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计及电网侧储能交互作用的MIDC后续换相失败机理分析及抑制策略

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高电压技术 2024年第7期50卷 2820-2832页

作者：尹寒航周小平陈燕东邓凌峰洪乐荣朱仁龙国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 长沙410082

利用电网侧储能的无功支撑能力有望改善多馈入直流输电(multi-infeed high voltage direct current,MIDC)的电压暂态特性,但是电网侧储能接入后,电力电子装备之间的相互作用会影响MIDC控制特性。在计及电网侧储能与MIDC交互作用基础上,... 详细信息

利用电网侧储能的无功支撑能力有望改善多馈入直流输电(multi-infeed high voltage direct current,MIDC)的电压暂态特性,但是电网侧储能接入后,电力电子装备之间的相互作用会影响MIDC控制特性。在计及电网侧储能与MIDC交互作用基础上,分析了故障持续阶段与故障清除阶段的MIDC后续换相失败机理。研究表明,在故障持续阶段,由于电网侧储能的交互作用,定电流控制切换为定关断角控制时直流电流更大,并且电流偏差控制输出减少使越前触发角下降,造成换相供给面积不足的影响更大;在故障清除阶段,计及直流电流振荡影响,越前触发角下降及大幅波动会导致换相供给面积不足;在MIDC系统处于功率恢复过程中,若电网侧储能无功功率指令置为0,将增大后续换相失败风险。然后,针对电网侧储能以及MIDC控制策略进行改进,提出了计及电网侧储能交互作用的MIDC后续换相失败抑制策略。最后,在多种故障类型下仿真验证了所提控制策略有效性。

关键词：多馈入直流输电系统电网侧储能后续换相失败机理分析抑制策略

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异温轧制钛/铝复合板温度控制及性能研究

稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1693-1700页

作者：余超郭允畅肖子涵姜润五和志斌肖宏燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

为实现钛铝异温轧制复合过程中钛板电磁感应加热时温度分布更均匀,设计不同的感应加热线圈组对钛板进行加热,使用有限元模拟了电磁感应加热中感应线圈的结构参数对温度场的影响,通过调节感应加热参数将钛板宽度方向温差控制在50℃以内,... 详细信息

为实现钛铝异温轧制复合过程中钛板电磁感应加热时温度分布更均匀,设计不同的感应加热线圈组对钛板进行加热,使用有限元模拟了电磁感应加热中感应线圈的结构参数对温度场的影响,通过调节感应加热参数将钛板宽度方向温差控制在50℃以内,形成较均匀的钛板温度。对钛板进行感应加热和测温试验,在较短时间的加热下形成了平均温度635℃,温差45℃以内的钛板温度,验证了仿真结果的正确性。对均匀性较好的高温钛板与室温铝合金板进行异温轧制,制备出界面剪切强度为63.3MPa的钛/铝复合板,并对制备出的钛/铝复合板结合性能的分布受温度均匀性的影响做了分析。

关键词：钛/铝复合板异温轧制感应加热温度控制线圈设计

土壤-水稻前茬离散元仿真参数标定及其旋耕轨迹分析

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农业工程学报 2024年第7期40卷 72-82页

作者：赵智豪吴明亮谢双鹏罗海峰黎鹏程曾熠蒋啸虎湖南农业大学机电工程学院长沙410128 湖南省现代农业装备工程技术研究中心长沙410128

在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力。该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元... 详细信息

在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力。该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元仿真标定。首先测定了土壤-水稻前茬混合物内各物质物理与相互间接触参数,以堆积角作为评价指标,利用仿真试验进行了显著因素筛选、最优水平取值范围确定及二阶回归模型下最佳参数寻优,对参数进行了标定,得到土壤-水稻前茬混合物模型极显著参数的最优组合为土壤-土壤恢复系数0.407、土壤-土壤动摩擦系数0.123、土壤-水稻前茬静摩擦系数0.596、土壤表面能1.860 J,此时与试验堆积角误差为0.58%。并进行了土壤-水稻前茬间的直剪试验与仿真,得到了稳定后不同垂直应力下试验与仿真的直剪切应力误差分别为:5.4%(50 kPa),4.1%(100 kPa),3.1%(150 kPa)。最后在最优参数组合下,开展了基于MBD-DEM的旋耕土壤-水稻前茬轨迹分析试验,前茬跟随旋耕刀及直接被掩埋两种埋覆场景下仿真与土槽试验轨迹的Spearman秩相关系数分别为0.91、0.84,验证了仿真模型标定参数的准确性。研究结果可为水稻前茬旋耕轨迹调控过程的离散元仿真分析提供可靠的接触参数。

关键词：离散元直剪试验堆积角水稻前茬接触参数旋耕轨迹

高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 301-309页

作者：李杨李翠玲王秀范鹏飞李余康翟长远江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 详细信息

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。

关键词：高光谱成像机器学习特征波长霜霉病斑潜蝇虫害

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热连轧过程机架间运动板带动特性研究

工程力学 2024年第5期41卷 234-246页

作者：崔金星孙建亮彭艳邢建康燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心北京星航机电装备有限公司

研究了热轧过程机架间运动板带动力学特征及其影响因素。基于热轧过程板带张力形成机理，考虑机架间板带张力建立了动态张力模型；同时，考虑热轧机活套辊对运动板带的支撑作用，基于Hamilton理论建立了运动板带等效运动梁模型，并基于... 详细信息

研究了热轧过程机架间运动板带动力学特征及其影响因素。基于热轧过程板带张力形成机理，考虑机架间板带张力建立了动态张力模型；同时，考虑热轧机活套辊对运动板带的支撑作用，基于Hamilton理论建立了运动板带等效运动梁模型，并基于四阶Galerkin截断法对偏微分方程进行离散化，得到系统四阶常微分方程组。仿真分析机架间板带张力、速度和活套辊支承刚度对运动板带动力学特性的影响，以及运动板带在辊系振动引发的速度摄动下振动特征和影响规律。结果表明：张力、板带速度和活套支撑辊刚度均影响板带动力学模态特征，且活套辊支撑作用可降低板带振动幅值；在热轧工艺范围内，调整板带张力和速度对运动板带的稳定性影响不大；辊系振动造成板带运动速度呈摄动特征，且摄动频率和幅值与板带振动强度关系密切。该研究对热轧过程机架间运动板带稳定性分析和活套控制设计提供参考。

关键词：热轧运动板带 Galerkin离散法张力板带振动混沌

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表面形貌对铝/镁热轧复合结合强度的影响

塑性工程学报 2024年第3期31卷 157-170页

作者：张文哲朱加辉郑阳姜润五余超肖宏燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

选用5052铝合金与AZ31B镁合金作为复合材料进行热轧复合,研究表面形貌对铝/镁热轧复合结合强度的影响。在热轧复合前使用不同直径钢丝刷对板材表面进行打磨处理,通过单向拉伸实验、扫描电镜以及激光共聚焦显微镜对打磨处理后板材的表面... 详细信息

选用5052铝合金与AZ31B镁合金作为复合材料进行热轧复合,研究表面形貌对铝/镁热轧复合结合强度的影响。在热轧复合前使用不同直径钢丝刷对板材表面进行打磨处理,通过单向拉伸实验、扫描电镜以及激光共聚焦显微镜对打磨处理后板材的表面状态和形貌进行测试和观察。然后使用热轧复合法在25%、 35%和45%压下率下轧制制备出铝/镁复合板并通过万能试验机、扫描电镜、 X射线能谱仪对复合板的结合强度、微观形貌和元素分布进行测试和观察。最后通过轧卡和剥离实验对45%压下率不同直径钢丝刷打磨处理条件下铝/镁热轧复合过程中板材表面形貌的变化进行观察。结果表明,不同直径钢丝刷打磨处理仅改变了板材的表面形貌,未使板材表面形成硬质层。在25%和35%压下率下,铝/镁复合板的结合强度随着钢丝刷直径的增加而增加,但当压下率达到45%后,随着钢丝刷直径的改变,铝/镁复合板的结合强度稳定在71.2 MPa左右。通过改变板材表面形貌可以使铝合金和镁合金在低压下率下实现良好结合,但当压下率达到45%之后,板材表面形貌的变化不会再对铝/镁复合板的结合强度产生明显影响。

关键词：铝/镁复合板表面形貌硬化层结合强度热轧

钙肥对不同粒型花生开花、下针、结果动态的影响研究

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中国油料作物学报 2024年

作者：肖萍唐康谭红娇曾宁波罗梓楠刘登望李林湖南农业大学旱地作物研究所国家花生工程技术研究中心长沙分中心/湖南省花生工程技术研究中心湖南农业大学农学院

为探究在瘠薄红壤旱地施用钙肥对花生生殖生长的影响，本研究选取大粒品种湘花2008、中粒品种湘花55、小粒品种蓝山小籽，设置施钙和不施钙两个处理，进行土柱栽培，调查和测定花生花、果针、荚果发育动态。结果表明：（1）施钙促进前... 详细信息

为探究在瘠薄红壤旱地施用钙肥对花生生殖生长的影响，本研究选取大粒品种湘花2008、中粒品种湘花55、小粒品种蓝山小籽，设置施钙和不施钙两个处理，进行土柱栽培，调查和测定花生花、果针、荚果发育动态。结果表明：（1）施钙促进前期开花，控制中、后期开花，缩短花期；大、中、小粒型品种开花总量分别降低50.59%、38.47%、26.55%；减少高位花量，增加低位花量，提高有效花期内的开花总量。（2）施钙提高前期总果针数，降低生育后期果针数及未入土果针数，对前期未入土果针数影响不大；其中大粒型果针数受施钙的影响大于中粒型和小粒型，分别降低68.38%、53.55%、54.83%。（3）施钙提高不同粒型总果数尤其是中大果数，降低后期幼果数，且对大、中粒型品种的影响均大于小粒型品种。（4）施钙可以提高成果率，对不同粒型的成果率的效果表现为：大粒型>小粒型>中粒型。综上，不同粒型花生品种对南方缺钙瘠薄红壤旱地的适应性存在差异，从增产角度考虑，初步确定适宜种植大粒型品种，并在种植过程中建议增施钙肥。

关键词：钙肥红壤花生不同粒型生殖生长

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厨余废水深度处理技术研究进展

中国资源综合利用 2024年第7期42卷 278-280页

作者：陶霞蒋剑虹陈旭徐俐中机国际工程设计研究院有限责任公司湖南省水处理过程与装备工程技术研究中心长沙市水处理过程与装备技术创新中心湖南长沙410007

厨余垃圾是我国城市管理的一个重要环境问题,也是须严格监管的重要工作。厨余垃圾处理与资源化为我国当前重大需求,但作为其关键技术之一的厨余废水处理尚未形成成熟的技术路线。因此,综述厨余废水水质特点,重点论述厨余废水深度处理技... 详细信息

厨余垃圾是我国城市管理的一个重要环境问题,也是须严格监管的重要工作。厨余垃圾处理与资源化为我国当前重大需求,但作为其关键技术之一的厨余废水处理尚未形成成熟的技术路线。因此,综述厨余废水水质特点,重点论述厨余废水深度处理技术研究进展,分析膜技术、混凝沉淀、芬顿氧化、臭氧氧化、电催化法等技术应用现状,展望厨余废水深度处理技术发展趋势。

关键词：厨余废水深度处理处理技术研究进展

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冷轧铜带板形控制系统数字孪生研究

中国有色金属学报 2024年第9期 2978-2988页

作者：高心成刘宏民王东城石磊腾燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心

本文以冷轧铜带板形控制的物理系统为基础，采用机理分析与数据智能协同建模方法，应用在线传感、互联网、云服务、大数据、虚拟仿真、机器学习等技术，研发了一套冷轧铜带板形控制数字孪生系统，实现了与物理系统的实时互动，形成了面... 详细信息

本文以冷轧铜带板形控制的物理系统为基础，采用机理分析与数据智能协同建模方法，应用在线传感、互联网、云服务、大数据、虚拟仿真、机器学习等技术，研发了一套冷轧铜带板形控制数字孪生系统，实现了与物理系统的实时互动，形成了面向板形控制的信息物理系统。该系统实现在600 mm四辊轧机和600 mm六辊轧机上的工业应用。结果表明：冷轧铜带板形控制数字孪生系统不仅可以实时监控和优化轧制过程，提高板形控制水平和质量，而且可以预警轧制故障，提高轧机运行的稳定性和安全性。该系统为研发新一代冷轧带材板形智能控制技术，提供新的思路方法和应用场景。

关键词：冷轧铜带板形控制数字孪生建模仿真机器学习