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模型与数据混合驱动的IGBT寿命预测方法

航空学报 2024年

作者：田贵双王少萍石健陶模中国船舶重工集团公司第七一九研究所热能动力技术重点实验室北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院

作为航空逆变器的关键模块，绝缘栅双极晶体管(IGBT)对其安全可靠起着决定性作用。考虑到航空逆变器运行工况复杂，且IGBT是最易失效的器件之一，通过分析航空逆变器IGBT的失效机理和关键特征参数，结合物理解析模型提出一种基于长短时... 详细信息

作为航空逆变器的关键模块，绝缘栅双极晶体管(IGBT)对其安全可靠起着决定性作用。考虑到航空逆变器运行工况复杂，且IGBT是最易失效的器件之一，通过分析航空逆变器IGBT的失效机理和关键特征参数，结合物理解析模型提出一种基于长短时记忆(LSTM)网络的IGBT寿命预测方法。建立IGBT状态监测数据与结温之间的关系，并由物理解析模型得到IGBT的累积损伤，实现IGBT的实时寿命预测。最后，利用NASA PCoE中心提供的IGBT加速老化实验数据集，开展寿命预测模型的验证，结果表明LSTM网络结合累积损伤模型能够有效预测IGBT的寿命，从而有助于提高航空逆变器的可靠性，降低日常维护成本。

关键词：航空逆变器绝缘栅双极晶体管(IGBT) 长短时记忆(LSTM)网络寿命预测累积损伤

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基于位敏传感器的对中监测系统

中国机械工程 2024年

作者：郭丰泽杨博戎志祥杨俊曼冯熠硕中国船舶集团有限公司第七一一研究所

为了实时掌握柴油机动力装置的对中状态，设计了一种基于位敏传感器的对中监测系统。首先提出了基于位敏传感器的位姿变化测量方法，形成包含位姿变化的非线性方程组，通过位姿转换获得对中变化；其次通过传感器支架组件实现对方程组常... 详细信息

为了实时掌握柴油机动力装置的对中状态，设计了一种基于位敏传感器的对中监测系统。首先提出了基于位敏传感器的位姿变化测量方法，形成包含位姿变化的非线性方程组，通过位姿转换获得对中变化；其次通过传感器支架组件实现对方程组常量的高精度测量，通过软硬件设计形成测量系统，设计了基于简单牛顿法的复合迭代算法，保证方程组快速、准确求解；最后对测量系统的精度进行了分析，并采用四维平台进行了验证。试验结果表明：对中监测系统噪声小，偏差量噪声在0.005mm以下，开口角噪声在0.01°以下；精度受激光入射方向影响较大，最佳入射方向下，偏差量监测精度可达0.02mm，开口角监测精度可达0.019°。该系统将用于国产柴油机动力装置的对中监测。

关键词：船舶动力装置位姿测量对中监测复合迭代算法

四轮毂驱动电动车辆横向稳定与侧倾预防协同控制策略

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吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 540-549页

作者：江和耀王永海吴幼冬王萍中国船舶集团有限公司第七一三研究所郑州450015 吉林大学通信工程学院长春130022

针对四轮轮毂驱动电动汽车在模型预测控制的框架下协同车辆的侧向、横摆运动与侧倾行为,提出一种集成车辆侧向稳定及防侧倾功能的控制策略。首先,为保证预测模型精度,采用非线性轮胎侧向力模型,对车辆未来侧向、横摆及侧倾状态进行预测... 详细信息

针对四轮轮毂驱动电动汽车在模型预测控制的框架下协同车辆的侧向、横摆运动与侧倾行为,提出一种集成车辆侧向稳定及防侧倾功能的控制策略。首先,为保证预测模型精度,采用非线性轮胎侧向力模型,对车辆未来侧向、横摆及侧倾状态进行预测;然后,基于模型预测控制方法设计控制器,将提高操纵性能、横向稳定性、抑制侧倾、平顺性和安全性等多个控制需求在控制器中集成考虑;最后,仿真实验结果表明:提出的控制器能有效改善车辆在高速急转向时的操纵稳定及侧向稳定性,并有效降低车辆侧倾风险。对于车辆质量增大及质心高度增加引起的高侧倾风险情况,即使控制器面对未知的车辆变化,亦可及时有效地调整车辆姿态防止车辆侧翻,保证行驶安全。

关键词：模型预测控制车辆稳定性控制防侧倾控制紧急转向行驶

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离轴非稳腔导引光多光束干涉与远场图样研究

中国激光 2024年第6期51卷 67-73页

作者：李卿刘现魁任晓明郭俊杰李洪春刘常春郭建增中国船舶集团有限公司第七一八研究所河北邯郸056027 河北省化学与气体激光重点实验室河北邯郸056027

研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔,调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导... 详细信息

研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔,调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征,在实验中搭建了离轴非稳腔(X方向为平凹稳定腔,Y方向为共焦非稳腔)导引光研究装置,通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束,开展了光腔准直与导引光远场图样研究,实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明:离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同,调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样,该图样亮度较高,可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑,其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。

关键词：激光光学离轴非稳腔多光束干涉调腔方法远场光斑

Mg-Al水滑石的制备及对水中氟离子的吸附效果研究

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功能材料 2024年第4期55卷 4179-4184,4200页

作者：邹志鑫李敏任晓影刘佳惠焦桂萍赵瀛中国船舶集团有限公司第七一八研究所河北邯郸056000

通过共沉淀法制备了Mg-Al水滑石,研究了镁铝摩尔比对Mg-Al水滑石的晶格结构、微观形貌、光谱性能的影响。以NaF溶液为模拟含氟废水,测试了Mg-Al水滑石对水中氟离子的吸附量和去除率,通过吸附模型研究了相应的吸附过程和机理。结果表明,M... 详细信息

通过共沉淀法制备了Mg-Al水滑石,研究了镁铝摩尔比对Mg-Al水滑石的晶格结构、微观形貌、光谱性能的影响。以NaF溶液为模拟含氟废水,测试了Mg-Al水滑石对水中氟离子的吸附量和去除率,通过吸附模型研究了相应的吸附过程和机理。结果表明,Mg-Al水滑石外观为片层状结构,片层之间相互交叉堆积,镁铝比增大时,Mg-Al水滑石的层间距增大。水滑石对氟离子的饱和吸附量和去除率随着镁铝比的增大表现出先增大后减小的趋势,在吸附80 min时吸附量接近饱和,3Mg-Al水滑石的饱和吸附量达到最大值43.16 mg/g,去除率在120 min时达到最大值90.5%,经过5次吸附再生循环使用后,3Mg-Al水滑石对氟离子的去除率降至69.4%,保持率达到76.69%,具有良好的可重复利用性能。通过对Mg-Al水滑石吸附氟离子的数据进行拟合,发现Mg-Al水滑石吸附氟离子的过程更符合准二级动力学模型,主要以化学吸附作用为主。

关键词： Mg-Al 水滑石共沉淀法氟离子再生循环吸附动力学

基于LSTM-CAPF框架的岸桥起升减速箱轴承寿命预测方法

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 352-360页

作者：孙志伟胡雄董凯孙德建刘洋上海海事大学物流工程学院上海201306 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相... 详细信息

岸桥起升减速箱轴承的健康状况对港口生产安全具有重要意义.针对岸桥变工况的工作条件,提出一种起升减速箱轴承的剩余使用寿命(RUL)预测框架.首先,对工作载荷进行离散化,并确定工况边界.然后,利用长短时记忆(LSTM)网络模型预测载荷和相应的运行工况.其次,以维纳过程为基础,建立了考虑不同工况下退化率和跳变系数的状态退化函数.最后,利用工况激活粒子滤波(CAPF)方法预测轴承退化状态和RUL.采用NetCMAS系统采集的上海某港口起升减速箱轴承全寿命数据验证了所提出的预测框架.与其他3种预测模式比较表明,所提出的框架能够在变工况条件下获得更准确的退化状态和RUL预测.

关键词：岸桥轴承剩余寿命预测长短时记忆网络工况激活粒子滤波时变工况

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一种自适应维纳滤波器在γ能谱降噪中的应用

辐射防护 2024年第1期44卷 50-56页

作者：张嘉伟聂亚杰祁自建赵宴辉中国船舶集团有限公司第七一八研究所河北邯郸056027

面向便携式γ能谱探测仪开发了一种基于自适应维纳滤波器的降噪算法,相较于五点三阶滤波和重心法为代表的传统γ能谱降噪算法,该算法采用局部估计的方差值作为局部细节的度量方式实现了降噪算法的自适应调节。经仿真信号与实测数据验证... 详细信息

面向便携式γ能谱探测仪开发了一种基于自适应维纳滤波器的降噪算法,相较于五点三阶滤波和重心法为代表的传统γ能谱降噪算法,该算法采用局部估计的方差值作为局部细节的度量方式实现了降噪算法的自适应调节。经仿真信号与实测数据验证,基于自适应维纳滤波器的降噪算法相较于五点三阶滤波和重心法,在保留γ能谱特征信息的前提下具有运行速度快、降噪效果好且不失真的优势,在便携式γ能谱探测仪的能谱降噪处理中具有一定的应用潜力。

关键词：自适应维纳滤波降噪谱光滑核素识别 γ能谱分析

相继增压系统切换过程对增压器辅推轴承轴向力影响与轴承优化研究

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内燃机工程 2024年第2期45卷 85-92,101页

作者：李垂孝张学艳姜久奎黄立李先南张伟张博中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108 中车大连机车研究所有限公司大连116021

采用数值仿真方法研究基本增压器在系统切换过程中的轴向力变化规律,并提出了辅助推力轴承的改进设计方法。首先数值仿真研究了基本增压器的转子系统在切换时的压气机/涡轮关键典型截面气动参数分布情况,分析了在柴油机增压模式切换过... 详细信息

采用数值仿真方法研究基本增压器在系统切换过程中的轴向力变化规律,并提出了辅助推力轴承的改进设计方法。首先数值仿真研究了基本增压器的转子系统在切换时的压气机/涡轮关键典型截面气动参数分布情况,分析了在柴油机增压模式切换过程中基本增压器转子轴向力大小和方向变化规律,然后提出了增加轴承承力面及改变承力面材料的优化方案。结果表明:基本增压器辅助推力轴承在切换的5 s时间内轴向力发生翻转,最大约承受2273 N的反向轴向力,是造成切换过程辅助推力轴承磨损的关键原因;优化方案最大承载能力为优化前的4.8倍,显著提升了辅助推力轴承承载力。经增压器平台可靠性验证,改进后的增压器辅助推力轴承在相同时间内未出现碰磨现象。

关键词：相继增压压气机涡轮转子轴向力翻转低速喘振

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超临界二氧化碳相变做功发射技术研究

兵器装备工程学报 2024年第4期45卷 224-228页

作者：陈延伟曹明磊李奇中国船舶集团有限公司第七一三研究所郑州450015

超临界二氧化碳相变做功发射技术具有安全性高、成本低、清洁环保、烧蚀小等优势,近年来已成为气体炮、发射箱/筒以及无人机发射回收装置领域的热门研究课题。阐述了超临界二氧化碳相变做功发射技术的最新研究进展,分析了产品技术特点... 详细信息

超临界二氧化碳相变做功发射技术具有安全性高、成本低、清洁环保、烧蚀小等优势,近年来已成为气体炮、发射箱/筒以及无人机发射回收装置领域的热门研究课题。阐述了超临界二氧化碳相变做功发射技术的最新研究进展,分析了产品技术特点和典型应用场景,梳理了当前超临界二氧化碳相变做功发射的关键技术,提出了工程化建议与解决途径,为相关领域的研究人员提供了参考信息和解决思路。

关键词：超临界二氧化碳相变致裂管发射技术气体炮相变激发