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基于bang-bang控制平滑正则化的动力制动轨迹优化

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海军工程大学学报 2024年

作者：李京琪郑宇锋刘磊王博樊慧津华中科技大学多谱信息处理技术国家级重点实验室海军工程大学电磁能技术全国重点实验室

针对行星定点软着陆实时在线制导的任务需求，结合行星着陆轨迹优化技术在动力学特征、约束条件、不确定环境方面的特点，以燃料最优为性能指标，提出了一种平滑正则化处理不连续切换点的方法。而以燃料最优为性能指标的着陆问题，其推... 详细信息

针对行星定点软着陆实时在线制导的任务需求，结合行星着陆轨迹优化技术在动力学特征、约束条件、不确定环境方面的特点，以燃料最优为性能指标，提出了一种平滑正则化处理不连续切换点的方法。而以燃料最优为性能指标的着陆问题，其推力或推力加速度大小为最多切换两次的bang-bang控制，用间接法将其转化为一个两点边值问题会带来对初值敏感、算法复杂度高且依赖于导数的数值算法无法求解的问题。为此，对比了以末端高度为性能指标的气动制动和以燃料最优为性能指标的动力制动，对动力制动中的推力bang-bang控制问题，通过对切换函数的分析将其控制形式分解为3种情形，进而引入偏差参数，对bang-bang控制的不连续切换点进行平滑处理，使其转化为可以直接用数值算法求解的连续可导函数，并通过数值仿真验证了该方法的可靠性、快速性和精确性。结果表明：相较于直接法中的伪谱法，该方法对初始值不敏感，降低了算法复杂度，收敛性好且终端误差较小，解决了模型对初始值敏感、数值算法无法直接求解bang-bang控制的难题。

关键词：轨迹优化间接法 bang-bang控制平滑正则化

基于原位红外PCMW2D和2D-COS研究碱/碱土金属对纤维素热解的影响

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 576-587页

作者：杜思洁刘虎平杨晓莉俞云华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430000

碱/碱土金属催化纤维素热解过程已经受到广泛关注,本文利用原位红外光谱测试手段,引入移动窗口二维相关光谱(PCMW2D),并结合2D-COS分析方法研究了NaCl和MgCl_(2)对纤维素热解过程中焦表面官能团的影响情况,将热解反应分成脱挥发的物理... 详细信息

碱/碱土金属催化纤维素热解过程已经受到广泛关注,本文利用原位红外光谱测试手段,引入移动窗口二维相关光谱(PCMW2D),并结合2D-COS分析方法研究了NaCl和MgCl_(2)对纤维素热解过程中焦表面官能团的影响情况,将热解反应分成脱挥发的物理过程和化学反应过程,分析了不同官能团随温度演变情况。结果发现两种盐会破坏O(2)H···O(6)氢键结构,降低反应起始温度;NaCl通过促进开环起到催化作用,而MgCl_(2)则通过促进分子内脱水影响热解过程。

关键词：纤维素热解碱金属 PCMW2D 2D-COS

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基于多模型的体系架构迭代设计方法

系统仿真学报 2024年

作者：赵雪梦任天助方哲梅华中科技大学人工智能与自动化学院北京宇航系统工程研究所华中科技大学多谱信息处理技术国家级重点实验室

体系架构是复杂作战体系的设计蓝图，是提升体系互操作能力的基本保障。基于国防部体系架构框架（Department of Defense Architecture Framework，DoDAF）的视图模型存在动态特性表达困难、决策分析支持缺乏等问题，导致架构模型设计... 详细信息

体系架构是复杂作战体系的设计蓝图，是提升体系互操作能力的基本保障。基于国防部体系架构框架（Department of Defense Architecture Framework，DoDAF）的视图模型存在动态特性表达困难、决策分析支持缺乏等问题，导致架构模型设计始终难以落地。为此，提出一套体系架构集成迭代设计方法，以DoDAF视图模型从多视角整合和表达作战相关信息，以ExtendSim可执行模型模拟作战体系架构在多场景下的涌现行为和动态特性，以决策模型通过多目标决策规则对架构方案进行量化分析和选择，最终形成“视图-仿真-决策-迭代”的体系架构集成迭代设计方法，并明确架构模型设计流程与模型间数据交互路径。该方法在某反潜作战体系示例中验证了其可行性。

关键词：作战体系体系架构国防部体系架构框架可执行模型迭代设计

基于时域动态过程的变速抽蓄机组外部故障短路电流计算方法

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 172-179页

作者：卢庆辉乔健尹项根刘之畅王义凯朱凌进毛冀龙华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

变速抽蓄机组(VSPSU)采用特殊的交流励磁结构及控制方式,导致其外部故障短路特性与常规定速机组相比差异巨大。为此,提出了一种基于时域动态过程的外部故障短路电流计算方法。根据VSPSU外部故障下的励磁及控制特点,将外部故障下的VSPSU... 详细信息

变速抽蓄机组(VSPSU)采用特殊的交流励磁结构及控制方式,导致其外部故障短路特性与常规定速机组相比差异巨大。为此,提出了一种基于时域动态过程的外部故障短路电流计算方法。根据VSPSU外部故障下的励磁及控制特点,将外部故障下的VSPSU分为持续励磁和跨接器动作这2种情况,并基于空间矢量分析分别建立2种情况下的时域动态电路模型。在此基础上,结合2种情况的过渡边界条件和定子磁链动态特性推导得到VSPSU外部故障短路电流的解析表达式。与PSCAD/EMTDC仿真结果的对比表明,所提出的VSPSU外部故障短路电流计算方法具有较高的准确性及实用价值,能满足变速抽水蓄能电站一次设备选型以及继电保护等工作的需要。

关键词：变速抽蓄机组外部故障短路电流跨接器动态电路

电弧微铸锻复合增材制造GH4169D高温合金的显微组织与力学性能

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金属学报 2024年第5期60卷 681-690页

作者：曾立王桂兰张海鸥翟文正张勇张明波华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 中国航发北京航空材料研究院北京100095

GH4169D合金作为一种新型的高力学性能和高稳定性的镍基高温合金,在用于制造高性能复杂结构零件方面具有巨大应用价值,但该合金在电弧增材制造中表现出柱状晶粗大、力学性能各向异性等问题。本工作采用电弧微铸锻复合增材制造(hybrid ar... 详细信息

GH4169D合金作为一种新型的高力学性能和高稳定性的镍基高温合金,在用于制造高性能复杂结构零件方面具有巨大应用价值,但该合金在电弧增材制造中表现出柱状晶粗大、力学性能各向异性等问题。本工作采用电弧微铸锻复合增材制造(hybrid arc and micro-rolling additive manufacturing,HARAM)技术成形GH4169D高温合金试块,并制定多种热处理制度对所成形的试块进行热处理。运用OM、SEM、EBSD、EDS、XRD、TEM等手段以及室温拉伸实验对合金的微观组织和力学性能进行观测和分析,并与常规电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)方法成形的GH4169D合金进行对比。结果表明,HARAM技术中同步轧制的“微锻”作用能有效地使合金原本粗大的柱状晶发生“破碎”。与常规WAAM方法相比,采用HARAM技术所成形合金的室温抗拉强度提高(X向提高48 MPa,Z向提高90 MPa),力学性能的各向异性得到有效抑制。均匀化+固溶+双时效热处理有效消除了HARAM技术成形合金中的Laves偏析相,并促进受“微锻”作用的合金组织发生再结晶,使晶粒比未热处理时更为细小均匀,合金的综合力学性能达到最优(抗拉强度和断后延伸率X向为1366 MPa和25.0%,Z向为1354 MPa和24.6%)。

关键词：增材制造电弧微铸锻 GH4169D高温合金热处理显微组织力学性能

Mn/TiO_(2)低温SCR催化剂钾中毒机理研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 195-205页

作者：方鼎立张成李君臣谭鹏马仑方庆艳陈刚华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

Mn/TiO_(2)具有良好的低温NH3选择性催化还原NOx(SCR)的活性。烟气中存在的碱金属会从物理和化学上毒害催化剂导致Mn/TiO_(2)催化剂中毒失活。论文以暴露{101}面TiO_(2)为载体制备Mn/TiO_(2)催化剂,采用浸渍法制备K中毒催化剂,研究了Mn/... 详细信息

Mn/TiO_(2)具有良好的低温NH3选择性催化还原NOx(SCR)的活性。烟气中存在的碱金属会从物理和化学上毒害催化剂导致Mn/TiO_(2)催化剂中毒失活。论文以暴露{101}面TiO_(2)为载体制备Mn/TiO_(2)催化剂,采用浸渍法制备K中毒催化剂,研究了Mn/TiO_(2)低温SCR催化剂钾中毒机理。实验发现,Mn/TiO_(2)催化剂脱硝效率随K中毒浓度增加而减少;新鲜Mn/TiO_(2)催化剂表面NH3-SCR反应由E-R和L-H机理共同控制;K吸附会导致催化剂比表面积降低,催化剂表面Mn4+、化学吸附氧比例降低,表面酸性位点数量减少,导致脱硝活性降低;同时K更易吸附在Mn顶位以及桥接O位附近,导致NO的吸附活化受到严重遏制,同时削弱NH3的吸附,使得L-H机理受到阻断,只能以E-R机理控制为主。

关键词：低温SCR Mn/TiO_(2) 钾中毒催化剂

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基于变电站高频滤波边界特性的配电网线模行波选线方法

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2072-2088页

作者：吴宇奇李正天林湘宁黄梓欣黎钊华中科技大学(强电磁技术全国重点实验室) 武汉430074

受母线并联电容器对于线模行波的高频滤波作用的启发,该文跳出基于零模行波设计选线方法的视角,提出利用变电站边界特性的配电网线模行波选线方法。首先,研究证实了电子式电压互感器、金属氧化物避雷器与母线其余设备杂散电容共同组成... 详细信息

受母线并联电容器对于线模行波的高频滤波作用的启发,该文跳出基于零模行波设计选线方法的视角,提出利用变电站边界特性的配电网线模行波选线方法。首先,研究证实了电子式电压互感器、金属氧化物避雷器与母线其余设备杂散电容共同组成的智能变电站线路边界具备强健的高频滤波特性,其对于线模行波的折射衰减作用为后续选线方法的设计奠定了基础;然后,基于健全线路与故障线路上线模行波高频瞬时能量的差异构造了选线新判据,其在高阻故障与小相角接地故障等工况下具备较高的灵敏度;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提选线方法的有效性、灵敏性与可靠性,该方法以线模行波作为所选模量,为故障选线问题的解决提供了全新的思路。

关键词：配电网故障选线线模行波边界特性高频瞬时能量

基于稳定流形法的构网型逆变器暂态稳定性分析

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高电压技术 2024年第8期50卷 3705-3714页

作者：白晨曦何汰航李夏岩陈昌松段善旭华中科技大学强电磁技术全国重点实验室武汉430074

具有电流限幅环节的构网型逆变器在实际运行中,会出现类似于同步发电机功角失步的暂态稳定性问题。为了正确地判断构网型逆变器在大扰动故障下是否发生暂态失稳,需要使用准确的暂态稳定边界。因此,针对构网型逆变器单机并网系统,提出了... 详细信息

具有电流限幅环节的构网型逆变器在实际运行中,会出现类似于同步发电机功角失步的暂态稳定性问题。为了正确地判断构网型逆变器在大扰动故障下是否发生暂态失稳,需要使用准确的暂态稳定边界。因此,针对构网型逆变器单机并网系统,提出了一种基于稳定流形法的暂态稳定边界描述方法,建立了包含功角与角频率信息的稳定区域,旨在准确地判断具有电流限幅环节的构网型逆变器在电网电压发生大幅扰动后是否失稳,并将该稳定边界应用于分析系统参数对暂态稳定性的影响,同时给出对应的临界切除时间。最后,通过单级式逆变器实验平台验证了暂态稳定边界的准确性和理论分析的正确性。

关键词：构网型逆变器暂态稳定稳定流形电流限幅临界切除时间

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无刷双馈电机研究综述与展望

电工技术学报 2024年第2期39卷 397-422页

作者：于克训陈曦谢贤飞赵探探潘卫东强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 武汉430074

无刷双馈电机具有结构可靠、变频器容量小等优势,非常适合灵活运行于防爆、易燃等特殊或极端工况,近年来受到广泛关注。该文根据无刷双馈电机的基本工作原理,明确了该类电机的命名原则与规范名称;总结了现有定转子方案的结构及性能特点... 详细信息

无刷双馈电机具有结构可靠、变频器容量小等优势,非常适合灵活运行于防爆、易燃等特殊或极端工况,近年来受到广泛关注。该文根据无刷双馈电机的基本工作原理,明确了该类电机的命名原则与规范名称;总结了现有定转子方案的结构及性能特点,综合考虑性能指标与结构工艺,提出了转子双套绕组的发展方向;梳理了无刷双馈电机的稳态等效电路模型及基于各类数学模型的优化设计方法,针对现存难以完整考虑不同转速工况性能的不足,阐明了利用新型同步-异步相串联等效电路进行优化设计的思路;对比分析了经典及新近出现的无刷双馈电机控制系统拓扑和控制策略特点,面向典型电动、发电工况建立了完整的电机及控制系统。最后,对无刷双馈电机的上述理论研究问题及工业应用的发展方向进行了总结阐述,为该类电机的深入研究及加快推广应用提供参考和指导。

关键词：无刷双馈电机命名原则定转子方案等效电路优化设计控制系统

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