大型结构试验和结构监测中的数据采集系统

结构试验和结构监测正在向大型化和复杂化发展,与之配套的数据采集系统也要能满足它们不断增长的需求。清华大学土木工程系开发了适用于土木工程结构试验与监测的集成数据采集系统 IMPDAS,它具有测点多,速度快,功能全等优点。它的任务,不仅仅是记录数据,而是集成并且管理数据,将各种数据信息有条理,有重点地反馈给试验者。本文将讨论计算机在大型结构试验和结构监测的数据采集及数据处理分析等方面的应用。     

基于保护分散式抽象方法的可扩展操作系统设计

为了提供高性能和柔性，操作系统内核应该只保留最小的功能，今天的操作系统大而低效，更缺乏柔性，我们提出了保护分散式操作系统抽象方法，集成了分散式操作系统抽象和保护抽象的方法，这种新的安全方式在分散式抽象系统里共享用户级的抽象，能够使非特权，不信任的任务在运行时定义并安全的共享生成的抽象，它在对相同的抽象重复调用时，通过消除上下文切换的需求和对通常情况进行优化，可获得较好的柔性，保护分散式抽象的设计强调简单并正确性证明，易于理解和使用，文章介绍了保护分散式操作系统抽象方法，并运用该方法开发了一个基于共享库的原型操作系统－ExLinux/LibOS.     

基于动态特性描述的变量加权型分散式故障检测方法

现代工业生产过程往往具有复杂的动态特性: 不同测量变量间会存在不同的时序相关性, 且变量间的相互影响会反映在不同的采样时刻上. 现有的动态过程监测模型往往不能充分挖掘变量间的动态特性, 其故障检测效果也有待进一步提高. 在此背景下, 本文提出一种基于动态特性描述的变量加权型分散式故障检测方法. 利用最大相关最小冗余(Minimal redundancy maximal relevance, mRMR) 算法更准确地描述动态过程变量间的相关性关系, 并利用该相关性的值对原始增广矩阵进行加权处理, 且不同延迟变量对当前测量值的影响大小就通过权值来体现, 因此能更加全面地刻画该测量值的动态特性. 最后建立一种融合mRMR算法, 贝叶斯推理以及动态主成分分析(Dynamic principal componemt amalysis, DPCA)模型的新的分布式建模策略, 提高了模型的容错能力和泛化能力, 取得了更好的故障检测结果.     

基于.Net Micro Framework的电动汽车充电桩控制系统的设计

针对电动汽车充电桩控制系统开发周期长、扩展能力差的问题,设计了一种基于.Net Micro Framework的电动汽车充电桩控制系统。本系统基于Cortex-M3内核的开发板,采用了模块化设计原则,详细阐述了.Net Micro Framework在电动汽车充电桩控制系统中的开发流程和功能模块设计。本系统已在山东临沂焦庄、青岛薛家岛充换电站的充电桩上运行使用,运行结果表明该系统扩展能力强、开发成本低,运行更加稳定可靠。     

CAN总线在电动汽车BMS系统与充电桩之间通信的应用

电动汽车是我国新能源战略重点之一,国家电网公司为此积极展开电动汽车充电站的建设。国家电网将按照换电为主、插充为辅,集中充电、统一配送为基本商业模式,加快电动汽车充换电站的布局和建设。不论是插充方式还是集中充电,电动汽车的普及都离不开充电智能化,而BMS与充电桩或其他充电设备的无缝连接正是实现充电智能化的必要条件。文章提出了BMS管理系统与充电桩之间的通信设计方案,利用CANBUS实现BMS管理系统与充电桩的通讯,介绍了CAN通讯的硬件设计和软件设计,并经过与充电桩的反复测试,实现了BMS管理系统与充电桩的通信。     

电能替代多点开花

“我农历腊月二十九从北京回山东老家,正月初三返京,往返1600公里,全程用国家电网充电桩充电。来回路上没什么车,充电不排队,有时还赶上峰谷电价,一共花了不到400元电费,体验非常棒!”     

高强度导热三元乙丙橡胶复合材料的性能研究

通过多尺度氧化铝、纳米氧化锌单一填料填充以及两者复合填充三元乙丙橡胶,研究导热填料对三元乙丙橡胶复合材料拉伸强度和导热系数的影响,制备具有较高力学性能的三元乙丙橡胶导热复合材料,并测试了其绝缘性能.结果表明:使用多尺度氧化铝、纳米氧化锌复配填充,且两者的填充量均为200份时,得到的复合材料导热系数达1.16 W/(m·K),拉伸强度达5.01 MPa,撕裂强度达21.12 N/mm.     

考虑需求侧管理和碳交易的电-气互联网络分散式低碳经济调度

在能源互联网和低碳背景下,提出一种考虑需求侧管理(demand side management, DSM)和碳交易的电-气互联网络分散式低碳经济调度模型。首先,根据碳交易市场的实际情况建立阶梯型碳交易机制,并利用电转气(power to gas, P2G)的低碳特性,得到P2G参与碳交易市场的激励机制;其次,由现有DSM的机理与实现方式,在负荷侧考虑不同的DSM来最大化地协调网络的低碳性与经济性;然后,根据所建模型的非凸特性,对气网潮流进行二阶锥松弛且采用连续锥规划算法对松弛间隙进行检验,逐步缩小气潮流的仿真误差,保证松弛的严格性。为了满足不同决策主体的分散自治权与信息私密性,在上述基础上建立分散式优化模型并引入基于嵌套连续锥规划的同步交替方向乘子法(synchronous-alternating direction method of multipliers, S-ADMM)进行求解;最后,通过算例仿真对不同场景下网络的调度结果及不同的调度策略下的运行结果进行比较分析。结果表明,在阶梯型碳交易机制下,虽然总碳交易成本增加了0.02%,但碳排量、运行成本分别减少了4.53%和3.74%;DSM参与到所提模型中使碳排量、弃风量分别降低了9.87%和75.4%,进而有效地提升了电-气互联网络的低碳经济性。     

考虑电动汽车时空接入随机性的充储电站有序充放电分散式优化

针对电动汽车时空接入的随机性,提出一种基于改进拉格朗日对偶松弛法的充储电站有序充放电分散式优化调度方法.首先,根据出行链和马尔可夫决策理论,建立计及出行路径随机性的电动汽车时空接入模型和不同温度及交通路况下的电动汽车单位行驶里程能耗模型;其次,考虑电动汽车的充放电约束、充储电站和配电网的运行约束,构建以充储电站收益最大化为目标函数的充储电站侧优化数学模型;然后,基于改进拉格朗日对偶松弛法,提出该模型的分散式优化求解方法;最后,以某典型城区道路拓扑为例,对比分析不同出行路径、温度、交通路况和调度策略下各充储电站的收益、负荷曲线和计算效率.算例结果表明:所提方法综合考虑多种环境因素,使充储电站的调度结果更加全面实际,且计算效率得到了大幅提升.     

管式气体分散式反应器制备纳米碳酸钙

以石灰石为原料，利用管式气体分散式反应器新工艺制备出了粒径30～70nm的碳酸钙粉体。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、粒度分布仪及红外光谱仪（Fr-IR）等测试手段，对产品的物相、形貌和粒度分布进行了表征。X射线衍射表明产物为六方晶系方解石型碳酸钙并且产品结晶性能良好；扫描电镜及粒度分析表明粒度大小均匀、分散性良好；红外光谱表明改性后硬脂酸钠已吸附在碳酸钙表面，碳酸钙颗粒基本呈单分散状态。管式气体分散式反应器制备纳米碳酸钙粉体的优点是工艺简单，操作容易，原料易得，生产的产品粒径小，粒度分布窄，易于工业化生产。