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气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

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农业机械学报 2024年第3期55卷 53-63页

作者：王韦韦宋岚洲石文兵魏德华陈永新陈黎卿安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程研究中心合肥230036

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部... 详细信息

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5~10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,能够满足大豆-玉米高速精量密植播种要求。

关键词：玉米双行错置式气吸式排种器 DEM-CFD 气室结构

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玉米大豆兼用腔盘组合孔式排种盘设计与充种性能试验

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农业机械学报 2024年第2期55卷 73-89页

作者：任定林刘涛夏守浩陈永新王韦韦李兆东安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程研究中心合肥230036

针对玉米大豆带状复合种植条件下传统机械式排种器不易实现二者兼用精量排种要求、现有气力式排种器排种速度提高因型孔漏充存在漏播断条等问题,设计了一种具有腔盘组合孔结构的排种盘,分析确定了排种盘关键结构参数,构建了吸附过程和... 详细信息

针对玉米大豆带状复合种植条件下传统机械式排种器不易实现二者兼用精量排种要求、现有气力式排种器排种速度提高因型孔漏充存在漏播断条等问题,设计了一种具有腔盘组合孔结构的排种盘,分析确定了排种盘关键结构参数,构建了吸附过程和吸运过程力学模型。应用EDEM离散元仿真与台架试验相结合的方法进行了排种盘型式优选试验,结果得出:腔盘组合孔式排种盘具有提高充种室种群定向运移平均速度和增大拖拽充种角的作用,有效抑制了型孔漏充率。以安装优选种盘的玉豆兼用排种器为对象,以机组前进速度和工作负压为试验因素,以漏充率和充种合格率为试验指标,采用二因素全因子试验设计开展了充种性能试验,结果表明:当机组前进速度为4.0~7.0 km/h、工作负压在3.0~4.0 kPa时,玉米和大豆种子漏充率均小于3.6%、充种合格率均不小于96%。田间验证试验表明,在机组前进速度为4.0~7.0 km/h、工作负压为3.0~4.0 kPa条件下,腔盘组合孔式排种盘的排种器播种玉米和大豆漏充率分别不大于3.8%、4.2%;当工作负压为3.0 kPa、机组前进速度为7.0 km/h时,自扰动腔盘组合孔式排种盘相比无扰动平面排种盘,播种玉米和大豆漏充率分别下降14.8、12.6个百分点。

关键词：玉米大豆兼用腔盘组合孔气力盘式排种器充种性能

非共格金属复合界面原子迁移扩散分子动力学模拟

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复合材料学报 2024年

作者：陈新毅帅美荣王建梅李海斌史靖邬莹太原科技大学重型机械教育部工程研究中心高端重型机械装备研究院

深入探究不锈钢/碳钢金属界面原子扩散行为以及相变的发生发展规律，对于提升金属间冶金结合质量、实现产品性能调控具有重要意义。本文基于分子动力学材料计算方法，建立COMPASS力场下的不锈钢FCC-Fe和碳钢BCC-Fe晶胞模型；在热压缩高... 详细信息

深入探究不锈钢/碳钢金属界面原子扩散行为以及相变的发生发展规律，对于提升金属间冶金结合质量、实现产品性能调控具有重要意义。本文基于分子动力学材料计算方法，建立COMPASS力场下的不锈钢FCC-Fe和碳钢BCC-Fe晶胞模型；在热压缩高温保温和连续压缩两个阶段分别采用NVT和NPT系综，保温温度1423K，压应力分别为2GPa和4GPa；通过研究界面微观结构、均方位移分布、径向分布函数和界面元素分布模拟非共格金属界面结构演变行为。结果表明，在保温阶段，碳钢侧晶体发生BCC-Fe→FCC-Fe相变，空间群由P1向FM-3M的转变过程为无序长程扩散。在加载200ps弛豫结束时刻，不锈钢与碳钢侧原子相互嵌入，形成统一的面心立方晶体；且随着压力增加，界面结构以最密排的（111）晶面为单位产生大量的滑移和错排，两组元原子能够发生有效的扩散迁移。

关键词：非共格金属界面分子动力学微观结构应变分配元素扩散

基于深度强化学习的含智能软开关配电网电压控制方法

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高电压技术 2024年第3期50卷 1214-1224,I0023页

作者：朱振山张新炳陈豪福州大学电气工程与自动化学院福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108

大量分布式新能源接入给配电网运行带来了电压越限和网损增加等一系列问题。提出了一种基于多智能体强化学习的无模型电压控制策略,通过协调光伏逆变器、分布式储能和智能软开关以降低网损、消除电压越限。针对传统电压控制策略对配电... 详细信息

大量分布式新能源接入给配电网运行带来了电压越限和网损增加等一系列问题。提出了一种基于多智能体强化学习的无模型电压控制策略,通过协调光伏逆变器、分布式储能和智能软开关以降低网损、消除电压越限。针对传统电压控制策略对配电网精确的模型参数依赖性强的问题,提出了基于高斯过程回归的潮流替代模型,通过多智能体与潮流替代模型交互实现无模型的离线训练和在线应用。同时提出了一种基于随机加权三重Q学习的多智能体深度强化学习算法,能够进一步降低柔性演员-评论家算法的高低估误差,提升算法探索能力和收敛结果。最后在IEEE33节点系统上的仿真结果,验证了所提方法在解决配电网分布式电压优化控制问题上的有效性。

关键词：深度强化学习电压控制智能软开关多智能体配电网高斯过程回归

不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2060-2071页

作者：高伟饶俊民全圣鑫郭谋发福州大学电气工程与自动化学院福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108

针对现有的剩余电流保护装置无法有效识别触电事故的问题,该文提出了一种不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法。首先通过变分自编码器(VAE)对实验收集到的生命体触电小样本数据进行增殖以实现正负样本均衡;然后在时... 详细信息

针对现有的剩余电流保护装置无法有效识别触电事故的问题,该文提出了一种不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法。首先通过变分自编码器(VAE)对实验收集到的生命体触电小样本数据进行增殖以实现正负样本均衡;然后在时域上提取能够反映波形动态变化特性的23个特征量,并利用高斯核Fisher判别分析(GKFDA)与最大信息系数(MIC)法从中选择最优表达特征组;最后,提出基于遗忘因子的在线顺序极限学习机(FOS-ELM)算法实现生命体触电行为的鉴别。实验结果表明,所提方法利用不均衡小样本触电数据集就可以训练出一个优秀的分类模型,诊断准确率可达98.75%,诊断时间仅为1.33 ms。其优良的性能结合在线增量式学习分类器设计,使得模型具备新知识学习能力,具有极好的工程应用前景。

关键词：剩余电流保护装置生命体触电故障多特征优化选择基于遗忘因子的在线顺序极限学习机(FOS-ELM) 不均衡小样本

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磁链闭环控制下接触器的优化设计方法

电工技术学报 2024年第10期39卷 3206-3217页

作者：汤龙飞姚林睿阳文蔚福州大学电气工程与自动化学院福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108

该文对接触器的优化设计进行研究,将磁链闭环控制引入接触器本体优化设计中,实现控制策略与本体优化设计的协同。首先,综合考虑接触器的外部漏磁和磁场分布特性,在三维有限元动态仿真的基础上构建改进的磁路模型,以实现磁路模型的参数... 详细信息

该文对接触器的优化设计进行研究,将磁链闭环控制引入接触器本体优化设计中,实现控制策略与本体优化设计的协同。首先,综合考虑接触器的外部漏磁和磁场分布特性,在三维有限元动态仿真的基础上构建改进的磁路模型,以实现磁路模型的参数化计算。然后,提出了一种改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与磁路模型相结合进行优化设计,以Pareto前沿个数判断种群进化进程,实现自适应遗传-差分混合进化策略,提高了多目标优化设计算法的全局收敛性和收敛速度。最后,将恒磁链闭环控制策略与多目标优化设计相结合,通过减小接触器的电磁惯性、机械惯性及提高控制磁通密度,来提高机构响应速度和磁性材料利用率,同时减小触头弹跳。仿真及实验验证了改进磁路模型及多目标优化设计方法的有效性。

关键词：接触器优化设计磁路法改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)

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单稳态永磁接触器集成化磁链闭环控制技术

中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4956-4965,I0030页

作者：汤龙飞郑兴新智能配电网装备福建省高校工程研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

鉴于单稳态永磁接触器现有的控制方案存在成本高、可靠性低且优化困难等缺陷,该文提出一种集成化磁链闭环控制方案。首先,将电机传动领域的专用集成功率芯片应用到单稳态永磁接触器的智能控制中,设计其集成驱动电路;在此基础上,采用磁... 详细信息

鉴于单稳态永磁接触器现有的控制方案存在成本高、可靠性低且优化困难等缺陷,该文提出一种集成化磁链闭环控制方案。首先,将电机传动领域的专用集成功率芯片应用到单稳态永磁接触器的智能控制中,设计其集成驱动电路;在此基础上,采用磁链闭环直接控制接触器的总磁链,在合闸过程中仅需设置一较小的恒定磁链参考值,即可实现自动弱磁,防止合闸末期永磁力过大造成严重的触头弹跳;在分闸过程中仅需设置总磁链参考值为0,即可使电磁磁链实时抵消永磁磁链,防止产生剩余吸力,造成分断速度降低,进而提高分闸性能。该文提出的方案既简化了单稳态永磁接触器硬件控制电路的设计,又降低了其优化控制的难度,对高性能永磁接触器的工程推广具有参考价值。

关键词：永磁接触器集成化驱动磁链闭环弱磁控制

分光型激光诱导磷光系统标定及气体温度场测量

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1062-1068页

作者：陈满福张彪李健许传龙大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心东南大学能源与环境学院南京210096

受光学系统和图像传感器的影响,分光型激光诱导磷光成像系统存在明显的空间响应不均匀性,导致磷光光谱强度比法无法获得准确的温度分布。针对此问题,基于最小二乘线性拟合原理,本文提出一种分光型激光诱导磷光成像系统响应空间不均匀的... 详细信息

受光学系统和图像传感器的影响,分光型激光诱导磷光成像系统存在明显的空间响应不均匀性,导致磷光光谱强度比法无法获得准确的温度分布。针对此问题,基于最小二乘线性拟合原理,本文提出一种分光型激光诱导磷光成像系统响应空间不均匀的校正方法,获得了系统的校正矩阵。进一步开展了磷光光谱强度比标定实验,建立了磷光光谱强度比与温度的关系。在此基础上,在室温环境下(热电偶参考温度26.34℃)开展了冷态气体射流的二维温度场测量实验研究。结果表明:系统校正前,平均温度测量结果为46.58℃,标准方差为15.18℃,相对误差为76.84%;系统校正后,平均温度测量结果为26.06℃,标准方差为1.83℃,相对误差为1.07%。证明了基于最小二乘线性拟合的空间不均匀校正方法,可显著改善分光型激光诱导磷光成像系统的空间响应不均匀性,提高温度测量准确度。

关键词：激光诱导磷光响应特性多点校正法强度比法温度场测量

不同容量下并网模式交流微电网短路故障早期检测与区域定位

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4353-4366,I0014页

作者：郑昕甘鸿浩智能配电网装备福建省高校工程研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高... 详细信息

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高尺度小波能量谱算法对微电网与大电网公共连接点(point of common coupling,PCC)处检测到的电流进行分解,提取适应不同容量情况的短路故障特征值,实现了不同容量下微电网短路故障的早期检测;利用小波能量谱特征结合基于正交最小二乘法(orthogonal least square,OLS)的径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络算法提出一种适用于不同容量微电网的短路故障区域定位方法,并进行仿真验证;在此基础上设计并网模式微电网短路故障保护硬件系统,并进行实验验证。结果表明,所设计的保护系统能够快速、准确地同时实现并网模式下交流微电网短路故障的早期检测与区域定位。

关键词：并网模式微电网短路故障小波能量谱正交最小二乘法(OLS) 径向基函数(RBF) 早期检测区域定位