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高比转速离心叶轮的参数化分析及优化设计

哈尔滨工业大学学报 2022年第7期54卷 45-52页

作者：赵建涛王文杰裴吉袁建平尤保健江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏.镇江212013 上海凯泉泵业(集团)有限公司上海201804

为提高高比转速离心泵的性能和解决多参数优化难的问题,提出一种基于变量降维和智能算法的优化设计方法。变量降维过程基于Pearson相关性分析方法,研究叶轮的18个设计变量对泵水力性能的影响,并选择其中8个具有高影响因子的变量作为最... 详细信息

为提高高比转速离心泵的性能和解决多参数优化难的问题,提出一种基于变量降维和智能算法的优化设计方法。变量降维过程基于Pearson相关性分析方法,研究叶轮的18个设计变量对泵水力性能的影响,并选择其中8个具有高影响因子的变量作为最终的优化变量。优化过程基于拉丁超立方抽样方法生成160组设计样本,以最大化设计工况效率作为目标,利用人工神经网络和遗传算法对优化问题进行求解。优化结果经CFD验证:模型泵在设计工况点效率提高了3.02%,高效运行区得到了拓宽;相比于原始叶轮,优化后叶轮内湍动能分布得到了改善,不稳定流动结构减少。该方法对高比转速离心泵的设计具有良好的借鉴意义。

关键词：离心泵相关性分析人工神经网络遗传算法优化设计

下肢康复机器人人机耦合动力学建模和主动柔顺控制

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机械工程学报 2022年第7期58卷 32-43页

作者：卢浩王洪波冯永飞复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 上海市老年疾病临床医学研究中心上海200040 复旦大学智能机器人教育部工程研究中心上海200433 上海智能机器人工程技术研究中心上海200433 宁波大学机械工程与力学学院宁波315211

针对多关节下肢康复机器人非线性人机交互作用力影响训练过程中舒适度和安全性的问题,提出一种人机耦合动力学建模方法和主动柔顺控制策略。结合脑卒中发病初-中期康复训练特点和降低髋关节输出功率的要求,确定出坐卧式下肢康复机器人... 详细信息

针对多关节下肢康复机器人非线性人机交互作用力影响训练过程中舒适度和安全性的问题,提出一种人机耦合动力学建模方法和主动柔顺控制策略。结合脑卒中发病初-中期康复训练特点和降低髋关节输出功率的要求,确定出坐卧式下肢康复机器人自由度配置、自平衡结构原理,并完成具体模型设计。基于简化的人体肌骨模型,考虑人机耦合方式,确定出人机交互作用力模型,进一步给出考虑自平衡结构影响的人机耦合动力学模型。引入环境刚度模拟患者踩踏在不同路面的接触力效果,利用动力学前馈进行关节期望力矩补偿控制,并通过李雅普诺夫定理判定控制系统的稳定性。通过实验验证了轨迹跟踪、力跟踪的准确性,进一步通过临床试验,92.2%的脑卒中患者病情得到缓解,验证了研究内容的可行性和安全性。

关键词：下肢康复机器人人机耦合动力学柔顺控制临床试验

椭圆截面形状大回转消防水炮炮管内流数值模拟

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排灌机械工程学报 2022年第4期40卷 391-397页

作者：徐捷袁寿其薛林向清江江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 应急管理部上海消防研究所上海200032

以大回转型大流量消防水炮炮管为研究对象,对3种流量工况下圆截面和不同离心率椭圆截面消防水炮炮管内三维定常流动进行数值计算,分析不同截面炮管内流体水力损失和出口流态,得到截面变化对消防水炮炮管内部流动的影响规律,结果表明:在... 详细信息

以大回转型大流量消防水炮炮管为研究对象,对3种流量工况下圆截面和不同离心率椭圆截面消防水炮炮管内三维定常流动进行数值计算,分析不同截面炮管内流体水力损失和出口流态,得到截面变化对消防水炮炮管内部流动的影响规律,结果表明:在3种流量工况下,圆截面炮管与非圆截面炮管水力损失Δp差异较小,变化范围在2.7%以内;出口湍动能随着炮管截面的椭圆离心率增大而增大,从云图分布中可看出峰值且逐渐偏离管道的中心轴线;出口涡通量J随着椭圆离心率的增大而减小,可达到小于圆截面J值的情况,说明压扁管道可减小出口截面上旋涡强度;竖向椭圆截面炮管平均出口速度偏差Δu小于圆截面炮管出口值,且随椭圆离心率的增大而减小,表明竖向压扁管道带来更好的速度均匀分布.相同离心率的竖向椭圆截面炮管比横向的椭圆截面炮管的平均出口速度偏差值低21%,竖向压扁的方式优于横向压扁方式.大回转水炮炮管数值模拟对比后的结果表明,改变流道截面将改善出口流态.

关键词：消防水炮炮管弯管截面形状数值模拟水力性能

基于Attention-BLSTM的复杂产品制造质量预测方法

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计算机集成制造系统 2023年第12期29卷 3974-3984页

作者：房鑫洋张洁吕佑龙左丽玲刘骁佳东华大学机械工程学院上海201620 东华大学人工智能研究院上海201620 上海工业大数据与智能系统工程技术研究中心上海201620 上海航天精密机械研究所上海201600

复杂产品制造过程中工艺数据的高维特性以及工艺数据间的复杂关联特性,使得工艺数据中的深层次关键工艺特征难以挖掘,限制了产品质量的准确预测。鉴于此,提出一种基于注意力机制(Attention)与双向长短期记忆网络(BLSTM)的复杂产品质量... 详细信息

复杂产品制造过程中工艺数据的高维特性以及工艺数据间的复杂关联特性,使得工艺数据中的深层次关键工艺特征难以挖掘,限制了产品质量的准确预测。鉴于此,提出一种基于注意力机制(Attention)与双向长短期记忆网络(BLSTM)的复杂产品质量预测方法。首先,设计数据预处理环节进行工艺数据清洗以及互信息特征筛选。然后,运用BLSTM网络模拟产品制造过程误差的复杂传递特性,挖掘上下游工艺参数的关联关系,输出BLSTM所有时刻提取的关联化工艺特征;同时,设计了Self-Attention网络,自学习各时刻关联化工艺特征对最终产品质量贡献的差异,对不同时刻工艺特征分配不同注意力权值,以强化关键特征。通过以上两阶段特征处理方式,实现深层次关键工艺特征的挖掘。最后,以关键特征作为输入层,通过反向传播神经网络(BPNN)实现复杂产品质量的准确预测。实验表明,相较于BPNN、长短期记忆神经网络(LSTM)、BLSTM以及XGBoost、基于粒子群优化的支持向量(PSO-SVR)、随机森林-贝叶期优化(BO-RF)等主流质量预测方法,所提方法有效提高了预测精度。

关键词：复杂产品质量预测双向长短期记忆网络注意力机制

独立微电网变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法

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中国电机工程学报 2023年

作者：钱彧声黄文焘余墨多陈建民王良秀上海市智能船舶综合电力系统工程技术研究中心(上海交通大学) 中国船舶集团第七零一研究所 3. 中国船舶集团第七零四研究所

为解决独立交流微电网受扰动易发生频率波动与突变的问题，本文利用直流电压、电机转速与系统频率存在的耦合特性，提出了变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法。变频负载参与调频时，直流电容与电机释放惯量难以协调配合，易... 详细信息

为解决独立交流微电网受扰动易发生频率波动与突变的问题，本文利用直流电压、电机转速与系统频率存在的耦合特性，提出了变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法。变频负载参与调频时，直流电容与电机释放惯量难以协调配合，易导致电压或转速越限，严重时引发逆变器闭锁或电机失稳。提出虚拟同步机整流配合异步机矢量控制，逆变侧外环控制附加含有频率微分信号的电压-转速协同调频项，实现电容和电机惯量对外界频率扰动的快速响应。构建变频负载小信号模型，根据直流电压和转速范围自适应调节协同调频系数，动态优化电容和电机释放惯量比例以改善负载侧动态性能。基于变频负载频率响应的时域解析形式，提出自适应系数整定方法。根据自适应系数对可调功率比值的灵敏性提出权重系数最优区间整定方法。在RT-LAB半实物平台搭建独立交流微电网模型，结果表明所提策略通过电容与电机惯量动态协调响应，改善了扰动下独立微网的频率品质。

关键词：变频负载惯性控制频率优化电容-电机协同控制独立微电网

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“双碳”背景下虚拟电厂研究综述

发电技术 2023年第5期44卷 602-615页

作者：彭道刚税纪钧王丹豪赵慧荣上海电力大学自动化工程学院上海市杨浦区200090 上海发电过程智能管控工程技术研究中心上海市杨浦区200090

为应对化石燃料日益短缺问题和全球气候变化带来的一系列威胁,实现“双碳”目标,风电、光伏等可再生能源在电网中的接入比例不断提高。然而,可再生能源发电具有随机性和不可控性,且接入位置分散,增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚... 详细信息

为应对化石燃料日益短缺问题和全球气候变化带来的一系列威胁,实现“双碳”目标,风电、光伏等可再生能源在电网中的接入比例不断提高。然而,可再生能源发电具有随机性和不可控性,且接入位置分散,增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的提出为上述问题提供了可行路径。总结并阐述了虚拟电厂的概念、分类,比较了虚拟电厂与微电网的主要区别,分别从协调控制、资源聚合与优化调度、参与电力市场等角度对现有研究进行分析并总结归纳,进一步以区块链、数字孪生技术为例,分析数字技术在虚拟电厂中的应用,最后指出适合我国国情的虚拟电厂发展前景以及未来可能面临的挑战。

关键词：虚拟电厂(VPP) 可再生能源碳达峰碳中和协调控制资源聚合优化调度电力市场

基于Kubernetes的工业AI项目开发平台

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计算机应用与软件 2024年第5期41卷 15-20,48页

作者：沈文枫邓荣刘政森杜雨航陆唯佳上海大学计算机工程与科学学院上海200444 联合汽车电子有限公司AI实验室上海201206 上海大学上海智能计算系统工程技术研究中心上海200444

随着人工智能(AI)成为改变世界的前沿技术,企业也迫切需要系统地开发和实现人工智能来升级新一代工业系统的基础。考虑到将人工智能应用开发集成到工业开发中存在开发流程环节多、AI项目开发人员能力背景不一等问题,以企业实际需求为背... 详细信息

随着人工智能(AI)成为改变世界的前沿技术,企业也迫切需要系统地开发和实现人工智能来升级新一代工业系统的基础。考虑到将人工智能应用开发集成到工业开发中存在开发流程环节多、AI项目开发人员能力背景不一等问题,以企业实际需求为背景设计实现了一个AI项目开发平台。探讨了人工智能项目开发平台的概念和实现,并且基于企业实际需求对其进行定制化。在传统开发流程基础上完善更多开发工作流环节。在企业内部成功进行部署和测试。结果表明:项目开发平台的功能合理、运行正常、管理便捷对AI项目开发效率、体验、规范化有积极影响,提高了计算加速部件利用率。

关键词： Kubernetes 机器学习平台工作流

舰船脉冲功率负载Buck变换器自适应阻尼比控制方法

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中国电机工程学报 2023年

作者：林周宏黄文焘邰能灵庞路李智鹃杨咏中船集团第708研究所 3. 船舶与海洋工程特种装备与动力系统国家工程研究中心上海智能船舶综合电力系统工程技术研究中心(上海交通大学)

针对脉冲功率负载的周期性功率突变造成接口变换器输出电压瞬时跌落和持续扰动的问题，本文提出一种Buck变换器的自适应阻尼比控制方法，使得输出电压的响应性能能够直接通过阻尼比实现精确调节，不依赖于控制参数，且对输入电压扰动具... 详细信息

针对脉冲功率负载的周期性功率突变造成接口变换器输出电压瞬时跌落和持续扰动的问题，本文提出一种Buck变换器的自适应阻尼比控制方法，使得输出电压的响应性能能够直接通过阻尼比实现精确调节，不依赖于控制参数，且对输入电压扰动具有抑制作用。该方法通过引入类电压环消除了时变的输入和占空比的非线性饱和，建立输出电压与其参考值的单输入单输出二阶系统，将不确定负载扰动的控制问题转化为二阶系统的阻尼比控制问题。此外，在不影响电压调节性能的前提下，通过附加占空比调节实现并联变换器供电结构的均流控制。仿真和硬件在环实验结果表明，在脉冲功率负载的不同暂态过程，并联变换器均能够实现快速平滑的电压调节和输出电流均衡。

关键词： Buck变换器脉冲功率负载自适应阻尼比控制电压调节电流均衡舰船电力系统

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灌溉泵智能运行监测系统的研发

排灌机械工程学报 2021年第7期39卷 747-756页

作者：骆寅韩岳江董健江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013

为了实时获取农业灌溉泵的性能参数信息以及农业灌溉用水水质信息,以达到优化灌溉泵运行,降低灌溉泵能耗,减少灌溉泵安全隐患,保证灌溉用水水质,防止农作物污染的目的,研发了一种基于STM32F103ZET6单片机设计的灌溉泵智能运行监测系统.... 详细信息

为了实时获取农业灌溉泵的性能参数信息以及农业灌溉用水水质信息,以达到优化灌溉泵运行,降低灌溉泵能耗,减少灌溉泵安全隐患,保证灌溉用水水质,防止农作物污染的目的,研发了一种基于STM32F103ZET6单片机设计的灌溉泵智能运行监测系统.该系统主要包括MCU核心控制模块、水质监测模块、驱动电动机电压电流信号采集模块、GPRS通讯模块、监测信息显示模块以及供电模块共6个功能模块.对各个功能模块进行了软件设计与硬件设计,实现了对灌溉泵多项运行参数信息的实时监测与多信息平台显示.同时,为了验证灌溉泵智能运行监测系统的运行可靠性,制作了灌溉泵智能运行监测系统样机并进行了样机实测验证,结果表明:该监测系统能够正常工作,监测信息的刷新频率能够稳定保持在2000 Hz,系统能够实现对各监测参数的精准计算,对各监测参数的监测误差能够控制在0.5%以内.

关键词：灌溉泵水质智能运行监测系统单片机