船用金属氢化物储氢技术研究综述

金属氢化物储氢是一种基于化学吸收原理的氢气储存方法,具有高体积储氢密度和高安全性的特点,在船舶储氢领域的应用潜力备受关注。在此背景下,对于金属氢化物储氢技术在船舶上的应用,有着材料性能、反应器性能、热管理系统、成本等一系列有待研究的问题。首先,对金属氢化物储氢技术进行归纳,总结梳理金属氢化物的工作原理及材料性能方面的研究进展,并介绍金属氢化物在船舶上的应用情况;然后,结合氢能船舶的应用环境及需求,分析金属氢化物储氢技术在船舶上应用的技术、经济可行性,并以满足氢能船舶对氢气储量和放氢速率要求为目标,介绍船用金属氢化物储氢系统的研究,包括储氢系统性能研究、储氢反应器结构、反应器结构优化、耦合船舶燃料电池的热管理系统和储氢系统设计思路;最后,结合上述研究内容,对船用金属氢化物储氢系统的研究方向进行总结与展望。

基于分数阶模型多新息UKF动力电池SOC估算研究

动力电池管理技术是保障新能源汽车高效、安全和可靠运行的核心和关键。动力电池的荷电状态(SOC)是动力电池管理技术的基础,然而动力电池SOC的不确定影响因素太多,如何精确估算动力电池的SOC成为关键问题。针对SOC难以精确获得的问题,搭建了动力电池测试平台,开展了动力电池的常规性能测试、寿命测试,建立了基于分数阶理论的动力电池分数阶模型,将多新息理论与分数阶模型无迹卡尔曼滤波算法结合,提出了分数阶模型多新息无迹卡尔曼滤波(FOMIUKF)算法,并采用该算法对动力电池进行SOC估算。在不同的环境温度、动态工况、SOC初始值条件下对基于不同算法的动力电池SOC估算精度进行了对比分析。结果表明:基于FOMIUKF算法对动力电池SOC估算结果的平均绝对误差和均方根误差的值最小。在不同的动态工况下,采用FOMIUKF算法对动力电池SOC估算结果的平均绝对误差的最大值约为1.04%,对SOC估算结果的均方根误差最大值约为0.8586%,这表明采用FOMIUKF算法对动力电池SOC估算结果的精度高于EKF、UKF、FOUKF算法。

“融—传”结合的研究生课程思政研究——以智能网联汽车为例

研究生课程思政是进行研究生思政教育的重要环节。融合高校校训文化特征及课程内容开展相应的课程思政教育,对提高研究生课堂教学效果具有重要意义。首先,进行校训核心思政元素整理及归纳总结;其次,挖掘智能网联汽车课程教学内容思政元素,将教学内容、校规校训和思政元素相融合;最后,开发“融—传”结合的理论教学模式,实现研究生课程思政元素的教学过程高效传送。研究结果对高校结合自身条件实现研究生课程思政具有重要意义。

基于分数阶模型多新息无迹卡尔曼滤波算法的超级电容SOC估计

对超级电容的SOC估计展开了研究。首先,搭建了超级电容测试平台,用于超级电容的参数辨识,并对超级电容进行了常规性能测试;其次,在不同的环境温度和动态工况下采用多种算法进行超级电容SOC估计。结果表明,采用分数阶模型多新息无迹卡尔曼滤波(FOMIUKF)算法对超级电容SOC的估计精度最高,对超级电容的路端电压跟随情况最好,估计结果的均方根误差和平均绝对误差的最大值分别约为1.8%和1.73%。

基于改进相关向量机的锂电池剩余使用寿命预测

精确预测锂离子电池剩余使用寿命对于保障设备安全运行十分重要。但电池寿命预测中存在诸如数据噪声和容量再生等不确定性来源,这将导致预测精度大幅下降。为解决这一问题,使用变分模态分解方法对从充电和容量数据中提取的健康因子进行滤波分解,并利用贝叶斯优化方法对相关参数进行优化,提出一种基于多核相关向量机的锂离子电池剩余使用寿命预测模型。利用美国国家航空航天局(NASA)和Oxford电池数据集对所提出的模型进行验证,研究结果表明:所提出的基于变分模态分解和贝叶斯优化的多核相关向量机(VMD-BAYES-HRVM)方法的预测性能不受预测起始点和截止电压的影响,预测结果准确性更高,95%置信区间的跨度更小,证明了所提出方法的有效性。

基于庞特里亚金极小值原理的柴电混合动力船舶能量管理策略

提升混合动力船舶的能源利用率,制定合适的能量管理策略以实现功率合理分配、减小船舶燃油消耗、节约成本,是混合动力船舶的亟需解决的关键技术问题。本文基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的动力系统仿真模型,研究不同功率需求下对柴油发电机和超级电容的控制要求。考虑动力源特性和船舶功率需求,本文提出了一种基于庞特里亚金极小值的能量管理策略对目标船舶进行合理的功率分配。仿真结果表明:基于庞特里亚金极小值原理的能量管理策略能够优化船舶柴油机组原动机的工作状态,使其在比油耗较低的点工作。在该策略的控制下,航行工况内的柴油发电机组原动机平均比油耗为207.2 g/(kW·h),总燃油消耗量为204.1 kg。本文方法不仅对船舶减小燃油消耗具有积极的作用,同时对提高船舶运行经济性具有重要意义。

能耗优化的移动机器人路径规划方法

为满足移动机器人在能量有限的情况下实现实时避障和全局最优路径规划,提出了一种考虑能耗的融合改进A*算法与改进动态窗口法的路径规划方法。首先,考虑地面坡度、摩擦等因素,建立移动机器人能耗模型,优化A*评价函数,在兼顾最短距离与最小能耗的情况下规划出全局最优路径;其次,增加A*搜索邻域,优化A*搜索方向,提高搜索效率,利用共线点原则删除冗余节点,并提取关键节点作为改进动态窗口法的子目标点;最后,针对动态窗口法在复杂环境下灵活性较差的问题,引入移动机器人尺寸信息,以移动机器人轮廓和障碍物之间的距离作为碰撞约束影响因子,并增加最小转弯半径约束,保证移动机器人能够更精准无碰撞运动。仿真实验结果表明:与传统A*算法相比,所提出的融合路径规划方法可降低能耗43.88%,机器人在动态环境中能够有效避障,运动更加平顺。

基于支持向量机与模型预测控制的混合动力船舶能量管理策略

为了提高混合动力船舶能量利用效能,提升混合动力船舶燃油经济性,将在线工况识别与实时优化策略相结合,提出了基于支持向量机(support vector machine,SVM)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的混合动力船舶能量管理策略。引入SVM理论,使用“美维凯越”号新能源游轮的实船数据,优化核函数类型及关键参数,构建船舶运行4个典型工况的在线识别模型;再通过对船舶当前时刻工况特征参数的分析与判断,确定船舶实时运行工况。以最小燃油消耗和保持储能单元荷电状态(state of charge,SOC)稳定为目标,以主机和复合储能单元之间的实时输出功率为优化变量,以功率需求预测模型为约束条件,构建模型预测控制MPC模型;为提高不同工况下功率需求预测的精度,提出基于多步马尔科夫模型的功率预测模型,并根据实时工况识别结果,更新MPC模型中的功率需求预测模型约束,实现船舶能量实时动态优化。最后,采用小波变换方法,将最优功率解分解成高频信号和低频信号;再根据复合储能单元中不同动力源工作特性的差异,将高频信号和低频信号分别分配给具有高功率密度的超级电容和具有高能量密度的蓄电池。为验证方法的有效性,开展了基于MATLAB的仿真实验,结果表明:在相同工况下,所提策略累计燃油消耗量为4 404.556 1 g,平均燃油消耗率为202.973 7 g/kWh;与基于单一模型预测控制的能量管理策略相比,所提方法可节省燃油消耗4.55%,验证了所提能量管理策略的有效性。

自适应时域模型预测控制的轨迹跟踪控制

为了提高自动驾驶车辆轨迹跟踪精度、稳定性和控制器对不同工况的自适应能力,提出了一种模糊自适应预测时域参数模型预测控制轨迹跟踪控制算法。建立车辆运动学模型与模型预测控制器,以实时车速和航向角偏差为模糊输入,通过模糊控制在线优化MPC的预测时域参数和Carsim/Simulink联合仿真,分别在沥青路面和雨雪路面对不同车速的轨迹跟踪控制仿真。仿真结果表明,车辆在沥青路面下,与固定预测时域参数MPC控制器相比,自适应时域MPC控制器纵向绝对偏差均值在低速和高速下分别降低63.16%、55.28%,有效提高了车辆轨迹跟踪精度。车辆在雨雪路面下,低速或中高速时自适应时域控制器最大质心侧偏角均在1°以内,确保车辆控制的鲁棒性。

基于VOF模型与动网格技术的两相流耦合模拟

以两相流模型为研究对象,采用计算流体动力学软件FLUENT的VOF(volume of fluid)模型与动网格技术的耦合方法,模拟分析了气体和液体两相的流动过程。得出了模型中气、液两相的体积份数与压力分布,为设计制造提供了有意义的参考数据。

我国氢动力船舶创新发展研究

航运业迅猛发展促使传统船舶的能耗与环境问题日益显现,氢动力船舶作为未来水路交通载运工具的发展方向之一将是实现水路交通领域碳达峰、碳中和目标的重要依托,因而研究我国氢动力船舶创新发展具有迫切性。本文梳理了氢动力船舶的发展现状,从氢动力船舶产业链发展态势、协同发展战略布局的视角完成了氢动力船舶产业布局研判;完成了发展氢动力船舶的技术经济可行性分析,覆盖氢和氨燃料、氢燃料电池、氢内燃机、基础设施、总拥有成本等角度;从氢气制取、氢气运输、大容量储氢、安全加氢、燃料电池、氢内燃机、多能源协同控制、氢应用安全等方面系统展开了氢动力船舶产业链关键环节分析。立足国情提出了我国氢动力船舶多阶段发展目标,论证形成了氢动力船舶发展路线图、氢燃料供应体系建设路径。研究建议,明晰应用场景、突破关键技术、完善配套设施、创新运营体系,以此推动我国氢动力船舶快速优质发展。

穿山港区制氢加氢一体站的输氢管道设计

利用水路交通自然禀赋,通过太阳能和风能制氢,是构建港口绿氢“制-储-注-供-用”产业链的重要环节。制氢加氢一体站是未来的发展趋势,从安全角度保证制氢加氢一体站之间的管道输送十分重要。以穿山港区制氢量为500 Nm3/h的制氢加氢一体站为对象,开展输氢管道强度参数计算,并用CAESAR II软件对所计算的管道系统进行建模,开展多种工况下的静态应力分析。结果表明所设计的管道系统模型可行,可为制氢加氢一体站的气体输氢设计提供参考。

基于动态适配的数控信息语义集成

针对多源数控信息存在语法结构和语义异构特点而难以有效集成的问题,根据数控加工过程中信息组织形式的特点,建立了数控信息资源领域本体,提出了一种基于动态适配模式的数控信息语义集成框架。该框架在建立数控信息知识库的基础上,实现从语法和语义两个层次对多源异构数控信息的集成。描述了动态适配模式下的信息集成过程和语义映射过程,提出了利用基于可扩展标记语言的约束规则的实现方法和语义查询实现模型,并对动态构建相互独立适配通道和动态配置规则约束进行了描述。通过原型实例分析,证明了该框架及其实现方法的可行性。

面向服务的车间制造过程信息集成运行系统

针对生产过程中车间存在多源异构信息难以有效集成的问题,在分析制造过程信息组织形式特点的基础上,提出了一种面向服务的车间制造过程信息集成运行系统的体系结构。该体系结构以制造过程信息为主要集成对象,以车间制造过程功能服务为核心,利用基于可扩展标记语言的规则映射方法对异构制造过程信息的格式进行同构化处理,为不同服务提供数据支持,并由服务对制造过程信息进行访问控制和管理;在此基础上用模型驱动的方法编排服务并再现业务流程,通过制造过程集成总线对业务流程进行监控和管理;在应用层通过不同视图将生产制造过程展现给不同用户,实现可视化生产。最后,基于上述系统体系结构和实现方法,进行了系统模块开发和应用验证。

基于RBF神经网络的电子节气门滑模控制器

为解决车辆电子节气门在复杂环境下发生的模型参数不确定和外部扰动问题,根据电子节气门的非线性特性,选择了基于RBF神经网络的滑模控制器。通过RBF神经网络对节气门的非线性部分进行逼近,并采用Lyapunov方法设计系统的自适应律。同时系统通过对扩张状态观测器的设计,达到对阀板角速度变化的准确观测。仿真结果表明,在复杂环境下,该控制器可以对不精确的节气门模型,保持较快的响应速度和对期望开度的准确跟踪,神经网络的自学习能力提高了节气门系统的鲁棒性。

一种快速强化学习方法研究

在对资格迹理论研究的基础上,提出了一种延迟快速强化学习算法DFSARSA(λ)(延迟快速SARSA(λ)算法).算法的主要思想是通过对资格迹的重新定义和对即时差分TD(λ)偏差的跟踪,使强化学习中Q值在需要时进行更新,而SARSA(λ)每一步都对Q值进行更新,该方法使SARSA(λ)算法的更新计算复杂度从O(|S||A|)降到了O(|A|),提高了强化学习速度,仿真实验证明了该算法的有效性.

女企业家的创业动机研究

女性企业家在社会经济体系中发挥着越来越重要的作用,但在现实中女性创业还是受到许多的限制。本文在结合前人研究基础上,对浙江省部分女企业家进行了调查,对她们创业的动机和目标进行了研究。

基于复杂产品系统创新的知识管理机制研究

复杂产品系统(CoPS)是由一个创新网络来开发和制造的,知识管理可以促进这个过程中知识和信息的流动、扩散和应用.在前人关于复杂产品系统和知识管理相关研究基础上,以组织要素、文化要素、IT要素为影响变量,就知识管理对复杂产品系统创新的影响机理进行了探讨.

睾丸扭转14例报道并文献复习

目的提高睾丸扭转的临床诊治水平。方法回顾性分析14例睾丸扭转患者的临床资料,所有患者均以阴囊疼痛就诊,术前均行阴囊彩超检查,均表现为患侧睾丸肿大,睾丸血流消失12例,血流减少2例。结果 10例(71.4%)患者行睾丸切除,其中7例仅行患侧睾丸切除(50%),另3例行患侧睾丸切除并对侧睾丸固定;其余4例行双侧睾丸固定。结论 Doppler超声检查可准确检测出睾丸血供,是一种快速、简便、无创伤和可重复的临床检测方法。早期手术探查可提供准确的诊断和治疗,降低睾丸切除的风险。

复杂产品系统创新过程中跨组织知识管理的障碍因素

复杂产品系统是由一个创新网络来进行开发和制造的,跨组织的知识管理可以促进该创新过程中知识和信息的流动、扩散和应用。在前人相关研究基础上,通过问卷调查,对复杂产品系统创新过程中知识管理的障碍因素进行了探讨,并指出不同行业的复杂产品系统,在创新过程中知识管理面临的阻碍因素可能有所不同。