Reduced basis method for managed pressure drilling based on a model with local nonlinearities

To circumvent restrictions of conventional drilling methods, such as slow control actions and inability to drill depleted reservoirs, a drilling method called managed pressure drilling (MPD) has been developed. In MPD, single-phase flow processes can be modeled as a feedback interconnection of a high-order linear system and a low-order nonlinear system. These nonlinearities appear locally both inside and at the boundaries of the computational domain. To obtain a fast simulation platform for real-time purposes (eg, online model-based controller implementation), model order reduction is required for MPD. However, the local nonlinearities render applying model order reduction techniques challenging. In this study, a new approach is proposed to deal with such nonlinearities within the reduced basis (RB) context and it is successfully tested on a model for MPD. Contrary to the classical RB technique, the proposed approach not only does not generate nonphysical spikes at the locations of these local nonlinearities but also yields high speedup factors. The obtained reduced-order model can be used for efficient online simulation and controller design for drilling systems with MPD.     

宁夏红寺堡盆地隐伏古隆起成因机制及其对区域沙漠化的影响

目前对于青藏高原东北缘活动构造研究多集中于活动断裂带的活动性,而对夹持于其间的沉积盆地构造格架及活动性研究甚少。以夹持于烟筒山断裂与牛首山—罗山断裂之间的宁夏红寺堡盆地为研究对象,采用重力资料重处理解译、音频大地电磁测深(AMT)和地震勘探相结合,揭示红寺堡盆地隐伏构造特征,并进一步采用盆山一体化思路分析隐伏构造的成因机制及其对区域沙漠化的控制作用。结果表明:青藏高原在中新世末发生强烈的NE向推挤、扩展和隆升,红寺堡盆地由坳陷盆地转变为挠曲盆地; 在青藏高原NE向扩展的影响下,烟筒山断裂发生强烈的逆冲作用,古生代—中生代基底逆冲于古近系—新近系之上,受构造变形影响的最新地层为中新统彰恩堡组; 红寺堡盆地内的隐伏古隆起呈NW—SE向,与烟筒山构造带具有相同的构造动力学背景,受青藏高原NE向扩展影响形成于中新世末,并且至今仍具有活动性; 隐伏古隆起周缘断裂的活动破坏了地表稳定性、蓄水能力和地表植被,导致区域沙漠化呈现有规律的NW—SE向带状展布。该研究成果对于宁夏红寺堡盆地区域稳定性评价及沙漠化的综合治理具有现实指导意义。     

起重机械防碰装置试验系统的设计

防碰装置是起重机械重要的安全防护装置,其性能质量直接关系到人员和设备安全。常规的防碰装置性能试验方法难以保证试验数据的精度和可靠性。针对防碰装置的工作特点和试验要求,从试验原理、系统结构、运行逻辑等方面入手,设计一套能模拟防碰装置实际运行工况,自动进行性能试验和数据采集处理,精度高、重复性好的试验系统,可以有效提升防碰装置检测能力。     

预压力对压电驱动履带移动系统的性能影响

为了提高夹心式压电驱动移动系统的机械输出性能，提出了一种U型预压力调节机构，并开展了预压力对夹心式压电驱动履带移动系统输出性能影响关系的实验研究。首先，针对U型预压力调节机构的安装对夹心式压电振子的振动特性影响关系开展了有限元仿真分析，发现U型预压力调节机构始终处在夹心式压电振子的两相工作模态振动节点位置；其次，开展了夹心式压电驱动履带移动系统的原理样机的预压力调节测试实验，确定了系统的最大输出牵引力及其所对应的最佳预压力；最后，在最佳预压力工作状态下，开展了原理样机的牵引力特性、越障性能以及模拟月壤环境下的运动特性实验。研究结果表明，在最佳预压力工作状态下，夹心式压电驱动履带移动系统的机械输出性能最佳，为其进一步在月面巡视器上的应用提供了技术支持和试验基础。     

空压机润滑油系统可靠性试验研究

对空压机润滑系统进行分析,提出了一种润滑油压力调节机构,保证了空压机在高油温时油压正常,为空压机运动件提供充分润滑,从而提高空压机运行的可靠性。实验证明了该机构是可靠的,为空压机润滑系统设计提供了参考依据。     

Machining accuracy improvement for a dual-spindle ultra-precision drum roll lathe based on geometric error analysis and calibration

This paper performs a comprehensive analysis and calibration on the geometric error of the ultra-precision drum roll lathe with dual-spindle symmetrical structure and cross slider layout. Firstly, the volumetric error model which contains all geometric errors of the dual-spindle ultra-precision drum roll lathe (DSUPDRL) is developed based on the combination of the homogenous transfer matrix (HTM) and multi-body system (MBS) theory. Secondly, sensitivity analysis for the volumetric error model is conducted to identify the sensitive geometric error components of the DSUPDRL using an improved Sobol method based on the quasi-Monte Carlo algorithm. The result of sensitivity analysis laid the foundation for the subsequent geometric error calibration. Then, some sensitive error components along the X and Z directions are calibrated using a laser interferometer and a pair of inductance displacement probes. Besides the volumetric error model, the concentricity error caused by dual-spindle symmetrical structure is proposed and calibrated by the on-machine measurement using a classic reversal method. Finally, a large-scale roller mold with a diameter of 250 mm and a length of 600 mm is machined using the DSUPDRL after calibration. The experimental result shows that 1.4 μm/600 mm generatrix accuracy is obtained, which validate the effectiveness of the geometric error analysis and calibration.     

矿井电气自动化控制系统优化探究

随着煤矿产业的持续发展,矿井生产的自动化要求也不断提升,将PLC可编程技术应用到矿井电气自动化控制系统中,对于提升矿井综合效益意义重大。以此为着手点,以矿井提升机为对象,在分析PLC技术在提升机电气自动控制系统中应用的基础上,对电气设备单片机选型开展分析,同时总结了矿井提升机电气自动化控制系统的改造要求,希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴与参考。     

“电网一张图”时空信息管理系统

文章首先总结了电力企业信息管理系统的现状,提出了多源信息管理系统融合集成的邦联、子集和完全融合3种方式,分析了3种方式的优缺点,以建设企业"互联网搜索"型数字引擎为目标,提出了融合基于本体的图数据库建模,多维关联与路径因果分析,和人机共生互动可视化决策于一体的企业信息管理系统技术发展趋势;在系统分析目前正在快速发展的图数据库技术与传统关系数据库之间的本质区别基础上,总结原创的电力图计算平台技术的特点;在此基础上讨论"电网一张图"在建设能源互联网时空信息管理平台数据关联索引图中的核心作用,提出了支持能源互联网建设的"电网一张图"时空信息管理系统的技术架构与特点,最后总结"电网一张图"时空信息管理系统在提高电网安全运行水平、提升客户服务水平、增强清洁能源消纳水平、改善经营绩效水平、以及为综合能源服务和建设能源生态等提供数据服务方面的广阔应用场景。     

基于船载卫星通信三轴天线的跟踪搜索技术

针对船载卫星通信三轴天线跟踪系统,介绍了船载三轴天线的系统组成,提出了一种基于捷联惯导的船载三轴天线跟踪搜索技术。天线以目标地理角为中心,通过坐标转换将目标地理角转换为天线的目标甲板角,调整AEC三轴使其及时准确地跟随目标甲板角。目前,该方法已经成功应用于多种船载三轴天线。实践表明,该方法能够快速准确地搜索到目标卫星,并实现对目标卫星的稳定跟踪。     

基于SSM框架的大坝监测数据管理系统设计

针对目前大坝安全监测存在数据不能实时计算分析、展示,长期运行产生的大量数据主要靠人工整编且易出错等问题,结合现代信息化技术手段,以Java作为服务开发语言,设计了基于Spring+SpringMVC+Mybatis(SSM)框架的大坝安全监测数据管理平台,用于大坝监测数据的管理和分析,实现数据采集、存储、查询、计算分析、绘图、生成报表报告、实时监控及远程展示等功能,同时亦为监测仪器管理提供了可视化界面,方便仪器管理。结果表明,基于SSM框架的大坝安全监测数据管理系统实时反馈效果好,操作便捷,数据存取性能好、可视化程度高,便于大坝监测数据的管理与实时分析,为大坝安全运行与决策提供支撑。