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基于势博弈的智能电网需求侧管理问题

控制与决策 2024年第2期39卷 545-550页

作者：刘敏王金环河北工业大学理学院天津300401

基于矩阵半张量积方法研究智能电网需求侧管理问题.首先,基于势博弈的判定条件,利用势博弈对智能电网需求侧管理问题建模并构造相应的势函数;其次,当策略更新规则为时间级联型短视最优响应时,设计牵制控制使得势博弈在演化过程中镇定到... 详细信息

基于矩阵半张量积方法研究智能电网需求侧管理问题.首先,基于势博弈的判定条件,利用势博弈对智能电网需求侧管理问题建模并构造相应的势函数;其次,当策略更新规则为时间级联型短视最优响应时,设计牵制控制使得势博弈在演化过程中镇定到最优纳什均衡;然后,在牵制控制设计过程中,为减少控制成本,设计算法得到尽可能少的控制玩家;最后,通过算例验证理论结果的有效性.

关键词：势博弈矩阵半张量积演化博弈智能电网需求侧管理牵制控制纳什均衡

基于改进MFCC算法的风力机叶片故障诊断方法

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太阳能学报 2024年第1期45卷 285-290页

作者：张家安田家辉王铁成邓强梁涛河北工业大学电气工程学院天津300130 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学实验实训中心天津300401

针对传统声信号特征处理方法无法有效提取叶片声音特征、导致叶片故障诊断准确率低的问题,提出一种基于改进梅尔频率倒谱系数(MFCC)算法的风力机叶片故障诊断方法。首先采用快速傅里叶变换(FFT)分析不同风速下叶片声音信号和风噪的频率... 详细信息

针对传统声信号特征处理方法无法有效提取叶片声音特征、导致叶片故障诊断准确率低的问题,提出一种基于改进梅尔频率倒谱系数(MFCC)算法的风力机叶片故障诊断方法。首先采用快速傅里叶变换(FFT)分析不同风速下叶片声音信号和风噪的频率特性,明确叶片声音信号的频率分布区域,将全频段分为三部分;然后采用粒子群优化算法(PSO)对梅尔(Mel)函数在不同频段上的敏感度进行优化,在迭代过程中将MFCC算法提取的叶片声音特征进行聚类,以轮廓系数作为适应度函数;最后基于支持向量机(SVM)构建分类器,实现风力机叶片故障的准确识别。以华北某风电场的叶片声音采集数据为算例,考察该算法在不同风速工况下的适应性,验证该方法的有效性。

关键词：风力机叶片声信号处理故障诊断特征提取梅尔频率倒谱系数

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基于变分模态逐步抽取的结构弱模态识别

工程力学 2024年第3期41卷 106-113页

作者：姚小俊吕玉春河北工业大学土木与交通学院天津300401

针对结构的弱模态易淹没在噪声中导致模态识别遗漏的问题,该文提出了一种基于变分模态逐步抽取高能量模态的结构弱模态识别方法。该方法采用自回归模型功率谱准确选取高能量模态的初始中心频率;利用变分模态抽取法进行高能量模态分量的... 详细信息

针对结构的弱模态易淹没在噪声中导致模态识别遗漏的问题,该文提出了一种基于变分模态逐步抽取高能量模态的结构弱模态识别方法。该方法采用自回归模型功率谱准确选取高能量模态的初始中心频率;利用变分模态抽取法进行高能量模态分量的分解,接着将去除高能量模态成分的信号代替原始结构响应,重复进行下一阶高能量模态的初始中心频率选取和模态成分分解;对各模态分量进行主成分分析法实现振型识别。进一步,通过地震激励下的十自由度数值算例验证该方法在非平稳激励下弱模态识别的有效性;利用IASC-ASCE健康监测工作组开发的4层框架基准模型试验进行数据分析,验证该方法在实际应用中的有效性。结果表明,所提方法能够用于地震激励下含噪情况的结构弱模态识别。

关键词：模态识别变分模态抽取自回归模型功率谱主成分分析弱模态

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曝光工艺对蓝相液晶图案清晰度的影响

液晶与显示 2024年第6期39卷 743-751页

作者：杜怡珂许雪敬高涵朱吉亮周璇河北工业大学理学院天津300401

为提高图案化蓝相液晶薄膜(Blue Phase Liquid Crystal Film, BPLCF)的边缘分辨率,使图案更清晰,降低制备工艺难度,本文基于硫醇-丙烯酸酯迈克尔加成反应,在恒温下利用分步掩膜曝光的方式设计并制备了图案化BPLCF。首先,观察BPLCF光学... 详细信息

为提高图案化蓝相液晶薄膜(Blue Phase Liquid Crystal Film, BPLCF)的边缘分辨率,使图案更清晰,降低制备工艺难度,本文基于硫醇-丙烯酸酯迈克尔加成反应,在恒温下利用分步掩膜曝光的方式设计并制备了图案化BPLCF。首先,观察BPLCF光学特性随迈克尔加成反应过程进行的变化,结合光谱的半峰宽和反射强度,确定BP I织构相对较好的反应时间;接着,根据选定的反应时间,探究在相同紫外曝光时间下,不同曝光强度对BPLCF光学性能和图案分辨率的影响,得到使图案化BPLCF具有清晰图案和高边缘分辨率的最佳紫外曝光强度;最后,根据实验得到的反应时间和紫外曝光强度,制备了具有高分辨率兰花和梅花图案的BPLCF。实验结果表明,在33℃的恒温下,当迈克尔加成反应时间为60 min、紫外曝光强度为30 mW/cm2、曝光时间为15 s时,BP I结构保留完好,BPLCF图案清晰,边界无阴影,对应的中心波长和半峰宽分别为528 nm和53 nm,此时分辨率可达38μm。该研究对于制备高分辨率的蓝相液晶图案及其在信息防伪以及显示领域的应用具有重要意义。

关键词：蓝相液晶图案化迈克尔加成反应高分辨率紫外曝光强度

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不凝性气体对纳米通道内水分子流动传热影响的分子动力学模拟

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物理学报 2024年第9期73卷 168-178页

作者：邢赫威陈占秀杨历苏瑶李源华呼和仓河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

随着电子元件高性能化和小型化的发展,纳米通道内工质的流动传热问题受到了更多的关注.本文采用分子动力学模拟方法,模拟了300,325,350 K的纳米通道中流体的流动传热情况,工质为水,水中不凝性气体用氩气代替.结果表明:流动过程中,氩原... 详细信息

随着电子元件高性能化和小型化的发展,纳米通道内工质的流动传热问题受到了更多的关注.本文采用分子动力学模拟方法,模拟了300,325,350 K的纳米通道中流体的流动传热情况,工质为水,水中不凝性气体用氩气代替.结果表明:流动过程中,氩原子形成高势能团簇,随着温度升高,流体势能上升,团簇逐渐减小或消失;少量气体原子能够促进流动,而较多氩气会导致通道中心区域形成较大气体团簇而阻碍流动,同时,被加热的工质能显著减小流动阻力系数;近壁面区域流体温度高于中心区域,团簇内部原子活动更加剧烈,平均分子动能更大,温度更高;水的氢键结构可以促进纳米通道内的传热,氩原子会影响氢键数量,高温会破坏水分子形成的氢键网络,使努塞尔数下降.本研究分析了不凝性气体影响下微通道内水分子流动传热的机理,为电子设备的强化传热提供了理论指导.

关键词：分子动力学流动传热团簇纳米通道

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轮足式磁吸附越障爬壁机器人设计与分析

机械工程学报 2024年第1期60卷 248-261页

作者：张小俊吴亚淇刘昊学钟道方河北工业大学机械工程学院天津300130

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,... 详细信息

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,融合构型主被动理念,设计了机器人移动本体并对主被动越障步态进行了规划;对机器人在不同工况下的稳定性进行分析,建立了机器人安全吸附的数学模型;建立了机器人直行与转向下的动力学模型,分析了机器人的转向灵活性;结合机器人金属立面智能控制需求,对机器人的智能控制系统进行了设计。通过样机平台实验表明,机器人能够实现灵活的主被动越障,具有自适应柔顺运动以及大负载的能力。

关键词：爬壁机器人越障步态规划稳定性分析转向灵活性智能控制系统

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点胶机器人撞针磨损建模与不确定性分析

机械工程学报 2024年第7期60卷 34-44页

作者：刘水清付锦园沈骁韩旭河北工业大学机械工程学院天津300401

点胶机器人利用压电堆叠驱动撞针上下往复高速运动产生压力差实现喷射点胶,从而达到半导体与电子器件表面封装的目的。囿于核心零部件撞针磨损畸变导致使役精度寿命降低是点胶机器人最主要的故障模式之一。撞针材料为粉末冶金工艺制备... 详细信息

点胶机器人利用压电堆叠驱动撞针上下往复高速运动产生压力差实现喷射点胶,从而达到半导体与电子器件表面封装的目的。囿于核心零部件撞针磨损畸变导致使役精度寿命降低是点胶机器人最主要的故障模式之一。撞针材料为粉末冶金工艺制备的硬质合金,存在空隙率、晶粒度等材料微观结构差异性;撞针磨损涉及材料微观结构差异性和撞针冲击频率、轴向行程等多源不确定性因素影响,物理建模困难;与此同时,现有磨损模型基于宏观冲击条件构建,鲜有考虑硬质合金撞针材料的非均质特性。综合考虑撞针材料微观结构差异性与使役条件不确定性,构建多因素耦合冲击微动磨损模型。利用二次衍生的λ-PDF方法对撞针涉及的磨损参量进行不确定性建模,利用降维积分方法对撞针磨损情况进行不确定性传播分析。结果表明,所建模型和所提方法可以很好反映撞针冲击微动磨损情况,为国产长寿命、高精度、高可靠性点胶机器人的保质设计提供新视角和新方法。

关键词：冲击微动磨损多源不确定性磨损模型不确定性传播

石灰粉煤灰固化石油污染土的渗透特性及其工程再利用探讨

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岩土力学 2024年第1期45卷 108-116页

作者：李敏李辉于禾苗赵博华齐振霄河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北工业大学河北省土木工程技术创新中心天津300401

固化改性污染土的渗透性是推进污染土工程再利用需关注的指标之一。借助GDS环境土柔性壁渗透测试仪,优选兼具吸附与固化作用的石灰粉煤灰作为固化材料,以围压、渗透压、污染强度为变量参数,以固化前后石油污染土的渗透系数及土中残余含... 详细信息

固化改性污染土的渗透性是推进污染土工程再利用需关注的指标之一。借助GDS环境土柔性壁渗透测试仪,优选兼具吸附与固化作用的石灰粉煤灰作为固化材料,以围压、渗透压、污染强度为变量参数,以固化前后石油污染土的渗透系数及土中残余含油量为指标,结合X射线衍射和扫描电镜,厘清渗透性演变及污染物迁移扩散规律,并以此探讨固化石油污染土的工程再利用性。研究结果表明:固化产物对石油分子的吸附作用弱化了石油斥水性,增加了渗透的有效通道,固化石油污染土的渗透系数较未固化石油污染的提高了两个数量级;土体干密度增大会增强对石油的吸附截流作用,围压、渗透压及污染水平的增大会增强土颗粒间相互作用,均引起石油污染土及固化石油污染土渗透性降低。固化作用可有效控制渗透作用下石油污染物的迁移扩散,各部位的残余含油量均非常接近于初始含油量,避免了渗透污染风险。结合石灰粉煤灰固化石油污染土力学特性(抗压强度为1280.10 kPa,抗剪强度为388.88 kPa)、渗透性(渗透系数为4.28×10^(−6)~7.39×10^(−6) cm/s)及迁移控制性(波动率为0.30%~4.90%),石灰粉煤灰固化石油污染土可考虑用于有防渗要求的路基类填筑材料进行工程再利用。

关键词：石油污染土固化稳定工程再利用渗透性石灰粉煤灰

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基于序贯三支神经网络的个性化推荐

控制与决策 2024年第3期39卷 1012-1020页

作者：成淑慧武优西河北工业大学经济管理学院天津300401 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401

虽然协同过滤可以实现用户的个性化推荐,但是大多数协同过滤及其改进模型未考虑用户和项目等特征,因而不能发掘样本间的非线性关系.与协同过滤相比,深度学习能挖掘丰富的用户兴趣模式,但网络拓扑结构是基于二支决策的方式,忽略了推荐样... 详细信息

虽然协同过滤可以实现用户的个性化推荐,但是大多数协同过滤及其改进模型未考虑用户和项目等特征,因而不能发掘样本间的非线性关系.与协同过滤相比,深度学习能挖掘丰富的用户兴趣模式,但网络拓扑结构是基于二支决策的方式,忽略了推荐样本的难易程度.为了增强模型的非线性表达,同时区分推荐样本的难易,受序贯三支决策的启发,提出序贯三支决策神经网络个性化推荐模型(personalized recommendation model based on sequential three-way decision with single feedforward neural network, STWD-SFNN-PR).首先,为了将高维稀疏特征向量映射为低维稠密的特征向量, STWD-SFNN-PR采用嵌入进行特征处理.其次,在增量式的网络结构中学习推荐样本,使用Adam优化网络参数,并返回难以推荐的样本.再次,利用序贯三支决策增加延迟决策的策略,并在不同的粒度层采用序贯的阈值,从而动态地实现难以推荐样本的划分.最后,为了验证模型的可行性和有效性,选择多种电影推荐数据集进行研究,并选择经典的神经网络推荐、经典的深度学习推荐和最新的三支协同过滤推荐进行对比.实验结果表明, STWD-SFNN-PR具有更优的推荐质量.

关键词：序贯三支决策神经网络网络拓扑结构推荐系统协同过滤个性化推荐