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CrCoNi/AZ31镁基复合材料制备与表征综合实验

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实验技术与管理 2024年第7期41卷 186-191页

作者：周海萍阮奥琪张弘斌孙家文陈圣超山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

采用机械球磨与放电等离子烧结相结合的方法,制备了CrCoNi颗粒质量分数分别为2.5 wt%、5 wt%和10 wt%的CrCoNi/AZ31复合材料试样。采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行表征,并对复合材料的纵截面进行X射线衍射仪(XRD)分析。还对CoCrN... 详细信息

采用机械球磨与放电等离子烧结相结合的方法,制备了CrCoNi颗粒质量分数分别为2.5 wt%、5 wt%和10 wt%的CrCoNi/AZ31复合材料试样。采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行表征,并对复合材料的纵截面进行X射线衍射仪(XRD)分析。还对CoCrNi/AZ31复合材料进行了力学性能测试,研究了复合材料的硬度,测试了不同温度和应变速率下的屈服极限。该实验涉及粉末冶金、材料表征和力学性能等方面知识,综合性强,有助于培养学生的科研思维及综合运用所学知识的能力。

关键词：粉末冶金 CrCoNi/AZ31 力学性能压缩实验

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双有源桥串联谐振变换器的暂态过程与控制

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3189-3201,I0021页

作者：李卓蓝张宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074

基于移相控制的双有源桥串联谐振变换器(dual-bridge series resonant converter,DBSRC)在传输功率的快速调控过程中,移相角将发生较大的阶跃变化,导致谐振腔出现大幅度长时间的振荡过程,不仅严重恶化了变换器的动态性能,电路元件也会... 详细信息

基于移相控制的双有源桥串联谐振变换器(dual-bridge series resonant converter,DBSRC)在传输功率的快速调控过程中,移相角将发生较大的阶跃变化,导致谐振腔出现大幅度长时间的振荡过程,不仅严重恶化了变换器的动态性能,电路元件也会面临严重的过电压和过电流风险。该文首先基于基波分析法推导DBSRC暂态过程的通用计算模型,分析暂态过程中的振荡特性,精确估算暂态过程中的谐振电压峰值、谐振电流峰值以及暂态过渡时间,评估暂态过程中的过电压与过电流程度。基于暂态过程计算模型,提出一种振荡的抑制方法,使变换器在一个开关周期后能够到达新的稳定状态,有效地避免了过电压与过电流的风险,并且大幅改善了闭环控制的动态特性。最后,通过仿真与实验结果验证理论分析和所提出的控制方法。

关键词：双有源桥串联谐振变换器暂态过程暂态建模电压应力电流应力振荡抑制

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考虑铣削亚表层残余应力的GH4169疲劳寿命预测与分析

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机械科学与技术 2024年

作者：王峻晖张杭崔飞杰闫蓉彭芳瑜闫澳迪华中科技大学机械科学与工程学院华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

高温合金GH4169是典型的难加工材料，铣削后零部件的表面完整性直接影响其疲劳性能。本文考虑铣削工况下的亚表层残余应力分布，综合铣削表面加工硬化、表面形貌等参数修正了其疲劳寿命预测模型中的影响项，并分析了各项表面完整性指标... 详细信息

高温合金GH4169是典型的难加工材料，铣削后零部件的表面完整性直接影响其疲劳性能。本文考虑铣削工况下的亚表层残余应力分布，综合铣削表面加工硬化、表面形貌等参数修正了其疲劳寿命预测模型中的影响项，并分析了各项表面完整性指标对疲劳寿命的影响比例。实验结果表明，本文提出的考虑表面完整性影响项的预测模型可以较为精确地预测GH4169的疲劳寿命。在本文研究的铣削参数范围内，相较于表面形貌，亚表层残余应力和表面加工硬化对疲劳寿命的影响较大，并相互制约；铣削表面至最大残余压应力深度间的残余应力均值和表面残余应力表征的加工硬化可以共同反映疲劳寿命变化趋势。

关键词：高温合金GH4169 残余应力铣削表面完整性疲劳寿命

基于优选建模和深度置信网络的电压互感器误差定量评估方法

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电测与仪表 2024年第8期61卷 55-62,77页

作者：徐云武李红斌张传计华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑... 详细信息

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑建模数据中是否含有异常数据以及无法定量评估等问题。为此,文中提出了一种基于优选建模和深度置信网络的定量评估方法,该方法通过无监督聚类技术确定理想的建模数据集,并利用深度置信网络进行训练得到PT定量评估模型,进而对PT实时输出信号进行分析实现误差定量评估。实验表明,该方法可有效检测出建模数据中的异常数据,且准确监测0.2级PT的计量误差状态,实现在运PT计量性能的准确评估。

关键词：电压互感器建模数据异常检测优选建模深度置信网络定量评估

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直流电动机与控制系统创新实验设计

实验室研究与探索 2024年第3期43卷 46-50,67页

作者：易磊张蓉华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

传统电动机与自控实验多以电动机成品为实验对象,其结构封闭且参数未知,学生难以认知电动机并进行控制系统建模、分析与设计。因此提出设计直流电动机实验,完成电动机参数测量和建模分析,设计闭环调速控制系统,详细给出硬件电路和软件设... 详细信息

传统电动机与自控实验多以电动机成品为实验对象,其结构封闭且参数未知,学生难以认知电动机并进行控制系统建模、分析与设计。因此提出设计直流电动机实验,完成电动机参数测量和建模分析,设计闭环调速控制系统,详细给出硬件电路和软件设计,完成控制系统测试与分析。实验结果表明,所设计的直流电动机与控制系统创新实验可实现转速闭环控制,有助于培养学生科学探究能力。

关键词：电动机设计建模分析控制系统科学探究

基于网侧资源协调的自储能柔性互联配电系统日前-日内优化

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电工技术学报 2024年第3期39卷 758-773,923页

作者：李勇凌锋乔学博钟俊杰曹一家湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 南方电网科学研究院有限责任公司广州510663 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

为优化储能型智能软开关(E-SOP)、传统网侧调控设备的运行策略,提升高渗透率光伏配电网运行水平,提出了基于网侧资源协调的自储能柔性互联配电系统日前-日内优化模型。首先,提出了“源网荷储”下多种网侧资源协调利用的多时间尺度优化... 详细信息

为优化储能型智能软开关(E-SOP)、传统网侧调控设备的运行策略,提升高渗透率光伏配电网运行水平,提出了基于网侧资源协调的自储能柔性互联配电系统日前-日内优化模型。首先,提出了“源网荷储”下多种网侧资源协调利用的多时间尺度优化控制架构;其次,在日前阶段构建计及有载调压变压器、无功补偿装置、联络开关、E-SOP和柔性负荷的长时间有功-无功联合优化模型,在日内阶段建立多目标滚动优化模型,并采用线性化方法将模型转换为混合整数线性规划模型;然后,基于KL散度构建源荷不确定性模糊集,给出日前两阶段分布鲁棒优化模型转化过程和基于列与约束生成算法的求解方法;最后,算例仿真验证所提方法的有效性。

关键词：储能型智能软开关柔性互联配电系统分布鲁棒优化滚动优化日前-日内优化

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锂离子电池内部信号监测技术概述

储能科学与技术 2024年第4期13卷 1253-1265页

作者：王玉婷李秋桐胡一鸣郭新华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074

锂离子电池在便携式电子产品、储能电站和电动汽车等领域得到了广泛的应用。然而,在电池容量不断上升的同时,锂离子电池的热失控风险也在增加,进而带来安全问题。现有的电池管理系统通过监测电池表面温度以及端电压来判断电池的健康状... 详细信息

锂离子电池在便携式电子产品、储能电站和电动汽车等领域得到了广泛的应用。然而,在电池容量不断上升的同时,锂离子电池的热失控风险也在增加,进而带来安全问题。现有的电池管理系统通过监测电池表面温度以及端电压来判断电池的健康状况。但是研究发现由于电池组件的多层结构和较差的导热性,电池内部温度、气体等很难散发到外部,导致对电池表面温度等外部信号的监测存在时效性差的问题。因此人们尝试直接监测电池内部温度、压力、应变和气体等信号的变化情况,实现及时预警电池热失控,增强锂离子电池在不同应用场景下的安全性。本文在理解热失控机制的基础上,概述了可以监测电池内部信号的方法。总结了锂离子电池在发生热失控时涉及的一系列放热反应,及在这些反应过程中电池内部温度、压力和气体等信号的变化情况。对于能够直接监测电池内部信号的技术,主要介绍了电化学阻抗分析和内置传感器监测,为以后优化监测方法提供参考信息。其中,将传感器植入到电池内部在实际应用中具有良好的前景。为了进一步提高锂离子电池系统的安全性,本文还对未来可能的研究方向进行了展望。

关键词：锂离子电池热失控内部信号监测和预警

田间即时鲜烟叶SPAD值预测和成熟度识别方法

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计算机工程与应用 2024年第8期60卷 348-360页

作者：裴文灿孙光伟黄金国徐丁辉刘竞华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 湖北省烟草科学研究院武汉430030

成熟程度判定作为烟叶采收时的重要工作,需要满足即时性、科学性和准确性要求。目前烟叶成熟度识别实施存在测量仪器价格昂贵且操作繁琐,无法在田间推广使用;手机摄像头的内嵌图像处理算法干扰图像有效特征,田间复杂天气环境影响图像采... 详细信息

成熟程度判定作为烟叶采收时的重要工作,需要满足即时性、科学性和准确性要求。目前烟叶成熟度识别实施存在测量仪器价格昂贵且操作繁琐,无法在田间推广使用;手机摄像头的内嵌图像处理算法干扰图像有效特征,田间复杂天气环境影响图像采集一致性;现存识别算法忽略植物学领域信息,影响模型准确性和普适性等问题。据此提出一种低成本且有效的田间即时鲜烟叶SPAD值预测和成熟度识别方法,通过提高识别准确率保障烟叶后续调制质量。研发便携式拍摄装置,实现田间高质量图片采集;并以CX-26烟叶品种为研究对象,提出一种适配于田间烟叶图像的分割方法,通过提取图像目标区域特征数据,利用XGBoost算法依次搭建鲜烟叶SPAD值预测模型和成熟度识别模型。提出两个模型的集成思路,集成模型能够利用SPAD值和成熟度的强相关关系,通过预测SPAD值提高成熟度识别准确性。该方法在各项评价指标中均表现优秀,其中SPAD值预测平均误差为0.4703,成熟度识别宏F1-Score为95.27%。研发手机APP完成拍摄装置和云端模型之间烟叶图像和预测结果的传输,实现在田间对烟叶成熟程度快速、客观、准确的即时预测。该成果可为田间农作物精准采收提供有效技术支持。

关键词：烟叶成熟度 SPAD值机器学习图像特征即时预测

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三头挤出成形氧化铝基陶瓷制件的精度研究

中国机械工程 2024年

作者：彭子伟王寅成杨力樊自田华中科技大学材料科学与工程学院

本文在自主构建的三头分层挤出成形装备的基础上，主要研究了单头挤出时挤出头直径d、挤出头移动速度Vs、挤出层高h对成形的氧化铝基陶瓷表面粗糙度及尺寸精度的影响；然后研究了双头和三头协同挤出时陶瓷坯体试样的配合精度。实验结果... 详细信息

本文在自主构建的三头分层挤出成形装备的基础上，主要研究了单头挤出时挤出头直径d、挤出头移动速度Vs、挤出层高h对成形的氧化铝基陶瓷表面粗糙度及尺寸精度的影响；然后研究了双头和三头协同挤出时陶瓷坯体试样的配合精度。实验结果表明：单头挤出时，d为0.41 mm，Vs为10 mm/s，h/d为85% 时，陶瓷侧表面尺寸粗糙度较低为24.423μm，尺寸偏差最小为+0.67%；双头协同挤出成形时，双头定位配合误差为+ 1.03%，侧表面尺寸粗糙度为30.671 μm；三头协同挤出成形时，三头定位配合误差为+ 1.15%，侧表面尺寸粗糙度为30.671 μm；最后，采用双头与三头挤出成形工艺方法制备出氧化铝基陶瓷试样，验证了多头多材料协同挤出的可行性。

关键词：三头挤出成形氧化铝基陶瓷多头协同多材料精度