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基于EOF-DBSCAN-GRU的分布式光伏集群出力预测方法研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 39-46页

作者：麻吕斌潘国兵蒋群郭鹏吴春华赵宇航浙江华云信息科技有限公司杭州310030 浙江工业大学机械工程学院杭州310014 国网浙江省电力有限公司杭州310063

提出一种基于EOF-DBSCAN划分集群的改进统计升尺度的光伏集群出力预测建模方法。针对传统统计升尺度方法子集群中光伏电站出力特性不一致问题,通过皮尔逊相关系数和经验正交函数(EOF)优化特征空间,再根据密度聚类模型(DBSCAN)对区域内... 详细信息

提出一种基于EOF-DBSCAN划分集群的改进统计升尺度的光伏集群出力预测建模方法。针对传统统计升尺度方法子集群中光伏电站出力特性不一致问题,通过皮尔逊相关系数和经验正交函数(EOF)优化特征空间,再根据密度聚类模型(DBSCAN)对区域内光伏电站划分集群,从而增强光伏电站聚类后集群出力特性的一致性。针对待预测日权重系数时间序列动态特性的提取、预测问题,提出一种基于动态时间规整(DTW)的相似日选取算法。最后利用循环神经网络(GRU)模型进行光伏电站出力预测。实验表明该集群预测方法的平均误差百分数(MAPE)约为6.33%,均方根误差(RMSE)约为13.93 kW,均方误差(MSE)为194.25 kW,通过实际光伏电站数据证明了所提方法的准确性和有效性。

关键词：分布式光伏电站集群划分经验正交函数 DBSCAN聚类算法动态时间规整

新能源产业链构建:光伏发电-电化学储能-新能源汽车

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中国材料进展 2024年第2期43卷 164-174页

作者：杨涛严大洲温国胜李艳平韩治成中国恩菲工程技术有限公司北京100038 硅基材料制备技术国家工程研究中心河南洛阳471000 洛阳中硅高科技有限公司河南洛阳471000

以高速路网光伏发电-电化学储能-新能源(电)汽车全产业链为基础,描述未来新能源生态体系的构筑蓝图:①在供给侧,探讨全面普及清洁能源的战略布局,打造高速路网光伏超级电站,依托光伏发电全生命周期低成本的优势,直接为下游终端提供电力... 详细信息

以高速路网光伏发电-电化学储能-新能源(电)汽车全产业链为基础,描述未来新能源生态体系的构筑蓝图:①在供给侧,探讨全面普及清洁能源的战略布局,打造高速路网光伏超级电站,依托光伏发电全生命周期低成本的优势,直接为下游终端提供电力,大幅降低新能源应用端的使用成本,推动以新能源汽车为中心的下游产业扩张,减少传统能源消耗和碳排放,助推绿色发展;②在储能端,加速液流电池和液态金属电池等电网储能设备的应用以及以硅碳和三元材料为代表的高容量动力电池材料的规模化生产进程,统一电池和配套设施的制造标准,并借助互联网战略,建立电池全生命周期的监测、维护和回收利用网络;③在应用端,制定新能源汽车的全新制造标准,全面推行模块化的设计和生产,用可更换电池模组替代集成式电池模组,建设替代加油站的配套电池供应网络,提供电力接入和电池充电、更换、维护服务。另外,还简述了利用新能源产业中的弃风、弃光发展氢能源,以氢能作为当下新能源体系的补充。通过新能源产业上、中、下游的同步建设,希望在未来30年内打造一个供给端-储能端-应用端协同发展的产业链,逐步形成独立于化石能源的、包含光伏和风电等多种能源形式的新能源闭环生态体系,实现社会能源消费结构转型,助力“碳达峰、碳中和”战略实施。

关键词：光伏发电电化学储能电动汽车换电模式新能源生态体系

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CT机双列角接触球转盘轴承建模与振动特性分析

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郑州大学学报（工学版） 2024年第5期45卷 23-29页

作者：袁峰刘凌仲秦东晨陈江义谢兴会郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001 洛阳LYC轴承有限公司河南洛阳471039

为了提高CT机主轴承的运转特性,确保CT机医学成像的稳定性,以洛阳LYC轴承有限公司研制的双列角接触球转盘轴承为研究对象进行建模与振动特性分析。首先,基于Hertz接触理论建立轴承在承受复合载荷作用下的力学模型;其次,结合Newton运动... 详细信息

为了提高CT机主轴承的运转特性,确保CT机医学成像的稳定性,以洛阳LYC轴承有限公司研制的双列角接触球转盘轴承为研究对象进行建模与振动特性分析。首先,基于Hertz接触理论建立轴承在承受复合载荷作用下的力学模型;其次,结合Newton运动定律确立轴承外圈3自由度非线性动力学微分方程;最后,采用4阶Runge-Kutta法对微分方程组进行求解,获得轴承外圈的振动特性。在此基础上,通过分析影响轴承振动特性的因素如轴承内、外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、游隙、预紧力等,从而确定满足CT机主轴承低振动下的最优结构参数。结果表明:轴承振动幅值随着内、外圈沟曲率半径系数的增加呈现出先减小后增大的趋势,将其分别控制在0.515~0.525、0.510~0.525更有利于降低轴承的振动;随着滚动体数量的增加,轴承的振动幅值也随之增加,但变化平稳,故在满足设计条件的前提下减少滚动体的数量可以降低轴承振动;随着轴承游隙的增加,轴承的振动幅值先减小后急剧增大,在18μm处振动达到最小;合适的轴向载荷可以有效降低轴承的振动幅值。

关键词： CT机力学模型振动模型结构参数振动加速度

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基于CNN-Transformer融合框架的柴油车氨排放预测方法研究

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中国环境科学 2024年

作者：白晓鑫郭向阳吴春玲王凤滨李旭刘卫林中汽研汽车检验中心(天津)有限公司天津大学机械工程学院

柴油车氨(NH3)排放及其对空气质量的影响日益成为环境监管机构和研究人员关注的焦点，准确监测实际道路条件下柴油车的NH3排放量对环境保护具有重要意义.本研究提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network， CNN）和Tran... 详细信息

柴油车氨(NH3)排放及其对空气质量的影响日益成为环境监管机构和研究人员关注的焦点，准确监测实际道路条件下柴油车的NH3排放量对环境保护具有重要意义.本研究提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network， CNN）和Transformer融合框架的柴油车NH3排放预测模型.该模型充分结合了CNN的局部特征提取能力和Transformer的全局依赖关注能力，实现了对实际行驶条件下柴油车NH3排放的高精度预测.研究以一辆N3类柴油车的实际道路排放测试数据为基础，采用Pearson相关系数法进行特征筛选，并利用贝叶斯优化算法对模型关键超参数进行调整，以提升模型性能.此外，应用SHAP（SHapley Additive exPlanations）算法量化了影响NH3排放的关键因素.结果表明，所提模型在独立数据集上能够高精度预测柴油车实际道路行驶中的NH3浓度排放，其预测的NH3浓度与实际测量值的R2、MAE和MSE分别达到0.986、0.663和2.285，预测性能显著优于传统的随机森林（Random Forest， RF）模型、长短期记忆（Long Short-Term Memory， LSTM）神经网络模型以及Transformer模型.研究为在用柴油车NH3排放监测提供了一种高效可靠的方法，同时为深入理解影响柴油车实际道路NH3排放的关键因素提供了新的研究思路.

关键词：柴油车排放 NH 卷积神经网络 Transformer

熔融沉积成型和退火热处理对短碳纤维增强尼龙6纤维取向的影响

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复合材料学报 2024年

作者：刘斌辛博朱文福孙俊峰于华宇黄子健东北大学机械工程与自动化学院沈阳飞机工业(集团)有限公司

探究了熔融沉积成型和退火热处理的工艺参数对于短切碳纤维增强尼龙6微观纤维取向的影响，以及不同碳纤维长径比的该种材料熔融沉积成型后在纤维取向上的差异。通过在单层-单丝试样的顶面进行显微观察，使用Image J软件测量平面纤维取... 详细信息

探究了熔融沉积成型和退火热处理的工艺参数对于短切碳纤维增强尼龙6微观纤维取向的影响，以及不同碳纤维长径比的该种材料熔融沉积成型后在纤维取向上的差异。通过在单层-单丝试样的顶面进行显微观察，使用Image J软件测量平面纤维取向角，得到不同工艺参数下的平面纤维取向分布直方图，并采用正态曲线拟合以便对比分析。实验结果显示，随着打印速度的提高，取向与打印方向保持一致的纤维数量呈先上升后下降的趋势，在V=40 mm/s时获得峰值，标准差σ为11.14，频率峰值为0.42；同时，拉伸模量也呈此变化趋势，通过Pearson相关系数计算，发现两者呈强相关，增材工艺参数对拉伸模量的影响与纤维取向的变化密切相关。纤维取向一致性并非随着加入碳纤维长径比的增大而提高，而是与制件中的保留长径比相关。不同退火温度下，当退火温度介于玻璃转化温度和结晶温度之间相对于靠近两者，对于纤维取向的影响更为显著，且在150℃下获得标准差为6.39、频率峰值为0.54的最优效果。

关键词：复合材料增材制造平面纤维取向弹性模量工艺参数

TBT组合式球轴承组内载荷分布及动刚度特性对比分析

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西南交通大学学报 2024年

作者：孙凤胡玉卓刘祥赵川杨文华李博徐方超赵海宁沈阳工业大学机械工程学院沈阳机床股份有限公司

支承轴承的动态载荷分布及刚度特性是引起机床振动和切削稳定性的重要因素。基于非线性弹性赫兹接触理论及琼斯哈里斯模型，结合滚动体-滚道接触状态判定准则，提出多列组合球轴承五自由度分析模型。采用改进迭代算法求解，大大提高了... 详细信息

支承轴承的动态载荷分布及刚度特性是引起机床振动和切削稳定性的重要因素。基于非线性弹性赫兹接触理论及琼斯哈里斯模型，结合滚动体-滚道接触状态判定准则，提出多列组合球轴承五自由度分析模型。采用改进迭代算法求解，大大提高了迭代计算在不同外界条件的波动下的求解收敛性，得到恒定预紧力作用下，TBT组合式轴承组内轴承动态载荷分布和动刚度特性。研究结果表明：转速、径向载荷、轴向载荷均会改变组合轴承的载荷分布及动刚度特性，且对左列和右列轴承影响效果不同；其中，转速的增加会导致组内轴承内部产生非完全接触区域，使轴承载荷分布发生震荡；相较于单个轴承在等效外界载荷条件下，组合轴承的径向动刚度较轴向动刚度提升效果更明显。

关键词：球轴承接触状态分析动态载荷分布动刚度接触角

基于机床进给系统非线性静力学模型的加工误差预测

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工程设计学报 2024年

作者：李圣韬张大卫郑述国天津大学机械工程学院通用技术集团天津第一机床有限公司

为提高机床加工精度，在机床设计阶段即确定导轨误差目标，对导轨误差与工件误差间的映射关系进行了研究。首先，基于赫兹接触理论，构建滚动体赫兹接触变形与载荷间的协调关系、以及考虑滑块结构刚度的导轨副静力平衡方程；在此基础上... 详细信息

为提高机床加工精度，在机床设计阶段即确定导轨误差目标，对导轨误差与工件误差间的映射关系进行了研究。首先，基于赫兹接触理论，构建滚动体赫兹接触变形与载荷间的协调关系、以及考虑滑块结构刚度的导轨副静力平衡方程；在此基础上，构造导轨副势能函数，通过势能分解建立导轨副等效刚度模型，并进行有限元仿真验证。然后，基于运动副几何体有限元模型，构建面向滑块位置节点的几何体刚度矩阵，据此基于最小势能原理，结合上述导轨副静刚度模型，建立考虑几何体结构刚度情况下的多滑块系统导轨与运动副间误差映射关系，并进行有限元仿真验证。接着，基于多体系统理论，建立机床几何误差传递模型，得到刀具位姿误差。最后，借助几何运动学原理，实施工件三维离散点与刀具几何边界的布尔运算，建立工件加工质量预测模型，从而建立导轨误差与工件精度间的映射模型。以某型号机床为例，对比分析导轨误差与工作台误差对工件误差的影响，本方法可为机床精度设计提供理论指导。

关键词：导轨误差工件误差映射模型多滑块系统运动副误差

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基于力反馈半封闭舱段内腔打磨过切识别研究

制造技术与机床 2024年

作者：陈晓卫宜亚丽程阳洋陈一凡全芳金贺荣燕山大学机械工程学院北京星航机电有限公司

针对半封闭舱段内腔机器人打磨减重易发生型腔边界加强筋过切问题，提出了一种基于力反馈的铣削过切在线识别方法，采用六维力传感器实时监测铣削力变化，通过设定特征阈值识别过切，为解决当前存在的特征阈值难以选定、识别精度较低问... 详细信息

针对半封闭舱段内腔机器人打磨减重易发生型腔边界加强筋过切问题，提出了一种基于力反馈的铣削过切在线识别方法，采用六维力传感器实时监测铣削力变化，通过设定特征阈值识别过切，为解决当前存在的特征阈值难以选定、识别精度较低问题，引入卡尔曼滤波算法对数据进行实时处理，预测铣削力变化趋势。结合半封闭舱段内部结构特征，搭建试验平台进行试验验证。研究结果表明：在相同铣削参数下，卡尔曼滤波算法对过切识别精度提升效果显著，过切量减少了70％～80％，整体控制在0.2 mm以下，满足加工要求，可有效提高工件成品率。为解决半封闭舱段内腔机器人打磨减重过切问题提供技术参考。

关键词：半封闭舱段力反馈过切识别卡尔曼滤波

挤压/冲击工况下圆柱形锂离子电池失效的影响因素分析

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高压物理学报 2024年第4期38卷 154-163页

作者：顾丽蓉王敬德张新春黄子轩齐文睿张英杰华北电力大学机械工程系河北保定071003 河北电力工程监理有限公司河北石家庄050081

锂离子电池在受到挤压、冲击载荷时会发生内部短路而引发热失控,因此,研究电池失效影响因素对电池结构耐撞性设计具有重要意义。以圆柱形锂离子电池为研究对象,利用自制的平面压缩和局部压痕实验系统,研究不同挤压/冲击工况下锂离子电... 详细信息

锂离子电池在受到挤压、冲击载荷时会发生内部短路而引发热失控,因此,研究电池失效影响因素对电池结构耐撞性设计具有重要意义。以圆柱形锂离子电池为研究对象,利用自制的平面压缩和局部压痕实验系统,研究不同挤压/冲击工况下锂离子电池的力-电-热响应,并与有限元模拟结果进行对比分析,结果表明,实验与有限元模拟结果具有较好的一致性。基于显式非线性有限元方法,研究了加载速度、压头形状和压头直径对锂离子电池失效行为和力学响应的影响。研究表明:局部压痕相较于平面压缩更容易导致锂离子电池失效;随着压头直径的减小,电池的峰值力显著降低,失效位移相应减小;失效位移随着冲击速度的增加而增大,但当冲击速度超过15 m/s时,失效位移开始减小。研究结果将对锂离子电池的耐撞性多目标优化设计和安全性评估提供一定的指导。

关键词：锂离子电池失效机理力学响应冲击有限元模拟

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