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新型三定子直流无刷电机的设计与特性分析

现代电子技术 2024年第16期47卷 76-84页

作者：向文乐向青青李圳刘志强长沙理工大学国际工学院湖南长沙410114 长沙理工大学卓越工程师学院湖南长沙410114 长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410114

传统直流无刷电机齿槽分布受限导致气隙磁场波动,会造成转矩输出波动较大,故需要同步匹配设计复杂的驱动控制系统与控制算法。为此,提出一种新型的三定子直流无刷电机拓扑结构。通过等效磁路法计算出三定子直流无刷电机的主要结构尺寸... 详细信息

传统直流无刷电机齿槽分布受限导致气隙磁场波动,会造成转矩输出波动较大,故需要同步匹配设计复杂的驱动控制系统与控制算法。为此,提出一种新型的三定子直流无刷电机拓扑结构。通过等效磁路法计算出三定子直流无刷电机的主要结构尺寸。设计了三定子直流无刷电机的绕线方式和换向逻辑,驱动控制简单。基于Ansoft maxwell仿真软件,建立了电机有限元模型,仿真分析了电机静态磁场分布、气隙面域磁密分布和空载反电动势等。得到了三定子直流无刷电机的转矩特性:其转矩峰值可达8.5 N·m;电感特性:其三相绕组间磁场相互解耦,互感为0,自感平均值为4.5 mH;效率与损耗特性:不计机械损耗的情况下电机理想效率可达92%。研制了试验样机并进行试验验证,有限元分析和试验结果表明:三定子结构电机磁通密度高,输出转矩大,转矩峰值较单定子电机提升了42%;输出转矩波动小,较单定子电机波动降低了30%。在额定转矩为7.5 N·m的情况下,电机转速从启动到500 r/min的响应时间仅为0.8 s;从500~1000 r/min的响应时间仅为1.5 s;从1000~1500 r/min的响应时间仅为2.1 s。

关键词：三定子直流无刷电机等效磁路法静态磁场气隙磁密空载反电动势有限元分析

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微分散液滴的光纤检测研究

化工学报 2024年第1期75卷 211-220页

作者：温唯谷袁志宏王凯骆广生清华大学化学工程系北京100084 清华大学化学工程联合国家重点实验室北京100084

微分散是微化工技术的重要组成部分,传统利用显微摄像分析和统计微分散液滴的方法成本高,不易推广。提出了一种基于光纤传感的微分散液滴在线检测技术,该方法基于漫反射光纤、光纤传感器、数据采集卡和LabVIEW程序实现了微通道内液滴生... 详细信息

微分散是微化工技术的重要组成部分,传统利用显微摄像分析和统计微分散液滴的方法成本高,不易推广。提出了一种基于光纤传感的微分散液滴在线检测技术,该方法基于漫反射光纤、光纤传感器、数据采集卡和LabVIEW程序实现了微通道内液滴生成频率和长度的在线检测,满足0.21 mm以上直径液滴的检测,检测频率上限为500 Hz,当液滴通过光纤时间超过15 ms时,还可检测液滴长度。研究结果表明光纤直径和光纤传感器响应时间是影响该方法检测性能的主要因素,与相似平台对比,以较低的成本实现了较高检测性能。

关键词：微通道微分散光电检测光纤传感器液滴检测

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面向自动驾驶的BEV感知算法研究进展

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：时培成董心龙杨爱喜齐恒安徽工程大学机械与汽车工程学院浙江大学工程师学院武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

随着自动驾驶车辆中传感器的多样性和数量越来越复杂，鸟瞰图(BEV)作为一种自上而下的视角视图，被越来越多的用作表征三维环境感知信息，极大的促进了自动驾驶感知技术的发展。为进一步促进BEV感知算法研究、改善性能，本文论述了BEV... 详细信息

随着自动驾驶车辆中传感器的多样性和数量越来越复杂，鸟瞰图(BEV)作为一种自上而下的视角视图，被越来越多的用作表征三维环境感知信息，极大的促进了自动驾驶感知技术的发展。为进一步促进BEV感知算法研究、改善性能，本文论述了BEV感知的优势和最新工作，介绍了BEV感知的相关数据集和性能评估指标；总结近年来的BEV感知处理方法，从BEV感知的传感器输入数据出发，将BEV感知分类为BEV相机、BEV激光雷达和BEV融合三种，并对三类算法、解决方案展开了深入阐述。其中，BEV相机根据几何变换方法分为显式变换和隐式变换，显式变换又可分为“2D-3D”和“3D-2D”方法，隐式变换可分为基于Transformer和基于MLP的神经网络模型方法；BEV激光雷达根据点云特征提取的方法可分为基于体素的方法和基于Pillar的方法；根据来自多个传感器输入数据形式，BEV融合分为相机-激光雷达融合、时序-空间信息融合和深度-高度信息融合。此外，本文也指出该领域未来研究的六大方向，希望能为从事BEV感知算法和技术研究人员带来一些启发，并鼓励更多人关注BEV感知的研究与应用。

关键词：自动驾驶鸟瞰图(BEV) BEV相机 BEV激光雷达 BEV融合

山梨醇类成核剂改性聚丙烯及其共聚物的结晶行为与性能

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化工学报 2024年第7期75卷 2688-2699页

作者：齐琪郭利平石李明郑映潘鹏举浙江大学工程师学院浙江杭州310015 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000 浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室浙江杭州310027

基于聚丙烯(PP)均聚物和不同乙烯含量的PP共聚物,系统地研究了山梨醇类成核剂含量和乙烯单元含量对PP的结晶动力学、结晶结构、结晶形貌、透明性和力学性能的影响,并通过流变行为分析了成核剂在降温过程中的自组装行为。结果表明,PP的... 详细信息

基于聚丙烯(PP)均聚物和不同乙烯含量的PP共聚物,系统地研究了山梨醇类成核剂含量和乙烯单元含量对PP的结晶动力学、结晶结构、结晶形貌、透明性和力学性能的影响,并通过流变行为分析了成核剂在降温过程中的自组装行为。结果表明,PP的结晶、透明性和力学性能依赖于成核剂含量和乙烯单元含量。当成核剂含量增加到0.1%(质量分数)时,显著加快PP均聚物和共聚物的结晶速率,提高结晶度,提高材料的刚性。然而,乙烯单元含量的增加使PP的结晶速率减慢,降低结晶度,降低材料的刚性。乙烯单元和成核剂的加入都促进PPγ晶的形成,而且γ晶的相对含量随乙烯单元和成核剂含量的增加而增加。增加乙烯单元和成核剂含量也提高PP的透明性。

关键词：聚丙烯乙烯含量成核剂结晶透明性

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基于LabVIEW的颗粒物质声学探测实验系统研制与应用

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实验技术与管理 2024年

作者：张攀孙其诚张国华北京科技大学高等工程师学院清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京科技大学数理学院

该文基于LabVIEW软件平台研制了颗粒物质声学探测实验系统，旨在通过虚拟仪器技术革新颗粒物质的探测手段。该实验系统集成了仪器串口控制与虚拟仪器技术，可高精度实时测量与分析颗粒物质声学特性，如声速、声衰减及非线性参数。通过... 详细信息

该文基于LabVIEW软件平台研制了颗粒物质声学探测实验系统，旨在通过虚拟仪器技术革新颗粒物质的探测手段。该实验系统集成了仪器串口控制与虚拟仪器技术，可高精度实时测量与分析颗粒物质声学特性，如声速、声衰减及非线性参数。通过软硬件的协同设计，实验系统展现了可靠性与稳定性，实验验证结果显示，系统能精确测量声波在不同频率下的衰减特性，观察到声衰减系数随频率增加而增大，且在较高频率段更为显著，与理论预期相符。通过飞行时间法测量声速，揭示了声速与压强的幂律关系，符合颗粒介质中声传播的理论预期。此外，系统在多种湿度下对声衰减系数和非线性系数随压强变化的测量，发现二者均遵循幂律递减规律，验证了系统的环境适应性和实用性。

关键词：颗粒物质声学虚拟仪器声衰减非线性

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寒冷地区室外辐射特性对人体热舒适影响研究

建筑科学 2024年第2期40卷 142-149,159页

作者：刘魁星游伟洁甘婷婷天津大学建筑学院天津300072 天津大学国际工程师学院天津300072

随着城市人口的增加,为居民创造健康舒适的户外开放空间显得尤为重要。国内外学者研究发现室外空气温度、太阳辐射、风速、湿度等微气候参数是影响室外热舒适的关键因素,但针对各环境因素的影响作用研究并不完善,尤其是具有明显的瞬时... 详细信息

随着城市人口的增加,为居民创造健康舒适的户外开放空间显得尤为重要。国内外学者研究发现室外空气温度、太阳辐射、风速、湿度等微气候参数是影响室外热舒适的关键因素,但针对各环境因素的影响作用研究并不完善,尤其是具有明显的瞬时变化性和空间不均匀性的太阳辐射。研究采用问卷调研与微气候测量相结合的方法从2018年9月—2019年12月对天津市校园公共空间进行为期1年半实验,获得的各项环境参数频率覆盖天津地区环境参数出现频率的80%以上,以探究太阳辐射对人体热感觉的复杂影响及其与其它环境参数的交互作用。实验结果表明,微气候参数对热舒适的影响作用远高于个人因素,并且太阳辐射和空气温度对室外人体热舒适的作用尤为关键,影响权重分别为35.7%和41.6%。其中太阳辐射对人体热感觉的影响,随着空气温度的变化而变化。在15~25℃空气温度段,太阳辐射的变化对人体热感觉和冷感觉的影响程度是最小的,随着温度升高或降低,太阳辐射对人体热感觉影响程度增加。并得出风对太阳辐射热作用有一定的削减效果,在不同背景工况下,带给人体不同的舒适度影响。冷环境背景下,高风速加剧冷感,且不成比例增加;热环境背景下,除极端高温且高辐射的环境,起始热感越强烈风速对热作用的削减越大,越有利于改善人们的热感觉。这对营造舒适健康的城市热环境具有一定指导意义。

关键词：室外热舒适太阳辐射微气候参数

基于低延迟可解释性深度学习的复杂旋转机械关键部件知识嵌入与诊断方法研究

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机械工程学报 2024年第12期60卷 107-115页

作者：刘岳开王天杨褚福磊清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学机械工程系北京100084

对于复杂旋转机械关键部件的诊断任务,模型设计容易受限于以下两个特点:(1)机理驱动的方法往往难以实现复杂系统的完备、精准建模;(2)数据驱动方法多数需要规模化的高质量训练数据集用于训练。针对上述问题,提出一种先验知识嵌入的深度... 详细信息

对于复杂旋转机械关键部件的诊断任务,模型设计容易受限于以下两个特点:(1)机理驱动的方法往往难以实现复杂系统的完备、精准建模;(2)数据驱动方法多数需要规模化的高质量训练数据集用于训练。针对上述问题,提出一种先验知识嵌入的深度学习模型,融合机理知识与传感器信号特征。并通过引入轻量化模型结构,在保证模型精准性的前提下降低推理延迟。首先,通过融合先验机理知识与传感器信号特征,构建关键部件数字孪生体。然后,设计先验知识嵌入模块来提升深度学习模型对融合特征的表征能力。最后,基于帕累托最优化理论,设计考虑准确性指标和计算效率指标的多目标优化方法,对基于深度学习的诊断模型进行结构优化设计,并引入可解释性框架对深度学习模型决策过程进行分析。结果表明,所设计的关键部件数字孪生体能够提供丰富的先验信息从而加速模型收敛。基于帕累托最优化理论的训练策略,能够搜索到设定指标的相对最优解,从而在保证模型精准性的前提下有效降低模型推理延迟。

关键词：可解释深度学习先验知识嵌入数字孪生帕累托最优化低延迟推理

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内悬置电动轮的柔性联轴器动力学性能分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 25-32页

作者：罗荣康俞志豪吴佩宝侯之超清华大学车辆与运载学院北京100084

内悬置电动轮构型可延长电机使用寿命,缓解簧下质量过大造成的舒适性问题。由于轮内空间有限,用于动力传递的柔性联轴器结构和性能直接决定内悬置电动轮的性能。该文提出了一种面向内悬置电动轮的柔性联轴器。该联轴器是由多个连接臂组... 详细信息

内悬置电动轮构型可延长电机使用寿命,缓解簧下质量过大造成的舒适性问题。由于轮内空间有限,用于动力传递的柔性联轴器结构和性能直接决定内悬置电动轮的性能。该文提出了一种面向内悬置电动轮的柔性联轴器。该联轴器是由多个连接臂组成的平面并联机构,每个连接臂由2个平行四边形机构串联而成。建立了该联轴器机构的运动学和动力学模型,给出了偏心度、连杆静载荷及动载荷的计算方法。结合一组结构参数,对联轴器的偏心度、连杆静载荷及动载荷进行了定量分析。结果表明:该联轴器允许传动系统在动力传动过程中沿垂向跳动,具有等速传动、占用轴向空间小、偏心行程大以及动载荷小等特点。该联轴器可望推进内悬置电动轮的工程化研发。

关键词：电动轮电机悬置柔性联轴器平面并联机构动力学分析

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用于沼气纯化的有机胺溶液吸收法研究进展

中国环境科学 2024年第2期44卷 894-902页

作者：孟凡志韩思宇林莉李婧琳陈凯轮蒋建国清华大学环境学院北京100084

有机胺溶液吸收法作为一项成熟的碳捕集技术,具有CO_(2)吸收速率快、选择性高及再生效果好等诸多优点,在沼气纯化领域具有重要的研究意义和应用价值,但也存在再生能耗高、易于挥发、易于降解和一些环境风险问题.不同类型的胺所表现出的... 详细信息

有机胺溶液吸收法作为一项成熟的碳捕集技术,具有CO_(2)吸收速率快、选择性高及再生效果好等诸多优点,在沼气纯化领域具有重要的研究意义和应用价值,但也存在再生能耗高、易于挥发、易于降解和一些环境风险问题.不同类型的胺所表现出的沼气纯化效果不同,其中伯胺和仲胺的CO_(2)吸收速率较快,但再生所需的能耗较大,叔胺和空间位阻胺的CO_(2)吸收速率较慢,但再生能耗较低.本文从有机胺吸收法的工艺流程、反应机理、可操控变量、存在的问题及其应用现状等方面系统地回顾了有机胺吸收法在沼气纯化领域的研究进展,提出了相应的研究思路和建议,为继续推动有机胺吸收法在沼气纯化领域的应用提供指导.研究结果表明,适当提升有机胺的浓度可以明显提高CO_(2)的吸收效率,且混合胺溶液有利于改善单胺溶液沼气纯化过程中经济性较低的问题.此外,相比于传统的干法吸收法,有机胺溶液吸收法在CO_(2)捕集过程中的能耗会增加30%以上,这意味着有机胺溶液吸收法相对于干法吸收法需要更多的能源投入.

关键词：有机胺碳捕集沼气纯化反应机理再生能耗