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基于信息物理融合和数字孪生的可靠性分析

吉林大学学报（工学版） 2022年第2期52卷 439-449页

作者：宋林王立平吴军关立文刘知贵攀枝花学院智能制造学院四川攀枝花617000 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621000 清华大学机械工程系北京100084

针对实际应用中缺乏统一集成的用于数控装备可靠性分析的信息物理融合系统框架和算法实现,本文提出了一种基于数字孪生的方法,研究了具体的框架搭建和算法实现。通过数据采集、数据处理、数字孪生模型训练和评估、模型调试和优化、模型... 详细信息

针对实际应用中缺乏统一集成的用于数控装备可靠性分析的信息物理融合系统框架和算法实现,本文提出了一种基于数字孪生的方法,研究了具体的框架搭建和算法实现。通过数据采集、数据处理、数字孪生模型训练和评估、模型调试和优化、模型在线部署、可靠性分析、预测性维护7步序列化的工作流程实现了从物理层到信息层再返回物理层的闭环控制。通过数控装备主轴回转误差预测可靠性实验验证了该信息物理融合框架的可行性和有效性,该框架和算法能够对数控装备进行可靠性分析,有助于支持更有效和科学的预测性维护。

关键词：机械制造及其自动化数字孪生数控装备可靠性分析深度学习信息物理融合

基于信息物理融合的微能源网统一调控架构及优化运行

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电力系统自动化 2023年第4期47卷 34-41页

作者：杨义杨苹李壮壮唐玉烽陆冠鹏华南理工大学电力学院广东省广州市510630 广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510630

在微能源网中,多类型能源单元从启动、运行到停止多种状态的组合,构成了微能源网的不同运行状态集。为实现微能源网全运行阶段状态的精准调控,提出了一种基于信息物理融合的微能源网统一调控架构,分为对象层、融合层和优化层。其中,对... 详细信息

在微能源网中,多类型能源单元从启动、运行到停止多种状态的组合,构成了微能源网的不同运行状态集。为实现微能源网全运行阶段状态的精准调控,提出了一种基于信息物理融合的微能源网统一调控架构,分为对象层、融合层和优化层。其中,对象层采用特征向量的形式统一描述微能源网中能量流、信息流以及资金流的特征。融合层对微能源网内能源单元的运行状态及运行状态转换的各个阶段下能量流、信息流和资金流的交互影响进行描述。优化层基于系统不同的优化目标,确定系统的全局优化运行策略。基于所建立的架构开展微能源网优化运行研究。算例结果表明,相较于传统的建模与调控方法,信息物理融合的3层建模与调控架构实现了对微能源网全运行阶段下各类能源单元状态变化轨迹的优化调控。

关键词：微能源网调控优化运行信息物理融合能量流信息流资金流

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一种面向无人机智能通信的信息物理融合框架

中国科学：信息科学 2022年第11期52卷 2141-2154页

作者：王海军赵海涛任保全马东堂张姣熊俊魏急波尹浩国防科技大学电子科学学院长沙410073 军事科学院北京100076

为了缓解无人机面临的通信瓶颈问题,本文充分利用通信、计算和控制间的共生效应,从信息物理融合的角度探讨一种面向无人机智能通信的框架.首先,分析了计算和控制对通信的耦合作用以及相关研究工作.进而,提出一种信息物理融合框架并阐述... 详细信息

为了缓解无人机面临的通信瓶颈问题,本文充分利用通信、计算和控制间的共生效应,从信息物理融合的角度探讨一种面向无人机智能通信的框架.首先,分析了计算和控制对通信的耦合作用以及相关研究工作.进而,提出一种信息物理融合框架并阐述各模块的关键作用.该框架将通信决策的维度扩展到计算和控制上,能够更准确地定位和处理通信问题,为实际应用中的通信、计算和控制一体化设计提供启发.最后,以一个应用范例来说明基于所提通信框架进行建模和优化的过程.仿真结果验证了所提框架的有效性和先进性.

关键词：无人机智能通信信息物理融合信息物理系统能耗模型

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信息物理融合的主动配电网动态潮流研究

中国电机工程学报 2016年第6期36卷 1509-1516页

作者：孙辰刘东李庆生电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 中国南方电网贵州电网有限责任公司

主动配电网的运行因分布式电源的接入一直存在不确定性增强、运行场景多变的问题。为更为准确深刻地揭示主动配电网的内在特性,提出信息物理融合环境下的主动配电网动态潮流计算实现机理;考虑风电与储能的接入后的运行场景持续变化,以... 详细信息

主动配电网的运行因分布式电源的接入一直存在不确定性增强、运行场景多变的问题。为更为准确深刻地揭示主动配电网的内在特性,提出信息物理融合环境下的主动配电网动态潮流计算实现机理;考虑风电与储能的接入后的运行场景持续变化,以寻求分布式电源有效出力的可信容量为目的,提出一种以连续分配不平衡功率由储能分担为核心的配电网动态潮流计算方法。算例结果表明:提出的基于信息物理融合的动态潮流方法相较概率潮流等方法能够更好地揭示配电网在强不确定性及扰动频繁条件下的运行特征。

关键词：信息物理融合主动配电网分布式电源动态潮流可信容量

基于信息物理深度融合的钢铁流程动态调度技术

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中国冶金 2023年第12期33卷 90-96页

作者：李长海孙彦广河钢集团唐山钢铁集团有限责任公司河北唐山063000 冶金自动化研究设计院有限公司北京100081

钢铁流程动态调度对钢铁全流程跨工序紧凑连续、动态有序运行非常重要。概述了钢铁流程动态调度技术现状,针对其面临的对象描述难、优化求解难、变化适应难3个难点,提出了对应的解决方案,即采用多智能体建模和数字仿真技术、采用规则与... 详细信息

钢铁流程动态调度对钢铁全流程跨工序紧凑连续、动态有序运行非常重要。概述了钢铁流程动态调度技术现状,针对其面临的对象描述难、优化求解难、变化适应难3个难点,提出了对应的解决方案,即采用多智能体建模和数字仿真技术、采用规则与优化算法相结合进行迭代优化的方法、采用分场景不确定优化方案;构建了基于信息物理深度融合的钢铁流程动态调度平台,介绍了基于平台的动态调度运行过程,从协同规则、流程仿真和动态甘特图3个方面探讨了动态调度的信息物理融合方法和技术。该技术可提升钢铁流程动态调度系统的多目标全局优化水平,增强其对复杂工况的适应性。

关键词：钢铁流程动态调度信息物理融合流程仿真动态甘特图

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面向元宇宙的图书馆信息物理融合研究

数字图书馆论坛 2022年第4期 53-59页

作者：张兴旺吕瑞倩李洁雷薇桂林理工大学旅游与风景园林学院桂林541004

信息物理融合是图书馆元宇宙建设的重要内容之一,能为实现图书馆元宇宙“人-机-物-环境”四元要素的协同交互与虚实融合提供重要支撑。文章在对现有研究进行分析的基础上,设计并提出一种面向元宇宙的图书馆信息物理融合模型,并依据其运... 详细信息

信息物理融合是图书馆元宇宙建设的重要内容之一,能为实现图书馆元宇宙“人-机-物-环境”四元要素的协同交互与虚实融合提供重要支撑。文章在对现有研究进行分析的基础上,设计并提出一种面向元宇宙的图书馆信息物理融合模型,并依据其运行机制,分别对物理融合、模型融合、数据融合与服务融合等内容,以及所涉及的关键技术进行分析。研究认为,信息物理融合是图书馆元宇宙从“软”到“硬”、从“虚无”到“落地”、从理论到实践的关键所在。

关键词：元宇宙图书馆信息物理融合数字孪生智慧服务

信息物理融合的有源配电网故障仿真测试技术研究

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中国电机工程学报 2018年第2期38卷 497-504页

作者：翁嘉明刘东王云张明嵇文路电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 国网江苏省电力公司南京供电公司江苏省南京市210019

有源配电网具有信息物理系统的基本形态,为了更高效准确的反映有源配电网的运行特征,该文提出基于有限状态机的有源配电网信息物理混合模型及其故障仿真框架,基于有源配电网馈线自动化（feeder automation,FA）及检同期合闸原理提出了... 详细信息

有源配电网具有信息物理系统的基本形态,为了更高效准确的反映有源配电网的运行特征,该文提出基于有限状态机的有源配电网信息物理混合模型及其故障仿真框架,基于有源配电网馈线自动化（feeder automation,FA）及检同期合闸原理提出了信息物理融合的有源配电网故障仿真模型与方法,最后,通过仿真算例验证所提模型与方法的有效性。

关键词：信息物理融合有源配电网分布式电源故障仿真测试

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信息物理融合的电力系统日前-日内优化调度

电气传动 2023年第10期53卷 49-56页

作者：程凯王鹏宇包涛俞靖一张子昊南方电网数字电网研究院有限公司广东广州510000

原有的电力系统调度模型是物理模型与信息模型分立的。建立信息物理融合的电力系统调度模型,可以充分分析与挖掘可调资源的调节能力,扩大电力系统可调度空间,增强电网对可再生能源的消纳能力。为此以我国现有电力系统调度框架为基础,提... 详细信息

原有的电力系统调度模型是物理模型与信息模型分立的。建立信息物理融合的电力系统调度模型,可以充分分析与挖掘可调资源的调节能力,扩大电力系统可调度空间,增强电网对可再生能源的消纳能力。为此以我国现有电力系统调度框架为基础,提出了一种信息物理融合的电力系统日前-日内调度框架,在此框架下对电力系统源-网-荷建模,形成信息物理融合的电力系统日前-日内调度模型。基于所建模型,以经济调度为目标,提出了电力系统日前-日内优化调度策略。算例分析验证了所提策略的有效性,结果表明电力系统的信息物理融合建设可以降低系统的运行成本。最后指出在电力系统的信息物理融合建设过程中应以目标为导向,建设多时间尺度的分层级信息物理融合电力系统。

关键词：信息物理融合电力系统调度框架日前-日内多时间尺度

基于Process Simulate的工业机器人信息物理融合系统

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制造技术与机床 2022年第2期 9-13页

作者：朱文华陶涵蔡宝顾鸿良王佳上海第二工业大学工程训练中心上海201209

工业机器人在进行新工艺开发时一般存在周期长、调试复杂等常见问题。以ABB的IRB120型工业机器人作为研究对象,基于Process Simulate工业仿真平台,采用了工业机器人信息物理融合的方法,实现了工业机器人实体与虚拟模型深度融合的功能,... 详细信息

工业机器人在进行新工艺开发时一般存在周期长、调试复杂等常见问题。以ABB的IRB120型工业机器人作为研究对象,基于Process Simulate工业仿真平台,采用了工业机器人信息物理融合的方法,实现了工业机器人实体与虚拟模型深度融合的功能,通过数据的通信、采集与传输实现了二者的同步运动功能,进一步分析了虚拟模型相对于实体工业机器人的时间延迟误差。分析结果表明,二者的时间延迟误差在工业允许范围内,说明该技术可为智能制造提供有效的解决方案,可大幅缩短工艺开发周期、降低工艺开发成本,同时该技术也是数字孪生概念下的具体工程应用,技术本身具有较高的工程推广价值。

关键词：工业机器人 Process Simulate 信息物理融合数字孪生