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基于改进跟踪微分器前馈的PMSM复合控制

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 164-170,178页

作者：陈华秋杨建中向单奇许光达华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 武汉智能设计与数控技术创新中心湖北武汉430040

为实现位置伺服系统的无超调快速跟踪,提出一种基于改进非线性跟踪微分器前馈的永磁同步电机复合控制方法.在基于传统跟踪微分器前馈控制方法的基础上,设计了用于位置指令前馈环节的改进跟踪微分器,针对加速度因子调参问题,结合系统电... 详细信息

为实现位置伺服系统的无超调快速跟踪,提出一种基于改进非线性跟踪微分器前馈的永磁同步电机复合控制方法.在基于传统跟踪微分器前馈控制方法的基础上,设计了用于位置指令前馈环节的改进跟踪微分器,针对加速度因子调参问题,结合系统电流限幅给出了加速度因子计算公式,简化了调参过程;针对阶跃响应超调问题,引入最大速度约束参数实现系统对阶跃指令的无超调快速跟踪;针对连续信号跟踪滞后问题,引入超前计算步长参数实现对输入指令的超前预测,补偿了系统的跟踪滞后.仿真和实验结果均表明:该方法能实现控制系统对于阶跃指令快速且无超调的跟踪,在给定实验条件下能使系统的超调量由4.4%减小到0.0%,同时能使系统对于给定正弦指令的最大跟踪误差降低34.4%,显著提高了系统的位置跟踪性能.

关键词：永磁同步电机复合控制前馈改进跟踪微分器无超调

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屯兰区块煤层气井压裂特征多尺度分析

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 148-158页

作者：李鸿雨宋晓夏刘威李伟陈伟东王昱太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030024 山西焦煤集团有限责任公司屯兰煤矿山西古交030200 东北石油大学非常规油气研究院黑龙江大庆163318

为探究屯兰区块煤层气井压裂特征,以太原西山屯兰区块2号煤层为研究对象,通过对采煤工作面揭露的XST-167、XST-168、XST-176和XST-177四口煤层气井进行地质编录、煤样宏观特征描述及CT分析,从多尺度研究煤层的压裂特征。结果表明:研究... 详细信息

为探究屯兰区块煤层气井压裂特征,以太原西山屯兰区块2号煤层为研究对象,通过对采煤工作面揭露的XST-167、XST-168、XST-176和XST-177四口煤层气井进行地质编录、煤样宏观特征描述及CT分析,从多尺度研究煤层的压裂特征。结果表明:研究区煤层气井附近煤层主要分布斜交裂隙组成的“X”型压裂裂隙,在XST-177煤层气井附近有“T”型压裂裂隙。石英砂与压裂裂隙壁碰撞、摩擦产生煤粉,煤粉充填在裂隙内,对煤层气的产出有阻碍作用。通过对XST-168、XST-177二口煤层气井揭露的井筒进行对比,发现XST-177煤层气井的压裂效果更好,更有利于煤层气的产出。煤层气井附近的煤大多为碎裂煤、碎粒煤,水力压裂破坏了煤体的原生结构,使煤体硬度降低,裂隙显著增加。部分煤样可以观测到石英砂镶嵌其上,主要集中在煤的层理面上,说明石英砂被压进煤层后,主要沿水平缝向煤层内延伸,与此处的最大主应力方向保持一致。通过CT扫描技术,对受压裂影响的煤样(压裂煤)和未受压裂影响的煤样(正常煤)进行扫描,发现压裂煤T1、T2中裂隙宽度大于100μm的裂隙分别占总裂隙体积的58.8%和48.5%,裂隙数量上分别为23407条和19679条,而正常煤T3中裂隙宽度大于100μm的裂隙仅占总裂隙体积的1.7%,裂隙数量仅为3504条,T1、T2较T3的裂隙宽度更宽,裂隙数量更多,说明压裂作用使煤样裂隙宽度和数量明显增加,压裂煤内部的孔裂隙更发育。

关键词：煤层气屯兰区块多尺度水力压裂裂隙计算机断层扫描技术

贵州无井式UCG选址选层“四性”地质评价模式与资源类型划分

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2414-2425页

作者：周泽易同生秦勇周永峰杨磊汪凌霞贵州省煤田地质局贵州贵阳550025 贵州优驰能源科技有限责任公司贵州贵阳550014 中国矿业大学江苏徐州221116 贵州省煤炭流态化开采重点实验室贵州贵阳550014

为建立科学系统的“地质−工程”一体化地质风险评估模式,解决煤炭地下气化(UCG)选址选层难题,提出了一种以“建炉可行性、过程易控性、气化安全性、开发经济性”四性认识为基础,利用FAHP模糊层次分析法创建的包括4项一级指标、10项2级... 详细信息

为建立科学系统的“地质−工程”一体化地质风险评估模式,解决煤炭地下气化(UCG)选址选层难题,提出了一种以“建炉可行性、过程易控性、气化安全性、开发经济性”四性认识为基础,利用FAHP模糊层次分析法创建的包括4项一级指标、10项2级指标、26项3级关键地质参数的地质评价要素层次结构模型。该模型引入“阈值”概念,对断层指数、奥亚膨胀度、黏结指数、上覆含水层距离4项指标的超“阈值”情况实施“一票否决”,充分重视特定地质参数对UCG控制的关键作用;通过“两两判断矩阵”确定各指标权重向量,根据隶属函数厘定指标层隶属度;并提出了相应地质评价技术方法,配套建立了权重积、综合权重积以及最优3段分割等算法,将所涉及指标量化分析,精准判断资源类型与级别;同时基于矩阵结构混合编码方式,提出了“四性四级”五位编码的UCG资源类型表征系统。最终形成了以“四性”理论为基础,“算法”为骨架,“四性四级”五位编码为灵魂的科学化、系统化UCG选址选层地质评价体系。该评价体系可在多场耦合的UCG生产过程相关风险识别机制的前沿探索方面发挥关键作用,有效改善现有UCG风险识别理论局限于地质单方面,缺乏工程联系的问题,实现大区域的UCG量化选址选层,为省级乃至国家级煤炭地下气化战略规划提供解决途径,从而提出可供分步实施的典型地质条件先导性试验区建议,推动煤炭地下气化产业化进程。

关键词：煤炭地下气化地质评价资源分类层次结构模型

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海塔盆地塔南凹陷断裂特征及对油藏的控制作用

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中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 364-376页

作者：高长海姜洪福冯建伟辛世伟许艳龙王建中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)山东省油藏地质重点实验室山东青岛266580 中石油大庆塔木察格有限责任公司黑龙江大庆163712 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

塔南凹陷是海塔盆地重要的富油凹陷之一,目前发现的油藏大多受断裂所控制.为了探究塔南凹陷断裂要素对油藏的控制作用,本研究基于地震、钻井、试油等资料,通过对已发现的191个断控油藏进行精细解剖,开展了断裂特征分析,明确了断裂控藏... 详细信息

塔南凹陷是海塔盆地重要的富油凹陷之一,目前发现的油藏大多受断裂所控制.为了探究塔南凹陷断裂要素对油藏的控制作用,本研究基于地震、钻井、试油等资料,通过对已发现的191个断控油藏进行精细解剖,开展了断裂特征分析,明确了断裂控藏的关键要素,建立了断裂控藏模式.结果表明:塔南凹陷断裂要素不同程度地影响着断裂圈闭的有效性,其本质在于影响着断裂的封堵性能,其中产状、活动速率、类型是影响断裂封堵性及控制油藏形成的关键要素.塔南凹陷利于油藏形成的断裂特征为:走向NE向,倾角55°~85°,断距10~150 m,活动速率0.35、泥质含量R_(m)>0.30,组合样式呈斜交式和垒堑式,并且以二、三级断裂组合为主.塔南凹陷主要存在3种断裂控藏模式:早期伸展断裂和早期伸展中期张扭断裂控制的源下侧向输导断裂遮挡原生油藏控藏模式、源内垂向输导断裂遮挡原生油藏控藏模式,以及长期继承性断裂控制的源上垂向输导断裂遮挡次生油藏控藏模式.研究成果可为塔南凹陷断裂相关圈闭的精细评价和勘探部署提供理论指导.

关键词：断裂特征油藏主控要素塔南凹陷海塔盆地

3DP工艺中阶梯误差与渗透误差相互作用研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 276-282页

作者：杨伟东马千朝刘志越王媛媛朱东彬河北工业大学机械工程学院天津300103 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300401

3DP工艺中影响零件成型精度的原理性误差主要来源于阶梯误差和黏结剂渗透误差,并且在误差测量结果中难以区分.本文基于黏结剂在砂床中的流动状态,建立了黏结剂从喷射到渗透过程的数值仿真模型,分析了在二维平面不同角度三角面片打印时... 详细信息

3DP工艺中影响零件成型精度的原理性误差主要来源于阶梯误差和黏结剂渗透误差,并且在误差测量结果中难以区分.本文基于黏结剂在砂床中的流动状态,建立了黏结剂从喷射到渗透过程的数值仿真模型,分析了在二维平面不同角度三角面片打印时理想模型边界和实际黏结砂粒边界之间的位置误差,研究了阶梯误差和渗透误差之间的相互作用.在此基础上,针对不同角度三角面片打印过程中阶梯误差与黏结剂渗透误差相互作用关系也不相同的问题,提出了基于三角面片法向量方向与成型方向夹角的三角面片偏移误差公式用于表达这两种误差对成型质量的综合影响.结果表明:在向上三角面片中,渗透误差与阶梯误差相互补偿,三角面片偏移误差随着斜面与水平面夹角角度的减小而减小;在向下三角面片中,阶梯误差与渗透误差相互叠加,三角面片偏移误差随着斜面与水平面夹角角度的减小而增大.将三角面片偏移误差的公式计算值与其实际测量值进行对比,公式计算误差最大为0.060 mm,最小为0.002 mm,表明三角面片偏移误差公式用于表达阶梯误差与黏结剂渗透误差综合作用的有效性.

关键词： 3DP工艺阶梯误差渗透误差成型精度

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面向增材制造的数字孪生实施方法综述

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1171-1188页

作者：孟德状杨伟东蔡子行郭智河北工业大学机械工程学院天津300103 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心河北工业大学天津300401 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京100083

增材制造以其全数字化加工方式可为数字孪生模型提供可靠的数据支撑;数字孪生有助于增材制造在设计、制造、服务等过程中充分发挥其不同于传统制造的优势,二者的结合在工业制造领域受到广泛关注。以总结数字孪生在增材制造中的实施方法... 详细信息

增材制造以其全数字化加工方式可为数字孪生模型提供可靠的数据支撑;数字孪生有助于增材制造在设计、制造、服务等过程中充分发挥其不同于传统制造的优势,二者的结合在工业制造领域受到广泛关注。以总结数字孪生在增材制造中的实施方法为目的,介绍了数字孪生的概念和发展历程,分析了增材制造中实施数字孪生的关键技术;基于数字孪生对于增材制造全生命周期过程的应用潜力,从设计、制造、质量检测以及服务4个阶段阐述了国内外相关研究的方法和侧重点。展望了粘结剂喷射工艺中实施数字孪生的挑战,并提出了针对其的一种数字孪生技术路线。最后总结了增材制造中实现数字孪生存在的难题以及未来的发展方向。

关键词：数字孪生增材制造工业4.0 人工智能粘结剂喷射

沁水盆地南部煤储层赋存环境条件及其对渗透率的影响

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煤炭学报 2024年第1期49卷 545-554页

作者：孟召平任华鑫禹艺娜杨宇王宇乾阿古泽仁中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 煤与煤层气共采全国重点实验室山西晋城048012 贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州贵阳550025

煤层气赋存与产出受控于煤储层地应力、压力和地温等赋存环境条件,正确分析煤储层赋存环境条件及其对渗透率的影响是煤层气有效开发所关注的关键问题。采用沁水盆地南部煤层气井63个测试资料,系统分析了研究区煤储层地应力、压力和温度... 详细信息

煤层气赋存与产出受控于煤储层地应力、压力和地温等赋存环境条件,正确分析煤储层赋存环境条件及其对渗透率的影响是煤层气有效开发所关注的关键问题。采用沁水盆地南部煤层气井63个测试资料,系统分析了研究区煤储层地应力、压力和温度条件,揭示了煤储层应力、压力和温度随埋藏深度的变化规律,建立最小水平主应力与垂直主应力和煤储层压力之间关系模型。采用三轴渗流试验系统,开展了不同应力、压力和温度条件下煤层气渗流试验研究,揭示了不同温度、应力和压力条件下煤样渗透率变化规律及其控制机理。研究结果表明,研究区煤储层最大、最小水平主应力分别为6.62~42.06和3.30~26.40 MPa,其梯度分别为1.20~5.26和0.99~2.95 MPa/hm;煤储层压力及其梯度分别为0.99~12.63 MPa和0.23~1.18 MPa/hm;煤储层温度及其梯度为19.36~38.84℃和1.98℃/hm;且煤储层应力、压力和温度均随深度的增加呈线性增大的规律。随着有效应力的增加,煤储层渗透率不断降低,在初始加压阶段,渗透率下降幅度较大,随着有效应力的增加,下降幅度变缓。在相同的应力条件下,温度的增加使得煤样渗透率不断降低,渗透率的下降速率随温度的升高而减小。随着有效应力和温度的增加,煤储层渗透率按负指数函数规律降低。随着孔隙压力的降低,有效应力增加,煤储层渗透率不断降低。在初始降压阶段,煤储层渗透率急剧下降,随着孔隙压力的降低,渗透率下降速率逐渐变缓;当孔隙压力小于0.6 MPa后,煤储层渗透率随孔隙压力的降低而升高。在高孔隙压力条件下,渗透率随温度的升高呈负指数函数降低,在低孔隙压力条件下,煤储层渗透率随温度的升高呈线性降低。在此基础上,建立了煤储层渗透率与应力、压力和温度之间的关系模型,揭示了煤储层渗透率随应力、压力和温度应力的增加按负指数函数降低的规律和控制机理。

关键词：煤储层渗透率地应力储层压力储层温度沁水盆地

基于模糊终端滑模控制器的路径跟踪横向控制策略

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大连理工大学学报 2024年第4期64卷 376-383页

作者：葛程李伟东黄振柱何精武马草原大连理工大学汽车工程系辽宁大连116024

为了解决智能车辆采用传统滑模控制器(SMC)时跟踪精度较差和稳定性欠佳的问题,提出了一种基于模糊终端滑模控制器(FTSMC)的路径跟踪横向控制策略.首先,建立了车辆二自由度动力学模型和路径跟踪误差模型,并采用改进的指数趋近律设计了终... 详细信息

为了解决智能车辆采用传统滑模控制器(SMC)时跟踪精度较差和稳定性欠佳的问题,提出了一种基于模糊终端滑模控制器(FTSMC)的路径跟踪横向控制策略.首先,建立了车辆二自由度动力学模型和路径跟踪误差模型,并采用改进的指数趋近律设计了终端滑模控制器(TSMC).其次,为解决SMC抖振问题,通过模糊逻辑在线优化指数趋近律中的边界层,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的稳定性.最后,建立了Matlab/Simulink和Carsim联合仿真模型,验证了所提控制策略的有效性.结果表明,在低、高车速两种工况下,FTSMC的横向位移偏差最大值分别降低了14.4%和23.3%,横摆角偏差最大值分别降低了11.0%和18.9%,抖振现象得到了显著的抑制.

关键词：智能车辆路径跟踪模糊终端滑模控制器指数趋近律 Lyapunov稳定性理论

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碱度对球团矿抗压强度及矿物组成影响研究

钢铁研究学报 2024年

作者：范建军郭宇峰王帅陈凤李昊堃王磊太原钢铁(集团)有限公司技术中心中南大学资源加工与生物工程学院太原钢铁(集团)有限公司岚县矿业公司

对自然碱度及碱度0.3～1.2球团矿进行了管式炉焙烧试验，对比了温度及碱度对球团矿抗压强度的影响，并应用SEM-EDS，对自然碱度、碱度0.4、0.6、0.8、1.0的球团矿进行了矿相分析。采用FactSage软件对Fe2O3-SiO2-CaO体系可能的生成物进... 详细信息

对自然碱度及碱度0.3～1.2球团矿进行了管式炉焙烧试验，对比了温度及碱度对球团矿抗压强度的影响，并应用SEM-EDS，对自然碱度、碱度0.4、0.6、0.8、1.0的球团矿进行了矿相分析。采用FactSage软件对Fe2O3-SiO2-CaO体系可能的生成物进行了计算，并结合相图，对上述试验结果进行了分析验证。结果表明，对于碱度0.3～1.2的球团，随着碱度的升高，其抗压强度呈明显的升高趋势，低碱度球团矿焙烧时首先生成的是少量含钙硅酸盐矿物，然后随着碱度的升高，焙烧时进一步生成硅酸钙类矿物及铁酸钙系矿物。

关键词：球团矿抗压强度碱度含钙硅酸盐铁酸钙