基于图像处理研究铁尾矿的熔化行为

作为主要成分的SiO2是铁尾矿中最难熔化的部分.通过一组SiO2的熔化时序图像来探究铁尾矿的熔化情况.首先,进行图像预处理,建立质心位置追踪模型和体积估算模型.将灰度图转化为二值图,利用卡尔曼滤波器进行质心追踪和对质心运动轨迹的描述.通过计算二值图中0像素的数量得到面积随时间变化的图像,拟合出熔化过程函数.结合二值图中目标物体的边界信息得到的参数量建立多元线性回归模型.估算颗粒扁平度和物体的体积,熔融速率通过颗粒集合的质量变化函数得出.     

水力空化改质对重质原油沥青质及性质的影响

利用水力空化过程产生局部的高温、高压、高射流以及强大的剪切力等极端化学物理条件改质处理沙特重质原油，试验结果表明：沙特重质原油经过水力空化改质后粘度由13.61降低至7.22mm2/s，残碳由7.16%降低至6.48%，实沸点蒸馏后减压渣油降低1个百分点。进一步采用APPI FT-IR MS、XRD、FT-IR、SEM和粒度分布等技术研究了水力空化改质对沙重原油分子组成，沥青质团聚体微晶结构、沥青质胶束粒径分布、沥青质官能团、沥青质形貌等方面的影响，从分子角度阐述空化改质重油的机理。研究结果表明：水力空化改质后沙重原油分子量分布、芳烃类化合物缔合作用变小；沥青质对低DBE化合物吸附性能降低；沥青质团聚体微晶结构更加松散；沥青质胶束粒度分布降低；沥青质分子相互团聚作用力减弱。进一步考察了水力空化改质前后减压渣油延迟焦化性能，改质处理后焦炭产率降低1.85个百分点，液体收率和气体产率分别增加1.52和0.33个百分点，水力空化改质对沥青质性质、结构特点的改善能够有效的提高其加工性能。     

有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验系统的研发与应用

为研究既有线有砟轨道路基的翻浆冒泥机理，自主研发了一套能够模拟循环荷载–湿化耦合作用的模型试验系统。模型试样直径500 mm，由厚度分别为350 mm的路基土和200 mm的道砟组成，整个试样在高强度透明有机玻璃模型筒中制备完成。模型试验系统配备有监测荷载、位移、体积含水率和孔隙水压力的4种传感器，并通过高清相机对颗粒迁移过程进行图像捕捉。基于所研发的试验系统，针对辛泰铁路典型翻浆冒泥病害路段土样，开展翻浆冒泥模型试验。试验结果表明：动孔隙水压力是导致翻浆冒泥病害产生的关键因素。随着体积含水率的增加，动孔隙水压力引起的颗粒迁移量逐渐增加；在饱和状态下，会引起大量颗粒迁移，翻浆冒泥现象显著。试验结束时，道砟污染指数达到25%，在实际工程中已严重影响铁路的正常运营，有必要对污染道砟进行换填。     

放电参数变化对电感耦合等离子闭式等离子体空间分布特性研究

射频电感耦合等离子体（ICP）在实际放电过程中，线圈的构型、电源参数、气压等外部工质条件的变化均会对结果产生较大影响，依靠实验很难得到多外部条件对ICP参数分布的影响机理和规律，因此需要结合仿真和实验的方法进行分析。该文通过建立感性线圈的电磁学有限元模型，分析不同线圈构型下射频电磁场在等离子体内部的空间分布，研究放电参数（线圈构型、功率大小）对等离子体分布影响和E-H模型下放电形态的跳变过程，并观察进入稳定H模式后电源参数的变化规律，为等离子体源的小型化工程应用提供理论基础。实验和仿真计算结果表明：不同线圈匝数在不同功率条件下，电磁场强度变化对等离子功率吸收和功率耦合有较大影响；当工作气压在0～20Pa时，ICP的电子密度呈轴对称分布，随着放电功率、气压的增大，等离子体吸收的功率和电离度也随之增加，其电子密度相应地增大，放电功率的增加会使得环状的等离子体区域随之扩大，在轴向、径向上的分布呈先逐渐增大而后在靠近腔室壁面区域迅速下降。     

改进的遗传算法在同步器优化中的应用

汽车同步器是自动变速器的重要组成部分.对同步器的模拟优化能为同步器的设计生产提供重要的参考.为了获得一个较好的优化效果,提出了一种改进的遗传算法.通过对遗传算法选择过程的标准进行了改进,结合适应度函数与染色体之间差异,形成一种新的适应度函数.该函数同时考虑了选择压力和物种多样性.通过对函数中两个常量的调整,可以使算法在不同情况下可以有不同的偏重.引入两种典型测试函数的分别从高纬度变量和低纬度变量进行试验,分析改进算法中两个影响因子的作用.并与几类遗传算法进行比较,结果表明该改进的遗传算法能更快更稳定的找到较优的解.最后将改进选择策略结合自适应遗传算法对同步器进行优化,证明了该选择策略具有良好的鲁棒性和实效性.     

基于外部载荷位置预测的光纤传感器故障信号识别技术

为了解决传感器故障识别过程中识别效率低和精度低的问题。提出了基于外部载荷位置预测的光纤传感器故障信号识别方法。通过合成外差算法和傅里叶变换解调和去噪传感器信号；采用本征模函数提取不同故障下信号特征。并将其分为状态信息和扰动分量两部分。计算二者之间的近似性。结合线性模型提取故障信号特征向量；利用系统灰色性故障识别方法和外部载荷位置预测传感器多角度负载并进行融合处理。构建灰色关联矩阵计算其与标准数据之间的贴近度。完成光纤传感器故障信号识别?仿真分析结果表明。所提方法在故障信号解调、去噪以及识别方面均具有明显的优势?对深入研究传感器起到了一定的推动作用?     

多机电力系统非线性自适应励磁控制器的设计

为了增强多机电力系统的动态稳定性,提升电力系统平抑负荷扰动的能力,本文提出了一种基于自适应反步技术的非线性自适应励磁控制方案.由于发电机的机械功率和阻尼系数受系统运行状态的影响,因此可以直接视为未知数,利用自适应定律估算出来这些未知量.根据李雅普诺夫(Lyapunov)函数的形式推导出自适应规律,保证发电机的转子角速度、机端电压、输出功率等不同物理量均收敛.然后在4机11母线的电力系统输电线路上仿真三相短路故障,测量转子转速偏差,对所提出的控制方案进行评估,并与现有的反步控制器和常规电力系统稳定器(CPSS)进行了比较.根据仿真结果,本文所提出的方法比现有的两种控制器的控制效果更有效.