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基于双向耦合的燃烧室与冷却通道的传热研究

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 962-974页

作者：赵超凡董昊朱剑琴程泽源戎毅北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 北京机电工程总体设计部北京100080 航空工业沈阳所扬州院扬州225000

为研究超燃冲压发动机燃烧室与再生冷却通道的耦合传热特性,采用双向弱耦合迭代计算方法,研究燃烧室和冷却通道的特征参数对耦合传热特性的影响规律。结果表明:当量比的增加导致燃烧反应区域和壁面高温区域后移,当量比增大至0.75时,部... 详细信息

为研究超燃冲压发动机燃烧室与再生冷却通道的耦合传热特性,采用双向弱耦合迭代计算方法,研究燃烧室和冷却通道的特征参数对耦合传热特性的影响规律。结果表明:当量比的增加导致燃烧反应区域和壁面高温区域后移,当量比增大至0.75时,部分壁面高温区后移至超出燃烧段范围,在燃烧室的当量比设计时需考虑冷却通道范围的限制;喷射角度的增大会提高燃烧段壁面平均温度,喷射角度由30°增大到75°时,冷却通道出口裂解率由8%增长到11%;增大冷却剂的工作压力和流量能增强冷却剂的吸热能力,降低燃烧室内壁面温度,最大下降幅度约200 K。

关键词：超燃冲压发动机燃烧室再生冷却耦合传热数值研究

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移动泵站管理系统设计与开发

计算机应用与软件 2024年第7期41卷 13-19页

作者：陈家健严良文陈善超上海大学机电工程与自动化学院上海200444 北京亚控科技发展有限公司北京100086

由于采用PC作为管理应用端,传统泵站管理系统无法做到随时随地监测设备信息,且无法将设备故障及时上报。针对这些问题,设计并开发“移动泵站管理系统”,除系统的移动端基于Android平台开发外,利用HTML5便于更新与维护的特点,通过混合开... 详细信息

由于采用PC作为管理应用端,传统泵站管理系统无法做到随时随地监测设备信息,且无法将设备故障及时上报。针对这些问题,设计并开发“移动泵站管理系统”,除系统的移动端基于Android平台开发外,利用HTML5便于更新与维护的特点,通过混合开发,既解决纯HTML5无法调用底层硬件的问题,又解决原生软件开发更新困难的问题。运行结果表明:所开发的系统具有较好的易用性和便捷性。

关键词： Android 混合开发移动泵站管理系统

基于改进DDPG-PID的芯片共晶键合温度控制

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半导体技术 2024年第11期49卷 973-980页

作者：刘家池陈秀梅邓娅莉北京信息科技大学机电工程学院北京100192 北京科信机电技术研究所有限公司北京101300

芯片共晶键合对加热过程中的升温速率、保温时间和温度精度要求较高,在使用传统的比例-积分-微分(PID)温度控制方法时,存在响应时间过长、超调量过大、控制温度不够准确等问题。针对共晶加热台的温度控制问题,提出了一种基于改进的深度... 详细信息

芯片共晶键合对加热过程中的升温速率、保温时间和温度精度要求较高,在使用传统的比例-积分-微分(PID)温度控制方法时,存在响应时间过长、超调量过大、控制温度不够准确等问题。针对共晶加热台的温度控制问题,提出了一种基于改进的深度确定性策略梯度(DDPG)强化学习算法优化PID参数的控制方法,采用分类经验回放的思想,以奖励值大小为标准对经验进行分类存放,根据智能体当前的状态和下一步动作,从相应的经验池中进行采样并训练,并根据PID控制算法的特性设计了合理的奖励函数,改善了强化学习中奖励稀疏的问题,提高了算法的收敛速度与性能。仿真结果表明,与传统PID控制、常规DDPG-PID控制相比,改进DDPG-PID控制缩短了响应时间,降低了超调量,近乎消除了稳态误差,提高了控制性能和系统稳定性。

关键词：芯片共晶键合深度确定性策略梯度(DDPG)算法强化学习温度控制比例-积分-微分(PID)控制

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刀具钝化方法对硬质合金铣刀加工钛合金切削性能的影响

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工具技术 2024年第3期58卷 33-37页

作者：王奔龙志凯郑英晓宋万万汤铭沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳飞机工业(集团)有限公司

随着切削技术的不断发展,刀具刃口钝化受到重视。为研究不同刀具刃口钝化方法对TC4钛合金铣削性能的影响,采用单因素法对TC4钛合金进行侧铣削试验分析。试验结果表明,刀具刃口钝化可以降低切削加工过程中的切削力和切削温度,提高加工工... 详细信息

随着切削技术的不断发展,刀具刃口钝化受到重视。为研究不同刀具刃口钝化方法对TC4钛合金铣削性能的影响,采用单因素法对TC4钛合金进行侧铣削试验分析。试验结果表明,刀具刃口钝化可以降低切削加工过程中的切削力和切削温度,提高加工工件表面质量;相比于旋转磨粒流钝化方法,立式旋转钝化方法会产生更大的切削力和切削温度;旋转磨粒流钝化方法能够更好地去除刀具刃口处微小缺陷,提高刀具刃口均匀性和加工表面质量。考虑实际生产需要,选用旋转磨粒流钝化方法能够更好地提高TC4钛合金的铣削性能。

关键词：刀具钝化方法加工表面质量铣削性能 TC4钛合金

扩孔参数对AF1410超高强度钢切屑微观形貌的影响

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工具技术 2024年第6期58卷 61-64页

作者：何世琦宋万万郑英晓王奔张秀云沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳飞机工业(集团)有限公司

通过对AF1410钢扩孔加工试验探究主轴转速和进给速度对切屑微观形貌的影响,为改善切屑形貌提升AF1410超高强度钢的扩孔质量提供依据。对有典型形貌特征切屑的自由表面、后表面和上表面进行观测,结果表明,切屑自由表面均为锯齿状片层结... 详细信息

通过对AF1410钢扩孔加工试验探究主轴转速和进给速度对切屑微观形貌的影响,为改善切屑形貌提升AF1410超高强度钢的扩孔质量提供依据。对有典型形貌特征切屑的自由表面、后表面和上表面进行观测,结果表明,切屑自由表面均为锯齿状片层结构且锯齿片层的宽度随主轴转速和进给速度的增加而增加。切屑后表面整体较光滑,随着主轴转速的增加,后表面光滑程度增加,利于提升已加工表面质量,且在主轴转速为800r/min时,顶部出现撕裂锯齿状毛边,同时进给速度对后表面影响较小。切屑上表面均呈周期锯齿状,切屑厚度随主轴转速增加而减小,锯齿高度随着主轴转速和进给速度的增加而增加。

关键词： AF1410超高强度钢扩孔参数切屑微观形貌自由表面后表面上表面

基于机理与数据联合驱动的CFRP钻削轴向力模型研究

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工具技术 2024年第6期58卷 83-90页

作者：彭思泽詹迪雷李鹏南邱新义湖南星途航空航天器制造有限公司湖南科技大学机电工程学院

为解决现有机理模型参数多且取值误差大导致的模型精度低、数据模型构建简易不能揭示钻削机理等问题,开展了基于机理与数据驱动的CFRP钻削轴向力建模研究。通过对现有CFRP钻削力模型进行修正,得到适用性更广、精度更高的轴向力机理模型... 详细信息

为解决现有机理模型参数多且取值误差大导致的模型精度低、数据模型构建简易不能揭示钻削机理等问题,开展了基于机理与数据驱动的CFRP钻削轴向力建模研究。通过对现有CFRP钻削力模型进行修正,得到适用性更广、精度更高的轴向力机理模型。基于神经网络和实验数据构建轴向力机理模型预测偏差补偿器,采用钻削机理与钻削数据联合驱动的方式建立了CFRP钻削轴向力模型。经验证,新建立的模型可在机理模型的基础上进一步提升预测精度,在样本数据集和随机数据集中,预测平均相对误差分别为机理模型的1/8和1/3。

关键词： CFRP 机理模型神经网络联合模型

考虑条件风险价值的公路交通能源系统多能流管控策略

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电工技术学报 2024年

作者：苏粟韦存昊聂晓波李玉璟王磊北京交通大学电气工程学院中交机电工程局有限公司东南大学电气工程学院

为了实现公路交通背景下多能源系统和电动汽车换电站的经济运行与利益共赢，本文提出了考虑条件风险价值(Conditional-Value-at-Risk， CVaR)的公路交通能源系统(Highway Traffic Energy System， HTES)多能流管控策略。首先，建立了主... 详细信息

为了实现公路交通背景下多能源系统和电动汽车换电站的经济运行与利益共赢，本文提出了考虑条件风险价值(Conditional-Value-at-Risk， CVaR)的公路交通能源系统(Highway Traffic Energy System， HTES)多能流管控策略。首先，建立了主从博弈双层优化模型，其中上层模型以最小化HTES的综合成本为目标，对其进行多能流的合理管控与优化定价；在下层模型中，换电站根据HTES制定的价格灵活地调整各电池的充放电功率，在满足电能需求的前提下最小化与HTES进行能量交互的成本。然后基于多场景法，引入CVaR衡量可再生能源出力的不确定性所带来的风险成本。利用Karush-Kuhn-Tucker条件和强对偶定理将原主从博弈双层模型转换为单层混合整数线性规划问题以计算其纳什均衡解，进而获取最优的运行和定价方案。结果表明，所提策略可以兼顾HTES和换电站不同主体间的经济利益，实现运行成本和风险成本的平衡。

关键词：条件风险价值主从博弈多能流管控公路交通能源系统换电站

空间柔性机械臂建模、控制以及轨迹规划研究综述

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科学技术与工程 2024年第1期24卷 34-60页

作者：孙巍伟代锟马飞北京信息科技大学机电工程学院北京100192

经过几十年的不懈努力,中国航空航天技术日益突进,逐渐走向世界前列。但由于空间环境情况的复杂多变以及柔性臂本身固有的物理属性,常会导致末端执行器发生振动或未按规定路径运动等一系列问题。在简述国内外空间柔性机械臂发展现状的... 详细信息

经过几十年的不懈努力,中国航空航天技术日益突进,逐渐走向世界前列。但由于空间环境情况的复杂多变以及柔性臂本身固有的物理属性,常会导致末端执行器发生振动或未按规定路径运动等一系列问题。在简述国内外空间柔性机械臂发展现状的基础上,分析了空间柔性机械臂建模、控制方法以及轨迹规划3个方面的研究现状,并详细调研了相关内容在不同工况下适用的设计方法及其优缺点,以及部分专家学者对该方法的具体应用情况。最后结合上述分析内容,提出了柔性空间机械臂的发展趋势与展望。

关键词：空间柔性机械臂建模控制方法轨迹规划

燃料电池汽车动力系统及能量管理策略研究进展

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 80-92页

作者：陈家一高帷韬贾璐阴亚楠王诚欧阳鸿武中南大学机电工程学院湖南长沙410083 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 浙江锋源氢能科技有限公司浙江嘉兴314200

动力系统是燃料电池汽车(FCV)的核心,可分为单一式系统与混合动力系统两大类,其中,将燃料电池与辅助电源相结合组成“电-电”混合动力系统,已成为业界主流。本文根据辅助电源类型的不同,提出3类FCV混动系统的构建方案,分别为燃料电池+... 详细信息

动力系统是燃料电池汽车(FCV)的核心,可分为单一式系统与混合动力系统两大类,其中,将燃料电池与辅助电源相结合组成“电-电”混合动力系统,已成为业界主流。本文根据辅助电源类型的不同,提出3类FCV混动系统的构建方案,分别为燃料电池+动力电池方案、燃料电池+超级电容方案、燃料电池+动力电池+超级电容方案,并对各方案的优势和劣势进行比较。同时,本文综述了近年来国内外学者提出的面向FCV的代表性能量管理策略,从理论基础与求解方法的差异出发,将现有燃料电池汽车的能量管理策略分为3类:基于规则定义的策略、基于最优化方法的策略以及基于机器学习的策略,并总结了各类策略在最优性与实时性等方面的优势和劣势。其中,基于规则定义的策略最易实现,在工程应用中最为普遍,但无法实现性能最优;基于最优化方法的策略能够接近甚至达到理论最优,但存在计算量过大、计算耗时过长、实时性差等问题;以强化学习为代表的基于机器学习的策略有望在最优性与实时性之间实现理想的平衡,但目前还存在模型训练耗时长、试错代价高等困难,在实车应用层面还存在一定挑战。基于文献研究与分析,本文提出以下观点:1)以大功率燃料电池为核心的功率混合型系统是FCV混动系统的未来发展方向;2)必须进一步提升智能化程度,根据实际使用场景开发具有个性化的能量管理策略;3)亟需建立关于燃料电池汽车能量管理策略的综合评价体系。

关键词：燃料电池汽车混合动力系统能量管理策略强化学习

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