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Graph convolutional network for axial concentration profiles prediction in simulated moving bed

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2024年第9期73卷 270-280页

作者： can ding Minglei Yang Yunmeng Zhao Wenli Du Key Laboratory of Smart Manufacturing in Energy Chemical Process Ministry of EducationEast China University of Science and TechnologyShanghai 200237China

The simulated moving bed(SMB)chromatographic separation is a continuous compound separation process based on the differences in adsorption capacity exhibited by distinct constituents of a mixture on the fluid phase and stationary *** prediction of axial concentration profiles along the beds in a unit is crucial for the operating optimization of *** the correlation shared by operating variables of SMB has an enormous impact on the operational state of the device,these correlations have been long overlooked,especially by the data-driven *** study proposes an operating variable-based graph convolutional network(OV-GCN)to enclose the underrepresented correlations and precisely predict axial concentration profiles prediction in *** OV-GCN estimates operating variables with the Spearman correlation coefficient and incorporates them in the adjacency matrix of a graph convolutional network for information propagation and feature *** with Random Forest,K-Nearest Neighbors,Support Vector Regression,and Backpropagation Neural Network,the values of the three performance evaluation metrics,namely MAE,RMSE,and R^(2),indicate that OV-GCN has better prediction accuracy in predicting five essential aromatic compounds'axial concentration profiles of an SMB for separating p-xylene(PX).In addition,the OV-GCN method demonstrates a remarkable ability to provide high-precision and fast predictions in three industrial case *** the goal of simultaneously maximizing PX purity and yield,we employ the non-dominated sorting genetic algorithm-II optimization method to perform multi-objective optimization of the PX purity and *** outcome suggests a promising approach to extracting and representing correlations among operating variables in data-driven process modeling.

关键词： Chromatography Prediction Operating variables Graph convolutional network Optimization

二维活塞泵用滚子-凸轮轨道机构的建模和验证（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2019年第3期20卷 201-217页

作者： ding-can JIN Jian RUAN Sheng LI Bin MENG Ling-feng WANG Key Laboratory of E&M Zhejiang University of Technology Beijing Aerospace Technology Institute

目的:由于液压行业对高速重载的要求越来越高,传统轴向柱塞泵中存在的润滑与泄漏的矛盾也越发明显。针对传统轴向柱塞泵中因结构产生的倾斜力、低功率密度、恶劣的摩擦副工况、较大的流量脉动等限制,本文旨在提出一种具有内力平衡、功... 详细信息

目的:由于液压行业对高速重载的要求越来越高,传统轴向柱塞泵中存在的润滑与泄漏的矛盾也越发明显。针对传统轴向柱塞泵中因结构产生的倾斜力、低功率密度、恶劣的摩擦副工况、较大的流量脉动等限制,本文旨在提出一种具有内力平衡、功率密度高、无纯粹的滑动摩擦副且工况优秀、能消除结构性流量脉动等优点的二维活塞泵,并通过对其工作原理的详细分析,探讨其具有上述优点的理论依据。创新点:1.提出二维活塞泵;该泵利用二维运动转换机构中活塞部件的二维运动,同时实现了吸排油功能和配流功能,提高了集成化;通过其活塞旋转1周可以使泵吸排油4次的结构设计,提高了功率密度;轴向与轴向对称的独特结构布局,实现了内力平衡,消除了传统轴向柱塞泵中无法消除的倾覆力偶;相对于传统轴向柱塞泵,吸排油与配流功能的集成减少了摩擦副的数量,且消除了纯粹的滑动摩擦副,打破了PV值的限制,意味着二维活塞泵有着实现更大流量压力分布的潜力。2.提出二维活塞泵运动转换机构中的锥滚子-凸轮接触结构,优化二维活塞泵运动转换机构的受力条件;3.建立二维活塞泵运动转换机构中锥滚子-凸轮接触副的通用型数学模型,通过运动学分析建立精确的凸轮表面模型(即二维活塞泵的运动学模型),为二维锥滚轮活塞泵的结构设计和进一步的静、动力学的研究提供理论基础。4.消除结构性流量脉动。方法:1.通过对二维活塞泵结构与工作原理的理论分析,讨论其相对于传统轴向柱塞泵所具有的优点。2.通过跑合实验,验证锥滚子-凸轮接触结构具有的受力条件。3.通过运动学分析与空间几何关系变换推导,得到运动转换机构中具有普遍指导意义的接触副的通用数学模型。4.通过实验曲线与理论曲线的对比,验证接触副数学模型的正确性与二维活塞泵所具有的消除结构流量脉动的潜力。5.通过滤波处理与模拟仿真,验证二维活塞泵能否消除结构性流量脉动。结论:1.二维活塞泵具有功能集成化高、内力平衡、功率密度高、无纯粹的滑动摩擦副且能消除流量脉动的优点。2.运动转换机构中锥滚子-凸轮接触结构具有更好的受力条件。3.建立的接触副数学模型可以指导二维活塞泵中运动转换机构的加工,且对二维活塞泵进一步的运动学与动力学的研究具有指导意义。4.二维活塞泵能消除结构性流量脉动。

关键词：二维活塞泵功能集成化滚子-凸轮机构数学模型无结构性流量脉动

Improved SIFT Algorithm Image Matching

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光学应用（中英文版） 2013年第1期2卷 1-7页

作者： can ding Chang-wen Qu Jie Gao Department of Electronic and Information Engineering Naval Aeronautical & Astronautical University Yantai 26400 China 92840 Unit Qingdao 266405 China

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一种改进的轮廓波变换去噪方法

光电工程 2010年第9期37卷 145-150页

作者：丁灿曲长文海军航空工程学院电子信息工程系山东烟台264001

轮廓波变换的显著特点是拉普拉斯塔式(LP)滤波器的过采样和非正交性,小波变换的显著特点是在保持临界采样的情况下变换后每个尺度上只提供三个方向。本文将小波变换与轮廓波变换相结合,首先对待处理图像实施小波变换,然后对低频子带图... 详细信息

轮廓波变换的显著特点是拉普拉斯塔式(LP)滤波器的过采样和非正交性,小波变换的显著特点是在保持临界采样的情况下变换后每个尺度上只提供三个方向。本文将小波变换与轮廓波变换相结合,首先对待处理图像实施小波变换,然后对低频子带图像进行重建,进而可得到一个高频子带图像。此方法既保持了临界采样又利于后面使用方向滤波器组来对高频部分进行方向划分。实验证明此方法能更有效地消除图像噪声并得到比小波和轮廓波变换更高的PSNR。

关键词：轮廓波小波变换图像去噪方向滤波器组

机械式真空直流断路器反向电流频率的选择方法

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高电压技术 2020年第8期46卷 2670-2676页

作者：丁璨袁召何俊佳三峡大学电气与新能源学院先进输变电技术研究中心宜昌443002 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

传统弧后鞘层生长连续过渡模型(continuous transition model,CTM)可以对弧后粒子的运动迁移过程进行研究,且只关注弧后过程,没有考虑燃弧过程对弧后过程的影响。该文把电流过零前的燃弧过程对弧后粒子的迁移运动和扩散衰减的影响体现... 详细信息

传统弧后鞘层生长连续过渡模型(continuous transition model,CTM)可以对弧后粒子的运动迁移过程进行研究,且只关注弧后过程,没有考虑燃弧过程对弧后过程的影响。该文把电流过零前的燃弧过程对弧后粒子的迁移运动和扩散衰减的影响体现到传统CTM模型中,建立了改进CTM模型,此改进模型是关于电弧电流频率的函数。通过改进CTM模型,研究发现在50~50000 Hz频率范围内,频率随弧后鞘层的生长快慢不呈线性关系,而是随着频率的升高鞘层生长先变缓后又变快。随着频率的增加,快速离子和慢速离子在鞘层生长过程中的主导作用会发生转化,当快速离子占主导作用时,鞘层生长较快,相反慢速离子占主导,鞘层生长较慢。研究结果可以指导机械式真空直流断路器中频反向电流频率的选择。

关键词：机械式直流断路器 CTM模型燃弧过程中频电流频率选择

Robust Adaptive Sliding Mode Control of Second-order Underactuated System with Prescribed Performance Constraint

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Robust Adaptive Sliding Mode Control of Second-order Underac...

Dynamic analysis of high-dimensional fractional-order gene regulation networks with time delay

第31届中国过程控制会议（CPCC2020）

作者： can ding Zhe Zhang Jing Zhang Yingjie Zhang Huixian Huang College of Electrical and Information Engineering Hunan University College of Computer Science and Electronic Engineering Hunan University College of Information Engineering Xiangtan University

In this study, a constraints transformation-based adaptive sliding mode control for trajectory tracking objective of second-order underactuated system with prescribed performance constraint was proposed. First of all, a constraint transformation method is used to convert the system with prescribed performance constraint into the unconstrained one. By introducing a prescribed performance function(PPF), the transient and steady performance of control system are also guaranteed. Second, adaptive control technique is introduced in the design of sliding mode controller, which greatly improve the robustness of controller and the stability of the control system is rigorously proved by Lyapunov theory. Finally, the comparative simulation experiments illustrate the effectiveness and feasibility of the proposed approach.

关键词： Underactuated systems Adaptive sliding mode control Prescribed performance constraint Cart-pole inverted pendulum

来源： cnki会议评论

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Dynamic analysis of high-dimensional fractional-order gene r...

第三十九届中国控制会议

作者： Zhe Zhang can ding Jing Zhang Feng Liu Yingjie Zhang FanyongCheng College of Electrical and Information Engineering Hunan University School of Automation China University of Geosciences College of Computer Science and Electronic Engineering Hunan University Fujian Provincial Key Laboratory of Information Processing and Intelligent Control Minjiang University

This paper mainly analyzes the stability of high-dimensional fractional-order gene regulatory network systems with time *** on the judgment of eigenvalues,this paper proposes sufficient information about the stability of high-dimensional fractional-order gene regulatory network systems with time ***,and by analyzing the characteristic equations,the bifurcation conditions of the high-dimensional fractional-order gene regulatory network system with time delay are ***,the theoretical part of this paper is verified by numerical simulation.

关键词： Gene regulatory network system Stability analysis Dynamic analysis Time delay

来源： cnki会议评论

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带铁心横磁-纵磁触头结构的优化设计

电工技术学报 2024年第11期39卷 3499-3509页

作者：丁璨李江袁召王周琳三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 武汉430074

触头作为真空灭弧室的核心元件,其灭弧能力会直接影响直流开断过程。该文通过有限元仿真软件建立了三种触头模型,计算了高频电流下触头产生的磁场分布。电流峰值时的触头间隙中心可产生约为21 mT的纵向磁场,横向磁感应强度约为71 mT,纵... 详细信息

触头作为真空灭弧室的核心元件,其灭弧能力会直接影响直流开断过程。该文通过有限元仿真软件建立了三种触头模型,计算了高频电流下触头产生的磁场分布。电流峰值时的触头间隙中心可产生约为21 mT的纵向磁场,横向磁感应强度约为71 mT,纵向磁场分布不均匀。为了进一步提高触头间隙磁场强度以及分布均匀度,在触头模型中增加铁心及改变铁心结构来提升触头产生的磁场强度,基于BP神经网络与智能优化算法联合的方法对触头模型进行优化设计。优化结果显示:当触头的结构参数外触头非径向开槽夹角α为31.8°、外触头内外半径差值Δ为8.3 mm、内触头片半径r为15.2 mm、外触头杯斜槽高度h为16.1 mm、铁心结构开槽宽度d为1.1 mm时,触头间隙中心产生了74.99 mT的横向磁场;电流峰值时刻的触头间隙中心可产生44.02 mT的纵向磁场,不均匀度从优化前的7.44减小到4.67,均匀度得到了较大提升,提高了磁场对真空电弧的调控能力。

关键词：真空灭弧室触头横向磁场纵向磁场算法优化 BP 神经网络

基于多目标灰狼优化算法与RBF神经网络的真空灭弧室触头结构优化设计

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高电压技术 2024年第2期50卷 543-550页

作者：丁璨王周琳袁召李江三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点试验室武汉430074

在真空灭弧室触头开断过程中,合适的磁场分布有利于提高其开断性能;在合闸过程中,动、静触头间存在的电动斥力会导致触头出现弹跳现象。针对以上问题,首先建立了带铁芯式杯状纵磁触头的三维模型,进行了磁场分布与电动力的计算;为了进一... 详细信息

在真空灭弧室触头开断过程中,合适的磁场分布有利于提高其开断性能;在合闸过程中,动、静触头间存在的电动斥力会导致触头出现弹跳现象。针对以上问题,首先建立了带铁芯式杯状纵磁触头的三维模型,进行了磁场分布与电动力的计算;为了进一步提高触头的性能,然后构建了以触头片开槽长度、开槽宽度、径向偏转角度、杯座斜槽高度及单个斜槽上下旋转角度为输入,电流峰值时刻触头间隙中心平面纵向磁场强度最大值、过零时刻中心点处磁滞时间、合闸时动静触头间的电动斥力分别为输出的RBF神经网络模型;最后结合RBF神经网络模型与多目标灰狼优化算法(MOGWO)对触头结构进行了优化。结果表明:与初始结构参数相比,当触头片开槽长度为19.74mm、宽度为3.94mm、径向偏转角为19.9°、杯座斜槽高度为18.0mm、斜槽上下旋转角为119.2°时,触头具有更好的磁场分布特性,且动、静触头间的电动斥力明显减小,有利于提高触头的工作性能。

关键词：真空灭弧室触头电动斥力 RBF神经网络磁场特性多目标灰狼优化算法