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基于UG的拖拉机大灯注塑模具设计

农机化研究 2024年第8期46卷 264-268页

作者：宋芳焦作大学河南焦作454003

以拖拉机大灯为例,分析了UG注塑模具建模的设计方法和工艺方案,建立了拖拉机大灯模型,并完成了拖拉机大灯注塑模具的设计。研究结果表明:经过UG模拟开模出来的塑料件没有出现气泡、变形、缺料和银线等缺陷,整体也没有发现熔合条纹,设计... 详细信息

以拖拉机大灯为例,分析了UG注塑模具建模的设计方法和工艺方案,建立了拖拉机大灯模型,并完成了拖拉机大灯注塑模具的设计。研究结果表明:经过UG模拟开模出来的塑料件没有出现气泡、变形、缺料和银线等缺陷,整体也没有发现熔合条纹,设计的拖拉机大灯注塑模具满足设计需求。

关键词：拖拉机大灯 UG 注塑模具

丹江口水库淅川库区大气硝酸盐干沉降特征及源解析

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1515-1525页

作者：肖春艳孙艺萌赵同谦陈晓舒李朋波陈飞宏河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454003

以丹江口水库淅川库区为研究区,于2021年1~12月设置5个监测点进行干沉降样品采集,分析了样品中硝酸盐浓度、通量及其氮氧同位素,基于稳定同位素模型(SIAR)量化了硝酸盐的主要来源.结果表明,库区干沉降中硝酸盐月均浓度为0.16mg/L,全年... 详细信息

以丹江口水库淅川库区为研究区,于2021年1~12月设置5个监测点进行干沉降样品采集,分析了样品中硝酸盐浓度、通量及其氮氧同位素,基于稳定同位素模型(SIAR)量化了硝酸盐的主要来源.结果表明,库区干沉降中硝酸盐月均浓度为0.16mg/L,全年硝酸盐干沉降通量为2.49kg/(hm^(2)·a),δ15N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)月均值分别为(+0.17±4.10)‰、(+56.6±9.18)‰.干沉降中硝酸盐浓度、沉降通量和氮氧同位素的季节性差异显著,秋冬季节的硝酸盐浓度和沉降通量均高于春夏季节,主要与寒冷季节化石源排放量增加、大气边界层稳定性增强以及气粒转化平衡趋于颗粒态硝酸盐生成有关;冬季最高的δ15N-NO_(3)^(-)与冬季燃煤取暖和低温导致的氮同位素平衡分馏效应增加有关,夏季最低的δ^(18)O-NO_(3)^(-)则与NO_(2)+·OH途径形成硝酸盐占主导有关.SIAR分析结果发现,库区干沉降中硝酸盐主要来自化石源(交通排放及煤燃烧),贡献率为69.3%,其中交通排放源和煤燃烧源贡献率分别为51.1%和18.2%.冬季化石源的贡献率最高(72.0%),其中70.4%来源于交通排放.进一步证实交通排放和冬季燃煤取暖是影响库区干沉降中硝酸盐的主要因素,控制交通移动源污染排放和煤燃烧是今后减少大气中硝酸盐的重要举措.此外,较为稳定的生物质燃烧源对硝酸盐的贡献率表明外源输入也是库区硝酸盐干沉降中的重要来源.

关键词：干沉降硝酸盐氮氧同位素稳定同位素模型(SIAR) 后向轨迹

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基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略研究

电力系统保护与控制 2024年第19期52卷 35-46页

作者：郑征魏梦雨李绍令史梦瑶河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室河南焦作454003

为改善PI控制下模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的控制效果,提出了基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略。首先,建立MMC整流器的数学模型。其次,构造出MMC系统的李雅普诺夫能量函数。然后,在MMC数学模型和能量函数... 详细信息

为改善PI控制下模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的控制效果,提出了基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略。首先,建立MMC整流器的数学模型。其次,构造出MMC系统的李雅普诺夫能量函数。然后,在MMC数学模型和能量函数的基础上设计了控制系统。由奈奎斯特稳定判据分析了直流电压稳定性的影响因素,并在经典频域下通过伯德图对比分析了李雅普诺夫控制策略和PI控制策略的控制性能。最后,在负载阶跃、交流侧电压幅值阶跃和交流侧三相电压不平衡工况下对两种控制策略进行了仿真和半实物在环仿真研究。结果表明,李雅普诺夫控制策略较PI控制策略有着更好的控制效果,李雅普诺夫控制策略更适用于MMC此类非线性强耦合系统。

关键词：模块化多电平变换器李雅普诺夫直接法 PI控制控制性能

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基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测

地球科学 2024年第3期49卷 1154-1164页

作者：奚园园王永茂芦碧波邢智峰侯广顺河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003 河南理工大学资源环境学院河南焦作454003

䗴化石是石炭纪、二叠纪重要的标准化石,其详细的鉴定工作对确定地质时代和划分石炭系‒二叠系具有重要意义.鉴于目前䗴类化石检测方法的局限性,提出一种基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测.以䗴类化石为研究对象,对原始模型进行分析,之... 详细信息

䗴化石是石炭纪、二叠纪重要的标准化石,其详细的鉴定工作对确定地质时代和划分石炭系‒二叠系具有重要意义.鉴于目前䗴类化石检测方法的局限性,提出一种基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测.以䗴类化石为研究对象,对原始模型进行分析,之后联合优化权重损失函数和BN层尺度因子的L1正则化等方式进行通道剪枝,再使用知识蒸馏使剪枝后模型恢复检测性能.实验结果表明,该方法可实现薄片图像中䗴类所在区域的定位和分类,平均精度均值达到98.1%,满足实时检测模型的要求,并且剪枝后参数量压缩了74.1%,解决了真实场景中存在的算力缺乏等问题.该方法能够有效保证䗴类化石的检测效果,同时扩展了该模型在嵌入式设备的适用范围,为深度学习在古生物化石图像的智能识别方面提供更多可能性.

关键词：䗴类化石深度学习目标检测石炭系-二叠系知识蒸馏地层学

基于双二阶滤波器的LCL型并网逆变器延时补偿方法

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 145-157页

作者：赵铁英李俊然高宁田培建河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南焦作454003

为了抑制LCL型滤波器的谐振尖峰,电容电流反馈有源阻尼被广泛应用于LCL型并网逆变器中。由于数字控制延时带来的不利影响,电容电流反馈有源阻尼的阻尼性能被严重削弱。负阻尼区域出现在f_(s)/6到f_(s)/2之间,减弱了并网逆变器的稳定性... 详细信息

为了抑制LCL型滤波器的谐振尖峰,电容电流反馈有源阻尼被广泛应用于LCL型并网逆变器中。由于数字控制延时带来的不利影响,电容电流反馈有源阻尼的阻尼性能被严重削弱。负阻尼区域出现在f_(s)/6到f_(s)/2之间,减弱了并网逆变器的稳定性和对电网阻抗变化下的鲁棒性。在电容电流反馈通道上插入一个双二阶滤波器来补偿数字控制延时带来的相位滞后,正阻尼范围可以扩展到f_(s)/3,从而实现了对电网阻抗变化的高鲁棒性。选择了合适的离散化方法,分析了补偿后的系统稳定性。提出了一个详细的闭环参数设计流程,以获得良好的控制性能。最后,实验结果验证所提方法的有效性和参数设计流程的可行性。

关键词：有源阻尼并网逆变器 LCL滤波器延时补偿正阻尼范围弱电网

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基于PE-ANGO的MIMU现场标定方法

中国惯性技术学报 2024年第2期32卷 107-114,124页

作者：乔美英姚文豪高柯飞杜衡赵开东河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003 河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室焦作454003

针对当前微惯性测量单元(MIMU)的现场标定方法存在标定步骤复杂、不利于非专业人员操作等问题,提出了一种基于先验知识增强的自适应北苍鹰优化(PE-ANGO)算法的MIMU现场标定方法。首先分析了MIMU涉及的误差并建立了加速度计和陀螺仪的目... 详细信息

针对当前微惯性测量单元(MIMU)的现场标定方法存在标定步骤复杂、不利于非专业人员操作等问题,提出了一种基于先验知识增强的自适应北苍鹰优化(PE-ANGO)算法的MIMU现场标定方法。首先分析了MIMU涉及的误差并建立了加速度计和陀螺仪的目标函数,然后使用PE-ANGO算法求解目标函数并得到最优参数。为了使得标定工作易于现场操作,引入了一种用于传感器数据采集的手持MIMU来验证所提算法。仿真结果表明:PE-ANGO算法的标定精度相较于北苍鹰优化算法提高了一个数量级。实测实验表明:标定前后对俯仰角和横滚角累积误差的抑制效果分别提高了约89%和87%;与传统标定方法相比,对俯仰角和横滚角累积误差的抑制效果分别提高了71%和68%,验证了所提方法的有效性。

关键词：微惯性测量单元现场标定误差补偿先验知识北苍鹰优化算法

计及最恶劣场景概率和供需灵活性的综合能源系统分布鲁棒低碳优化调度

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 78-89页

作者：王蓬蓬宋运忠河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

随着可再生能源渗透率的提升,其不确定性给综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量,提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust opti... 详细信息

随着可再生能源渗透率的提升,其不确定性给综合能源系统(integrated energy system,IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量,提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust optimization,DRO)调度策略。首先,构建了由有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)、氢燃料电池和电动汽车等构成的供需灵活响应模型,并引入阶梯碳交易机制来约束系统碳排放量。其次,为了能获取最恶劣情况下的场景概率分布,采用综合范数对风电输出场景的概率分布置信集合进行约束。然后,以在最恶劣场景概率分布下综合能源系统运行总成本最低为目标建立两阶段鲁棒优化模型,并通过列和约束生成(column and constraint generation,CCG)算法对模型进行迭代求解。最后,算例仿真结果表明了所提模型和求解方法的有效性,并分析了阶梯碳交易机制和供需灵活响应模型对提高系统灵活性和低碳经济性的影响。

关键词：综合能源系统供需灵活性阶梯碳交易数据驱动分布鲁棒优化

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求解高维优化问题的ITCSO算法

控制与决策 2024年第2期39卷 449-457页

作者：张伟魏万峰黄卫民河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

为提高竞争群优化(competitive swarm optimization,CSO)算法求解高维优化问题的寻优效率,提出一种改进的3重竞争群优化(improved triple competitive swarm optimization,ITCSO)算法.首先,采用3重竞争机制提高算法的寻优效率,同时,获胜粒子较好的收敛基础可以提高失败粒子的个体认知,明确粒子更新方向以提高粒子探索能力;然后,提出优败粒子向获胜子群学习的策略,增强算法的社会认知能力,减少算法评估次数,从而提高算法全局搜索能力;最后,提出获胜子群自竞争和劣败粒子基于获胜者变异的操作,增强粒子局部开发能力,避免算法陷入局部最优.为验证所提出算法的可行性,通过计算系统状态转移矩阵特征值和使用极限分析方法,给出稳定性和收敛性理论证明.采用几种基准测试函数验证所提出算法求解高维问题时的性能,并与其他算法进行对比.实验结果表明,ITCSO算法不仅有较高的寻优效率,且全局搜索和局部开发能力突出,更适用于高维问题的求解.

关键词：粒子群优化算法竞争群优化算法高维优化 3重竞争机制局部开发收敛性分析

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小断层影响下的采空区瓦斯运移规律研究

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 214-230页

作者：张学博王攀王豪河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室河南焦作454003 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454003 河南神火煤电股份有限公司河南永城476600

在煤矿开采过程中,小断层会导致采空区瓦斯聚集形成瓦斯富集区,对生产安全具有很大威胁,因此有必要研究小断层影响下的采空区瓦斯运移规律。通过UDEC数值模拟采空区上覆岩层破坏过程,从而计算小断层影响下采空区上覆岩层的空隙率,并利用... 详细信息

在煤矿开采过程中,小断层会导致采空区瓦斯聚集形成瓦斯富集区,对生产安全具有很大威胁,因此有必要研究小断层影响下的采空区瓦斯运移规律。通过UDEC数值模拟采空区上覆岩层破坏过程,从而计算小断层影响下采空区上覆岩层的空隙率,并利用FLUENT软件数值模拟开采过程中考虑小断层影响的采空区瓦斯运移规律。研究表明:①工作面距离小断层20 m远处,小断层从顶部首先出现滑移现象,采空区上覆岩层的位移开始受到断层的影响;工作面到达断层时,由于断层滑移,上盘岩体在断层面滑移产生回转现象,支撑着采空区岩层,覆岩垮落位移量出现大幅度减小,并且岩层垮落出现滞后现象;小断层的影响范围有限,工作面过小断层60 m之后,采空区上覆岩层位移规律逐渐恢复正常。②通过分析含小断层采空区上覆岩层位移特征,得到了采空区上覆岩层位移及其拟合公式,计算得到了三维空隙率分布规律:垮落带范围内,覆岩空隙率在4个隅角位置最大,并且断层靠近进回风巷的位置也出现了空隙率增高;裂隙带范围内,除断层靠近进回风巷的位置空隙率较大,其他位置空隙率相对较低且变化不明显。③获得了小断层影响下的采空区瓦斯运移规律:在工作面距离断层50 m远处,采空区瓦斯运移几乎不受断层的影响;在工作面推进至断层时,瓦斯沿着断层及其附近的高空隙率覆岩产生的优势逃逸通道向采空区深部运移,同时上盘的瓦斯也向深部转移导致大量瓦斯积聚在断层下盘,可能导致瓦斯随漏风流入工作面及回风巷;在工作面过断层50 m时,采空区瓦斯继续向上隅角附近转移;工作面过断层100 m时,采空区上覆岩层瓦斯运移出现回转现象,上隅角和下盘垮落带瓦斯体积分数高。

关键词：小断层瓦斯运移覆岩移动采空区