散式流化和聚式流化的BP神经网络识别

由于流化系统的复杂性和非线性的特性,到目前为止,仍没有一个能很好地判断这两类流态化的可靠方法,而人工神经网络能够进行复杂的逻辑操作和实现对非线性系统流型的识别。由此,在文献数据(含15种颗粒和11种流体)的基础上,利用三层BP人工神经网络,提出了一种识别散式流化和聚式流化的新方法。以经过归一化处理的3个无因次准数(ρp-ρf)／ρf、Remf和Frmf(判别因子)作为神经网络的三个输入结点,以散式流化、过渡状态和聚式流化对应于神经网络的三个输出结点,由训练样本集得到隐层结点数等最佳网络参数,然后对待测样本进行了流型识别。研究结果表明,神经网络用于散式流化和聚式流化的模式识别,结果与实际较一致。新方法优于传统的识别方法,具有较好的应用前景。     

Geldart-B类颗粒在气固流化床中的床层膨胀与流型转变

采用理论推导和经验公式相结合方法,建立了Geldart-B类颗粒在流化床中流化过程的床层膨胀比(R)的通式,并在全取值范围内构建了床层膨胀比的收敛迭代公式。采用不同颗粒的流化实验数据对上述通式(模型)进行了验证,结果表明该模型很好地预测了床层膨胀比。进一步讨论了床层膨胀比与鼓泡流化流型变化之间的关系,给出了临界膨胀比的取值规律。有关床层膨胀比的研究结果一定程度上可有效改善流化床的监控,优化操作条件选取。     

磷矿颗粒流态化特性的实验研究

在高1 m、内径42mm的流化床中,对粒径54-600 μm、密度2 252-2 665 kg/m3的磷矿颗粒的流态化特性进行实验研究.实验结果表明:磷矿颗粒粒径和密度对磷矿颗粒流态化行为有较大影响,床层膨胀比随着磷矿颗粒粒径的增大而逐渐减小.当磷矿颗粒属于Geldart B类颗粒时,流化较好;而当颗粒平均粒径为82 ...     

颗粒驱动软体驱动器设计及FEM-DEM运动分析

颗粒物质具有流动传压和阻塞刚化的双相特性,是变刚度软体机器人的理想驱动介质.由于颗粒物质复杂的力学特性,颗粒驱动软体机器人运动预测极具挑战性.综合考虑颗粒物质的离散性和超弹软体型腔的连续性,本文提出了一种基于FEM-DEM耦合计算的软体驱动器运动分析方法.为降低颗粒充入软体型腔时的局部径向膨胀,设计了具有径向增强约束的弯曲驱动器软体型腔结构.利用FEM-DEM耦合计算方法对此驱动器的运动变形规律进行了分析,同时采用基于颗粒物质Mohr-Coulomb连续介质模型的FEM开展了对比计算.利用3D打印和硅胶浇注技术制造驱动器样机,测试了软体驱动器的运动特性及变刚度能力.研究结果表明:与基于Mohr-Coulomb模型的FEM相比,利用FEM-DEM耦合计算方法,可使驱动器弯曲角度的预测精度提高约14.3%;使用较小直径的颗粒介质可以提高机器人的变形能力;与前期研究中的原始方案相比,本文提出的径向增强约束驱动器在不削弱刚度调节能力的前提下,最大弯曲角度从48.9°提升至了72.7°.     

面向工业平稳/非平稳复杂系统的在线故障监测技术

针对复杂系统中关键性能指标（KPI）相关故障检测方法检测精度低的问题,提出基于双层改进潜结构投影（DL-IPLS）的KPI相关故障检测方法. 利用协整分析和主元分析建立底层模型,对非平稳和平稳变量进行特征提取. 将提取的信息进行融合,建立改进潜结构投影的上层模型,根据融合信息对KPI的贡献进行空间分解. 在2个正交子空间中设计统计量,实现KPI相关故障的在线监测. 田纳西-伊斯曼过程和青霉素发酵过程的仿真结果表明,在面向工业平稳和非平稳复杂工业系统检测时,所提方法有效提高了KPI相关故障的检测率,降低了KPI无关故障的误报率.     

MDF水泥的玻璃纤维增强研究

研究了中碱和抗碱玻璃纤维作为ＭＤＦ水泥的增强材料的可行性以及它的增强效果，试图通过向ＭＤＦ水泥中引入玻璃纤维来改善它的耐水性能。研究结果表明：中碱和抗碱玻璃纤维作为ＭＤＦ水泥的增强材料具有较好的耐久性，并能显著提高ＭＤＦ水泥的抗弯强度、断裂韧性和耐水性能；玻璃纤维的Ｌ／Ｄ制约着其掺量Ｖｆ对ＭＤＦ水泥的物理性能的影响，并决定着该材料的结构特征；采用本文介绍的工艺，在制备ＭＤＦ水泥材料时，玻璃纤维长度以５ｍｍ为宜。     

螺旋驱动掘进机几个螺旋参数的研究

以粉质黏土中螺旋驱动掘进机的驱动部件和土体的相互作用为研究背景, 选取影响螺旋拉力的3个不同参数进行模型试验.分析发现, 螺旋杆件结构参数对其提供拉力大小的影响主次关系顺序为:压底距>牙型角>齿高;并按照提供拉力最大的情况, 得出一组最佳螺旋结构特征参数组合, 最后经数据回归分析, 得出拉力与螺旋结构各参数间的回归方程.     

直驱型永磁同步风力发电机混沌运动的非线性比例控制

根据直驱型永磁同步风力发电机（DPMSG）的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运动的非线性比例控制方法。该方法以直轴和交轴电压为控制变量,通过发电机状态的非线性反馈,将直轴和交轴电流方程中的耦合项解耦,并使直轴和交轴电流可以跟踪设定值。该控制方法可以根据实际要求设置唯一稳定的平衡点。仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性,为DPMSG风力发电系统的混沌控制提供了有效的控制方法。     

气-液-固三相流化床冷态实验

以氮气为气相、蒸馏水为液相、铜粉为固相构建了的气-液-固三相流化床冷态实验装置,流化床反应器内径为50 mm、高为500 mm.采用Hilbert-Huang Transform分析了布风板上表面处压力脉动信号,考察了布风板压差和床内两固定测点间压差随气体流速的变化关系,使用降速法得到了气-液-固三相流化床的最小流化速度,并通过同步图像采集验证了该最小流化速度.结果表明:气体流速为14.85 mm/s时,固体颗粒之间碰撞剧烈,气、液、固三相混合均匀;随着气体流速的增加,两固定测点间压降呈现先降低,后增加,最后又降低的变化趋势;气-液-固三相流化床的最小流化速度约为17.4 mm/s.