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分布式AGV调度研究综述与发展趋势分析

制造技术与机床 2024年

作者：张中伟高增恩王菁锐李艺武照云河南工业大学机电工程学院河南省超硬磨料磨削装备重点实验室

智能物流是智能制造的重要组成部分，也是物流行业发展的必然趋势。自动导引车（automated guided vehicle，AGV）可无缝衔接企业生产系统和仓储系统，是实现智能物流的一种重要技术装备。AGV调度对于提高物流效率，降低能源消耗，减少... 详细信息

智能物流是智能制造的重要组成部分，也是物流行业发展的必然趋势。自动导引车（automated guided vehicle，AGV）可无缝衔接企业生产系统和仓储系统，是实现智能物流的一种重要技术装备。AGV调度对于提高物流效率，降低能源消耗，减少运输过程中货物的损坏和事故的发生等至关重要。AGV调度问题涉及任务分配和路径规划两个子问题，从调度方式上可分为集中式调度和分布式调度。随着AGV设备智能化水平的提升，分布式AGV系统凭借可扩展性、高可靠性等优势已成为当前研究的热点。首先描述了分布式AGV调度问题；然后分别阐述分析了分布式AGV任务分配和路径规划领域的研究现状；最后对分布式AGV调度未来的发展前景进行了展望。

关键词：智能物流自动导引车分布式AGV调度任务分配路径规划

基于数字孪生的建筑工程交付模型建立及应用研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 97-106页

作者：刘占省刘俊杰及炜煜刘亮北京工业大学城市建设学部北京100124 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

建筑生命周期数据包含建筑项目立项、设计、施工、运维等过程的有价值信息,是重要的数据资产。目前建筑业尚未有统一的数字化交付标准,建筑工程交付数据同时存在完整性不足、利用率低等问题。为了更好地利用建筑信息,并用于工程交付,综... 详细信息

建筑生命周期数据包含建筑项目立项、设计、施工、运维等过程的有价值信息,是重要的数据资产。目前建筑业尚未有统一的数字化交付标准,建筑工程交付数据同时存在完整性不足、利用率低等问题。为了更好地利用建筑信息,并用于工程交付,综合分析了目前数字化交付中的难点问题,总结了建筑项目各阶段所产生的数据特点以及交付对象,定义了需要交付的数据要素,在此基础上建立了建筑工程数字化交付模型。该模型以数字孪生框架为驱动,在数据模型构建过程中,引入了时空演化规律和虚实交互机制,以及对多维多尺度的建筑数据集成方式。基于交付模型开发了数字化交付平台,以实际工程案例为依托,以平台为载体,实现了交付模型的运行以及在工程中的功能应用。结果表明:数字化交付模型能较好地完成建筑数据从采集到传输到最后利用过程,简化相关方的交付步骤,保证了交付数据的完整性、及时性与真实性,对交付的数据能通过平台为参与方共享利用,提升数据利用率。

关键词：建筑工程竣工交付数字孪生数据管理交付模型

ZnIn_(2)S_(4)修饰TiO_(2)的分级S型异质结用于促进光催化析氢

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 334-345页

作者：张宝龙刘方璇孙彬高婷婷周国伟齐鲁工业大学(山东省科学院)化学与化工学院山东省高校轻工精细化学品重点实验室济南市多尺度功能材料工程实验室山东济南250353 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台264006

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异... 详细信息

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异质结成为提高光催化活性的有效策略.该结构能实现光生载流子的空间分离和转移,有效地抑制其复合,同时保留了光催化体系的强氧化还原能力.本文利用原位化学浴沉积法成功地将ZnIn_(2)S_(4)纳米片修饰在花状TiO_(2)微球表面,制备了具有独特分级结构的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化材料,并研究了其光催化析氢活性.Zeta电位结果表明,TiO_(2)带有正电荷,可以率先吸附溶液中的S2-并与后续加入的In3+和Zn2+原位反应生成ZnIn_(2)S_(4),进而构建稳定的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂.X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜等结果证实了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂的成功制备.紫外-可见漫反射结果表明,ZnIn_(2)S_(4)的引入明显增强了TiO_(2)的光吸收能力.结合莫特-肖特基曲线、X射线光电子能价带谱和紫外光电子能谱等表征结果,确定了TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的能带结构及费米能级位置.光电流密度、电化学阻抗、表面光电压、荧光光谱和时间分辨荧光光谱等测试结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有较好的光生载流子分离和转移效率以及更长的光生载流子寿命.线性扫描伏安和接触角测试证明了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的过电势和良好的亲水性,更有利于析氢反应发生.通过阿伦尼乌斯方程对反应温度和析氢速率之间的关系进行拟合,结果发现,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的析氢反应表观活化能,从而更有利于光催化析氢反应发生.非原位和原位X射线光电子能谱以及电子自旋共振光谱等结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结遵循S型电子转移机理.在模拟太阳光照射下,最佳配比的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结的光催化析氢速率达6.85 mmol g^(-1) h^(-1),分别约为纯TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的171.2倍和3.9倍.此外,经六次循环后催化材料仍保持良好的光催化析氢活性,表明具有紧密界面接触的分级结构异质结可以有效地抑制ZnIn_(2)S_(4)的光腐蚀,且保持良好的结构稳定性.综上,本文构建了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结,有效促进了光生载流子的空间分离和转移,同时保留了其强氧化还原能力,从而提高光催化析氢活性.本研究为设计和合成高效的异质结光催化剂提供了参考.

关键词： TiO_(2) 分级结构 ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化析氢

V和B元素对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金显微组织及热变形机制的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 650-660页

作者：李天瑞许瑜倩吴文平甘文萱杨永刘国怀王昭东安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243000 东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

为了探究V和B元素复合添加对β型γ-TiAl合金的显微组织和变形机制产生的影响,本工作针对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金,进行了不同温度和应变速率条件下的高温热压缩实验,利用SEM-BSE和TEM对组织进行表征,对比分... 详细信息

为了探究V和B元素复合添加对β型γ-TiAl合金的显微组织和变形机制产生的影响,本工作针对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金,进行了不同温度和应变速率条件下的高温热压缩实验,利用SEM-BSE和TEM对组织进行表征,对比分析了其变形后的显微组织,研究了添加V和B对Ti-44Al-5Nb-1Mo合金的显微组织及热变形机制的影响。结果表明,2种TiAl合金的显微组织差异较大,添加V和B可以显著改变TiAl合金对热变形的敏感性。Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金高温变形能力明显优于Ti-44Al-5Nb-1Mo合金。Ti-44Al-5Nb-1Mo合金的高温热变形以难变形片层团的偏转、变形带的产生为主,温度为1250℃时,其变形组织表现出较高的温度和应变速率敏感性,极易形成尺寸不均匀的近片层组织;对于Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金而言,升高变形温度或降低应变速率,既可以促进片层团内部的变形诱导L(α/γ)→α+γ+β/B2和γ→α相变,又可以促进α和β/B2相的球化/动态再结晶,从而大幅提高该合金的组织均匀性。基于变形参数对组织的影响规律,确定了控制Ti-44Al-5Nb-1Mo和Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金中近全片层、近双态显微组织的方法。

关键词： TiAl合金 (V,B)合金化热变形显微组织

基于TCN-BiGRU结合自注意力机制的储粮温度预测研究

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中国农机化学报 2024年

作者：祝玉华张钰涵李智慧甄彤河南工业大学信息科学与工程学院河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室

粮食仓储管理对于国家具有重要意义，储粮温度是判断粮食仓储安全的重要指标之一。准确地预测储粮温度并及时做出相应的防护措施能够有效降低粮食仓储损耗。针对传统储粮温度预测模型预测准确度较低的问题，提出一种融合时域卷积网络（... 详细信息

粮食仓储管理对于国家具有重要意义，储粮温度是判断粮食仓储安全的重要指标之一。准确地预测储粮温度并及时做出相应的防护措施能够有效降低粮食仓储损耗。针对传统储粮温度预测模型预测准确度较低的问题，提出一种融合时域卷积网络（TCN）、自注意力机制（Self-Attention）和双向门控循环单元（BiGRU）的网络模型。首先通过TCN提取储粮温度数据的局部特征，并根据储粮温度数据的时序特征将自注意力机制加入网络为不同粮情特征分配权重，突出对储粮温度预测影响更大的特征，之后利用BiGRU网络学习粮情序列的双向依赖关系来获取序列中的更多信息，实现对储粮温度的预测。试验结果显示所提出的模型RMSE为0.389 5，MAE为0.328 1，R2为0.991 2，与其他模型相比误差小，预测精度高，能够为粮仓的温度管控提供决策依据。

关键词：储粮温度预测时域卷积网络自注意力机制门控循环单元网络

基于光频域反射技术的风机叶片损伤识别方法研究

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 229-238页

作者：董俊超罗明明刘剑飞杨文荣河北工业大学电子信息工程学院天津300401 河北省先进激光技术与装备重点实验室天津300401 天津市电子材料与器件重点实验室天津300401 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401

针对传统风机叶片损伤检测中存在的定位不精确且无法在风机运行状态下进行监测的问题,提出了一种新的风机叶片损伤检测方法。该方法采用光频域反射(OFDR)技术对不同风况下风机叶片表面的应变进行测量,对应变值进行快速傅里叶变换并取其... 详细信息

针对传统风机叶片损伤检测中存在的定位不精确且无法在风机运行状态下进行监测的问题,提出了一种新的风机叶片损伤检测方法。该方法采用光频域反射(OFDR)技术对不同风况下风机叶片表面的应变进行测量,对应变值进行快速傅里叶变换并取其基频幅值获得叶片表面的应变分布,据此计算出叶片损伤的位置、长度和宽度,再根据应变大小与损伤程度的关系拟合出损伤程度判断公式,并据此识别叶片损伤程度。设计了基于OFDR的悬臂梁损伤检测实验,模拟了悬臂梁振动时的瞬时状态,根据应变分布识别出损伤的位置,验证了所提损伤识别方法的可行性。

关键词：光纤光学光频域反射背向散射光纤传感器风机叶片损伤识别应变分布

基于Maxwell方程和R-L分数阶导数的高频激励条件下纳米晶材料磁滞特性预测模型

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5431-5440,I0035页

作者：姬俊安赵志刚张时杜振斌翟志强贾慧杰省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300401 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300401 河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室(保定天威保变电气股份有限公司) 河北省保定市071056

准确预测高频激励条件下纳米晶材料的磁滞特性,对电力电子变压器等高频电力设备磁性元件的优化设计具有重要意义。该文基于Maxwell方程和Riemann-Liouville(R-L)分数阶导数,建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。首先,根据Maxwel... 详细信息

准确预测高频激励条件下纳米晶材料的磁滞特性,对电力电子变压器等高频电力设备磁性元件的优化设计具有重要意义。该文基于Maxwell方程和Riemann-Liouville(R-L)分数阶导数,建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。首先,根据Maxwell方程,首次推导出计及趋肤效应影响的涡流磁场强度解析式;其次,针对现有静态磁滞特性和异常效应建模方法未考虑趋肤效应影响的问题,依据R-L型分数阶导数理论,建立有效描述带材内部磁通密度分布不均时纳米晶静态磁滞特性与异常效应综合预测模型,并提出一种考虑频率效应的阻尼系数ρ和非整数阶n的解析计算方法;最后,基于磁场分离理论,建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。通过与纳米晶材料1K107B在高频激励下实测磁滞回线进行对比,验证该文所建预测模型的有效性。相较于经典模型,该文所建模型对磁滞回线的预测精度提升了35.8%。

关键词： Maxwell方程 Riemann-Liouville(R-L)分数阶导数趋肤效应磁滞回线

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结合生成对抗网络的电阻抗断层成像技术在肺通气监测中的应用

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 105-113页

作者：赵明康刘珺郭忠圣陈祥琪张帅郑天予河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 天津市生物电工与智能健康重点实验室天津300130

电阻抗断层成像(EIT)技术在肺通气监测和区域性肺功能检测中发挥着重要作用。然而,EIT算法固有的病态特性导致从含有噪声的电压数据中求解电导率时存在明显偏差,难以获得准确的电导率变化分布图像以及清晰的边界轮廓。为了提高EIT在肺... 详细信息

电阻抗断层成像(EIT)技术在肺通气监测和区域性肺功能检测中发挥着重要作用。然而,EIT算法固有的病态特性导致从含有噪声的电压数据中求解电导率时存在明显偏差,难以获得准确的电导率变化分布图像以及清晰的边界轮廓。为了提高EIT在肺通气监测中的成像质量,本文提出将EIT算法与深度学习算法相结合的方法。首先,引用优化因子对卡尔曼滤波算法进行修正并将吉洪诺夫(Tikhonov)正则化引入算法的状态空间表达式,以获得初始肺部重建图像;其次将初始成像结果输入生成对抗网络模型,以重构出精确的肺部轮廓。仿真实验结果表明,该方法生成的肺部图像边界清晰,对噪声具有更强的鲁棒性,基本实现了可视化的效果,可为计算机断层扫描等影像的诊断提供参考意义。

关键词：电阻抗断层成像卡尔曼滤波生成对抗网络图像重建

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无方向制约的横向剪切干涉波前重建方法研究

中国激光 2024年第13期51卷 105-114页

作者：任柯鑫田爱玲王红军刘丙才朱学亮王思淇张郁文苏媛徐金涛西安工业大学光电工程学院陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室陕西西安710021

为了解决横向剪切干涉波前重建技术受剪切方向限制的问题,提出了无方向制约的横向剪切干涉波前重建方法。首先对得到的任意两个剪切干涉图进行Radon变换得到剪切方向,在此基础上,将剪切方向参数引入现有的波前重建方法中,建立基于任意... 详细信息

为了解决横向剪切干涉波前重建技术受剪切方向限制的问题,提出了无方向制约的横向剪切干涉波前重建方法。首先对得到的任意两个剪切干涉图进行Radon变换得到剪切方向,在此基础上,将剪切方向参数引入现有的波前重建方法中,建立基于任意两方向剪切干涉图的波前重建模型,并给出波前重建算法流程。为了验证所提方法的有效性,仿真分析了多组任意两个方向剪切干涉图的波前重建精度,并与基于直角坐标轴正交方向上的两个剪切干涉图的波前重建结果进行比较。结果表明,在不改变波前重建精度的情况下,实现了基于任意两方向横向剪切干涉图的波前重建,有效消除了现有波前重建方法受剪切干涉图方向性的限制,避免了剪切方向与坐标轴之间的偏差所带来的波前重建误差。最后通过实验验证所提方法的正确性。

关键词：横向剪切干涉波前重建剪切干涉图方向制约