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边-云协同下智能制造单元作业的数字孪生任务调度方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 137-152页

作者：王跃飞王超许于涛孙睿肖锴王凯林合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学安全关键工业测控技术教育部工程研究中心合肥230009

智能制造单元作业数字孪生任务的高保真建模和调度优化是智能制造系统实现的关键问题之一。针对该问题,提出一种边-云协同下智能制造单元作业数字孪生任务的调度方法。基于智能制造系统端-边-云架构的虚拟现实交互框架,提出智能制造单... 详细信息

智能制造单元作业数字孪生任务的高保真建模和调度优化是智能制造系统实现的关键问题之一。针对该问题,提出一种边-云协同下智能制造单元作业数字孪生任务的调度方法。基于智能制造系统端-边-云架构的虚拟现实交互框架,提出智能制造单元作业与数字孪生任务的映射方法,建立作业数字孪生任务调度的问题模型。考虑智能制造系统虚拟现实交互的快速响应性和偏差问题,提出一种基于端-边-云协同的数字孪生任务混合重调度策略。针对作业数字孪生任务调度的优化目标,设计环境自适应多因子优化遗传算法(Environmental adaptive multi-factor optimization genetic algorithm,EAMO-GA)。试验数据表明,EAMO-GA算法满足结果正确性验证,并且其有效性和收敛性都优于其他算法,可满足大规模、并行式数字孪生任务的调度场景需求。

关键词：智能制造单元数字孪生端-边-云协同遗传算法

计及风电PSS与PLL耦合对功角振荡影响的DFIG控制参数协调优化

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高电压技术 2024年第4期50卷 1571-1582,I0035页

作者：李生虎齐楠夏伟健新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 合肥230009 合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)装设电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS),有助于抑制同步发电机间功角振荡,但抑制效果受DFIG锁相环(phase-locked loop,PLL)跟踪误差影响。考虑PSS与PLL耦合特性对功角振荡的影响,提出改善振荡抑制效果的DFIG控制参数协调优化算法。首先基于DFIG有功控制的分解等效结构绘制DFIG-PSS与锁相误差的耦合路径,提出耦合特性解析表达。然后建立耦合解析表达对控制参数的轨迹灵敏度向量,以向量2-范数之比定义耦合强度,量化耦合特性对功角振荡的影响程度。最后基于耦合强度指标,提出带有PLL参数动态不等式约束的多步优化模型,以协调DFIG控制参数取值,提高并网系统对功角振荡的抑制效果。仿真结果证实了耦合特性对功角振荡的影响,验证了所提协调优化算法的有效性。

关键词：功角振荡双馈感应发电机电力系统稳定器锁相环耦合特性多步协调优化

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专业学位研究生实践创新能力培养模式的探索与实践

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学位与研究生教育 2024年第4期 23-29页

作者：黄飞刘心报吴红斌解光军王磊季斌合肥工业大学学位管理处合肥230009 合肥工业大学专业学位研究生教育办公室合肥230009 合肥工业大学合肥230009 合肥工业大学学科建设与评估处合肥230009 合肥工业大学微电子学院合肥230009 合肥工业大学出版社合肥230009 合肥工业大学研究生院学科建设与发展科合肥230009

专业学位研究生教育是培养高层次应用型人才的主渠道,是主动服务创新型国家建设的重要路径,办好专业学位研究生教育是新时代研究生教育改革发展的战略重点,对建设教育强国、科技强国和人才强国具有重大意义。针对专业学位研究生培养中... 详细信息

专业学位研究生教育是培养高层次应用型人才的主渠道,是主动服务创新型国家建设的重要路径,办好专业学位研究生教育是新时代研究生教育改革发展的战略重点,对建设教育强国、科技强国和人才强国具有重大意义。针对专业学位研究生培养中存在的问题,合肥工业大学以培养研究生实践创新能力为核心目标,探索面向国家重大战略需求的“两融合、三并用、六协同”专业学位研究生实践创新能力培养新模式,取得了较好的成效,为深化专业学位研究生教育改革提供了有益的参考。

关键词：专业学位研究生教育实践创新能力培养模式改革

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基于三维数字图像相关法的刚体位姿估计

光学学报 2024年第8期44卷 106-114页

作者：王永红陈婉琳侯冰菲王标合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学测量理论与精密仪器安徽省重点实验室安徽合肥230009

针对传统位姿测量的不足,提出了一种基于三维数字图像相关(3D-DIC)法的空间刚体位姿估计方法,该方法利用双目相机拍摄待测物运动前后的图像序列,通过3D-DIC方法进行匹配计算,获得待测物运动前后的全场坐标信息,选择计算点坐标后对其进... 详细信息

针对传统位姿测量的不足,提出了一种基于三维数字图像相关(3D-DIC)法的空间刚体位姿估计方法,该方法利用双目相机拍摄待测物运动前后的图像序列,通过3D-DIC方法进行匹配计算,获得待测物运动前后的全场坐标信息,选择计算点坐标后对其进行奇异值分解,求得位姿参数。针对3D-DIC在测量大旋转时误差较大的情况,提出了一种增加中间图像的匹配计算方法。通过平移自由度和旋转自由度的实验验证,本文方法可实现空间刚体多个位姿参数的测量,三个平移自由度的测量误差均小于0.07 mm,测量角度小于10°时,偏航角和滚转角的测量误差均小于0.2°。

关键词：测量数字图像相关法位姿估计六自由度

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考虑源荷不确定性的能量枢纽负荷优化调度

系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2227-2246页

作者：李浩斌陆信辉周开乐杨善林合肥工业大学管理学院合肥230009 过程优化与智能决策教育部重点实验室合肥230009 能源环境智慧管理与绿色低碳发展安徽省哲学社会科学重点实验室合肥工业大学合肥230009

能源互联网的快速发展使得传统的能源系统向多种能源高度耦合的综合能源系统转型,综合能源系统有助于促进可再生能源消纳、提高能源利用效率、缓解环境污染.能量枢纽作为综合能源系统规划和运行的重要建模工具与分析框架,自提出以来一... 详细信息

能源互联网的快速发展使得传统的能源系统向多种能源高度耦合的综合能源系统转型,综合能源系统有助于促进可再生能源消纳、提高能源利用效率、缓解环境污染.能量枢纽作为综合能源系统规划和运行的重要建模工具与分析框架,自提出以来一直受到广泛的研究和关注.针对以风能和光热为代表的可再生能源渗透综合能源系统,本文构建由风力发电机组、热电联产设备、电转气设备和光热电站组成的能量枢纽结构,提出源荷不确定性环境下基于分布鲁棒优化的能量枢纽两阶段负荷优化调度模型.该模型考虑风电、光热、电负荷和热负荷的不确定性,建立基于Wasserstein距离的不确定性分布模糊集.模型分为日前和实时两个调度阶段,第一阶段基于日前预测数据进行日前调度,第二阶段为抑制预测误差的影响对灵活设备进行实时调度,以期获得最恶劣不确定性分布下的最小实时调度成本.模型采用仿射策略实现设备出力调整,通过强对偶理论转换为混合整数线性规划问题并求解.仿真结果表明,多能耦合设备可以提升系统灵活性并促进可再生能源消纳,同时所提分布鲁棒优化算法能在系统经济性和鲁棒性中取得平衡.

关键词：综合能源系统能源枢纽光热电站负荷优化调度分布鲁棒优化

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Hf含量对湿化学法制备超细W-Y_(2)O_(3)复合材料显微组织与性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 125-138页

作者：刘祯颜硕罗来马昝祥吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心合肥230009 合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心合肥230009

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)... 详细信息

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明:掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y_(2)O_(3)粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_(0.2),致密度为97.6%。在钨基材料中同时添加Y与Hf元素会在钨晶粒的晶界与晶内处形成复合第二相氧化物Y_(2)Hf_(2)O_(7)颗粒,尺寸更小,弥散强化作用更强;其中,W-3Y-7Hf中第二相氧化物颗粒尺寸仅为200 nm左右,与钨晶界产生良好的界面结合关系,形成半共格界面。

关键词：纳米级钨基复合粉体湿化学法弥散强化复合第二相氧化物

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基于村庄发展潜力评价的景观格局研究

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 155-164页

作者：张晓瑞何雨董洁云合肥工业大学建筑与艺术学院安徽合肥230601 合肥工业大学数字人居环境研究实验室安徽合肥230601

【目的】在全面展开国土空间规划工作和实施乡村振兴战略的背景下,村庄发展潜力评价是乡村规划建设的基础性工作,也是国土空间规划中村庄规划的核心环节,用以指导村庄分类。【方法】以“背景阐述—潜力评价—村庄分类—分类格局—发展... 详细信息

【目的】在全面展开国土空间规划工作和实施乡村振兴战略的背景下,村庄发展潜力评价是乡村规划建设的基础性工作,也是国土空间规划中村庄规划的核心环节,用以指导村庄分类。【方法】以“背景阐述—潜力评价—村庄分类—分类格局—发展策略”为研究路径,按照目标层-准则层-指标层的结构框架来构建7个准则层和19个指标层,通过层次分析法和熵权法确定指标的权重,并以安徽省灵璧县为例进行村庄分类,再基于Fragstats对分类村庄的景观格局进行分析。【结果】安徽省灵璧县村庄分为集聚提升、城郊融合、特色保护、搬迁撤并共4类,且集聚提升类村庄景观面积最大、景观形状最复杂、景观集聚度最高;城郊融合类村庄斑块结合度最高,景观连通性最好;搬迁撤并类村庄景观复杂程度最高。【结论】针对不同的村庄类型提出相应的发展策略:集聚提升类村庄已具备一定规模,是实现农村现代化的重要突破口,在进行建设时要优化村庄布局,适当调整村庄内部的结构,加大村庄基础设施以及村容村貌建设力度。对特色保护类村庄要充分考虑到保护与开发的关系,注重村庄特色完整性、真实性和延续性。对城郊融合类村庄进行建设时应当利用其区位优势,重点在改善村庄内部设施和优化空间布局等方面,不鼓励持续性的扩展,同时村庄的整体风貌也应区别于城市景观;产业发展结合村庄自身特点,积极整合村庄优势资源,强化城乡产业的对接融合。根据产业的不同进行区块划分,依次实现产业的集中发展和土地的集约经营;对于村庄内部的自然资源应当保护为主,合理利用,结合当地的资源打造特色旅游项目,从而发展村庄的旅游业。对搬迁撤并类村庄应通过空间整合与邻近区域发展潜力较高的村庄进行合并,形成村庄合并的规模效应,提升自身发展潜力和综合竞争力,同时考虑村民的搬迁意愿及乡村生态的修复。该研究可为县域乡村潜力评价及分类提供方法参考和决策依据。

关键词：乡村振兴战略国土空间规划村庄发展潜力评价景观格局安徽灵璧县

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四周受火异形截面部分包覆钢-混凝土轴压组合柱耐火性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第2期45卷 52-62页

作者：杨欢刘用王静峰徐秋雨合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学先进钢结构技术与产业化协同创新中心安徽合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室安徽合肥230009

异形截面部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱是解决高层钢结构住宅凸柱问题的有效方法之一,因其型钢翼缘外露,故而抗火问题备受关注。为研究异形截面PEC柱的抗火性能,以截面形式和轴压比为参数设计并制作了4根异形截面PEC柱,开展了恒载升温试... 详细信息

异形截面部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱是解决高层钢结构住宅凸柱问题的有效方法之一,因其型钢翼缘外露,故而抗火问题备受关注。为研究异形截面PEC柱的抗火性能,以截面形式和轴压比为参数设计并制作了4根异形截面PEC柱,开展了恒载升温试验,得到火灾下异形截面PEC柱的破坏模式、竖向与侧向变形-时间关系曲线和耐火极限,并分析其温度场分布与变形规律。研究结果表明:随着火灾下截面损伤增加,L形及T形截面PEC柱逐渐由轴压受力状态分别转为双向及单向偏压受力状态,十字形截面PEC柱仍保持轴压受力状态;在上端球铰和下端单向铰边界条件下,L形截面PEC柱发生双向弯曲失稳,T形截面PEC柱发生平面外弯曲失稳,十字形截面PEC柱发生平面内弯曲失稳;在轴压比为0.4、没有防火保护条件下,L形截面PEC柱耐火极限为41 min,T形截面和十字形截面PEC柱耐火极限分别为32.5 min和29 min;当轴压比由0.4增加至0.55时,十字形截面PEC柱耐火极限降低了28.7%。借鉴EN 1994-1-2中建议的四周受火规则截面PEC柱高温承载力简化计算方法,对异形截面PEC柱高温承载力进行计算,计算结果偏保守。

关键词：部分包覆钢-混凝土组合柱异形截面火灾试验耐火性能高温承载力

不平衡磁拉力作用下无刷双馈电机的转子振动特性研究

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 102-110页

作者：任泰安吴霞吴松荣阚超豪田杰王群京合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都610031 合肥工业大学本科生院安徽合肥230009 合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601

无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转... 详细信息

无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转子系统的振动微分方程组,并对其自由振动响应进行了计算。以某型号无刷双馈电机的样机尺寸为例,分析气隙动偏心状态下电机气隙长度、转子材料及几何尺寸等对电机振动特性的影响,并利用Runge-Kutta法对振动微分方程组进行分析,结果表明:当转子动偏心率较小时,利用该转子系统的振动微分方程组计算出的解析解与数值计算结果吻合较好,转子的一阶振幅误差仅为0.2%,二阶振幅误差为2%,具有较高的精度且计算较为简便,为电机的高可靠运行提供理论支撑。

关键词：无刷双馈电机转子系统动偏心振动特性不平衡磁拉力