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钻进参数自适应调控数字孪生系统架构

石油钻探技术 2024年第5期52卷 163-170页

作者：赵修文尹虎李黔西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

智能化钻井背景下,传统的司钻调控钻进参数的钻井模式已经无法满足钻进参数自适应调控的需求,而数字孪生技术具有实时同步、真实映射和高保真度的特性,因而构建钻进参数自适应调控数字孪生系统,与智能钻井设备、智能终端相结合,可实现... 详细信息

智能化钻井背景下,传统的司钻调控钻进参数的钻井模式已经无法满足钻进参数自适应调控的需求,而数字孪生技术具有实时同步、真实映射和高保真度的特性,因而构建钻进参数自适应调控数字孪生系统,与智能钻井设备、智能终端相结合,可实现钻机自主送钻和自主定向。为此,在介绍钻进参数自适应调控技术架构及其工艺流程的基础上,设计了基于数字孪生技术的钻进参数自适应调控系统架构,包括物理钻井平台、虚拟钻井平台、钻井孪生数据、服务应用层和通信连接层5个要素;并从数字孪生系统的构建、演化及更新等3个方面阐述了钻进参数自适应调控数字孪生系统的运行机制,分析了关键理论技术需求。研究表明,钻进参数自适应调控数字孪生系统能够实现钻进参数自适应调控技术和智能钻机、智能设备的深度融合,推动数字孪生技术在钻井工程中的应用,对于实现智能化钻井有重要作用。

关键词：数字孪生钻进参数自适应调控架构设计智能钻井

面向任务的通用航空器航迹自适应调控技术研究

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面向任务的通用航空器航迹自适应调控技术研究

作者：王立超南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着我国低空空域改革的深度推进,通用航空发展迎来新的推动力,低空通用航空发展随时可能迎来井喷式繁荣发展。那么如何科学管理数目众多的低空通用航空器,如何高质量保证低空空域密集飞行活动的飞行安全,如何提高低空通航运行过程的自... 详细信息

随着我国低空空域改革的深度推进,通用航空发展迎来新的推动力,低空通用航空发展随时可能迎来井喷式繁荣发展。那么如何科学管理数目众多的低空通用航空器,如何高质量保证低空空域密集飞行活动的飞行安全,如何提高低空通航运行过程的自主性等问题均能成为我国低空通航发展过程中的阻碍。为了解决这些问题,本文运用微观建模与宏观仿真相结合的研究思路,提出通用航空器冲突解脱基本规则与行为调整自主决策模型,构建通用航空器飞行航迹自适应调控策略,以期为通用航空器行为调整自主决策、混合飞行协同监控以及航迹自适应调控提供新的技术和理论支持。首先,确立了以解脱顺序为基础的通用航空器冲突解脱规则。深入分析通用航空多任务飞行的影响因素,分别从空域环境、任务需求、飞行性能及飞行员意图四个方面出发,确立通用航空器复杂低空飞行环境。以复杂飞行环境为基础,以任务性质、飞行性能及飞行员意图作为通用航空器冲突解脱排序前提,确定了以冲突解脱顺序为基础的通用航空器冲突解脱规则。然后,建立了面向任务的通用航空器冲突解脱自主决策模型。主要从双机和多机的角度分别出发,建立了基于合作博弈理论的飞行员意图交互模型和基于MAS协商机制的自主行为决策方法。首先利用飞行任务和飞行性能对通用航空器冲突解脱顺序进行排列,对于双机冲突解脱自主决策过程,当两航空器飞行任务、飞行性能相同,则利用合作博弈理论实现两通用航空器飞行员意图交互从而确定两航空器最终调整方式,仿真结果表明:该方法虚拟成本总量较非合作博弈状态下平均降低了12%。对于多机冲突解脱协商决策过程,主要利用MAS技术凭借协商机制实现多个航空器之间的交互协商,确定各通用航空器的冲突解脱调整行为,仿真结果表明:该方法为多机冲突解脱过程平均节省成本21%左右。最后,实现了通用航空器航迹实时自适应调控策略。提出了冲突区域内通用航空器实时监控方法,确立了冲突区域通用航空器航迹监控程序,从而实现各通用航空器之间的实时、互联、互通,以各通用航空器之间的实时互联为基础,以滚动时域控制和协同进化理论的思想为指导,构建了通用航空器航迹协同实时自适应优化方法,并且利用该思想对基本的遗传算法进行了改进,得到了基于R-C-GA算法的通用航空器航迹实时自适应调控策略。仿真结果表明:该策略在不同数量航空器航迹实时调整过程中均能不同程度的提升航迹调整适应度值。

关键词：通用航空飞行任务航空器性能飞行员意图自主决策自适应调控

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红外光幕探测灵敏度建模与自适应调控研究

红外光幕探测灵敏度建模与自适应调控研究

作者：张曌西安工业大学

学位级别：硕士

在靶场测试领域,红外光幕靶因测试精度高、靶面直观,是外弹道参数测量中广泛应用的测试设备,其探测灵敏度是衡量靶面性能的重要指标。目前,红外光幕靶由于结构因素影响,导致探测靶面的各区域灵敏度不一致,同时受环境照度制约,影响其在... 详细信息

在靶场测试领域,红外光幕靶因测试精度高、靶面直观,是外弹道参数测量中广泛应用的测试设备,其探测灵敏度是衡量靶面性能的重要指标。目前,红外光幕靶由于结构因素影响,导致探测靶面的各区域灵敏度不一致,同时受环境照度制约,影响其在使用过程中的探测灵敏度,进而导致测试精度较低,这对于武器性能测试非常不利。因此,本文针对红外光幕靶灵敏度存在不一致和受环境照度制约的问题,改进红外光幕靶的设计方法,并建立红外光幕靶的灵敏度模型,探索灵敏度的影响规律,为自适应调控灵敏度提供依据。本文设计基于红外光幕灵敏度自适应调控的结构系统。首先,基于光幕测试原理与红外光幕靶的发展现状,为提高探测靶面灵敏度的一致性,利用光学透镜形成光幕的方法对靶面进行设计,并对构建参数分析,同时针对发射和接收的对准偏差给出了红外光幕靶标定改进方案。其次,基于红外光幕靶的探测机理模型,分析了光学系统和光学环境等因素对探测灵敏度的影响,建立了红外光幕靶的探测灵敏度模型,同时结合目标输出信号与灵敏度的关系,建立了灵敏度与输出信号的关联模型,得到了灵敏度的探测信号表征形式,为灵敏度自适应调控提供依据。再次,基于模糊控制算法,结合灵敏度与输出信号的关联模型,设计了自适应灵敏度调控算法,依据不同光学环境下红外光幕靶输出信号的变化,调整得到自适应控制规则表,提出灵敏度自适应调控方案,包括控制模块、探测模块和自适应模块硬件的设计,以及算法的实现方法。最后,为了验证设计的红外光幕靶灵敏度是否具有较好的一致性以及能否实现自适应调控,搭建实验平台,依据灵敏度的探测信号表征,以模拟弹丸作为测试目标,同时添加了对照实验进行测试。通过测试表明:在红外光幕靶任意位置灵敏度均具有较好的一致性,信号的最值差相较于对照靶降低了 73%;采用自适应调控后信号的鲁棒性更好,降低了不同光学环境的噪声干扰,使噪声稳定且信号幅值的波动范围降低了72%,实现了灵敏度自适应调控。

关键词：靶场测试红外光幕靶灵敏度自适应调控模糊控制

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煤矿井下瓦斯抽采参数自适应调控模型

煤矿井下瓦斯抽采参数自适应调控模型

作者：任红运中国矿业大学

学位级别：硕士

煤层钻孔瓦斯抽采作为高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层区域性瓦斯灾害治理和资源化利用的最主要技术措施,已经在井下得到广泛的应用。我国70%以上的煤层瓦斯抽采浓度低于10%,当抽采的瓦斯浓度介于5%～16%甚至发生瓦斯燃爆事故。2010-2018年煤... 详细信息

煤层钻孔瓦斯抽采作为高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层区域性瓦斯灾害治理和资源化利用的最主要技术措施,已经在井下得到广泛的应用。我国70%以上的煤层瓦斯抽采浓度低于10%,当抽采的瓦斯浓度介于5%～16%甚至发生瓦斯燃爆事故。2010-2018年煤矿瓦斯年均抽采量118亿m,年均利用率仅为35.2%。究其原因:井下瓦斯抽采系统存在抽采负压与抽采参数不匹配的现象,是造成瓦斯抽采浓度偏低的原因。为实现抽采负压与抽采参数的合理匹配,提出了煤矿井下瓦斯抽采参数自适应调控方法,研究了抽采系统工况参数、管网负压与瓦斯抽采特征参数之间的动态匹配机制,在抽采管网关键节点处安设电控阀门和微型可变频式抽采泵,实现抽采负压的按需供给。建立了煤矿井下瓦斯抽采参数自适应调控模型,利用数值模拟软件对瓦斯抽采管路进行了模拟优化调控,结果表明:经调控的瓦斯抽采管网系统出口的瓦斯浓度会提高,证明了瓦斯自适应调控模型的有效性。由于井下情况复杂多变,从实用性和经济性的角度出发,提出了井下多级自适应调控方案,利用搭建瓦斯抽采系统实验平台对多级自适应调控程序进行了调试。最后,利用多级自适应调控程序,基于真实的瓦斯抽采工作面数据进行了仿真调控,结果表明不仅提高了瓦斯的浓度,而且延长了瓦斯抽采的时间。

关键词：瓦斯浓度瓦斯纯流量最佳抽采负压自适应调控

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真空断路器触头压力自适应调控技术研究

电器工业 2024年第9期 41-46页

作者：芮祖存刘振华赵长顺双杰电气合肥有限公司

真空断路器作为电力系统中的关键设备,其工作原理主要是基于真空灭弧室中的触头进行电流的开断与闭合。真空灭弧室由于其内部的真空环境,使得触头间的电弧燃烧受到极大的限制,从而实现了快速且有效的电流中断。触头在真空断路器中的作... 详细信息

真空断路器作为电力系统中的关键设备,其工作原理主要是基于真空灭弧室中的触头进行电流的开断与闭合。真空灭弧室由于其内部的真空环境,使得触头间的电弧燃烧受到极大的限制,从而实现了快速且有效的电流中断。触头在真空断路器中的作用至关重要,其接触质量、运动特性等都会直接影响断路器的性能。在真空断路器的工作过程中,触头压力是一个重要的参数。合适的触头压力可以确保触头间的稳定接触,减少燃弧的可能性,提高断路器的开断能力和使用寿命。若触头压力不足,可能导致接触不良,增加燃弧风险;而触头压力过大,则可能加速触头的磨损,降低断路器的寿命。本研究旨在深入探索真空断路器触头压力自适应调控技术,通过开发一套智能调控系统,实现对触头压力的实时监控和自动调节,以提高真空断路器的性能和使用寿命。

关键词：真空断路器触头压力自适应调控

新能源发电储能系统容量多阶段自适应调控算法设计

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电力与能源 2024年第1期45卷 65-70页

作者：曹立鹏国家电投集团河北电力有限公司保定分公司河北保定071051

提出了针对新能源发电储能系统的容量自适应调控算法,根据当前的测定需求及标准,制定基础容量控制目标,并根据发电储能系统实际运行环境设置约束条件,同时限制储能系统容量的调整范围;设计了一种多阶段储能容量调控算法,并引入了SOC自... 详细信息

提出了针对新能源发电储能系统的容量自适应调控算法,根据当前的测定需求及标准,制定基础容量控制目标,并根据发电储能系统实际运行环境设置约束条件,同时限制储能系统容量的调整范围;设计了一种多阶段储能容量调控算法,并引入了SOC自适应分层控制模型。在该调控算法的逻辑结构中,将储能电池SOC按照不同的阈值分成多个层级,并为每个层级设定相应的充放电策略。通过设置自适应调控约束条件和计算最低荷电标准,结合SOC分层控制处理等级,不断完善调控算法,提高调控精确度。测试结果表明:所提出设计方法的自适应调控响应时间在0.25 s以下,调控灵活度高,且误差可控。

关键词：新能源发电发电储能储能系统容量控制自适应调控 SOC自适应分层控制

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基于电磁耦合的电网定向电压励磁自适应调控

微型电脑应用 2021年第2期37卷 72-75页

作者：张鑫李甲骏李世昌王江淮雷文焕河北张河湾蓄能发电有限责任公司河北石家庄050022 北京四方继保自动化股份有限公司北京100084

针对常规的电网定向电压励磁线性调控方法在发电机组单机容量比较大的情况下,易受某些不确定因素的影响使系统参数不准确,导致延长电压上升时间。因此,设计一种基于电磁耦合的电网定向电压励磁自适应调控方法。首先建立励磁系统传递、... 详细信息

针对常规的电网定向电压励磁线性调控方法在发电机组单机容量比较大的情况下,易受某些不确定因素的影响使系统参数不准确,导致延长电压上升时间。因此,设计一种基于电磁耦合的电网定向电压励磁自适应调控方法。首先建立励磁系统传递、比较电路、整流滤波电路、补偿电路的数学模型,将这些模型共同组合完成水电机组励磁数学模型的建立,将永磁同步发电机与普通电励磁电机相结合,设计励磁定子结构,根据励磁电流的值分析气隙磁场,完成电磁耦合结构的设计,最后通过改变蚁群算法的初始值,调整节点聚度与能见度,完成励磁调节器的优化。为了验证设计的调控方法具有一定有效性,以某电厂为模型设计仿真实验。实验结果表明,设计的调控方法各项性能均达到要求,且调控的阻尼比更大,电压恢复较快。

关键词：电磁耦合定向电压励磁自适应调控蚁群算法电网电压定向