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矿井带式输送机液压拉紧Fuzzy-PID控制技术研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 217-224页

作者：王伟峰杨泽赵轩冲纪晓涵贵晓云何地西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054

针对矿井传统带式输送机拉紧系统响应速度慢、调节能力差、拉紧控制时变性和非线性等问题,提出了一种矿井带式输送机液压拉紧系统Fuzzy-PID控制(基于模糊算法的PID控制)方法。首先,根据液压拉紧装置建立数学模型,其次通过Matlab内置的Si... 详细信息

针对矿井传统带式输送机拉紧系统响应速度慢、调节能力差、拉紧控制时变性和非线性等问题,提出了一种矿井带式输送机液压拉紧系统Fuzzy-PID控制(基于模糊算法的PID控制)方法。首先,根据液压拉紧装置建立数学模型,其次通过Matlab内置的Simulink仿真库分别对Fuzzy-PID控制器和PID控制器的液压拉紧系统进行仿真,得出输送带拉紧张力启动响应阶段和张力突变的调节响应图,并做出对比分析。最后,通过试验测试来验证算法模型的有效性。仿真结果表明:矿井带式输送机液压拉紧Fuzzy-PID控制系统不仅在启动阶段还有张力突变过程中都具有更好的稳态性能、更快的响应速度。在拉紧装置启动响应阶段的张力超调量降低了13.5%、到达期望值的时间缩短了0.5 s。在拉紧装置张力突变即模拟拉紧和松带阶段,当张力增加时,Fuzzy-PID控制器的调节速度缩短了0.4 s,超调量下降了4%。当张力减少时,Fuzzy-PID控制器的调节速度缩短了0.3 s,超调量降低了2%。试验结果表明:采用Fuzzy-PID控制的效果更佳优异稳定,且损耗更小。对比于PID控制,Fuzzy-PID控制效果更为良好,平均时间缩短31%且总体趋于稳定。对于矿井带式输送机这种连续运输作业的设备,Fuzzy-PID控制技术为矿井带式输送带平稳运行提供了一定保障,不仅减少了电能浪费,也降低了维护保养带式输送机的保养成本。

关键词：带式输送机液压拉紧装置模糊算法(Fuzzy) PID控制器

新型GFRP-钢屈曲约束支撑设计与受力性能分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 156-166页

作者：熊仲明郑坤陈帜谯鸿程阿鑫西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 青海省建筑建材科学研究院有限责任公司西宁810008 青海省高原绿色建筑与生态社区重点实验室西宁810008

为发展轻质、耐腐蚀的屈曲约束支撑,以玻璃纤维(GFRP)拉挤型材和缠绕工艺构造支撑约束构件,H型钢为内芯,提出一种新型GFRP-钢屈曲约束支撑.通过理论分析与数值模拟,探究了支撑内芯的屈曲模态发展规律;结合GFRP的各向异性和层合板结构特... 详细信息

为发展轻质、耐腐蚀的屈曲约束支撑,以玻璃纤维(GFRP)拉挤型材和缠绕工艺构造支撑约束构件,H型钢为内芯,提出一种新型GFRP-钢屈曲约束支撑.通过理论分析与数值模拟,探究了支撑内芯的屈曲模态发展规律;结合GFRP的各向异性和层合板结构特性,建立了GFRP约束构件的设计参数计算公式;分析了支撑间厚比、翼缘和腹板宽厚比及纤维角度对GFRP约束构件与内芯相互作用特征的影响规律,并给出了合理取值;通过算例分析,验证了该设计方法的可靠性.结果表明:H型钢内芯依次发生翼缘局部屈曲、绕弱轴整体屈曲、腹板局部屈曲和绕强轴整体屈曲,且整体屈曲模态较低,而局部屈曲模态较高;间厚比和宽厚比均会影响内芯的屈曲模态发展,进而改变约束构件的受力状态,间厚比宜为0.125 0~0.50,宽厚比宜小于6.29;GFRP约束构件主应力方向接近45°,为充分发挥纤维纵向承载能力,纤维宜按45°相互垂直交叉布置.

关键词：玻璃纤维屈曲约束支撑受力性能设计方法

基于SSA−LSTM的转炉炼钢终点锰含量预测

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工程科学学报 2024年第10期46卷 1764-1775页

作者：马帅印高丽丽贺锦峰殷磊张茜胥军西安邮电大学计算机学院西安710121 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室西安710121 西安邮电大学西安市大数据与智能计算重点实验室西安710121 西安邮电大学陕西省“四主体一联合”5G+工业互联网通讯终端技术校企联合研究中心西安710121 敬业钢铁有限公司石家庄050400 西安电子科技大学机电工程学院西安710071 中国电子科技集团公司第十研究所成都610036 西安电子科技大学广州研究院广州510555

锰是钢铁中重要的合金元素,加入适量锰元素能提高钢铁的性能.在转炉炼钢过程中锰元素的含量直接影响钢铁质量,锰元素加入过少会导致钢铁产品的硬度和强度不足,锰元素加入过量会导致钢铁过脆和生产成本增加.因此,合适的锰元素添加量对提... 详细信息

锰是钢铁中重要的合金元素,加入适量锰元素能提高钢铁的性能.在转炉炼钢过程中锰元素的含量直接影响钢铁质量,锰元素加入过少会导致钢铁产品的硬度和强度不足,锰元素加入过量会导致钢铁过脆和生产成本增加.因此,合适的锰元素添加量对提升钢铁质量与减少冶炼成本具有重要意义.转炉炼钢过程中锰元素的添加量主要通过终点锰预测的结果来确定,然而,终点锰含量多少受到多个因素的综合影响,其中包括氧化反应进程和合金中其他元素的添加量,影响因素呈现非线性、高耦合的特征,导致终点锰预测难度大.针对转炉炼钢终点锰预测过程中数据有含噪声、强耦合性等问题,提出了一个转炉炼钢终点锰含量预测研究架构,基于长短期记忆网络(Long Short-term memory,LSTM)预测模型,引入奇异谱分析(Singular spectral analysis,SSA)方法去除终点锰预测过程中非线性、非平稳序列的高频噪声,提出了一种基于SSA−LSTM的终点锰含量预测方法.利用河北敬业钢铁有限公司转炉炼钢生产数据验证所提预测方法的平均绝对误差为1.19%,均方根误差为1.48%.结果表明,该方法能够解决数据存在较多噪声及非线性等问题;与已有的时间序列预测方法相比,经过SSA处理的预测误差均有所减小,证明了该方法的有效性,为实际生产过程中精准加入合金提供了依据.

关键词：转炉炼钢终点锰预测奇异谱分析长短期记忆网络预测方法

液态亚共晶Al-4.5%Si合金中定向枝晶生长与组织调控

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1938-1951页

作者：王昕王建元翟薇西北工业大学物理科学与技术学院西安710072

采用高温端上升式Bridgman定向凝固实验技术,在0.1~100μm/s跨三量级宽速域生长条件下,系统研究亚共晶Al-4.5%Si合金的组织形态演变机制,实现从平面晶到胞晶再到枝晶的全过程组织调控。当液相温度梯度保持200 K/cm恒定时,发现固液界面... 详细信息

采用高温端上升式Bridgman定向凝固实验技术,在0.1~100μm/s跨三量级宽速域生长条件下,系统研究亚共晶Al-4.5%Si合金的组织形态演变机制,实现从平面晶到胞晶再到枝晶的全过程组织调控。当液相温度梯度保持200 K/cm恒定时,发现固液界面失稳的临界生长速度为0.43μm/s,而发生胞枝晶转变的生长速度阈值是3.3μm/s。理论计算揭示出组成过冷(Composition supercooling,CS)区分布范围是2.6~10mm,相应的最大过冷度为2~193.8 K,而实际糊状区长度在2.8~6.2 mm区间变化。实验结果表明,定向枝晶生长模型Kurz-Giovanola-Trivedi(KGT)能够合理预测初生α(Al)枝晶顶端半径、顶端温度和顶端成分,而Hunt一次枝晶间距模型和Kurz-Fisher二次分枝间距模型均与实测结果相一致。初生α(Al)枝晶间的(α(Al)+Si)共晶生长机制定性地符合Jackson-Hunt(JH)经典共晶生长理论。

关键词：枝晶生长共晶生长定向凝固固液界面显微组织调控

混合联肢PEC墙结构简化力学分析模型及承载力计算

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第2期57卷 186-200页

作者：周巧玲赵仕兴苏明周石韵周婷西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 四川省建筑设计研究院有限公司成都610095 西安石油大学土木工程学院西安710065 天津大学建筑学院天津300072

为克服钢筋混凝土墙肢底部易发生脆性破坏的缺点,提高联肢剪力墙结构的抗震性能,采用PEC剪力墙肢代替混合联肢剪力墙结构中的钢筋混凝土剪力墙肢,形成新型混合联肢PEC墙结构.通过改变钢连梁截面尺寸、PEC墙肢宽厚比以及楼层数形成3个系... 详细信息

为克服钢筋混凝土墙肢底部易发生脆性破坏的缺点,提高联肢剪力墙结构的抗震性能,采用PEC剪力墙肢代替混合联肢剪力墙结构中的钢筋混凝土剪力墙肢,形成新型混合联肢PEC墙结构.通过改变钢连梁截面尺寸、PEC墙肢宽厚比以及楼层数形成3个系列共8个模型,研究了弹性耦连比和改变弹性耦连比的方式对混合联肢PEC墙结构滞回性能和应力分布的影响.结果表明:各个系列模型滞回曲线均饱满而稳定,未出现明显捏缩现象,证明混合联肢PEC墙结构抗震性能好、耗能能力强,适用于高烈度抗震设防地区;与已有联肢墙结构研究成果一致,弹性耦连比是影响混合联肢PEC墙结构整体性能的主要因素,并不会因为实现方式不同而影响结构应力分布规律;为保证结构达极限承载能力状态时各层钢连梁均发生剪切屈服并充分发展塑性,同时避免受拉侧墙肢发生延性较差的小偏心受拉破坏,应控制弹性耦连比小于等于70%;基于有限元模型分析结果,探讨了混合联肢PEC墙结构受力机理,建立了结构简化力学分析模型,给出了极限承载力计算公式;试验及有限元模型分析结果与理论计算结果误差在15%以内,且均为理论值偏低,证明本文提出的混合联肢PEC墙结构极限承载力计算公式精度较高且偏于安全,可用于计算结构极限承载力.

关键词： PEC剪力墙钢连梁弹性耦连比简化力学分析模型极限承载力

基于注意力机制和空洞卷积的CycleGAN煤矿井下低照度图像增强算法

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煤炭科学技术 2024年

作者：王媛彬郭亚茹刘佳吴冰超刘萌 ICUBE实验室， UMR 7357， CNRS-University of Strasbourg 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室西安科技大学电气与控制工程学院

井下环境复杂，充斥着大量粉尘和水汽且人造光源光照不均，导致井下监控设备采集到的图像往往呈现出照度低、细节特征丢失等问题，严重影响了矿业安全监控设备的实时性，不利于后续计算机视觉任务，同时井下数据采集困难，难以制作配对... 详细信息

井下环境复杂，充斥着大量粉尘和水汽且人造光源光照不均，导致井下监控设备采集到的图像往往呈现出照度低、细节特征丢失等问题，严重影响了矿业安全监控设备的实时性，不利于后续计算机视觉任务，同时井下数据采集困难，难以制作配对的井下低照度图像数据集用于模型训练。针对上述问题，提出了一种基于CycleGAN的低照度图像增强算法。针对矿井下采集配对数据集困难，使用CycleGAN网络进行无监督学习；为改善生成器网络的细节特征提取能力，利用无参注意力机制(simAM)和双通道注意力机制(CBAM)构建图像增强网络，提高复杂背景下模型的抗干扰能力，使模型恢复图像细节特征效果更好；引入由残差空洞卷积构建亮度增强模块，在提升图像亮度的同时增大生成器网络的感受野，有利于细节的恢复，提高图像视觉质量；以Patch-GAN作为网络的判别器，将输入映射成一个矩阵，更加全面的关注到图像不同区域的细节特征，提高判别器对图像细节的分辨能力。实验结果表明，相较于算法CycleGAN，本文方法在峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)、信息熵和视觉信息保真度(VIF)上平均提高了11.31%、8.07%、2.58%、6.18%。

关键词：低照度图像注意力机制空洞卷积 CycleGAN Patch-GAN

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3D打印用钛合金及粉末制备技术研究进展

粉末冶金工业 2024年第2期34卷 127-133,146页

作者：李安罗成杨博文张鹏赵霄昊赖运金西安欧中材料科技有限公司陕西西安710018 航天材料及工艺研究所北京100076

3D打印技术是一种先进的制造方法,在航空航天、生物医疗、汽车、军工等领域得到了较为广泛的应用。钛合金具有质轻、比强度高、耐腐蚀性好、生物相容性好等一些列优异特性,是金属3D打印体系的重要组成部分。简要阐述了3D打印对钛合金粉... 详细信息

3D打印技术是一种先进的制造方法,在航空航天、生物医疗、汽车、军工等领域得到了较为广泛的应用。钛合金具有质轻、比强度高、耐腐蚀性好、生物相容性好等一些列优异特性,是金属3D打印体系的重要组成部分。简要阐述了3D打印对钛合金粉末性能要求及钛合金粉末主要制备方法,重点对气雾化制粉及旋转电极制备粉末工艺技术特点、粉末性能进行了对比,对粉末性能差异产生原因进行了对比分析,对3D打印高性能钛合金发展方向进行了展望。

关键词： 3D打印钛合金粉末空心粉卫星粉

CaO/CaCO_(3)流化床反应器释能动态特性研究及敏感性分析

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西安交通大学学报 2024年第9期58卷 19-29页

作者：醋文凯方嘉宾魏进家郭晓蝶郑楠西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为了获得CaO/CaCO_(3)流化床反应器释能过程的动态特性、提高其系统设计与安全调控水平,基于有限体积法,构建了MW级的可用于sCO_(2)热发电系统的CaO/CaCO_(3)流化床反应器的动态仿真模型。研究了该反应器系统在典型扰动下的动态响应特性... 详细信息

为了获得CaO/CaCO_(3)流化床反应器释能过程的动态特性、提高其系统设计与安全调控水平,基于有限体积法,构建了MW级的可用于sCO_(2)热发电系统的CaO/CaCO_(3)流化床反应器的动态仿真模型。研究了该反应器系统在典型扰动下的动态响应特性,并就不同关键参数对CaO/CaCO_(3)流化床反应器释能过程中传热传质的影响进行了敏感性分析。研究结果表明:改变吸热侧sCO_(2)的进口流量和温度,会显著影响出口温度;相较于改变放热侧颗粒的进口温度,改变其进口流量对吸热侧sCO_(2)出口温度的影响更为明显,10%的放热侧颗粒进口流量阶跃扰动可导致吸热侧sCO_(2)出口温度变化可达17.5℃,而相同比例的进口温度扰动最高只能使吸热侧sCO_(2)出口温度产生3.9℃的变化;增加管数、减少管径和减小粒径有助于提高CaO/CaCO_(3)流化床反应器的热效率和转化率,且增加管数的影响最为明显,当管数从20增加至40根时,反应器的热效率和CaO颗粒转化率分别提高了2.9%和2.4%。该研究结果可用于指导CaO/CaCO_(3)热化学储能和太阳能热发电系统的集成与设计。

关键词：太阳能热发电 CaO/CaCO_(3) 流化床反应器动态特性

基于个性化变权的期刊特色评价方法——变权因子分析评价

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统计与决策 2024年 67-72页

作者：俞立平浙江工商大学统计与数学学院

期刊特色是学术期刊的生命力和竞争优势所在，但目前基于期刊特色的评价体系较为缺乏。文章在分析期刊特色的形成机制基础上，以林学期刊为例，基于因子分析法筛选出公共因子，并对期刊影响力、时效性进行变权，提出一种新的基于变权函... 详细信息

期刊特色是学术期刊的生命力和竞争优势所在，但目前基于期刊特色的评价体系较为缺乏。文章在分析期刊特色的形成机制基础上，以林学期刊为例，基于因子分析法筛选出公共因子，并对期刊影响力、时效性进行变权，提出一种新的基于变权函数的期刊特色评价方法对评价结果进行后续分析。研究结果表明：内在创新和外在表现是期刊特色的重要表现；基于变权思想的评价有利于期刊特色的培育；期刊质量、影响力和时效性应成为重要的期刊特色；基于因子分析提取公共因子或基于一级指标更加有利于特色期刊变权评价；基于特色指标变权的评价总体上会提高原有打分，有助于对特色期刊的评价。

关键词：期刊特色因子分析变权学术评价