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FLNG船舶能量管理系统设计与性能优化

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3165-3176,I0019页

作者：夏睿王哲董博韩凤翚纪玉龙蔡文剑大连海事大学轮机工程学院辽宁省大连市116000

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。... 详细信息

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。该系统主要利用液态空气作为媒介储存和释放能量,通过液态空气冷能与混合制冷循环相结合实现天然气液化过程,在提高LNG生产性能的同时集成了CO_(2)液化循环和电力的生产,通过CO_(2)液化和剩余冷能发电提高系统的输出性能,实现了FLNG船舶冷能的多级利用,也为FLNG船舶冷能利用提供新方法,新途径。所提系统相较于基准模型具有更好的性能,在7.04年可实现成本回收。最后采用多目标性能优化,进一步提高系统㶲效率达60.67%,同时降低约2.3%的成本。该FLNG低温能量管理系统有高效、低耗、稳收益、低碳化等特点,可更好优化海上LNG供应链,促进航运业“双碳”发展。

关键词：浮式液化天然气生产储卸装置船舶低温能量管理液态空气储能系统设计多目标优化

质子交换膜燃料电池整车辅助散热系统设计建模及分析

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太阳能学报 2023年第4期44卷 299-305页

作者：陶丽蓉刘煜孔红兵赵政顺东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司成都611731 长寿命燃料电池四川省重点实验室成都611731

建立车载质子交换膜燃料电池(PEMFC)辅助散热系统数学模型,进行某客车PEMFC发动机辅助散热系统的管路连接方式设计,对管路流阻、冷却液流量及其温升进行分析并开展试验对数学模型进行验证。结果表明:数学模型准确可靠且可用于设计和优选... 详细信息

建立车载质子交换膜燃料电池(PEMFC)辅助散热系统数学模型,进行某客车PEMFC发动机辅助散热系统的管路连接方式设计,对管路流阻、冷却液流量及其温升进行分析并开展试验对数学模型进行验证。结果表明:数学模型准确可靠且可用于设计和优选PEMFC辅助散热系统的管路连接方案,相同总冷却液流量下(空压机控制器-空压机本体)||(降压DCDC-升压DCDC)||(氢泵控制器)的三路并联方案的总流阻较(氢泵控制器-空压机控制器-空压机本体)||(降压DCDC-升压DCDC)的两路并联方案降低40.7%,各分支管路的冷却液流量均满足部件散热要求,冷却液温升满足整车散热要求。

关键词：质子交换膜燃料电池热管理建模辅助散热系统设计流阻

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5G基站自适应天馈系统设计与建模

重庆大学学报 2023年第4期46卷 89-96页

作者：沈煜航王晟电子科技大学信息与通信工程学院成都611731

为了提供一个各方面更优的全自动天面自适应调整方案,在降低维护成本的同时实现更优覆盖效果,从5G天面的信号辐射方向调整方法入手,对5G基站自适应天馈系统的智能调节系统设计关键技术进行研究,提出对基于深度强化学习的基站天面自适应... 详细信息

为了提供一个各方面更优的全自动天面自适应调整方案,在降低维护成本的同时实现更优覆盖效果,从5G天面的信号辐射方向调整方法入手,对5G基站自适应天馈系统的智能调节系统设计关键技术进行研究,提出对基于深度强化学习的基站天面自适应调节策略。基于此设计了5G基站自适应天馈系统,可以使用电信公司RSRP信号覆盖地图作为数据源,获取当前状态的观测值并自动分析数据,对天面进行自动调整。在虚拟环境下,对基于强化学习的系统进行了模拟搭建与仿真训练,结果符合预期。

关键词： 5G基站强化学习天馈系统自适应调整系统设计仿真分析

独立驱动的仿鸟扑翼飞行机器人的系统设计与实验

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控制理论与应用 2022年第1期39卷 12-22页

作者：贺威刘上平黄海丰付强孙长银北京科技大学人工智能研究院自动化学院北京100083 东南大学自动化学院江苏南京211189

扑翼飞行机器人模仿自然界中的飞行生物,通过扑动翅膀拍打空气驱动飞行.它们机动性好、飞行效率高、噪音小,在某些应用场景比传统的固定翼飞机和旋翼飞机更有优势.目前扑翼飞行机器人的研究大多集中在机理研究和理论的建模与控制,鲜有... 详细信息

扑翼飞行机器人模仿自然界中的飞行生物,通过扑动翅膀拍打空气驱动飞行.它们机动性好、飞行效率高、噪音小,在某些应用场景比传统的固定翼飞机和旋翼飞机更有优势.目前扑翼飞行机器人的研究大多集中在机理研究和理论的建模与控制,鲜有实现室外的自主飞行,难以应对复杂的实际应用需求.在本文中,设计了一种独立驱动的仿鸟扑翼飞行机器人USTBird,通过两个舵机独立驱动左右翅膀可实现无可控尾翼的机动飞行.通过搭载自主设计的微型飞控板、GPS以及惯性导航模块,采用PD控制实现了扑翼飞行机器人的室外自主巡航飞行.设计了针对扑翼机器人的轻型两自由云台,很大程度上消除了机翼扑动飞行引起的图像抖动问题.针对机身振动和GPS测量误差带来的位置误差,采用无迹卡尔曼滤波算法对GPS采集的位置信息进行估计,提升了位置估计精度.设计了面向扑翼飞行机器人的地面站系统.考虑到扑翼飞行机器人存在的转向滞后问题,对偏航角设计双闭环分段PD控制器,最终实现了在外圆半径40 m和内圆半径10 m的圆环内的自主巡航任务.

关键词：仿生扑翼飞行机器人独立驱动自主巡航系统设计仿生学

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类回转预制体针刺机器人系统设计

纺织学报 2023年第7期44卷 207-213页

作者：李皎陈利姚天磊陈小明天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学机械工程学院天津300387

类回转复合材料预制体外形结构复杂,目前的4轴针刺系统和6关节机器人针刺成型系统难以满足其成型织造要求,提出一种基于机器人平台的7轴联动针刺成型系统,用于类回转预制体的针刺成型。开展了7轴针刺成型系统的机械结构设计、控制系统设... 详细信息

类回转复合材料预制体外形结构复杂,目前的4轴针刺系统和6关节机器人针刺成型系统难以满足其成型织造要求,提出一种基于机器人平台的7轴联动针刺成型系统,用于类回转预制体的针刺成型。开展了7轴针刺成型系统的机械结构设计、控制系统设计,以及针刺轨迹规划方法研究,并通过运动仿真和实验验证系统的可行性。结果表明:针刺实验轨迹和理论设计轨迹高度一致,针迹均匀,预制体表面平整,7轴联动针刺成型系统成功实现了类回转预制体的高质量针刺成型;采用Powershape和Powermill软件成功实现了连续轨迹线设计和针刺机器人6轴程序输出;自主开发的6轴程序转换成7轴程序的算法是可靠的,基于Python和QT Designer开发的7轴针刺机器人程序后处理软件成功实现了7轴针刺机器人可执行程序的高精确输出。本文系统可用于高速飞行器天线罩、舱段等复合材料预制体的高质量针刺成型。

关键词：类回转预制体针刺机器人系统设计三维针刺复合材料结构设计

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多任务衍射神经网络系统设计与实现

液晶与显示 2024年第4期39卷 490-505页

作者：王子荣张星祥龙勇机付天骄张墨中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为探索利用衍射神经网络执行多任务图像分类识别的可行性,本文设计并搭建一种衍射神经网络系统。该系统采用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)做衍射神经网络的相位及振幅权重的调制以及网络层的光学全连接,并利用CMOS相机实... 详细信息

为探索利用衍射神经网络执行多任务图像分类识别的可行性,本文设计并搭建一种衍射神经网络系统。该系统采用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)做衍射神经网络的相位及振幅权重的调制以及网络层的光学全连接,并利用CMOS相机实现衍射神经网络中各衍射层输出的光电非线性激活与输出图像识别结果判别。设计的系统模型在MNIST和Fashion-MNIST图像分类识别中正确率达到94.1%和92.1%。最终通过搭建光路系统,光学实验正确率分别为91%和81.7%。所设计的衍射神经网络系统可满足多种图像分类识别应用需求,为衍射网络的设计与构建提供了新的思路。

关键词：衍射神经网络光学神经网络系统设计图像分类识别

基于线驱转向的仿蝴蝶扑翼飞行机器人系统设计与控制

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控制理论与应用 2022年第7期39卷 1203-1210页

作者：黄海丰贺威邹尧杨昆翰孙长银北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 东南大学自动化学院江苏南京211189

作为一种新型飞行机器人,仿蝴蝶扑翼飞行机器人模仿自然界蝴蝶的生物结构和飞行方式,能够有效地融入并适应复杂环境,在军民融合领域具有广阔的应用前景.目前针对仿蝴蝶扑翼飞行机器人的研究大多停留在对生物蝴蝶飞行机理的研究,鲜有能... 详细信息

作为一种新型飞行机器人,仿蝴蝶扑翼飞行机器人模仿自然界蝴蝶的生物结构和飞行方式,能够有效地融入并适应复杂环境,在军民融合领域具有广阔的应用前景.目前针对仿蝴蝶扑翼飞行机器人的研究大多停留在对生物蝴蝶飞行机理的研究,鲜有能够实现自由可控飞行的机器人系统.本文设计了一款基于线驱转向的仿蝴蝶扑翼飞行机器人,名为USTButterfly-S,其翼展50 cm,重50 g,可实现长达5分钟的自由可控飞行.首先结合生物蝴蝶翅膀的扑动特征,设计了双曲柄双摇杆对称扑翼驱动机构.然后模仿凤蝶的翅翼形状,设计了仿蝴蝶翼型.对翅膀的几何学分析表明,USTButterfly-S的翅膀与凤蝶具有较好的形态相似性.接着针对仿蝴蝶扑翼飞行机器人的转向控制问题,首次采用线驱动机构拉动翅膀调节翅翼面积,进而实现了USTButterfly-S的无尾航向控制.最后集成自主设计的飞控系统,USTButterfly-S能够实现室内盘旋飞行并进行实时航拍.在实际飞行实验中,USTButterfly-S展现出类似生物蝴蝶的飞行特征.

关键词：仿生机器人仿蝴蝶扑翼飞行机器人系统设计无尾控制线驱动

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“田园一号”微推进系统设计与性能测试

中国空间科学技术 2023年第1期43卷 79-87页

作者：李经广梁振华廖文和张翔翟豪冯国津徐根南京理工大学机械工程学院南京210094

针对“田园一号”微纳星编队飞行任务的技术需求,开展了微推进系统的总体设计。常规冷气推进由于其比冲低、贮存压力高、结构复杂,难以满足微纳卫星需求。选择R134a作为推进工质,通过将推进剂液化,减小系统体积。基于3D打印技术,设计贮... 详细信息

针对“田园一号”微纳星编队飞行任务的技术需求,开展了微推进系统的总体设计。常规冷气推进由于其比冲低、贮存压力高、结构复杂,难以满足微纳卫星需求。选择R134a作为推进工质,通过将推进剂液化,减小系统体积。基于3D打印技术,设计贮箱、稳压罐、管路一体的推进系统。采用MEMS加工工艺,设计并研制出电加热喷口,从而提高系统比冲。分析了不同喷口尺寸、供气压力以及温度下所产生的推力和比冲大小,确定出喷口设计。表征测试所研制的电加热喷口,结果表明喷口加工误差控制在2%以内。真空条件下,采用扭摆测量系统测试推力器推进性能,测试结果表明,当稳压罐内气体压力在0.1~0.2 MPa变化时,推力大小为5~10 mN。当喷气温度从25℃升至95℃时,推进系统比冲可提升10%以上。

关键词：编队飞行冷气微推进 MEMS加工工艺提高比冲推力测试系统设计

成像制导导弹试验鉴定半实物仿真系统设计与应用

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系统仿真学报 2024年第2期36卷 522-532页

作者：豆建斌王小兵杨红坚高玉龙中国人民解放军63871部队陕西华阴714200

围绕陆军常规红外成像制导导弹试验鉴定仿真实验需求,对仿真系统进行了特点分析,设计了红外成像制导导弹试验鉴定半实物仿真实验系统。解决了系统通用化设计、异构通讯数据快速迭代开发、高辐射红外干扰双通道耦合仿真、高精度定时与时... 详细信息

围绕陆军常规红外成像制导导弹试验鉴定仿真实验需求,对仿真系统进行了特点分析,设计了红外成像制导导弹试验鉴定半实物仿真实验系统。解决了系统通用化设计、异构通讯数据快速迭代开发、高辐射红外干扰双通道耦合仿真、高精度定时与时间同步、复杂战场环境生成等关键技术。通过典型反坦克和直升机机载导弹等试验,进行了应用验证。系统可用于红外成像制导导弹鉴定仿真实验,为武器系统实战化考核、极限边界性能和抗干扰性能试验等提供有力支撑。

关键词：成像制导导弹半实物仿真试验鉴定系统设计