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叶尖小翼周向最宽位置对高负荷压气机级特性影响的研究

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推进技术 2024年第4期45卷 70-81页

作者：赵傲胡义吴宛洋钟兢军上海海事大学商船学院上海201306

针对叶尖小翼扩稳技术,采用数值方法在改变叶尖小翼宽度的基础上,考虑了叶尖小翼几何形状的周向最宽位置对高负荷压气机级性能的影响。研究结果表明,叶尖小翼宽度越大且最宽位置靠近叶片两端时,压气机级的稳定工作裕度的提升越明显。叶... 详细信息

针对叶尖小翼扩稳技术,采用数值方法在改变叶尖小翼宽度的基础上,考虑了叶尖小翼几何形状的周向最宽位置对高负荷压气机级性能的影响。研究结果表明,叶尖小翼宽度越大且最宽位置靠近叶片两端时,压气机级的稳定工作裕度的提升越明显。叶尖小翼宽度为2.0倍叶顶宽度时,且周向最宽位置位于转子前缘25%轴向弦长时,叶尖小翼最多使叶顶泄漏流的质量流量减少了7.66%,提升了压气机级通道内流体的轴向速度,抑制了转子及静子叶片叶表的分离情况,从而延缓了压气机级的失速,压气机级的稳定工作裕度提升了29.18%。

关键词：高负荷压气机叶尖小翼级特性稳定工作裕度数值研究

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基于势博弈的自动化码头路网流量均衡研究

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 255-264,332页

作者：许波桅范会尧李军军上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306 上海海事大学商船学院上海201306

为提高自动化集装箱码头(自动化码头)路网利用率和均衡性,本文基于自动化码头各子路径的拥挤程度、自动导向车(AGV)的运输速度以及各子路径的选择概率等因素,将分布式的AGV流量调度问题转化为AGV之间的博弈模型,提出一种基于势博弈理论... 详细信息

为提高自动化集装箱码头(自动化码头)路网利用率和均衡性,本文基于自动化码头各子路径的拥挤程度、自动导向车(AGV)的运输速度以及各子路径的选择概率等因素,将分布式的AGV流量调度问题转化为AGV之间的博弈模型,提出一种基于势博弈理论的AGV流量调度模型;设计分布式路径选择算法帮助AGV更新策略;系统信息更新算法用于更新道路信息并选择更新策略的AGV;通过这两种算法求解AGV的均衡调度策略。结合3艘实际船舶任务,进行数值仿真实验。仿真结果表明:分布式路径选择方法相较于传统路径选择方式具有更优性,船舶任务量、AGV数量及速度是影响AGV作业效益的关键因素,当AGV的速度为6 m·s^(-1)时,船舶的总收益最大。本文可以为码头管理者确定AGV调度策略提供决策支持。

关键词：物流工程流量均衡势博弈自动导向车自动化集装箱码头

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论数学建模融入新文科课程体系——以上海海事大学物流专业为例

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新文科理论与实践 2024年第1期 60-72,125,126页

作者：胡志华李姚娜上海海事大学物流研究中心上海201306 全国新文科教育研究中心上海201306

数字文明时代,在文科课程体系中融入数学建模能够提升学生的数字素养。数学建模已经成为新文科研究的一种范式,文科教育可以通过导入、嵌入和建构等方式,将数学建模融入新文科课程体系。数学建模融入新文科课程体系的学理逻辑,在于以数... 详细信息

数字文明时代,在文科课程体系中融入数学建模能够提升学生的数字素养。数学建模已经成为新文科研究的一种范式,文科教育可以通过导入、嵌入和建构等方式,将数学建模融入新文科课程体系。数学建模融入新文科课程体系的学理逻辑,在于以数学建模为边界融合物流新文科与新工科,以数学建模为纽带构建物流课程体系,融入数学建模构建物流实践场景,进而提升科学研究能力。此外,从系统工程与复杂系统管理的角度思考将数学建模融入新文科课程体系的效用,有益于推动新文科内在与外在要素的广泛互动,促使文科发展适应数字文明时代,培养具备人文积淀和数字素养的新时代复合型人才。

关键词：课程体系数学建模新文科物流

基于残差图卷积网络与深度强化学习的需求可拆分车辆路径优化算法

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1123-1136页

作者：罗佳李朝锋上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306

需求可拆分车辆路径问题(SDVRP)出现在广泛的物流配送场景中,具有重要的研究价值.高效的SDVRP优化算法能够提高车辆装载率,降低物流配送成本.为提高SDVRP的求解效率,本文提出基于残差图卷积神经网络(RGCN)和多头注意力的深度强化学习算... 详细信息

需求可拆分车辆路径问题(SDVRP)出现在广泛的物流配送场景中,具有重要的研究价值.高效的SDVRP优化算法能够提高车辆装载率,降低物流配送成本.为提高SDVRP的求解效率,本文提出基于残差图卷积神经网络(RGCN)和多头注意力的深度强化学习算法(REINFORCE),逐步构建可行解序列.首先,从强化学习的角度出发,文章对SDVRP建立马尔科夫决策模型,定义序列预测过程的环境状态、智能体动作空间、状态转移函数等.其次,建立编–解码模型求解节点选择策略,其中使用残差图卷积神经网络的编码器重构配送中心和客户节点的特征,将配送网络中节点间的连接关系与节点特征相互关联,获得差异性显著的特征嵌入向量;利用注意力网络解码器在重构后的嵌入向量基础上融合动态变化的车辆剩余装载量和客户需求等信息执行解码任务,实现每次迭代为单个案例提供多个可行解.最后,提出基于平均基准值的REINFORCE算法更新模型参数,通过求解不同问题规模测试集、标准SDVRP数据集,以及京东物流实际配送任务,验证了所提算法的有效性.

关键词：需求可拆分车辆路径问题残差图卷积神经网络注意力机制深度强化学习

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基于PTFE/ZnO/Ti_(3)C_(2)T_(x)复合薄膜的抗湿性氨气传感器研究

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3656-3667页

作者：高风娇常雪婷李俊峰王东胜高炜翔孙士斌上海海事大学物流工程学院上海201306 上海海事大学海洋材料科学与工程研究院上海201306 上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306

开发基于半导体功能材料的抗湿性室温气体传感器一直都是气体传感器领域的研究热点和难点。本文从金属氧化物半导体的高灵敏度和稳定性、MXene(Ti_(3)C_(2)T_(x))的室温气敏性以及聚四氟乙烯(PTFE)的疏水性出发,以MXene薄膜为基体,采用... 详细信息

开发基于半导体功能材料的抗湿性室温气体传感器一直都是气体传感器领域的研究热点和难点。本文从金属氧化物半导体的高灵敏度和稳定性、MXene(Ti_(3)C_(2)T_(x))的室温气敏性以及聚四氟乙烯(PTFE)的疏水性出发,以MXene薄膜为基体,采用磁控溅射法分别将ZnO和PTFE沉积到Ti_(3)C_(2)T_(x)表面,制备了PTFE/ZnO/MXene复合薄膜,同时构筑了基于复合薄膜的气体传感器。通过SEM、TEM和XPS对复合薄膜进行了表征,并对气体传感器的气敏性能和抗湿性能进行了研究。研究结果表明:基于PTFE/ZnO/Ti_(3)C_(2)T_(x)复合薄膜的气体传感器在室温下对氨气具有良好的选择性、较高的灵敏度和优异的循环稳定性。随着PTFE薄膜厚度的增加,基于复合薄膜的气体传感器的抗湿性能逐渐增加,但灵敏度有所下降。

关键词： PTFE/ZnO/MXene复合薄膜抗湿性磁控溅射气体传感器氨气

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基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法

工程科学与技术 2024年第1期56卷 22-34页

作者：张琴蔡慧茹兰明东浦克胡雄上海海事大学物流工程学院上海201306

随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安... 详细信息

随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安全以及财产造成重大损失。在深远海域复杂海况下对工程船舶进行有效的波浪补偿,可提供稳定的作业环境以保证精准高效地完成各项工作,因此,本文提出了一种基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法并将其应用于Stewart补偿平台。首先,建立波浪补偿平台动力学以及运动学反解模型,并设计正解模型迭代求解算法。随后,使用PID进行波浪补偿控制,并通过麻雀搜索算法优化参数。接着,采用Circle混沌映射对其进行初始化分布,以解决初始化不均匀的问题;并采用动态自适应加权、柯西突变以及反向学习以提升算法全局寻优能力。最后,生成4~6级海况下的某工程船运动数据作为系统输入,利用MATLAB和Simulink软件平台搭建模型进行补偿控制验证,并在Stewart硬件平台上做补偿试验。结果表明,改进麻雀搜索算法具有较快的收敛速度、较高的精度和更好的寻优能力,优化后的PID控制方法更适合用于复杂海况下波浪补偿平台的控制优化,可为大功率海上风机安装的补偿平台控制系统设计提供参考。

关键词：波浪补偿平台 3自由度补偿比例积分微分控制器改进麻雀搜索算法

基于PI建模和反步滑模控制的主动波浪补偿策略

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 11-21页

作者：张琴张蒸忠洪逸帆顾邦平胡雄上海海事大学物流工程学院上海201306

海上起重船受风、浪、涌影响会产生剧烈的船舶姿态变化,造成起重机和货物的位姿变化,对货物和人员存在安全隐患,波浪补偿平台的稳定性控制能有效减少复杂海况下船舶运动对海上作业安全性、稳定性和精准性的影响,对浮式起重船海上设备精... 详细信息

海上起重船受风、浪、涌影响会产生剧烈的船舶姿态变化,造成起重机和货物的位姿变化,对货物和人员存在安全隐患,波浪补偿平台的稳定性控制能有效减少复杂海况下船舶运动对海上作业安全性、稳定性和精准性的影响,对浮式起重船海上设备精准装载作业极其重要。针对补偿平台的迟滞非线性导致的建模困难和控制不精确问题,本文提出基于PI(Prandtle–Ishlinskii)建模和反步滑模控制的主动波浪补偿策略。首先,通过实验得到补偿系统的迟滞效应曲线,分析系统迟滞环建立PI迟滞模型,并采用递推最小二乘法辨识模型的各个参数,从而求得系统模型。然后,基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性设计反步控制补偿方法,并结合滑模控制规律加快初始控制速度。最后,将反步滑模法应用于补偿系统,采用MATLAB软件仿真在规则波和不规则波下的响应来验证算法和模型的正确性,并在工控机中用C#编写控制程序,驱动运动控制卡控制伺服电机带动电缸进行补偿运动,同时通过传感器采集系统运动的实时数据,并反馈给工控机形成闭环,以期验证补偿平台在补偿规则波和不规则波下的补偿效果。实验结果表明,所建立的斯图尔特(Stewart)浮式平台中,PI迟滞模型具有良好的精度,反步终端滑模控制算法在Stewart平台的实际控制中能够很好地补偿波浪运动,相比比例–积分–微分控制(PID)、反步法、强化学习等控制方法,反步终端滑模方法能快速较好跟踪期望位移,补偿精度达到0.9729。

关键词：主动波浪补偿 PI迟滞模型反步终端滑模控制斯图尔特浮式平台

基于拥堵感知的自动化集装箱码头AGV充电策略

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2621-2630页

作者：马宁丽胡志华上海海事大学物流研究中心上海201306

为解决集装箱码头自动导引小车(AGV)作业过程中的拥堵、充电问题,以最小化AGV的完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出分流拥堵路网分区中AGV的充电策略,并设计两阶段算法进行求解。第一阶段利用模拟退火算法优化AGV任务调度,第二阶... 详细信息

为解决集装箱码头自动导引小车(AGV)作业过程中的拥堵、充电问题,以最小化AGV的完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出分流拥堵路网分区中AGV的充电策略,并设计两阶段算法进行求解。第一阶段利用模拟退火算法优化AGV任务调度,第二阶段对于最优的AGV调度,进一步利用基于Dijkstra的拥堵预测算法应用拥堵感知充电策略优化AGV充电任务调度。实验表明拥堵感知充电策略比排队等待充电策略和按需充电策略分别平均节约了5.94%和2.73%的作业时间、方差分别为4.08和3.09。拥堵感知充电策略提高了AGV的作业效率,且其有效性与路段利用率、最大拥堵系数密切相关。

关键词：自动化码头自动导引车调度充电策略拥堵预测模拟退火算法

磁粉探伤缺陷识别中的Transformer模型优化研究

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机械科学与技术 2024年

作者：齐钰蔡春波向阳刘海洋上海海事大学

基于Transformer架构的目标检测模型是近几年新兴的算法，其良好的表征能力和学习能力在各个领域表现突出，但是其大体量和复杂结构使其难以部署在低负载的计算硬件上，针对目前Tran former问题，本文提出了一种基于Transformer的轻量... 详细信息

基于Transformer架构的目标检测模型是近几年新兴的算法，其良好的表征能力和学习能力在各个领域表现突出，但是其大体量和复杂结构使其难以部署在低负载的计算硬件上，针对目前Tran former问题，本文提出了一种基于Transformer的轻量化模型Lite-Deformable-DETR的检测方法，在精度影响较小的前提下大幅度降低模型复杂度和计算度。该方法构建了一个深度学习模型，引入引入深度可分离卷积和逆残差结构，实现了Encoder层和BackBone网络的轻量化。与Transformer系列模型和传统CNN模型进行对比训练。通过训练结果比较，Lite-Deformable-DETR模型规模上减少了56%，运算量减少了43%，精度损失在目标数据集上减少了1.6%mAP。

关键词：磁粉探伤深度学习目标检测缺陷识别