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Prognostics for Lithium-ion batteries for electric Vertical Take-off andLanding aircraft using data-driven machine learning

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能源与人工智能(英文) 2023年第2期12卷 145-162页

作者： Mihaela Mitici Birgitte Hennink Marilena Pavel jianning dong Faculty of Science Utrecht UniversityHeidelberglaan 83584 CSUtrechtThe Netherlands Faculty of Aerospace Engineering Delft University of TechnologyKluyverweg 1HS 2926DelftThe Netherlands Electrical Engineering Mathematics and Computer Science FacultyTU Delft2628 CDDelftThe Netherlands

The health management of batteries is a key enabler for the adoption of Electric Vertical Take-off and Landingvehicles (eVTOLs). Currently, few studies consider the health management of eVTOL batteries. One distinctcharacteristic of batteries for eVTOLs is that the discharge rates are significantly larger during take-off andlanding, compared with the battery discharge rates needed for automotives. Such discharge protocols areexpected to impact the long-run health of batteries. This paper proposes a data-driven machine learningframework to estimate the state-of-health and remaining-useful-lifetime of eVTOL batteries under varying flightconditions and taking into account the entire flight profile of the eVTOLs. Three main features are consideredfor the assessment of the health of the batteries: charge, discharge and temperature. The importance of thesefeatures is also quantified. Considering battery charging before flight, a selection of missions for state-ofhealth and remaining-useful-lifetime prediction is performed. The results show that indeed, discharge-relatedfeatures have the highest importance when predicting battery state-of-health and *** several machine learning algorithms, it is shown that the battery state-of-health and remaining-useful-lifeare well estimated using Random Forest regression and Extreme Gradient Boosting, respectively.

关键词： Electric Vertical Take-off and Landing vehicles Lithium-ion battery State-of-health Machine learning Remaining-useful-life

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Halbach阵列盘式永磁电机的解析计算

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中国电机工程学报 2019年第1期39卷 289-295页

作者：郭保成黄允凯彭飞董剑宁东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 代尔夫特理工大学电气工程系

以一台Halbach阵列盘式永磁电机为对象,采用精确子域法,在直角坐标系下推导该电机空载气隙磁场的解析计算方法。该方法通过分离Halbach永磁体,得到各永磁体的磁化强度,通过叠加法合成最终磁化强度,根据边界条件求解电机的磁场,继而获得... 详细信息

以一台Halbach阵列盘式永磁电机为对象,采用精确子域法,在直角坐标系下推导该电机空载气隙磁场的解析计算方法。该方法通过分离Halbach永磁体,得到各永磁体的磁化强度,通过叠加法合成最终磁化强度,根据边界条件求解电机的磁场,继而获得相关电磁性能。将有限元计算结果和实验结果分别与解析计算结果进行对比,结果表明所推导的解析方法具有较高的精度。该文所述模型可推广至绝大部分Halbach阵列结构,对该类型电机的快速计算具有一定的指导意义。

关键词：盘式永磁电机 Halbach阵列结构精确子域模型电磁特性

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定子无铁心轴向磁场永磁电机的解析设计

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电工技术学报 2013年第3期28卷 43-49页

作者：董剑宁黄允凯金龙林鹤云东南大学电气工程学院南京210096

对定子无铁心轴向磁场永磁电机而言,最准确的设计方法是三维有限元法,但该方法异常耗时。为解决这一问题,本文提出一种解析设计方法。首先推导出了定子无铁心轴向磁场永磁电机的空载磁场三维解析模型。在此基础上,使用绕组函数法推导出... 详细信息

对定子无铁心轴向磁场永磁电机而言,最准确的设计方法是三维有限元法,但该方法异常耗时。为解决这一问题,本文提出一种解析设计方法。首先推导出了定子无铁心轴向磁场永磁电机的空载磁场三维解析模型。在此基础上,使用绕组函数法推导出电机的反电动势波形解析式,根据绕组端部长度估算值等参数计算出电感、电阻,分析了电机的各项损耗并给出其各自的计算公式;然后根据电机等效电路推导了其稳态性能的表达式;最终使用该设计方法设计了三种不同功率级别、不同绕组形式的样机。样机试验测量结果与计算值相吻合,验证了设计方法的正确性。

关键词：永磁轴向磁场电机解析法无铁心

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高速永磁电机设计与分析技术综述

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中国电机工程学报 2014年第27期34卷 4640-4653页

作者：董剑宁黄允凯金龙林鹤云东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心江苏省南京市210096

高速永磁电机在航空航天、能源及精密制造等领域具有广阔的应用前景。该文首先介绍了现有文献中的高速永磁电机定转子结构及其所使用的材料;然后从定子铁耗、铜耗、转子涡流损耗与风摩损耗等方面,分别总结归纳了电机中各项损耗及其计算... 详细信息

高速永磁电机在航空航天、能源及精密制造等领域具有广阔的应用前景。该文首先介绍了现有文献中的高速永磁电机定转子结构及其所使用的材料;然后从定子铁耗、铜耗、转子涡流损耗与风摩损耗等方面,分别总结归纳了电机中各项损耗及其计算方法;对比分析了各种高速永磁电机温升计算方法;概述了高速电机转子支承方式的发展情况。总结了转子强度与动力学分析相关的问题,最后展望高速永磁电机相关技术的主要发展方向。

关键词：高速永磁电机高速轴承损耗分析电机设计电机测试温升分析

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轴向永磁电机及其研究发展综述

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中国电机工程学报 2015年第1期35卷 192-205页

作者：黄允凯周涛董剑宁郭保成张莉东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心江苏省南京市210096

近年来,轴向永磁电机因其结构紧凑、效率高、功率密度大等优点获得研究人员越来越多的关注,已有大量文献对多种结构的轴向永磁电机在不同领域的应用进行了深入研究。该文介绍了轴向永磁电机的一般定转子结构以及若干特殊结构,对比了轴... 详细信息

近年来,轴向永磁电机因其结构紧凑、效率高、功率密度大等优点获得研究人员越来越多的关注,已有大量文献对多种结构的轴向永磁电机在不同领域的应用进行了深入研究。该文介绍了轴向永磁电机的一般定转子结构以及若干特殊结构,对比了轴向永磁电机和传统径向永磁电机的性能和特征,分析了轴向永磁电机的设计分析方法,讨论了轴向永磁电机在不同领域的研究和应用,最后总结展望了轴向永磁电机及其相关技术研究的主要发展方向。

关键词：轴向磁场永磁电机拓扑结构分析方法发展展望

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圆筒型无铁心永磁直线电机空载磁场解析计算

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东南大学学报（自然科学版） 2013年第3期43卷 515-519页

作者：董剑宁陈艳龙黄允凯金龙东南大学电气工程学院南京210096

针对轴向充磁圆筒型无铁心永磁直线电机,提出一种在圆柱坐标系下基于磁荷法的空载磁场解析计算方法.利用该解析法对无铁心直线电机的空载磁场分布进行分析,得出空载磁场的轴向和径向磁场分布表达式,并结合电机结构参数,推导出电机的反... 详细信息

针对轴向充磁圆筒型无铁心永磁直线电机,提出一种在圆柱坐标系下基于磁荷法的空载磁场解析计算方法.利用该解析法对无铁心直线电机的空载磁场分布进行分析,得出空载磁场的轴向和径向磁场分布表达式,并结合电机结构参数,推导出电机的反电势和推力.之后分别采用该解析法和有限元法计算了某型号圆筒型无铁心永磁直线电机的空载磁场、反电势和推力.最后使用有限元法分析了负载电流对电机磁场的影响.结果表明,所提出的解析计算方法的结果与有限元结果非常接近,验证了该解析法的正确性;负载电流对永磁体表面处的电机磁场分布几乎无影响,体现了该种电机结构的优点.

关键词：永磁直线电机磁荷法圆筒型无铁心

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异步电机变参数软起动仿真

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东南大学学报（自然科学版） 2012年第4期42卷 623-627页

作者：黄允凯沈培勇董剑宁林鹤云东南大学电气工程学院南京210096

为了解决异步电机软起动仿真中,因电机模型不准确带来的误差问题,通过对起动过程中电机等效电路参数变化规律的研究,提出一种变参数异步电机模型用于软起动仿真.该模型基于异步电机工作原理,直接通过电机铭牌额定数据估算起动和稳态时... 详细信息

为了解决异步电机软起动仿真中,因电机模型不准确带来的误差问题,通过对起动过程中电机等效电路参数变化规律的研究,提出一种变参数异步电机模型用于软起动仿真.该模型基于异步电机工作原理,直接通过电机铭牌额定数据估算起动和稳态时的等效电路参数,其中转子电阻和转子漏抗在起动过程中随转速的上升而变化,确保在关键运行点上的电机仿真计算性能与真实电机基本一致.在Matlab中建立了变参数异步电机和软起动仿真模型,对16 MW样机进行电流斜坡起动仿真,起动时间与现场实际起动时间的误差不超过3%.实验证明,该模型简单易行,且具有较高的精度,可以有效地模拟异步电机起动过程.

关键词：异步电机软起动变参数仿真分析

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胆总管结石1152例患者的回顾性分析

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中华肝胆外科杂志 2019年第8期25卷 579-581页

作者：朱宇董建宁杨士勇刘子君南京市第一医院南京医科大学附属南京医院普通外科210000

目的探讨胆总管结石患者中胆囊切除所占比例,胆总管结石术后再发结石及胆总管结石患者合并胆管炎的情况。方法对南京市第一医院2013年1月至2017年7月1 152例胆总管结石患者的临床资料进行回顾性分析。结果1 152例胆总管结石患者中,572... 详细信息

目的探讨胆总管结石患者中胆囊切除所占比例,胆总管结石术后再发结石及胆总管结石患者合并胆管炎的情况。方法对南京市第一医院2013年1月至2017年7月1 152例胆总管结石患者的临床资料进行回顾性分析。结果1 152例胆总管结石患者中,572例有胆囊切除手术史,占总数的49.7%;合并胆囊结石402例,占总数的34.9%,不合并胆囊结石为278例,占24.1%。胆囊切除术后可发生胆总管结石,其复发时间多在术后5~10年,为49.1%。200例胆总管结石取石术后再发胆总管结石患者中,胆总管切开取石及胆囊一并切除110例,ERCP取石术后90例,两者差异无统计学意义(P>0.05)。胆总管结石患者合并胆管炎511例,占44.3%,其中急性轻症胆管炎437例,占85.5%,急性梗阻化脓性胆管炎54例,占14.5%。胆总管切开取石后再发胆总管结石51例合并急性胆管炎,ERCP取石后再发胆总管结石患者中50例合并急性胆管炎,两组差异无统计学意义(P>0.05)。结论胆总管结石患者中胆囊切除术后占较高比例;胆总管结石取石术后仍可再发胆总管结石;胆总管结石易并发胆管炎。

关键词：胆总管结石病胆囊切除术胆管炎胰胆管造影术,内窥镜逆行

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滇海古渡大码头

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城市建筑 2018年第29期15卷 124-128页

作者：董建宁同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

项目名称:滇海古渡大码头业主:昆明七彩云南古滇王国投资发展有限公司项目地点:昆明七彩云南古滇文化旅游名城设计单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司用地面积:57 117 m^2建筑面积:6 466 m^2结构形式:钢结构建筑层数:1层设计总... 详细信息

项目名称:滇海古渡大码头业主:昆明七彩云南古滇王国投资发展有限公司项目地点:昆明七彩云南古滇文化旅游名城设计单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司用地面积:57 117 m^2建筑面积:6 466 m^2结构形式:钢结构建筑层数:1层设计总负责:任力之建筑专业:董建宁,宋黎欣,高敏。

关键词：古滇文化彩云之南七彩云南设计研究院总体设计

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结直肠癌组织中SPON2、MGP表达及临床意义

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疑难病杂志 2024年第2期23卷 207-211页

作者：杨同昕董建宁施雪松曹红勇杨维军江苏省南京市第一医院普外科 210000

目的研究结直肠癌(CRC)组织中脊椎蛋白2(SPON2)、基质Gla蛋白(MGP)表达及与临床病理特征、预后的关系。方法选取2018年1月—2020年1月南京市第一医院普外科收治行手术治疗CRC患者94例。采用免疫组织化学法检测癌和癌旁组织中SPON2、MGP... 详细信息

目的研究结直肠癌(CRC)组织中脊椎蛋白2(SPON2)、基质Gla蛋白(MGP)表达及与临床病理特征、预后的关系。方法选取2018年1月—2020年1月南京市第一医院普外科收治行手术治疗CRC患者94例。采用免疫组织化学法检测癌和癌旁组织中SPON2、MGP表达;分析SPON2、MGP表达与CRC患者临床病理特征及预后的关系;多因素Cox回归分析CRC患者预后影响因素。结果CRC癌及癌旁组织中SPON2阳性率分别为65.96%(62/94)和6.38%(6/94),MGP阳性率分别为63.83%(60/94)和8.51%(8/94),SPON2、MGP在CRC癌组织中的阳性率高于癌旁组织(χ^(2)=72.251、62.298,P均<0.001)。低分化程度、TNM分期Ⅲ期及有淋巴结转移患者SPON2、MGP阳性率分别高于高中分化、TNM分期I~Ⅱ期及无淋巴结转移患者(χ^(2)/P=9.694/0.002、10.883/0.001、14.100/<0.001,14.785/<0.001、9.731/0.002、12.739/<0.001)。SPON2阳性组、阴性组3年生存率分别为54.84%(34/62)和86.67%(26/30);MGP阳性组、阴性组3年生存率分别为53.33%(32/60)和87.50%(28/32)。SPON2阳性组、MGP阳性组3年累积生存率低于SPON2阴性组、MGP阴性组(χ^(2)=8.966、12.420,P=0.003、<0.001)。肿瘤TNM分期Ⅲ期、低分化程度、伴淋巴结转移、SPON2阳性、MGP阳性是影响CRC患者预后的独立危险因素[HR(95%CI)=1.768(1.226~2.551)、1.613(1.223~2.126)、1.600(1.167~2.194)、1.866(1.324~2.630)、1.315(1.151~1.503),均P<0.001]。结论CRC中SPON2、MGP表达升高,两者与CRC不良临床病理特征有关,是新的评估CRC患者预后的肿瘤标志物。

关键词：结直肠癌脊椎蛋白2 基质Gla蛋白预后

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