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基于机器学习的煤层气组成预测及液化过程的实时优化

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化工进展 2023年第10期42卷 5059-5066页

作者：曾思颖杨敏博冯霄西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

撬装式液化装置是解决小、偏、散煤层气利用难题的途径之一。煤层气性质不断变化,给液化过程的最优操作带来挑战。研究煤层气组分流量的预测可及时提供优化所需的煤层气参数,使实时优化成为可能。本文基于流程模拟和软测量思想,开展煤... 详细信息

撬装式液化装置是解决小、偏、散煤层气利用难题的途径之一。煤层气性质不断变化,给液化过程的最优操作带来挑战。研究煤层气组分流量的预测可及时提供优化所需的煤层气参数,使实时优化成为可能。本文基于流程模拟和软测量思想,开展煤层气液化过程模拟及煤层气组分流量预测的研究,建立一种混合制冷剂液化过程实时优化方法,并对随机生成的三组气源数据进行案例分析。结果表明:基于流程模拟方法获得的数据集具有较好的一致性及可信度;针对随机森林的调参显示,决策树数量处于20~40时,模型能获得最优或者接近最优的准确度,继续增大这一参数,提升的准确度极为有限;基于预测-优化的方法能够获得近似最优的运行参数,对实际生产的实时调优具有重要意义。

关键词：计算机模拟过程系统煤层气粒子群随机森林

基于PSO-XGBoost的风电叶片缺陷分类算法

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太阳能学报 2024年第4期45卷 127-133页

作者：郑浩贾展飞周丽婷王晫沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870 信华信技术股份有限公司大连116085

针对风电叶片缺陷回波信号分类效率低的问题,提出粒子群-极限梯度提升(PSO-XGBoost)算法。首先采用变分模态分解(VMD)结合模糊熵的方法对缺陷回波数据进行特征提取,建立XGBoost多分类模型,在此基础上采用PSO算法对XGBoost超参数进行寻优... 详细信息

针对风电叶片缺陷回波信号分类效率低的问题,提出粒子群-极限梯度提升(PSO-XGBoost)算法。首先采用变分模态分解(VMD)结合模糊熵的方法对缺陷回波数据进行特征提取,建立XGBoost多分类模型,在此基础上采用PSO算法对XGBoost超参数进行寻优,建立PSO-XGBoost多分类模型。这种PSO、XGBoost相结合的算法可提高风电叶片缺陷的预测精度、减少缺陷分类的误差。通过仿真,对PSO-XGBoost、XGBoost及其他几种机器学习算法进行对比,结果表明PSO-XGBoost算法准确度最高,其缺陷分类准确率可达98%。由此可见,采用PSO-XGBoost算法可有效提高风电叶片缺陷分类的准确率。

关键词：风电叶片粒子群特征提取缺陷分类

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蜂窝微穿孔结构的宽频吸声优化设计与分析

振动与冲击 2022年第19期41卷 248-253页

作者：燕山林吴锦武熊引陈杰李贺铭飞行器工程学院南昌航空大学南昌330063

单层微穿孔板结构有着吸声频带较窄、吸声性能不佳等缺点。为提高单层微穿孔板结构的降噪效果,依据微穿孔板结构的背腔高度改变时,结构的共振频率会发生移动的特点,结合声电类比原理和粒子群优化算法,从理论模型、仿真计算以及试验测试... 详细信息

单层微穿孔板结构有着吸声频带较窄、吸声性能不佳等缺点。为提高单层微穿孔板结构的降噪效果,依据微穿孔板结构的背腔高度改变时,结构的共振频率会发生移动的特点,结合声电类比原理和粒子群优化算法,从理论模型、仿真计算以及试验测试三方面设计分析了一种拥有宽频高吸声性能的单层蜂窝微穿孔结构,并且从结构相对声阻抗率的实部和虚部入手,对利用不等腔深提高结构吸声性能的原理进行了分析。研究结果表明:结构在1140~3000 Hz内的吸声系数均在0.9以上,验证了利用粒子群优化算法设计宽频吸声体的可行性。

关键词：蜂窝微穿孔腔深粒子群优化算法宽频吸声体

基于三维DTRT传热模型的地源热泵土壤热导率测试方法研究

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太阳能学报 2023年第4期44卷 259-265页

作者：邓臻鹏年永乐程文龙中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

为进一步提升土壤热导率测试精度和效率,基于建立的三维分布式热响应测试(DTRT)理论模型,结合粒子群算法提出一种新型土壤热导率的DTRT测试方法,并基于该方法对土壤热导率的时空变化规律进行研究。首先针对U型埋管换热器建立DTRT三维传... 详细信息

为进一步提升土壤热导率测试精度和效率,基于建立的三维分布式热响应测试(DTRT)理论模型,结合粒子群算法提出一种新型土壤热导率的DTRT测试方法,并基于该方法对土壤热导率的时空变化规律进行研究。首先针对U型埋管换热器建立DTRT三维传热分析模型,然后通过建立DTRT实验平台获得流体温度数据并验证建立的传热模型,同时利用建立的模型计算分析土壤热导率、管间距和加热功率对流体温度的影响,最后基于不同时间和深度的温度数据并采用粒子群算法对土壤热导率随时间变化和空间分布规律进行研究。研究结果表明,建立的DTRT理论模型具有较高精度,流体进出口温度的平均分析误差约为0.5℃;利用不同深度的温度数据预测出的土壤热导率稳定性较好,最大偏差仅为1.49%;不同时间土壤热导率的预测结果收敛性也较好,在5和20 h下的测试结果偏差仅为4.67%。此外,土壤热导率预测结果与参考值吻合度较高,说明该文提出的方法可在短时间内对不同深度的土壤热导率进行有效预测。

关键词：地源热泵土壤热导率 DTRT U型埋管换热器三维传热模型粒子群

基于QAR数据的航空发动机热力学模型构建方法

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航空动力学报 2023年第11期38卷 2591-2600页

作者：马超赵树杰徐建新巴翔中国民航大学航空工程学院天津300300 中国南方航空股份有限公司河南分公司郑州450000

为了能够建立更加接近真实运行环境的航空发动机热力学模型,提出了一种依据航空发动机运行QAR(quick access recorder)数据的热力学模型构建方法。依据发动机传统设计点热力学方程,利用最小二乘辨识原理,修正25站位压强求解方程,获得干... 详细信息

为了能够建立更加接近真实运行环境的航空发动机热力学模型,提出了一种依据航空发动机运行QAR(quick access recorder)数据的热力学模型构建方法。依据发动机传统设计点热力学方程,利用最小二乘辨识原理,修正25站位压强求解方程,获得干空气热力学模型;根据混合气体熵值的可加性,构建了降雨工况下的湿空气热力学模型;最后结合遗传算法优化的粒子群算法,依据QAR数据进行干空气和湿空气热力学模型参数计算与验证。结果表明该热力学模型计算得到的干空气和湿空气热力学参数与QAR数据间最大误差小于13%,较为接近实际绝热参数。证实了基于QAR数据构建发动机热力学模型的可行性和该热力学模型构建方法求解热力参数的有效性。

关键词：热力学模型 QAR数据最小二乘辨识粒子群遗传算法

基于粒子群参数优化的O-VMD数据处理方法研究

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仪器仪表学报 2023年第4期44卷 304-313页

作者：邢燕好于昊张佳桂珺孙盈沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870 中国兵器工业集团航空弹药研究院有限公司哈尔滨150030

针对电磁超声测厚换能器保护提离距过大导致回波信号微弱且信噪比低,难以在时域内直接准确提取渡越时间得到精确厚度值的问题,提出频域内粒子群(PSO)优化变分模态分解(VMD)参数的O-VMD渡越时间提取方法。分别对分解层数和惩罚因子选取... 详细信息

针对电磁超声测厚换能器保护提离距过大导致回波信号微弱且信噪比低,难以在时域内直接准确提取渡越时间得到精确厚度值的问题,提出频域内粒子群(PSO)优化变分模态分解(VMD)参数的O-VMD渡越时间提取方法。分别对分解层数和惩罚因子选取固定参数,及基于峭度与功率谱熵联合适应度函数的PSO算法获取VMD遍历优化参数,进行双次VMD处理,滤除高频及低频噪声;选取能量最大模态进行信号重构,并应用希尔伯特变换获取回波信号时差。在不同提离条件下,对不同厚度铝板检测数据采用O-VMD、经验模态分解(EMD)等方法进行信号对比处理,结果表明,提离距在0~2.1 mm,O-VMD方法最大误差为0.67%,且误差与提离距成正比,为精确获取高提离距测厚数据提供依据。

关键词：电磁超声粒子群参数优化变分模态分解 O-VMD

基于混合Gamma分布的机载产品可靠性建模

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系统工程与电子技术 2023年第2期45卷 614-620页

作者：李军亮祝华远王正王利明张鑫磊海军航空大学青岛校区山东青岛266041

针对研制生产阶段的可靠性试验和评价方法并不能准确推断出复杂机载产品在真实服役环境下的可靠性,而且单一寿命分布模型如指数、正态、威布尔等也不能准确反映机载产品在复杂环境下的故障特征的问题,通过舰载机机群在服役过程中产生的... 详细信息

针对研制生产阶段的可靠性试验和评价方法并不能准确推断出复杂机载产品在真实服役环境下的可靠性,而且单一寿命分布模型如指数、正态、威布尔等也不能准确反映机载产品在复杂环境下的故障特征的问题,通过舰载机机群在服役过程中产生的故障数据,利用有限混合Gamma分布可以逼近任意概率分布的特性,根据不同样本容量分别构建了以均方误差和皮尔逊统计量为优化目标的优化模型。采用自适应权重粒子群优化算法对混合分支数和分布参数进行优化,从而获得产品的可靠性模型。研究结果可较好地表征产品故障的统计特征,为系统的可靠性评估、预防性维修周期优化等提供决策依据。

关键词：故障数据分布拟合参数评估粒子群可靠性分析

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薄膜热电偶热氧化可靠性及结构优化

北京航空航天大学学报 2023年第4期49卷 943-948页

作者：王一丹孙宇锋雷东阳薛雨晴北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

航空发动机涡轮叶片处于发动机温度最高的部位,将薄膜材料制备于待测物表面形成热电偶传感器,可及时有效的对涡轮叶片进行测温。薄膜热电偶多层膜间的热氧化界面扩散失效是导致薄膜可靠性不高的主要原因之一,基于Fick第二定律提出多层... 详细信息

航空发动机涡轮叶片处于发动机温度最高的部位,将薄膜材料制备于待测物表面形成热电偶传感器,可及时有效的对涡轮叶片进行测温。薄膜热电偶多层膜间的热氧化界面扩散失效是导致薄膜可靠性不高的主要原因之一,基于Fick第二定律提出多层膜扩散可靠性模型,定量描述薄膜热电偶扩散失效机理,通过仿真计算,结合粒子群算法,以薄膜寿命最大为目标,寻优得到各膜层对应的最佳结构,为结构工艺上提高薄膜热电偶寿命的研究提供了一定的借鉴。

关键词：薄膜热电偶界面扩散可靠性粒子群优化仿真

基于粒子群-AK-MCS法的结构可靠性分析

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计算力学学报 2023年第6期40卷 872-878页

作者：姜封国于正白丽丽周玉明黑龙江科技大学建筑工程学院哈尔滨150022 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

Kriging代理模型由于其良好的非线性拟合能力,在可靠性分析领域得到了广泛的应用。为提高Kriging模型的建模效率,本文提出一种混合粒子群算法的AK-MCS法,该方法在保证模型精度的前提下减少了构建代理模型时的迭代次数,且提高了模型的全... 详细信息

Kriging代理模型由于其良好的非线性拟合能力,在可靠性分析领域得到了广泛的应用。为提高Kriging模型的建模效率,本文提出一种混合粒子群算法的AK-MCS法,该方法在保证模型精度的前提下减少了构建代理模型时的迭代次数,且提高了模型的全局寻优能力。以一10杆桁架结构为研究对象,通过建立结构控制位移与杆件截面面积和集中荷载之间的代理模型,快速求解桁架结构的失效概率。研究表明,本文方法有效提高了Kriging模型建模效率和建模精度,在计算复杂工程结构时具有一定的可行性。

关键词：代理模型失效概率粒子群桁架结构可靠性分析