不同类型储能在电量和功率上的不同优势。然而,在滚动优化调度中,电能型储能资源(如电池储能)容易因较短的日内滚动时间窗而限制其削峰填谷的能力;而功率型储能资源(如超级电容)又容易因较长的日前时间窗而影响其平抑... 详细信息

混合储能可以利用不同类型储能在电量和功率上的不同优势。然而,在滚动优化调度中,电能型储能资源(如电池储能)容易因较短的日内滚动时间窗而限制其削峰填谷的能力;而功率型储能资源(如超级电容)又容易因较长的日前时间窗而影响其平抑风电波动的效果。针对以上两种问题,文中提出一种同时考虑电能型和功率型储能资源的日前-日内协同滚动调度策略。首先,针对电能型储能削峰填谷能力受限的问题,将日内滚动周期扩展到一天中的剩余时间,并将调度范围划分为时间分辨率不同的两个部分,从而使该部分储能资源尽可能参与削峰填谷,同时提升模型的求解效率。然后,针对功率型储能平抑波动能力受限的问题,通过对波动量的极值点统计分析,提出有限时间窗电量约束策略,从而避免该部分储能资源因过度参与削峰填谷而导致能量不足。算例表明,提出的调度策略能够发挥不同储能资源的调度潜力,在削峰填谷的同时平抑风电波动,提升风电消纳能力。

关键词：风电消纳储能削峰填谷滚动调度两阶段优化