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电磁铁传热特性及散热优化的数值模拟

重庆大学学报 2024年第5期47卷 24-36页

作者：李英杰陈川张瑜李强司国雷宋鹏四川航天烽火伺服控制技术有限公司成都610000

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应... 详细信息

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应力及变形的演化规律,分析导热套筒散热与强制对流散热对其热性能的影响规律。结果表明:随着线圈功率增大,电磁铁的最大温度、热应力和变形量均线性增大;随着套筒厚度增加,稳态的最大温度、变形量和导热量线性减小,温降幅度为12.5℃/mm;随着流速增加,最大温度、热应力和变形量显著减小,温降幅度45.5℃/(m·s^(-1)),说明增强导热和对流均能提高电磁铁热性能且对流更为显著。

关键词：电磁铁传热特性导热与对流数值模拟

基于扩张状态观测器的过热汽温系统建模与参数智能辨识

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中国电机工程学报 2024年

作者：孙明王胤开白阳振范延增董泽中国联合工程有限公司河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心(华北电力大学) 华北电力大学自动化系

可再生能源的高渗透率给电网供需匹配带来严峻挑战的同时，燃煤机组承担着大量的调峰调频任务，这对过热汽温系统的安全稳定运行造成了一定威胁。因此有必要建立面向热工控制的汽温数学模型。考虑到迟延型扩张状态观测器(time-delayed e... 详细信息

可再生能源的高渗透率给电网供需匹配带来严峻挑战的同时，燃煤机组承担着大量的调峰调频任务，这对过热汽温系统的安全稳定运行造成了一定威胁。因此有必要建立面向热工控制的汽温数学模型。考虑到迟延型扩张状态观测器(time-delayed extended state observer，TD-ESO)的总扰动信号中含有大量模型信息，该文提出一种从该信号中提取部分已知模型信息并更新补偿至ESO输入端，同时结合改进的沙丘猫优化算法使总扰动剩余量最小的模型参数迭代式计算方法。线性和非线性的算例仿真表明，所提辨识方法对有无输入迟延的系统均有良好的适用性和较高的精度，然后基于超超临界二次再热机组在900MW运行工况下的过热汽温系统数据进行模型辨识与验证，同样表明该建模方法是合理且准确的，并且所建立的模型能够为汽温系统的控制策略设计和性能优化等方面提供有价值的参考。

关键词：迟延型扩张状态观测器数据驱动模型辨识沙丘猫群优化算法过热汽温系统

基于ISSA-HKLSSVM的浮选精矿品位预测方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 111-120页

作者：高云鹏罗芸孟茹张微赵海利湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 矿冶过程自动控制技术国家重点实验室北京100160 矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室北京100160

针对浮选过程变量滞后、耦合特征及建模样本数量少所导致精矿品位难以准确预测的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA)优化混核最小二乘支持向量机(Hybrid Kernel Least Squares Support Vecto... 详细信息

针对浮选过程变量滞后、耦合特征及建模样本数量少所导致精矿品位难以准确预测的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm,ISSA)优化混核最小二乘支持向量机(Hybrid Kernel Least Squares Support Vector Machine,HKLSSVM)的浮选过程精矿品位预测方法.首先采集浮选现场载流X荧光品位分析仪数据作为建模变量并进行预处理,建立基于最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)的预测模型,以此构建新型混合核函数,将输入空间映射至高维特征空间,再引入改进麻雀搜索算法对模型参数进行优化,提出基于ISSA-HKLSSVM方法实现精矿品位预测,最后开发基于LabVIEW的浮选精矿品位预测系统对本文提出方法实际验证.实验结果表明,本文提出方法对于浮选过程小样本建模具有良好拟合能力,相比现有方法提高了预测准确率,可实现精矿品位的准确在线预测,为浮选过程的智能调控提供实时可靠的精矿品位反馈信息.

关键词：浮选精矿品位最小二乘支持向量机改进麻雀搜索算法预测模型

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机械反馈式伺服阀流量测试动态缸参数选用分析

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1135-1142页

作者：陆亮丁建军云霞梁中栋渠立鹏李梦如同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海衡拓液压控制技术有限公司上海201612

相比电反馈伺服阀动态特性可直接通过阀芯位移响应测试获得,机械反馈式流量伺服阀的动态特性,通常需利用动态缸作为流量传感器间接测量获得。测试结果受动态缸泄漏、阻尼、质量惯性等固有非理想化因素的影响,通常无法准确表达伺服阀本... 详细信息

相比电反馈伺服阀动态特性可直接通过阀芯位移响应测试获得,机械反馈式流量伺服阀的动态特性,通常需利用动态缸作为流量传感器间接测量获得。测试结果受动态缸泄漏、阻尼、质量惯性等固有非理想化因素的影响,通常无法准确表达伺服阀本身的性能指标。基于一套实际阀控缸系统,建立Matlab-Simulink仿真模型,解析获得的频带宽结果相比实测结果误差小于0.5%,由此建立了可准确表达阀与缸性能特性的仿真模型。在此基础上,理论给出了伺服阀本身的频率特性指标,即无泄漏无阻尼及无限刚度动态缸条件下的系统频率特性。以此为依据,分析了实际动态缸活塞质量、活塞粘性阻尼以及泄漏变化情况下,阀控缸系统频率特性偏离理想条件的变化规律。

关键词：液压传动动态缸机械反馈式伺服阀流量测试动态特性

基于改进YOLOv8的蝴蝶兰组培苗视觉伺服种植平台设计与试验

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农业工程学报 2024年

作者：苑朝马嘉宁张盼浩赵明雪王家豪王静娴徐大伟华北电力大学自动化系河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心(华北电力大学) 河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂

为降低蝴蝶兰组织培养快速繁育的人力成本，该研究提出了一种基于视觉伺服机械臂的自动化组培苗种植平台，以完成流水线上蝴蝶兰组培苗的自动夹取与种植。平台主要由视觉检测系统和机械臂种植系统组成，在视觉检测系统中，通过将AKConv... 详细信息

为降低蝴蝶兰组织培养快速繁育的人力成本，该研究提出了一种基于视觉伺服机械臂的自动化组培苗种植平台，以完成流水线上蝴蝶兰组培苗的自动夹取与种植。平台主要由视觉检测系统和机械臂种植系统组成，在视觉检测系统中，通过将AKConv与DSConv模块引入YOLOv8算法形成AKDS＿YOLOv8检测算法，提高系统对组培苗识别的准确率；在机械臂种植系统中，基于模糊算法实现机械臂的伺服控制，使机械臂末端能顺利完成对传送带上组培苗的追踪及夹取。试验结果表明，相较于原YOLOv8,AKDS＿YOLOv8对组培苗根部的识别准确率、召回率、mAP0.5分别提高了8.6、10.7、7.4个百分点；实现了机械臂末端工具对移动组培苗的追踪、抓取与种植，种植成功率达到82.5%。该种植平台能够实现蝴蝶兰组培苗的自动化种植，可为蝴蝶兰快速繁育过程的自动化提供一定参考。

关键词：蝴蝶兰组培苗 YOLOv8 AKConv DSConv 模糊控制

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水离子积对pH值在线监测的影响

石油化工设备 2024年第3期53卷 18-23页

作者：李欣波罗星沈阳中科韦尔腐蚀控制技术有限公司辽宁沈阳110180

介质pH值是炼化生产的重要过程参数之一,普遍采用在线方式进行监测,并用实验室测量数据对在线测量设备进行标定,这种做法忽略了在线测量温度与实验室温度的差异以及测量时电极种类的差异,存在导致生产工艺控制偏差,进而造成生产浪费或... 详细信息

介质pH值是炼化生产的重要过程参数之一,普遍采用在线方式进行监测,并用实验室测量数据对在线测量设备进行标定,这种做法忽略了在线测量温度与实验室温度的差异以及测量时电极种类的差异,存在导致生产工艺控制偏差,进而造成生产浪费或产品品质问题的风险。针对此情况,进行了理论分析及理论分析结论的实验室和现场试验验证。结果表明,升温对pH值小于5水溶液的pH值影响非常小,升温对pH值大于9水溶液的pH值影响较大。饱和甘汞电极为参比的pH电极测量值与理论值基本一致,差分电极的测定数据与理论数据不一致。

关键词： pH值水离子积在线监测温度影响

基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 95-102页

作者：彭寒梅吴行胡磊苏永新谭貌湘潭大学自动化与电子信息学院湖南湘潭411105 湘潭大学湖南省多能协同控制技术工程研究中心湖南湘潭411105

含多分布式电源配电网的拓扑结构具有多样性与多变性,影响拓扑辨识的实时性和准确性。提出一种基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识方法。构建结合拓扑分区的配电网拓扑辨识框架,采用区域开关状态矩阵描述拓扑结构,以进行物理上的辨... 详细信息

含多分布式电源配电网的拓扑结构具有多样性与多变性,影响拓扑辨识的实时性和准确性。提出一种基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识方法。构建结合拓扑分区的配电网拓扑辨识框架,采用区域开关状态矩阵描述拓扑结构,以进行物理上的辨识降维;提出基于CatBoost算法的特征选择与拓扑辨识方法,通过分区并行离线训练得到历史拓扑和未知拓扑的区域拓扑辨识CatBoost模型,通过在线应用得到实时的区域开关状态矩阵标签,形成配电网开关状态矩阵,实现系统拓扑辨识。配电网算例系统测试结果验证了所提方法的有效性。

关键词：配电网拓扑辨识 CatBoost算法拓扑分区特征选择

绿电交易场景下计及温控负荷的高铁站两阶段调度策略

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太阳能学报 2024年

作者：陈文颖刘洋刘卫亮张晓雷王昕康佳垚华北电力大学保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心国家能源集团新能源技术研究院有限公司

考虑绿电交易场景下清洁能源出力的不确定性和负载的波动性，基于随机模型预测控制提出一种计及温控负荷的高铁站两阶段能量优化调度策略。首先，根据热功率平衡原理，建立符合高铁站特性的温控负荷模型，并引入此温控系统参与高铁站两... 详细信息

考虑绿电交易场景下清洁能源出力的不确定性和负载的波动性，基于随机模型预测控制提出一种计及温控负荷的高铁站两阶段能量优化调度策略。首先，根据热功率平衡原理，建立符合高铁站特性的温控负荷模型，并引入此温控系统参与高铁站两阶段调度；其次，应用多元正态分布描述随机变量误差间的概率相关性，采用蒙特卡洛抽样和基于概率距离的场景快速削减方法生成高铁站日内绿电、光伏和负荷的典型场景，基于模型预测控制应用典型场景对日内高铁站用电系统进行滚动优化调度；最后以某高铁站为算例，分析典型季节下引入此温控模型的调度结果，验证所提模型在改善高铁站经济运行、新能源消纳等方面的优势及所提两阶段调度策略的鲁棒性，为高铁站参与负荷侧需求响应与构建高铁站虚拟电厂提供了参考依据。

关键词：清洁能源需求响应蒙特卡洛抽样绿电交易温控负荷随机模型预测控制

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宽频式钢轨动力吸振器对波磨的影响分析

地震工程与工程振动 2024年第2期44卷 147-159页

作者：许孝堂蒲黔辉尹学军勾红叶洪彧西南交通大学土木工程学院青岛科而泰环境控制技术有限公司

为了解决某地铁钢弹簧浮置板轨道曲线段钢轨波磨问题,首先对钢轨波磨进行了现场测试,其次依据波磨特征进行宽频式钢轨动力吸振器(wide-frequency tuned mass damper,WTMD)的精准调频和研制。然后将WTMD的质量、刚度和阻尼等参数输入到... 详细信息

为了解决某地铁钢弹簧浮置板轨道曲线段钢轨波磨问题,首先对钢轨波磨进行了现场测试,其次依据波磨特征进行宽频式钢轨动力吸振器(wide-frequency tuned mass damper,WTMD)的精准调频和研制。然后将WTMD的质量、刚度和阻尼等参数输入到建立的车辆-WTMD-钢弹簧浮置板耦合动力学模型。模型中浮置板和基础考虑为柔性体,轮轨接触采用多点非赫兹接触的Kik-Piotrowski模型求解。以美国5级谱叠加现场实测的波磨不平顺谱作为激励,运用有限元软件ANSYS和多体动力学仿真软件UM进行联合耦合动力学分析,逐次迭代优化WTMD参数。同时,将有无WTMD的仿真分析得到的钢轨振动加速度和现场实测数据进行对比,研究了WTMD对钢轨振动的影响。最后进行了有无WTMD的钢轨振动总振级、钢轨振动衰减率和3次波磨跟踪测试,研究了WTMD对钢轨振动、钢轨振动衰减率和波磨发展的影响。研究表明:设计的WTMD前3阶振动主频分别为518、700、759 Hz,与车辆通过波磨频率(520~830 Hz)一致;仿真和实测的钢轨振动加速度数据吻合较好,安装WTMD后钢轨振动加速度均方根值由200 g降低为20 g,减振效果为8.1 dB;WTMD可以提高钢轨的垂向和横向振动衰减率,抑制钢轨的垂向和横向pinned-pinned共振;3次波磨跟踪测试发现,WTMD安装后,钢轨波磨发展缓慢,无肉眼可见的波磨。通过以上的仿真和试验都验证了WTMD可以有效地抑制钢轨波磨。

关键词：地铁钢轨动力吸振器耦合动力学波磨浮置板轨道