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柔性铰接板振动视觉测量与小波神经网络控制

光学精密工程 2024年第7期32卷 998-1010页

作者：邱志成刘一鸿李旻华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

为了解决航天器上用于供能的太阳帆板类柔性薄板结构的振动问题,针对一种移动柔性铰接板系统构建了双目视觉系统的振动测控实验平台,采用双目立体视觉方法来检测振动,并设计了自回归小波神经网络控制器(Self-Recurrent Wavelet Neural N... 详细信息

为了解决航天器上用于供能的太阳帆板类柔性薄板结构的振动问题,针对一种移动柔性铰接板系统构建了双目视觉系统的振动测控实验平台,采用双目立体视觉方法来检测振动,并设计了自回归小波神经网络控制器(Self-Recurrent Wavelet Neural Network Controller,SRWNNC)来抑制振动。对双目视觉系统进行了标定,基于视差原理和图像处理算法,通过解算标志点的三维坐标来获取振动信号。建立了系统的有限元模型,并通过辨识得到校正后的系统模型参数。基于辨识得到的模型在仿真环境中训练SRWNNC,用于实验系统的振动主动控制。分别针对移动柔性铰接板系统固定基座和平移轨迹运动两种情况,进行了双目视觉振动检测和振动控制仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,双目视觉传感器对振动信号的检测精度小于0.1 mm,SRWNNC也展现出比大增益PD控制器更好的抑振效果,验证了双目视觉振动检测和SRWNNC抑制振动的准确性和有效性。

关键词：双目视觉移动柔性铰接板自回归小波神经网络振动抑制

基于多尺度特征融合与多任务学习框架的非侵入式负荷监测方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2074-2083,I0072页

作者：陈嘉伟季天瑶梅广刘紫罡华南理工大学电力学院广东省广州市510641

随着建筑物能源消耗的不断升高,高精度与高泛化能力的非侵入式负荷监测技术的研究具有重大意义。针对当前负荷分解方法存在的问题,提出了一种基于多尺度特征融合与多任务学习框架的非侵入式负荷监测方法。将实例-批归一化网络与U形网络... 详细信息

随着建筑物能源消耗的不断升高,高精度与高泛化能力的非侵入式负荷监测技术的研究具有重大意义。针对当前负荷分解方法存在的问题,提出了一种基于多尺度特征融合与多任务学习框架的非侵入式负荷监测方法。将实例-批归一化网络与U形网络结合,提取总负荷数据的上下文信息,并利用跨越连接实现对不同尺度的细节特征与全局特征的融合。针对多特征特点,引入高效通道注意力网络,使模型聚焦重要特征。引入多任务学习框架与后处理操作,去除输出的假阳性片段,实现对目标电器的精准识别。将所提模型与几种代表性模型在UK-DALE(UK domestic appliance-level electricity)数据集与REDD(reference energy disaggregation data set)上进行对比实验,结果表明,所提模型的性能优于对比模型,具有出色的负荷分解能力与状态识别能力。

关键词：非侵入式负荷监测实例-批归一化网络多尺度特征融合高效通道注意力网络多任务学习

水污染达峰后元素比例失衡引发的新环境风险:以广东沿海为例

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环境科学学报 2024年第5期44卷 138-148页

作者：黄华关翔鸿成晓倩吴宇伦何旭光吴海珍邱光磊韦朝海华南理工大学环境与能源学院广州510006 华南理工大学生物科学与工程学院广州510006

针对人类活动和环境变化对水质可能带来的影响,本研究收集了广东省沿海城市群入海口水质监测数据,分析了近岸环境的营养元素化学计量及微量元素浓度时空变化的趋势;通过综合污染指数法,评估了2015—2022年间的生态风险演变,利用相关性... 详细信息

针对人类活动和环境变化对水质可能带来的影响,本研究收集了广东省沿海城市群入海口水质监测数据,分析了近岸环境的营养元素化学计量及微量元素浓度时空变化的趋势;通过综合污染指数法,评估了2015—2022年间的生态风险演变,利用相关性分析与相关网络分析解析了近岸水环境演变过程中水溶液性质群集间的关联及聚集,最后通过主成分分析揭示了驱动水溶液性质相互作用的关键影响因素.结果表明:广东省河口水体的主要污染物指标在浓度上受到了控制,但B/C、C/N和C/P比值等逐步偏离其自然本底比值,导致水体的微生物能量利用、营养物质固定和元素矿化效率受阻,水质特征不利于进一步的自然利用,干预了水生态的自净化机制与能力;在气候变化影响下的元素比例失衡、限制性元素匮乏等因素将会限制水体的功能发挥,从而引发新的环境风险.由相关性分析和主成分分析可知,亲和组分浓度受多种效应相近的物理化学作用而产生群集效应,由此构建了复杂的元素耦合体系.生态条件和水文环境的快速变化动摇了元素间的比例链条,因此,需建立排放尾水-河流-入海口-海洋联通的水溶液性质的信息反馈,未来的水环境管理应综合考虑水文特征、污染物总量和元素比例阈值.

关键词：近岸环境营养盐重金属生态风险水溶液性质

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3D打印速度对铸造蜡成型翘曲变形的影响

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 81-88页

作者：莫海军梁道明林晨彬刘翔华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

通过快速模具制造可打印熔模铸造用的蜡模,缩短生产周期,提高生产效率。但在实际成型过程中,由于制件不同位置的温度分布不均,会造成内应力差异,导致制件翘曲变形,进而对制件的成型质量产生较大的影响;而且,受3D打印速度和沉积层数等成... 详细信息

通过快速模具制造可打印熔模铸造用的蜡模,缩短生产周期,提高生产效率。但在实际成型过程中,由于制件不同位置的温度分布不均,会造成内应力差异,导致制件翘曲变形,进而对制件的成型质量产生较大的影响;而且,受3D打印速度和沉积层数等成型参数的制约,较难在降低制件翘曲变形程度的同时提高成型效率。有鉴于此,文中通过建立成型制件翘曲变形的数学模型,并结合实验设计与数学计算等方法,探究打印速度对铸造蜡直写成型翘曲变形程度与打印效率的影响机制。实验结果显示:在一定打印速度下,试样翘曲值随沉积层数的增加而减小,且随着打印速度的不断增加翘曲值逐渐变大;成型打印速度越高,不同试样的打印耗时越接近于某一稳定值,表明打印速度对成型效率的影响随打印速度的增加而降低。文中还通过对成型翘曲变形和打印效率分别赋予权重系数,建立了表面轮廓最佳打印速度连续函数模型,并验证了模型的有效性。研究结果表明,基于铸造蜡成型翘曲变形建立的最佳打印速度连续函数模型可在降低翘曲变形的同时提高打印效率。

关键词：熔模铸造翘曲变形 3D打印速度权重系数函数模型

SLM制备Ti6Al4V合金表层组织的均质化及腐蚀行为研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 2991-3001页

作者：郑志军张文韬华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

采用激光选区熔化(SLM)增材制造工艺制备致密度为97.5%的Ti6Al4V合金,并利用高能喷丸与退火处理复合工艺对垂直建造方向的XOY面及平行建造方向的XOZ面进行均质化处理,然后对原始打印件、喷丸处理以及喷丸+退火处理的3种状态的试样进行... 详细信息

采用激光选区熔化(SLM)增材制造工艺制备致密度为97.5%的Ti6Al4V合金,并利用高能喷丸与退火处理复合工艺对垂直建造方向的XOY面及平行建造方向的XOZ面进行均质化处理,然后对原始打印件、喷丸处理以及喷丸+退火处理的3种状态的试样进行电化学性能测试。研究结果表明:经喷丸处理后,原始打印件XOY面和XOZ面的组织趋于均质化,同时组织明显细化;喷丸既不改变衍射峰的位置,也不产生新的衍射峰,但可使衍射峰宽化;对于喷丸后经不同温度退火处理的样品,随退火温度的升高,XOY面和XOZ面的晶粒逐渐长大,在780℃退火后,二者均可获得α+β双相组织。对于原始打印件,XOY面和XOZ面的电化学腐蚀行为存在明显的差异,其中,XOY面的腐蚀倾向更小,耐蚀性能更优。经喷丸+退火处理后,这种差异明显减小,同时耐蚀性能进一步提高,经综合考虑可得喷丸+780℃退火为最佳工艺。

关键词：激光选区熔化 Ti6Al4V合金喷丸组织各向异性

Sm掺杂量对Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)弛豫铁电体场诱应变温度稳定性的影响

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 2900-2906页

作者：袁欢凌志远华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)弛豫铁电材料因场诱应变大且滞后小而成为制备微位移致动器的优选材料,然而场诱应变的温度依赖性阻碍了其进一步发展。针对这一问题,以两步氧化物固相反应法制备了不同Sm掺杂量的PMN-0.32P... 详细信息

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)弛豫铁电材料因场诱应变大且滞后小而成为制备微位移致动器的优选材料,然而场诱应变的温度依赖性阻碍了其进一步发展。针对这一问题,以两步氧化物固相反应法制备了不同Sm掺杂量的PMN-0.32PT陶瓷,研究了掺杂量对场诱应变温度稳定性的影响。结果表明,Sm^(3+)的掺入打破了晶格的长程有序,增大了微区化学成分的不均匀性,宏观上表现出强烈的介电频率色散,大量纳米畴及极性纳米区域的出现使样品展现出大场诱应变和高温度稳定性。受PMN弥散相变影响,温度低于-15℃场诱应变很小,高于-15℃场诱应变迅速增大。在1 kV/mm单向电场驱动下,x=0.040样品的径向场诱应变在-10~+50℃间高达4.2×10^(-4),变化率小于3.8%,滞后小于13.1%,展现出良好的应用前景。

关键词：弛豫铁电体铌镁酸铅-钛酸铅场诱应变温度稳定性钐掺杂

能源系统低碳转型背景下的混合电力市场体系结构与设计

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 24-36页

作者：荆朝霞李煜鹏赵昱宣刘肇熙华南理工大学电力学院广东省广州市510640

能源系统低碳转型的背景下,各国电力市场的运行面临多方面的政策边界,为解决政府如何干预市场以实现多维目标的问题,在以两阶段市场竞争理论为核心的混合电力市场的基础上,结合电力市场体系中政府与市场的驱动关系,对混合电力市场展开... 详细信息

能源系统低碳转型的背景下,各国电力市场的运行面临多方面的政策边界,为解决政府如何干预市场以实现多维目标的问题,在以两阶段市场竞争理论为核心的混合电力市场的基础上,结合电力市场体系中政府与市场的驱动关系,对混合电力市场展开进一步研究。首先,对传统电力市场的均衡原理和面临的挑战进行了深入分析,并对电力市场中政府干预市场的原因进行分类讨论,包括外部性、市场体系不完善、市场机制不完善、市场竞争不完美等。然后,结合两阶段市场竞争理论对混合电力市场基本结构的意义和面临的挑战进行讨论。在此基础上,提出了包括短期和长期、市场和政府的两维四模块的混合电力市场扩展结构,并对其设计的关键步骤和内容进行了分析。最后,结合中国电力市场建设存在的问题,对混合电力市场中政府干预方式的设计进行了讨论。

关键词：低碳转型能源系统电力市场政府干预市场失灵政府授权合约

相分离结构与电场协同作用下微细通道流动沸腾传热

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高校化学工程学报 2024年第2期38卷 195-208页

作者：罗小平李晓婷杨书斌华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

为研究相分离结构与电场协同作用下微细通道内流动沸腾传热特性,以质量分数为30%的甘油水溶液为试验工质,在入口温度为70℃、质量流率为121.25 kg·m^(-2)·s^(-1)、热流密度为90.31~151.23 k W·m^(-2)的工况下,针对0、800、1 600 V不... 详细信息

为研究相分离结构与电场协同作用下微细通道内流动沸腾传热特性,以质量分数为30%的甘油水溶液为试验工质,在入口温度为70℃、质量流率为121.25 kg·m^(-2)·s^(-1)、热流密度为90.31~151.23 k W·m^(-2)的工况下,针对0、800、1 600 V不均匀电场,在截面为2 mm×2 mm的不同相分离结构逆流微细通道内开展流动沸腾试验,研究不同电场和不同相分离结构协同作用下微细通道内局部饱和沸腾传热系数及影响规律,结合可视化结果分析相分离结构与电场协同作用下受限气泡长径比变化以及强化机理。利用平均传热综合性能评价指标评估相分离结构与电场协同作用下微细通道的传热综合性能。结果表明,相较于无电场无相分离结构,相分离结构与电场协同作用下,局部饱和沸腾传热系数和受限气泡单位时间长径比变化比率ζ分别最大提高了61.22%、605.5%;平均传热综合性能评价指标最高可达1.50。

关键词：微细通道相分离结构电场流动沸腾可视化

基于双边输电费和责权一致原则的输电管理方案

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电力系统自动化 2024年第14期48卷 69-78页

作者：荆朝霞吴冕许玉婷赵昱宣华南理工大学电力学院广东省广州市510641

包括输电定价、阻塞管理、输电权交易等在内的输电管理方案是促进电力市场公平竞争和保障输电成本足额回收的重要手段。新型电力系统下,输电管理问题面临多个方面的挑战,包括是否和如何将一部分输电成本分摊给发电侧市场主体以引导可再... 详细信息

包括输电定价、阻塞管理、输电权交易等在内的输电管理方案是促进电力市场公平竞争和保障输电成本足额回收的重要手段。新型电力系统下,输电管理问题面临多个方面的挑战,包括是否和如何将一部分输电成本分摊给发电侧市场主体以引导可再生能源发电的投资选址,如何建立责权一致的输电管理方案,使得输电用户获得的相关权利与缴纳的输电费一致,以更好地引导发电和输电系统的协同规划。文中结合英国、欧洲、美国和中国输电管理方面的主要特点,并考虑多年、年、月、日等不同时间维度的输电服务交易,设计了一种基于双边输电费,按责权一致原则进行输电权分配的输电管理一揽子方案,包括规划阶段和运行阶段的输电定价、输电权分配、与电能量市场协调等方面内容。采用4节点系统和IEEE 30节点系统算例,验证了所提基于双边输电费和责权一致原则的输电管理方案能有效引导不同用户在电网中的选址投资,并实现全系统的最优规划。

关键词：电力市场输电管理输电权输电定价源流分析