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锂电池双向均衡及模型预测控制优化

西安交通大学学报 2024年第10期58卷 24-35页

作者：赵炎锋王斌杜睿徐世福顾卫平王朝晖西安交通大学机械工程学院西安710049 陕西德鑫智能科技有限公司西安710075

为了解决锂电池组内部单体不一致导致的能量利用率低、电池容量衰减等问题,提出了一种基于模型预测控制的双向均衡控制方法。首先,以锂电池单体的荷电状态(SOC)为均衡控制目标,采用带遗忘因子的最小二乘法和扩展卡尔曼滤波法联合估计电... 详细信息

为了解决锂电池组内部单体不一致导致的能量利用率低、电池容量衰减等问题,提出了一种基于模型预测控制的双向均衡控制方法。首先,以锂电池单体的荷电状态(SOC)为均衡控制目标,采用带遗忘因子的最小二乘法和扩展卡尔曼滤波法联合估计电池SOC;接着,通过设计双向反激式电路,形成可升降压的均衡结构,并采用模型预测控制优化双向反激式电路的正反向均衡控制状态;最后,通过占空比控制双向反激式电路的均衡电流,实现不同锂电池单体之间的SOC均衡。研究结果表明:采用双向反激式电路和模型预测控制,不但降低了均衡电路控制的复杂程度,避免了传统均衡方法的电池组内部均衡消耗,而且有效提高了均衡可靠性和均衡速度;在动态工况下,基于模型预测控制的锂电池双向均衡控制方法,能快速实现锂电池单体之间的SOC均衡,与传统的比例均衡控制方法相比,均衡时间缩短了68.3%。

关键词：锂电池模型预测控制荷电状态反激式电路双向均衡控制

纯电动汽车高速工况下底盘后部空腔引起低频噪声问题的分析改进

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汽车工程 2024年第3期46卷 520-525,545页

作者：沈龙张军秦宾浙江智马达智能科技有限公司宁波315336 吉利汽车研究院(宁波)有限公司宁波315336

随着电机驱动技术以及空气动力学技术的不断提升,纯电动汽车高速化趋势愈发明显。纯电动汽车高速行驶时,底盘后部空腔引起的低频气动噪声峰值可超过60 dB(A),严重影响驾乘舒适性。以某纯电动汽车高速工况下的低频噪声问题为案例,系统地... 详细信息

随着电机驱动技术以及空气动力学技术的不断提升,纯电动汽车高速化趋势愈发明显。纯电动汽车高速行驶时,底盘后部空腔引起的低频气动噪声峰值可超过60 dB(A),严重影响驾乘舒适性。以某纯电动汽车高速工况下的低频噪声问题为案例,系统地阐述了低频噪声问题的排查分析及产生机理分析验证过程。首先,分析了高速行驶激励源类型,并通过声学风洞进行激励源分离试验,锁定低频噪声为气动噪声类型;其次,对低频气动噪声形成的潜在机理进行推断,并设计试验进行潜在机理排查分析,确定底盘后部空腔涡声耦合自激振荡是引起低频气动噪声的原因;最后,通过仿真分析、半经验公式计算和实车试验验证了潜在机理,并设计工程化方案解决了该低频噪声问题。这对纯电动汽车高速工况气动噪声问题的分析识别与解决具有重要的工程意义。

关键词：纯电动汽车空腔自激振荡耦合气动噪声

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气凝胶复合材料各向异性导热系数实验研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2131-2137页

作者：纪风张虎杨斌唐桂华高庆福西安交通大学航天航空学院西安710049 湖南荣岚智能科技有限公司湘潭411100 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

气凝胶复合材料具有孔隙率高、比表面积大和导热系数低等特点,为增强其力学性能,常在材料面内方向掺杂增强纤维,然而受测量方式和材料制备工艺的限制,目前研究多关注其厚度方向导热系数,对面内方向导热系数关注较少。本文采用基于稳态... 详细信息

气凝胶复合材料具有孔隙率高、比表面积大和导热系数低等特点,为增强其力学性能,常在材料面内方向掺杂增强纤维,然而受测量方式和材料制备工艺的限制,目前研究多关注其厚度方向导热系数,对面内方向导热系数关注较少。本文采用基于稳态方法的“三明治”结构测试气凝胶复合材料厚度方向导热系数,采用基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪测试材料宏观等效导热系数,两者结合间接获得材料面内方向导热系数,并采用石英灯红外加热考核两类材料的高温隔热性能。测量结果表明其厚度方向和面内方向导热系数随温度上升而迅速增大,等效导热系数在对数坐标下随气压的增加呈现“S”变化规律,氧化铝气凝胶材料比氧化硅气凝胶材料高温隔热性能更优。

关键词：气凝胶复合材料导热系数各向异性高温变气压实验研究

电网碳排放因子研究方向与应用需求的演变进程

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电网技术 2024年第1期48卷 12-28页

作者：刘广一王继业汤亚宸王栋上海远景科创智能科技有限公司上海市浦东新区201203 国网数字科技控股有限公司北京市东城区100077

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系... 详细信息

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系关于电网碳排放因子的需求演变以及国内外企业常用的标准和选择方法,介绍了欧美政府现阶段采取的电网碳排放因子计算方法及需求演变,探讨了关于电网碳排放因子的研究进展和应用情况。针对美国和欧洲地区,分别介绍了斯坦福大学、加州大学戴维斯分校、美国国家可再生能源实验室等知名研究机构的典型科研进展。此外,还探讨了欧美公司在电网碳排放因子计算方法及应用场景方面的创新,包括宾夕法尼亚-新泽西-马里兰电力市场公司(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection,PJM)、新英格兰独立系统运营商(Independent System Operator-New England,ISO-NE)、Watt Time等公司已经推出的电网碳排放相关应用与产品。最后,该文指出了我国开展分时分区电网碳排放因子研究与应用的必要性,并提出了相应建议,为我国电网碳排放因子的进一步研究和标准制定提供参考。

关键词：范围二温室气体电网碳排放因子属地碳强度市场碳强度边际碳强度

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忆阻神经网络自适应滑模控制及其应用

红外与激光工程 2024年第6期53卷 194-201页

作者：林俤吴易明杨森张垠赵铭姝仝人智能科技(西安)有限公司西安交大-仝人智能系统科学与智能器件物理联合研究所陕西西安710115 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 西安交通大学物理学院陕西西安710115

光电吊舱系统中存在各种扰动和未建模动态,常规控制算法难以适应复杂情况。采用神经网络实现模型未知部分的自适应估计,结合滑模变结构控制,可以有效提升控制精度,但在控制初始阶段,神经网络估计没有收敛到实际模型时,滑模控制存在抖振... 详细信息

光电吊舱系统中存在各种扰动和未建模动态,常规控制算法难以适应复杂情况。采用神经网络实现模型未知部分的自适应估计,结合滑模变结构控制,可以有效提升控制精度,但在控制初始阶段,神经网络估计没有收敛到实际模型时,滑模控制存在抖振现象。因此,提出了基于忆阻器神经网络自适应滑模控制算法,采用神经网络可以逼近未建模态,提升控制精度,而忆阻器神经网络来保存权值参数,可以减小神经网络收敛时间。在控制的初始段,改进自适应增益来减小由于神经网络估计误差带来的抖振现象,仿真与实验结果表明,采用忆阻神经网络及改进的自适应增益算法,初始抖振显现得到了很好的控制,算法收敛时间减小为常规滑模控制算法的1/2,稳态控制精度较常规滑模变结构控制算法提升了59.18%。

关键词：滑模变结构控制忆阻器神经网络光电吊舱

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协同双面搅拌摩擦焊接技术

航空制造技术 2024年第13期67卷 14-19页

作者：李文亚唐益爽邹阳帆王卫兵西北工业大学西安710072 北京索德瀚智能科技有限公司北京100089

协同双面搅拌摩擦焊接(SDS-FSW)作为搅拌摩擦焊接技术的一种新的改进形式,显著改善了传统搅拌摩擦焊接变形大、焊接效率低等问题,对焊接质量也有提升作用,适用于大尺寸、大厚度的板材或型材的焊接。但目前SDS-FSW仍处于初始研发阶段,相... 详细信息

协同双面搅拌摩擦焊接(SDS-FSW)作为搅拌摩擦焊接技术的一种新的改进形式,显著改善了传统搅拌摩擦焊接变形大、焊接效率低等问题,对焊接质量也有提升作用,适用于大尺寸、大厚度的板材或型材的焊接。但目前SDS-FSW仍处于初始研发阶段,相关的理论及应用研究较少,研究成果主要集中在6061铝合金上。本文主要介绍SDS-FSW技术的发展历程、技术特点与典型研究结果及应用前景,以期为SDS-FSW技术的发展及实际工程推广提供参考。

关键词：搅拌摩擦焊接(FSW) 协同双面搅拌摩擦焊接(SDS-FSW) 铝合金显微组织力学性能

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基于脉冲强化学习的连续运动控制仿真与优化

系统仿真学报 2024年

作者：刘晓德郭宇飞陈元培周洁张瑀涵彭玮航马喆航天科工集团智能科技研究院有限公司

面向高能效和高鲁棒自主运动控制的发展需求，为了提高模型对多自由度连续运动控制的鲁棒性，文中提出了一种基于强化学习和脉冲神经网络的智能运动控制算法。该算法通过引入特征变换方法来提升模型训练的性能，基于Actor-Critic框架学... 详细信息

面向高能效和高鲁棒自主运动控制的发展需求，为了提高模型对多自由度连续运动控制的鲁棒性，文中提出了一种基于强化学习和脉冲神经网络的智能运动控制算法。该算法通过引入特征变换方法来提升模型训练的性能，基于Actor-Critic框架学习不同对象的运动数据，在OpenAI Gym仿真平台上进行对比测试。结果表明：本方法相比其他强化学习算法奖励值平均提升了10%以上。同时，通过分析奖励值对连续运动控制效果的影响，结合仿真结果验证了该模型在提升多自由度连续控制性能方面的有效性。

关键词：脉冲神经网络强化学习自主运动控制特征变换

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基于脉冲神经网络的智能控制研究进展

控制理论与应用 2024年

作者：刘晓德郭宇飞黄旭辉马喆航天科工集团智能科技研究院有限公司

近些年,具备低功耗、高鲁棒、融合时空信息等优势的脉冲神经网络(spiking neural network,SNN)在类脑研究与智能控制的交叉领域方兴未艾.基于脉冲神经网络架构的智能控制方法是实现与环境自主交互并且高能效完成复杂控制任务的有效途径... 详细信息

近些年,具备低功耗、高鲁棒、融合时空信息等优势的脉冲神经网络(spiking neural network,SNN)在类脑研究与智能控制的交叉领域方兴未艾.基于脉冲神经网络架构的智能控制方法是实现与环境自主交互并且高能效完成复杂控制任务的有效途径之一.为此,本文首先介绍了SNN的基本要素与研究动机;然后详细介绍了近年来基于脉冲神经网络智能控制的研究进展以及在机器人、无人车、无人机等领域的应用情况;接着总结了一些现有的硬件平台,用以实现SNN算法的高效能实现.最后,总结展望了SNN控制发展的机遇与挑战.本文旨在梳理出SNN控制发展的技术脉络,为其快速发展提供借鉴与思路.

关键词：脉冲神经网络深度学习神经网络与智能控制神经形态计算

猪肉油炒过程传质参数测定及其对烹饪过程控制的影响

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农业工程学报 2024年第10期40卷 288-297页

作者：陈晓青李静鹏余冰妍夏旭唐浩闫勇邓力贵州大学酿酒与食品工程学院贵阳550025 深圳汉食智能科技有限公司深圳518084

为提升油炒数值模拟的可靠性及准确度,揭示可控操作对烹饪过程参数的影响及关键过程参数对烹饪的影响。通过无量纲水分含量分析解法,测定了中式油炒猪里脊肉过程中的表面传质系数(surface mass transfer coefficient,h_(m))和有效水分... 详细信息

为提升油炒数值模拟的可靠性及准确度,揭示可控操作对烹饪过程参数的影响及关键过程参数对烹饪的影响。通过无量纲水分含量分析解法,测定了中式油炒猪里脊肉过程中的表面传质系数(surface mass transfer coefficient,h_(m))和有效水分扩散系数(effective moisture diffusion coefficient,D_(eff)),分析了预热油温及样品比表面积Ω对h_(m)及D_(eff)的影响;基于已构建的油炒热质传递数学模型、成熟值理论,对比了h_(m)和流体-颗粒表面传热系数(fluid-to-particle surface heat transfer coefficient,hfp)对烹饪成熟控制的影响。结果表明:与油炸过程类似研究的文献数据相比,该研究中hm值偏大在5.927×10^(−6)~2.481×10^(−5) m/s之间,D_(eff)在6.281×10^(−9)~4.148×10^(−8) m^(2)/s之间,D_(eff)活化能(Ea)在24.2~30.6 kJ/mol范围内;预热油温、比表面积Ω对h_(m)及D_(eff)有显著影响(P<0.05),预热油温越高h_(m)和D_(eff)越大,比表面积Ω和h_(m)越大,D_(eff)越小;h_(m)对烹饪成熟控制影响较小,而h_(fp)是烹饪成熟控制的关键过程参数。研究结果为油炒过程模拟提供了重要参数,为烹饪过程控制提供依据。

关键词：中式烹饪油炒表面传质系数有效水分扩散系数猪里脊肉