基于矩形区域分类的NPC型H桥级联五电平逆变器简化模型预测电压控制EI北大核心CSCD

为进一步提高中点电压钳制(neutral point clamped,NPC)H桥级联五电平逆变器的动态响应、降低控制器计算负担的同时确保装置低损耗运行,文中在电压矢量矩形区域分类的基础上,提出一种以满足动态响应和降低开关损耗为目标的两级优化模型预测电压控制策略。首先根据逆变器数学模型和期望电流进行目标电压矢量计算、修正,接着基于矩形区域分类对目标电压矢量进行定位;并以定位后的候选矢量为基础,设计了两级优化目标函数以输出满足要求的最优矢量。仿真和实验结果验证了该方法的有效性,与空间矢量脉宽调制以及传统模型预测电流、电压控制策略相比,该文所研究的两级优化模型预测电压控制策略,在确保逆变器动态响应的前提下既能降低控制器计算负担,还能有效减少器件开关损耗。     

胎体钢丝帘线缺陷的CD-YOLO分割算法应用

针对目前国内大环境下子午线轮胎胎体钢丝帘线缺陷检测的识别困难、效率低下的问题,提出以下几点的设计方案,引入YOLOv5神经网络降低检测成本,并且在YOLOv5中引入交叉注意力机制(CBAM)和深度可分离卷积机制,增强特征图像的表达能力,降低网络整体参数量。搭建由Python语言编写的软件平台,控制下位机的各项参数,同时将网络作为接口写入软件,完成可自动化连续目标检测的功能,可用于投入子午线轮胎的实际检测。实验对比数据显示,检测方法的精准度达到了96.17%,传输速度达到了52.93 fps。     

基于QWDAE和HWMHGRU融合的电力系统短期负荷预测模型

为提升电力系统短期负荷预测精度,提出量子加权降噪自编码器和高速通道多层级门控循环单元神经网络融合的短期负荷预测模型。首先利用量子信息处理机制,采用量子加权神经元构建量子加权降噪自编码器,挖掘负荷序列中的有效信息作为输入特征;然后提出具有两级门控结构和高速通道结构的高速通道多层级门控循环单元,构成量子加权降噪自编码器和高速通道多层级门控循环单元融合的短期负荷预测模型。仿真结果表明,所提模型具有较好的预测精度和预测稳定性。     

基于响应曲面模型和Matlab遗传算法的压铸铝硅合金时效工艺优化及分析

时效工艺对压铸铝硅合金最终热处理强化效果起到至关重要的作用。利用响应曲面法研究了时效温度与时效时间的交互作用对压铸铝硅合金显微硬度、抗拉强度和伸长率的影响,并运用Matlab遗传算法对合金的力学性能进行多目标优化和时效工艺参数的设计。结果表明：响应曲面法结合Matlab多目标遗传算法的设计优化方法可以建立一个准确的模型,其预测值与实际值的误差小于5%。依靠模型可以快速获得不同目标需求对应的最优工艺参数方案,且经优化的时效工艺处理后合金的组织均匀,抗拉强度、硬度都有显著提升,伸长率略微下降。     

充电桩抗冲击性能的BP神经网络预测

抗冲击性能是电动汽车充电桩的重要指标,文中结合试验测试提出了基于BP神经网络的预测模型,以快速预测不同工况下的充电桩的抗冲击性能。首先,搭建充电桩冲击试验平台,并建立相应的有限元仿真模型,结合试验结果,验证了仿真模型的准确性;其次,采用拉丁超立方方法设计200组仿真方案,并借助Python脚本语言,自动提取充电桩的抗冲击性能;最后,通过调整神经网络中的超参数,建立了充电桩抗冲击性能的预测模型。结果表明：预测模型与仿真模型的抗冲击性能的最大相对误差小于5%,并相较于仿真求解的数以小时计,神经网络预测模型仅需要几毫秒。采用神经网络模型对充电桩的抗冲击性能进行评估,极大地缩短了计算时间。     

等离子清洗技术对芳纶纤维复合材料的研究

在某机型的实际生产中处理芳纶纤维时使用了脱模剂。无法有效的清除残留在芳纶纤维上的脱模剂,导致涂装质量不达标。本文分析了等离子清洗对芳纶纤维表面的影响。对等离子清洗后的芳纶纤维进行达因测试和接触角测试,得出了最佳清洗频率、功率和清洗时间等参数。等离子清洗工艺可以有效的去除芳纶纤维表面残留的脱模剂并提高表面活性,增强涂层与基体之间的附着性能,确保了芳纶纤维表面涂装的可靠性。     

水库底泥制备免烧砖试验研究

水库中沉积大量底泥,对水库环境造成极大危害,采用水库底泥、石灰、粉煤灰、河砂及水玻璃按一定比例混合制备免烧砖,通过试验研究免烧砖的抗压强度、吸水率、抗石灰爆裂、抗冻融循环,确定材料的最佳掺量。结果表明:在外掺3%水玻璃的情况下,m(水库底泥)∶m(石灰)∶m(粉煤灰)=40∶36∶24时,所制备的免烧砖抗压强度可达19.04 MPa,吸水率、15次冻融循环后的质量损失率和强度损失率最小,分别为11.50%、0.73%和3.41%。     

Realizing high efficiency and large-area sterilization by a rotating plasma jet device

By tilting a plasma jet and rotating 360°, a large-area can be scanned and sterilized in a short time. Compared with the previous array device, this pipe has the significant advantages of high sterilization uniformity and low gas consumption. Firstly, a rotatable plasma jet device, which can control the swing and rotation of a jet pipe, is designed, and a corresponding theoretical model is established to guide the experiment. Secondly, with Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) as the target bacteria, the device achieves a short sterilization time of 158 s—the minimum sterilization flow of S. aureus and E. coli is 0.8 slm and 0.6 slm, respectively. The device is compared with an array plasma sterilization device in terms of sterilization speed and gas consumption. The results show that the device is not only better than an array plasma sterilization device with respect to scanning uniformity, but also far less than the array plasma sterilization device in gas consumption of 5 slm. Therefore, the device has great potential in applications involving efficient, large-area sterilization.     

基于地理探测器的福建省台风灾情影响因素分析

台风灾害给福建省造成了严重的生命和财产损失。以福建省县域为研究单元,通过对2009～2020年的台风灾害灾情数据进行分析,结合降水数据、风场数据、地形数据、河网数据、土壤类型、植被指数、人口密度和GDP等资料,研究了福建省台风灾情时空格局特征。在此基础上,运用地理探测器方法分析了福建省台风灾情的影响因素。结果表明：共有38个台风登陆或影响福建,其中16个超强台风造成的损失最严重,灾害损失严重地区主要分布在福建省沿海地区。台风灾害致灾因子、孕灾环境因子和人类活动因子中,3 d内最大降水量、台风最大风速和距台风中心距离对受灾人口、死亡人口、受灾农作物和直接经济损失的影响最大。该研究成果可为台风灾害风险的影响因素定量化分析提供方法参考,为我国的防灾减灾做出基础性贡献。     

基于混合算法的高均匀度超快激光分束及精密加工研究

基于空间光调制器外光路分束进行并行加工是提高超快激光加工效率的有效方法。高均匀度分束算法是实现外光路分束的关键。在实际光路中,由于光路不完全满足理论条件,经典的GS算法生成的多光束均匀度远低于理论值,不满足阵列化激光加工的要求。基于GS-GA算法的思想与图像处理技术,在程序设计中引入了实时反馈的功能,以达到提高分束均匀度的目的。并采用加载菲涅耳透镜相位的方式分离零级光,避免重建光场离轴带来的畸变。最终实现了均匀度接近94%的分束,并通过加工实验验证了高均匀度分束算法在精密加工中的应用效果。