同轴旋转型MC-WPT系统电能与信号并行传输方法

针对同轴旋转型MC-WPT系统,提出一种基于同轴环形六绕组耦合机构的电能与信号并行传输方法。首先,建立六绕组耦合机构数学模型,给出电能与信号传输通道间的交叉耦合参数表达式。其次,结合有限元仿真,分析各绕组相对位置关系与电能与信号通道交叉耦合之间的关系,并在此基础上给出通道间实现解耦的条件。随后,分析并设计系统电能传输部分的补偿网络参数与特性,给出信号传输部分的信号发射与接收电路结构。最后,搭建MC-WPST系统实验原理样机,实验结果显示,所提出六绕组耦合机构对电能串扰以及开关噪声的基波部分有较好的抑制作用,在系统输出功率为150 W时实现了基于幅移键控的速率为19 200 bit/s的信号传输。     

考虑新能源消纳能力的电力系统灵活性评估方法

针对大规模新能源发电接入后电力系统出现的弃风弃光与灵活性不足问题,提出了考虑弃风弃光手段的灵活性评估方法。首先分析电力系统灵活性需求侧新能源出力的不确定性和负荷预测的误差影响,通过净负荷曲线刻画反映电力系统灵活性需求;考虑了常规火电机组强迫停运的不确定性和机组出力变化的爬坡不确定性,对电力系统灵活性供给侧的常规火电机组开展随机评估;采用基于生产模拟的概率评价方法,在获取电力系统灵活性指标的基础之上,考虑弃风弃光对电力系统灵活性的影响,提出了考虑新能源消纳能力的灵活性评估方法,并通过IEEE RTS-24节点系统和IEEE118节点系统算例验证该评估方法的有效性。     

基于信息融合与识别的洪水时段分类预报

为解决流域历史洪水资料有限引起的洪水预报模型模拟精度不高的问题。以A水库为研究对象,利用K均值聚类方法对典型洪水进行聚类,分析降雨雨强、降雨中心和天气系统等水文影响因子,通过遗传优化算法计算汇流模型的各类参数,利用粗糙集方法挖掘影响因子与时段汇流模式间的关系,建立了基于信息融合与识别的洪水时段分类预报。结果表明：(1)选取的4场典型洪水通过分类预报方法计算得到的洪峰流量绝对误差与相对误差的绝对值分别为第一场9.01 m³/s、2.95%,第二场116.46 m³/s、6.78%,第三场30.92 m³/s、17.55%,第四场6.12 m³/s、1.86%;(2)洪水分类预报模型的模拟精度较传统预报方法更高,不同典型洪水的确定系数均在0.8以上。研究结果可为洪水资料较少的华北等地区的洪水时段分类预报提供参考和借鉴。     

炼油厂重芳烃油加工路线优化

某炼化企业原设计中,所产重芳烃油作为原料全部进入延迟焦化装置进行加工,其所产焦化柴油再进入柴油加氢裂化(DHC)装置进行二次加工,存在加工流程较长,加工效率低的问题.应用Petro-SIM流程模拟软件建立了延迟焦化装置、DHC装置、柴油加氢精制(DHF)装置的机理模型,从总流程角度对 3 套装置进行联合诊断,印证了重芳烃油加工路线确实存在加工效率低的问题.通过对重芳烃油全流程的模拟与优化,提出了重芳烃油的加工优化方案:大部分重芳烃油按照溶剂油出厂外销,少量重芳烃油进入DHF装置或DHC装置进行加工.重芳烃油加工路线优化后,缩短了重芳烃油加工路线.生产报告显示优化后一个季度整体经济效益提升了 3 997.33 万元,达到了运营优化和效益提升的目的,对同类型炼油厂重芳烃油全流程优化加工具有较好的借鉴意义.     

后坪磷矿条带式胶结充填开采顺序优化数值模拟研究

磷矿是一种重要的非金属矿产资源,大多数磷矿山采用房柱法开采,该方法回采率低、安全性差,而条带式胶结充填采矿法能极大提高采场的稳定性和矿石回采率,其回采顺序对磷矿安全生产极为重要。基于后坪磷矿采场Ph₁³矿层的工程地质条件,提出了4种条带式胶结充填开采方案——一次性开采、间隔开采、隔2采2、隔3采3,建立了基于莫尔-库仑强度准则的弹塑性本构模型,运用PLAXIS 2D软件构建了数值模型,从应力、位移和塑性区等方面对比分析了各开采方案的优劣,结果表明：方案1和方案4的塑性区贯通,模拟计算不收敛,采场失稳;方案3的应力、位移、塑性区面积及其占比均较方案2小,更有利于采场的安全高效开采,故方案3(隔2采2)最优,该成果可为后坪磷矿以及类似矿山的开采方案优化和确定提供参考。     

十字万向轴多体动力学仿真与啮合面磨损机理

目前对非密封式十字万向轴所产生的运动磨损机理研究较少。为此,建立了十字万向轴多体动力学仿真物理模型,研究了中间轴与上接头、下接头共轭运动副之间的运动规律及其啮合面之间接触力和摩擦力的变化规律,对比分析了现场测试与理论计算的结果。分析结果表明：工作时,十字万向轴啮合面之间先产生法向碰撞后达到相对稳定的啮合状态,再沿着轴向与切向的合成方向形成周期性往复滑动摩擦,并最终使其端面与侧面出现严重磨损;接触力与摩擦力在啮合面产生碰撞时,呈现无规律分布状态,在达到相对稳定的啮合状态后,首先出现峰值,然后呈现先减小后增大的周期性变化规律。所得结论可为十字万向轴啮合面耐磨性结构优化设计提供理论参考。     

超临界二氧化碳临界流瞬态试验研究

当超临界系统发生破口事故时,系统内高温高压流体在破口处会发生临界流动现象,瞬态临界流动特性对事故进程有较大影响。与临界流稳态相比,瞬态喷放过程中的泄压速度对临界质量流速有着重要的影响,为此开展了以超临界二氧化碳（SCO₂）为工质的临界流瞬态试验,试验段采用直径2 mm、长径比L/D为3、进口为圆角的喷管,试验初始压力为7.70~7.98 MPa,初始温度为35.5~40.6℃,进行了4种泄压速度的瞬态试验。试验结果表明,在喷放开始阶段,泄压速度越大,临界质量流速越小;然而在喷放后期,泄压速度越大,临界质量流速越大。     

基于理论驱动应用的控制系统计算机仿真课程教学改革探索

“控制系统计算机仿真”是自动化专业一门重要的专业必修课程,也是培养工科学生实际动手能力的一门重要课程。面对我国先进智能控制技术发展的重大需求,为培养学生控制理论和技术的基本素养,适应社会需求,必须面向实际应用,重视控制系统计算机仿真课程改革与建设。针对目前教学计划和课程考核中存在的问题,结合手机无线充电控制系统的实际应用,提出将传统灌输知识型授课转变为应用能力型授课的教学方法,提高学生的学习自觉性、自主性和创造性。     

功率超声波辅助铸造仿真模拟研究进展

物理、材料和电子等领域科学技术的飞速发展使得声场、磁场和电场等外场调控技术逐渐成熟。其中,超声场能在高温金属熔体中诱导独特的非线性声学效应(主要包括声流作用与空化效应),进而对金属凝固过程产生调控作用。在金属凝固前或凝固过程中施加功率超声波,均可在一定程度上改善凝固路径、细化晶粒组织、降低偏析、减少凝固缺陷等。功率超声辅助铸造技术亦逐渐成为工程领域基础研究与工业化应用的热点之一。围绕超声波辅助铸造中换能系统、流场、温度场、声流作用、空化效应及晶粒细化等建模仿真内容进行综述和比较分析,并对大规格金属材料多源超声铸造仿真进行了展望。     

基于模糊聚类和CNN-BIGRU的轨道电路故障预测

针对轨道电路稳态环境下故障诊断时效性不足的问题,提出一种基于Gath-Geva （GG）模糊聚类对轨道电路退化状态进行划分,并利用卷积神经网络（convolutional neural network, 简称CNN）和双向门控循环单元（bi-directional gated recurrent unit, 简称BIGRU）进行轨道电路故障预测的方法。首先,通过集中监测设备获取ZPW-2000轨道电路各类故障发生前一定时间内的正常工作数据;其次,通过核主成分分析进行特征降维和GG模糊聚类对轨道电路性能退化状态进行阶段划分,识别不同的退化状态;最后,利用CNN-BIGRU混合神经网络挖掘轨道电路不同故障类型数据特征,对轨道电路退化状态所对应的故障类型进行预测。实验结果表明,该算法可以精确划分轨道电路退化状态并实现故障预测,CNN-BIGRU预测模型分类精确度可达97.62%,运行时间仅为13.18 s,能够为轨道电路的多模式健康状态识别提供一种有效的方法。