二冲程半直喷航空发动机喷油策略研究

基于自主研发的二冲程低压半直喷航空发动机及控制系统,开展喷油控制策略及对发动机性能影响规律的研究。结果表明:对于不同的发动机运行工况,需要采取不同的喷油策略组合。在起动和怠速工况,采用进气道喷射的独立供油方式;在部分负荷及高负荷工况,采用进气道喷射和缸内直喷协同供油方式,随着发动机直喷比例的提高,燃油消耗率相应减小;与采用进气道喷射供油相比较,采用低压半直喷供油可以获得较理想的燃油经济性。

半直驱MW级轴向磁通永磁风力发电机电磁设计与分析

在大功率直驱式风力发电机设计中,针对轴向磁通永磁发电机径向尺寸大、后期维护成本高的问题,文章将轴向磁通永磁发电机设计为大功率半直驱式风力发电机。以2 MW半直驱轴向磁通永磁发电机为研究对象,研究其参数设计原则和方法。通过探究不同极对数对发电机输出性能的影响,确定满足设计目标的发电机优选方案。采用3D有限元分析法对发电机空载和额定负载工况下的气隙磁密、电压、电流波形以及输出功率、损耗和效率进行分析,验证发电机电磁设计的正确性,发电机效率可以达到97.79%,具有损耗小、效率高的优点。通过与现有发电机进行对比,文章所提出的半直驱MW级轴向磁通永磁发电机径向尺寸显著减小,且在轴向尺寸和齿槽转矩方面比现有径向磁通结构的大功率半直驱永磁发电机表现更优。

锡林郭勒褐煤清洁利用技术适用性研究

锡林郭勒盟褐煤可采储量1 400余亿t,年采量1亿t以上,主要通过燃烧用于发电、供热,利用效率低,高效清洁利用水平有待提高。选择当地3种代表性煤样,以格金低温干馏、热解和直接液化技术为研究手段,讨论不同锡林郭勒褐煤对清洁利用技术的适用性。实验结果表明,3种煤样在不同技术方向上差异显著,结合其气液固三相产物的收率和属性进行评价,认为来自于胜利矿区的样品更适于制取半焦,乌拉盖矿区的样品更适于气化技术,来自于白音华矿区的煤炭则有成为优良直接液化用煤的潜能。结合当地资源环境特点,认为低温热解制取半焦是适宜锡林郭勒褐煤未来清洁利用的技术方向。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

基于等效松弛与交替方向乘子法的岸电系统优化调度

船舶在不同系泊方式下岸电系统电气参数频繁变化,同时岸电能量优化时存在目标函数非光滑、约束条件非线性、非凸等问题,通过引入辅助变量实现目标函数非光滑项的等效松弛,利用半正定规划与交替方向乘子法实现船舶在不同接线方式下的最优调度,满足安全性与经济性保障。算例仿真表明,所提方法针对船舶径向连接与多船并靠连接混合模态共存条件下均表现突出,对于异构岸电系统共存的实际应用场景具备较好的工程实用性。

基于半定向转化策略的马钱子模拟炮制方法研究

目的:以马钱子为例,提出一种优化中药炮制方法的半定向转化策略,建立更高效、可标准化的现代炮制方法,获得药效更优、毒性更低的马钱子炮制品。方法:搭建通氧加热炮制装置,以加热温度、加热时间、加样量为考察因素,以士的宁、马钱子碱、士的宁氮氧化物、马钱子碱氮氧化物含量的总评归一值(OD)为监测指标,采用Box-Behnken响应面法优化炮制工艺。结果:马钱子的最优通氧炮制工艺为加样量4.8 g、加热温度180℃、加热时间1 h。经3次验证,所得平均OD为93.15 (RSD=1.68%),与预测OD (97.20)的相对误差为4.17%。结论:提出了一种半定向转化策略,并成功建立了马钱子通氧炮制方法,有效提高了士的宁氮氧化物和马钱子碱氮氧化物在马钱子炮制品中的含量,可为中药炮制现代化研究提供新的思路。

面向半异步协同场景的联邦学习数据共享方法

在半异步协同场景中,各单位采用联邦学习数据共享方法协同训练模型时存在频率不均衡的问题,原因是各单位的响应时间存在较大差异。响应时间较短的单位能以较快的训练频率更新模型,故半异步协同场景下难以从训练频率较慢的单位学习知识,导致其性能下降。针对此问题,提出了一种可感知响应时间分布的联邦学习算法,通过对参与训练的各单位进行分组,再利用有向非循环图对各个小组进行调度,以并行或串行的方式执行组内迭代训练,实现各单位训练频率均衡化。实验结果表明:该方法较传统的半异步联邦学习数据共享方法,在训练效率和模型预测性能上均有明显改善。

航空用高品质7050铝合金大规格扁锭熔铸技术研究

7050铝合金具有密度低、强度高、热加工性能优异等优点,在航空航天结构件上应用广泛。但在7050铝合金大规格铸锭半连续铸造过程中,存在热裂、成形困难、严重显微疏松和氧化夹杂等问题。本研究开发了大规格扁锭半连续铸造过程中合金熔体冶金质量控制技术,系统考察了精炼工艺、晶粒细化技术对大规格扁锭品质的影响规律,确定了大规格扁锭铸造工艺。结果表明,优化工艺制度能严控熔体内氢和夹杂物含量,采用Al-Ti-C晶粒细化工艺制度将晶粒度控制在1~1.5级,高质量的熔体质量缓解了合金凝固收缩应变,极高比例地解决了扁锭开裂问题。最终,形成了一套适用于大规格7050合金扁锭的熔铸工艺制度。

PEMFC剩余使用寿命直接预测的混合方法

针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的剩余使用寿命预测问题,该文基于考虑双层电容效应的PEMFC动态半经验模型,提出一种通过直接预测方式结合数据驱动和模型驱动的混合预测方法。对于数据驱动,使用深度卷积网络提取多维老化数据的特征,传递到长短期记忆网络预测老化电压。对于模型驱动,将电压预测值作为自适应扩展卡尔曼滤波框架的观测值。分别基于静态和动态2种工况下的老化数据,利用混合预测方法分别进行短期和长期预测。短期预测结果表明,在动态工况下动态半经验模型能更有效地拟合老化电压数据。长期预测结果表明,基于动态半经验模型的预测误差更小,且混合方法预测的PEMFC剩余使用寿命更接近真实值。

复杂工况条件下刮板输送机永磁半直驱系统机电耦合特性研究

提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型,完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种工况进行仿真分析,得到各工况下永磁电机的输出特性和刮板输送机的动力学特性。研究结果表明:永磁半直驱系统能够实现低速大扭矩的快速输出,转速输出波动小,转矩输出具有良好的跟随性;永磁半直驱系统具有良好的启动性能和传动平稳性。刮板输送机机头转速、链环速度、链条张力在链轮多边形效应影响下呈周期性波动,受多边形效应影响链环在啮合过程中发生滑移,使得接触力呈波动变化,负载转矩和链条张力的波动随负载增大而加剧,随链轮转速增大而增大。

5MW半直驱永磁风力发电机设计及关键特性研究

目前半直驱机型已成为风力发电机组陆上机型的研发重点,发电机作为重要的传动部件,其性能参数的合理性对传动链总成的影响极大。本文基于5.5 MW半直驱风力发电机,对其从空载特性、负载特性、短路特性等方面进行了仿真计算,对其他关键性参数进行了重点分析。根据齿槽转矩数据进行发电机定转子结构选型;通过对比单相、两相、三相短路故障下最大短路电流值进行退磁仿真;最后本文提出一种仿真方法计算出定子齿部电磁激振力,并通过Romax软件分析其对传动链总成的振动影响,为后续传动链设计及动力学研究提供了一定的理论与实践基础。

面向海上风电仿真的永磁同步发电机电磁暂态等效建模方法

海上风电的建模与仿真是构建新能源为主体的新型电力系统的关键支撑技术。永磁同步发电机(PMSG)作为直驱或半直驱机型的核心元件,现有模型存在一定的局限性:商业软件提供的灰箱模型无法得知建模原理,开放程度不够,限制了风电机组应用高效电磁暂态建模算法与并行加速算法;目前常用的PMSG建模方法无法生成接口与外电路连接;PMSG是同步发电机的一种,而同步发电机有不同阶数的数学模型,现有模型不便更改。针对上述问题,该文提出阶数可选的PMSG电磁暂态等效建模方法。首先对发电机电压、磁链方程进行离散化;然后通过单步长延时消除代数环,重构PMSG模型,推导得到其诺顿等效电路并构建模型整体仿真框架;最后,在RTDS仿真平台中进行仿真分析。结果表明四阶、二阶模型在场站级仿真具有适用性,而六阶模型实现了对基准模型的多工况高度拟合,平均相对误差小于4%,能够同时满足场站级与机组内部各仿真需求。

半直驱永磁同步电动机在油田生产中的应用

游梁式抽油机,具有结构简单,操作方便,野外应用适应性强等特点,但存在皮带传动效率损失、能耗高、有一定操作安全风险等问题。半直驱永磁同步电动机无传动皮带,将电动机的输出转矩直接传递给抽油机减速箱,高效节能,使用安全,符合油田绿色低碳可持续发展的要求。

一种适用于半互质阵的高精度波达方向估计方法

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2和子阵3的阵列输出信号进行处理;然后,对子阵3的输出信号进行加权后与子阵1,2的输出信号加和构建和波束,利用子阵1与子阵2的输出信号做差构建差波束;最后,将上述和差波束做差得到最终输出信号,计算最终信号的功率得到方位谱。该方法基于半互质阵列特点构建和差波束,充分利用了3个子阵的重叠阵元实现估计精度的提高。通过仿真和湖上实测数据验证表明,该方法可以适用于半互质阵列实现波达方向估计,并且在面对邻近相干信源时其波达方向估计性能优于最小方差无失真估计算法(MVDR)和最小处理算法(MP)。

海上半直驱永磁风力发电机电磁设计与温度场分析

以海上16 MW半直驱永磁风力发电机作为研究对象,基于有限元分析方法针对不等气隙条件下电磁特性、冷却结构设计及温度场仿真展开研究,结果表明优化后的电机能够合理地降低电机损耗,提高电磁性能,水套冷却和空水冷却相结合的冷却方式散热效果良好。通过型式试验,验证了电机设计的合理性。该电机的设计对海上永磁风力发电机大型化的发展发挥了重要作用。

南沙高快速路立交方案研究及实施建议

为完善广州市南沙区枢纽立交系统功能,加快大交通体系的建设。通过长时间实地走访和大量的调查,获取了南沙区内7条主要高快速路35座节点立交相关资料。根据立交资料分析,对存在改造需求的22座立交提出了近期、中期、远期改造方案。通过方案比选,造价估算,提出了改造建议和实施计划。该研究可作为政府部门立交建设依据,还可作为设计单位立交方案选取参考。该研究成果目前已用于南沙区实际工程建设,部分立交已经得到实施,效果良好。

半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀的故障诊断分析

轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研究和复现轴承滚道微电流腐蚀的失效模式和故障发展历程,最后同步验证抑制轴电流的措施的有效性,以此保障风电机组健康可靠地运行。分析表明:该故障风电机组的发电机轴承滚道出现的“搓衣板”纹路并非轴承的主要失效模式,而是轴承滚道发生二次损伤的表现。随着时间推移,轴承滚道出现的损伤(浅坑)纹路逐渐重复叠加并变得更加清晰,说明该发电机的主要失效模式为轴承微电流腐蚀。

大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管形微流道设计

针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道。分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成型方法的数字光处理3D打印设备制备工件,实验分析大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的液体单向铺展性,计算极差表征各结构参数对单向铺展性的影响。结果表明:大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道在椭圆半长轴570μm,空腔楔角30°,微流道宽度320μm,结构体长360μm,拉伸长度200μm,曲率2时具有较强的单向铺展性;各因素对铺展系数的影响程度由大到小分别为拉伸长度、结构体长、空腔楔角、椭圆半长轴、微流道宽度和曲率。研究结果为大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的参数设计提供基础指导,也验证了采用常规3D打印技术制备具有单向铺展性的微流道的可行性。

直接进样-超高效液相色谱串联质谱法同时测定水中14种半挥发性有机污染物

建立了直接进样-超高效液相色谱串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时测定水质中乐果、涕灭威、敌敌畏、克百威等14种半挥发性有机污染物。结果表明,14种半挥发性有机污染物在0.5~100μg/L范围内线性关系较好(r^(2)≥0.99),方法检出限在0.011~0.042μg/L之间,测定下限在0.046~0.169μg/L之间;3个加标水平下的平均回收率为85.8%~118.0%,相对标准偏差为0.49%~8.31%。该方法操作简单、灵敏度高,适用于生活饮用水、地下水和地表水中14种半挥发性有机污染物的快速检测。

永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统非线性动力学研究

以SGZ1000/1050型刮板输送机为例,介绍一种永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统非线性动力学分析方法。该方法主要从正常运行条件与典型故障条件2个方面出发,计算分析齿轮的非线性动力学特性,以寻找出输送机齿轮的薄弱点,有利于永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统的优化设计,增强刮板输送机在实际应用中的工作效果,具有一定应用价值。