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基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 64-71页

作者：王均黄钶然许潇吴兰姜伟黄明山河南工业大学电气工程学院河南郑州450001 四川大学电气工程学院四川成都610065 河南工业大学机电工程学院河南郑州450001 河南许继仪表有限公司河南许昌461000

将阶梯碳价与分时电价的耦合关系进行内联,提出了一种基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电策略。利用蒙特卡罗方法生成电动汽车的无序充电场景;建立阶梯碳价模型和自适应分时电价模型;以电网日负荷均方差最小、电动汽车用... 详细信息

将阶梯碳价与分时电价的耦合关系进行内联,提出了一种基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电策略。利用蒙特卡罗方法生成电动汽车的无序充电场景;建立阶梯碳价模型和自适应分时电价模型;以电网日负荷均方差最小、电动汽车用户充电总成本最小和发电商碳交易成本最小为目标函数,建立电碳双定价机制下的电动汽车有序充电模型,并采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),结合熵权逼近理想解排序(TOPSIS)模型求解Pareto解集的最优折中解;对4种碳交易机制下的优化结果进行对比分析。仿真结果表明,在有奖励阶梯碳价和自适应分时电价机制下电网负荷波动平抑效果最佳且发电商碳交易成本最小,验证了所提模型的合理性和可行性。

关键词：电动汽车碳交易机制阶梯碳价自适应分时电价有序充电熵权TOPSIS模型 NSGA-Ⅱ 灵敏度分析

基于解码逆向反馈调整机制的复杂产品批综合调度算法

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控制与决策 2024年

作者：郭伟飞杨云帆文笑雨杨文超李琳利郑州轻工业大学机电工程学院重庆大学机械与运载工程学院

针对复杂产品的批综合调度问题,建立以最小化总完工时间为优化目标的数学模型,提出一种基于解码逆向反馈调整机制的批综合调度算法.该算法采用遗传算法对问题进行求解,设计了一种适应于动态组批的双层染色体编码结构,分析了批处理设备... 详细信息

针对复杂产品的批综合调度问题,建立以最小化总完工时间为优化目标的数学模型,提出一种基于解码逆向反馈调整机制的批综合调度算法.该算法采用遗传算法对问题进行求解,设计了一种适应于动态组批的双层染色体编码结构,分析了批处理设备的组批规则,推导出确切的非组批判断条件,在此基础上,提出了一种兼顾单步检查组批误判和多步组批工序统一调整功能的主动解码方法.同时,为了进一步提高算法的性能,又提出一种用于修正组批判断染色体串的解码逆向反馈调整机制,实现与解码染色体的双向互动和优良信息共享.仿真实验结果表明,所提算法通过采用设计的双层染色体编码、主动解码方法和解码逆向反馈调整机制,在解决研究问题方面明显优于其他对比算法.

关键词：复杂产品批综合调度动态组批遗传算法非组批判断条件解码逆向反馈

袋装成品粮集装箱自动装卸装备末端落袋位姿仿真分析

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包装工程 2024年第19期45卷 256-264页

作者：李颍鹏徐雪萌徐永森王博士贾世豪刘权河南工业大学机电工程学院郑州450001

目的解决袋装成品粮集装箱内码垛时落袋不规则、落袋点模糊影响码垛位置精度的问题。方法本文采用ANSYS/LS-DYNA对袋装成品粮落袋过程进行仿真分析,并搭建袋装成品粮落袋试验平台进行试验,使用高速摄像机观察袋装成品粮落袋过程,分析袋... 详细信息

目的解决袋装成品粮集装箱内码垛时落袋不规则、落袋点模糊影响码垛位置精度的问题。方法本文采用ANSYS/LS-DYNA对袋装成品粮落袋过程进行仿真分析,并搭建袋装成品粮落袋试验平台进行试验,使用高速摄像机观察袋装成品粮落袋过程,分析袋装成品粮输送速度、落袋高度在落袋过程中的应力分布及落袋机理,确定最大等效应力出现的区域以及最佳落袋参数组合,验证仿真研究的准确性。结果仿真结果表明,袋装成品粮在离地600 mm跌落后水平位移相对较少,且输送速度越小成品粮跌落后的水平位移越小。成品粮跌落冲击地面时,所受冲击应力集中在下层中部。结论堆垛码垛系统水平运输,输送速度为0.7~1.0 m/s、输送高度为200mm时袋装成品粮能够被水平推送出输送带末端,输送速度为0.3m/s、输送高度为600mm时袋装成品粮翻转落袋到地面姿态最佳,且在水平方向上的平均位移最小,满足袋装成品粮集装箱自动装卸装备的末端落袋工作需求。有限元模型与实际落袋位姿情况基本符合,对袋装成品粮集装箱自动装卸装备的末端落袋位姿分析具有一定的参考。

关键词：袋装成品粮码垛有限元 ANSYS/LS-DYNA 位姿分析

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磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀研究

机械设计与研究 2024年第3期40卷 216-223页

作者：蒙于民李笑赵搏强谢勇彬广东工业大学机电工程学院广州510006

为了解决现有SMA驱动的尿道阀存在供能系统结构复杂、与生物组织相容性和可靠性低等问题,提出了一种利用磁流体在交变磁场中的热效应为SMA弹簧的驱动直接提供热能的新方法,设计了一种磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀。建立了尿道阀的电-... 详细信息

为了解决现有SMA驱动的尿道阀存在供能系统结构复杂、与生物组织相容性和可靠性低等问题,提出了一种利用磁流体在交变磁场中的热效应为SMA弹簧的驱动直接提供热能的新方法,设计了一种磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀。建立了尿道阀的电-磁转换、磁-热转换和热-机转换等多场耦合关系数学模型,通过仿真和实验研究了磁场控制参数对尿道阀驱动特性的影响规律,优化了磁流体的材料参数,实验研究了尿道阀的启闭特性。研究结果表明,尿道阀原理可行,植入部分结构简单;增大磁场强度或磁场交变频率均可提高驱动特性,磁流体通过参数优化后发热功率提高了57%;尿道阀启闭特性良好,平均尿流率为13.6 ml/s;所建立的数学模型有效实用,可为尿道阀的结构设计和特性分析提供理论指导。

关键词：尿道阀 SMA驱动磁流体磁感应发热数学建模

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曲轴综合测量机几何误差建模及敏感性分析

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第5期38卷 295-302页

作者：王亚晓杨科科西安工业大学机电工程学院西安710021

为提高曲轴综合测量机测量精度,针对其几何误差元素多,逐一进行补偿工作量大、过程繁琐等问题,基于多体系统理论和齐次坐标变换建立曲轴综合测量机的几何误差模型,采用Sobol敏感性分析方法进行分析,识别出对测量精度影响较大的关键几何... 详细信息

为提高曲轴综合测量机测量精度,针对其几何误差元素多,逐一进行补偿工作量大、过程繁琐等问题,基于多体系统理论和齐次坐标变换建立曲轴综合测量机的几何误差模型,采用Sobol敏感性分析方法进行分析,识别出对测量精度影响较大的关键几何误差项。通过对曲轴综合测量机随动测板不同位置处的误差元素敏感性系数进行分析计算,从21项几何误差中识别出10项对曲轴综合测量机测量精度影响较大的关键项,为合理经济地提高曲轴综合测量机测量精度提供依据。

关键词：曲轴综合测量机多体系统理论 Sobol敏感性分析蒙特卡洛估算关键几何误差

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融合CAM和ASPP的车道线检测算法研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第5期38卷 86-94页

作者：朱娟朱国吕岳晓峰长春工业大学机电工程学院长春130012

UFLD(ultra fast structure aware deep lane detection)是一种轻量化车道线检测模型,为提升模型的检测精度,对模型进行改进。引入CAM(channel attention mechanism)使模型能更关注携带重要车道线信息的特征通道和像素;为了感知车道线... 详细信息

UFLD(ultra fast structure aware deep lane detection)是一种轻量化车道线检测模型,为提升模型的检测精度,对模型进行改进。引入CAM(channel attention mechanism)使模型能更关注携带重要车道线信息的特征通道和像素;为了感知车道线的细节信息,引入ASPP(atrous spatial pyramid pooling)扩大卷积过程的感受野,提高模型分割精度;搭建引入CAM和ASPP后的改进模型,并在改进的模型上进行实验。实验结果表明:在TuSimple数据集上以ResNet18为主干网络的模型检测精度由95.81%提升至95.98%,以ResNet34为主干网络的模型检测精度由95.84%提升至96.12%;在CULane数据集上,无论是以ResNet18还是以ResNet34为主干网络模型,其平均精度均有不同程度的提高。

关键词：车道线检测 CAM ASPP 融合算法

高温条件下基于虚场法的钛合金弹塑性参数识别与提取

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精密成形工程 2024年第2期16卷 55-61页

作者：李奇涵马翔飞高嵩桑晔王志远孟尖尖马祥长春工业大学机电工程学院长春130012

目的准确表述TC4钛合金的力学性能,对TC4钛合金进行了单轴热拉伸实验,使用虚场法识别和提取不同高温条件下TC4钛合金的弹塑性参数。方法在不同试验温度(650、700、750℃)下,选用TC4钛合金(Ti-6Al-4V合金),按轧制方向以应变速率为0.1 s^(... 详细信息

目的准确表述TC4钛合金的力学性能,对TC4钛合金进行了单轴热拉伸实验,使用虚场法识别和提取不同高温条件下TC4钛合金的弹塑性参数。方法在不同试验温度(650、700、750℃)下,选用TC4钛合金(Ti-6Al-4V合金),按轧制方向以应变速率为0.1 s^(-1)进行热拉伸试验。采用立体数字图像相关系统(DIC)测量试样的真实应变,得到真实应力-应变曲线,并捕捉热拉伸过程中的随机点,计算出试样的真实应变场。通过虚场法(VFM)在试件的弹性阶段设置不同虚拟位移场,建立虚场方程组以识别不同试验组中的弹性模量和泊松比,利用JC本构模型建立适合试件塑性变形阶段的虚场方程,使用K-Means聚类算法提取模型中的塑性参数。结果在考虑计算误差的情况下,使用VFM识别出的弹性模量、泊松比与参考数值的加权相对误差分别在4.8%、6.4%以下;提取出的塑性参数可以用于建立JC本构模型,弹塑性参数的识别和提取均符合预期。结论使用VFM可以有效识别出TC4在不同高温条件下的弹性参数,K-Means聚类算法在提取塑性参数方面的效果较为显著。

关键词： Ti-6Al-4V合金 VFM 参数识别本构参数热拉伸实验

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小麦颗粒弯管流动特性数值模拟研究

包装工程 2024年第5期45卷 197-204页

作者：王博士李永祥张永宇姜棚仁徐雪萌河南工业大学机电工程学院郑州450001

目的为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法以欧拉-欧拉双流体模型为基础,结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型,采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行... 详细信息

目的为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法以欧拉-欧拉双流体模型为基础,结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型,采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行数值模拟,分析小麦颗粒在流经弯管过程中及弯管后直管中的小麦颗粒密度分布、气固两相速度、小麦颗粒与壁面剪切力和颗粒相湍动能。结果经过仿真分析和实验验证,小麦颗粒在流经弯管过程中,其颗粒相体积分数、气固两相速度、颗粒和壁面剪切力以及颗粒相湍动能4个方面随着流入弯管的角度变化而改变;由于颗粒-颗粒、颗粒-管壁之间的碰撞摩擦,小麦颗粒在流出弯管后随着输送距离的增大其各项参数逐渐减缓。结论采用FLUENT软件进行仿真得到了弯管内小麦颗粒的流动特性,并通过实验验证了仿真的可靠性。此次研究结合气固两相理论,为弯管气力输送设计的研发和优化提供了理论基础。

关键词：小麦颗粒气力输送弯管 FLUENT 流动特性

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变曲率立面自适应爬壁机器人结构的设计与分析

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机器人 2024年第5期46卷 576-590页

作者：胡晓林郭润兰黄华张存东兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730000

针对爬壁机器人在变曲率壁面作业时稳定性差和自适应能力不足等问题,设计了一种自适应模块与机身相对独立的分离式结构爬壁机器人,并研究它在壁面上的移动性能。首先根据机器人的壁面运动原理建立力学模型,计算无滑移和无倾覆时纵/横移... 详细信息

针对爬壁机器人在变曲率壁面作业时稳定性差和自适应能力不足等问题,设计了一种自适应模块与机身相对独立的分离式结构爬壁机器人,并研究它在壁面上的移动性能。首先根据机器人的壁面运动原理建立力学模型,计算无滑移和无倾覆时纵/横移动方向切换、沿壁面移动和越障所需的吸附力,并分析在周向曲面和径向曲面上纵向移动和横向移动时机身姿态的变化情况。然后通过永磁体装置的磁路设计和参数化仿真,分析气隙间距和壁面厚度对吸附力的影响,对机器人在不同曲面和不同运动模式下的吸附力进行仿真,优化永磁体的设计。最后通过实验验证了爬壁机器人在不同变曲率壁面上的移动性能和自适应性能。结果表明,所设计的爬壁机器人具有纵/横切换移动灵活、吸附稳定、变曲率壁面自适应能力强的特点,最小可适应曲率为0.46 m的壁面,且在90°壁面可承载7.2 kg的设备。

关键词：爬壁机器人永磁吸附变曲率立面运动分析