基于改进PSO-Fuzzy-PID的矿热炉电极升降控制仿真

矿热炉在运行过程中易受电极的影响,导致冶炼时耗电量增加,严重影响了产品的质量和产量,降低了生产效率。因此提出基于改进PSO-Fuzzy-PID的矿热炉电极升降控制方法。将TMR磁传感器安装到矿热炉上,获取外磁场响应信号,确定电极的实时位置。利用罗氏线圈设计二次侧电流检测系统,检测电极在运行过程中产生的二次侧电流。通过PSO算法优化Fuzzy-PID控制器的参数,建立PSO-Fuzzy-PID控制器,将二次侧电流输入PSO-Fuzzy-PID控制器中,通过调节电极二次侧电流完成矿热炉电极的升降控制。实验表明,上述方法可有效控制矿热炉的电压和电流,稳定性高,在控制响应试验中5s内可达到额定值,调节时间控制在0.5s内,所得数据证明了研究方法对矿热炉电极升降控制的效率更高。

基于随机森林和支持向量机的Mo-Nb合金本构模型

在变形温度为900~1200℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)条件下,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对Mo-Nb合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究Mo-Nb合金的流动应力行为,并采用随机森林和支持向量机的方法建立该合金的本构关系模型。结果表明:Mo-Nb合金是负温度和正应变速率敏感型材料,其流动应力随变形温度升高和应变速率降低而减小;随机森林和支持向量机本构关系模型的训练样本的相关系数和平均相对误差分别为0.989、0.998及2.41%、0.94%,测试样本的相关系数和平均相对误差分别为0.991、0.996及2.47%、1.4%,二者都具有较好的预测能力;支持向量机本构关系模型精度高于随机森林,因此,支持向量机本构关系模型更适于预测Mo-Nb合金的流动应力。

基于GA-BP和PSO-BP神经网络的SLM GH3625高温合金残余应力预测研究

采用PSO-BP和GA-BP混合算法的人工神经网络模型预测了选区激光熔化成形GH3625高温合金的残余应力。通过响应面法为实验设计生成样本集,以激光功率、扫描速度和扫描间距作为模型的输入层,以残余应力作为模型的输出层进行预测优化。采用相关系数R^(2)和平均绝对相对误差e_(AARE)评价指标对预测模型进行了验证和对比分析。结果表明:BP、 GA-BP和PSO-BP神经网络模型均能够较好地预测不同工艺参数下GH3625高温合金的残余应力,且通过算法优化后的BP神经网络具有更高的预测精度。其中GA-BP神经网络对选区激光熔化成形GH3625高温合金残余应力的预测精度最高,模型性能更优越,其相关系数R^(2)和相对平均绝对误差e_(AARE)分别为0.909和2.06%。

基于物联网云平台的矿热炉电极运行监控系统设计

为了远程监控矿热炉三相电极的电压、电流、移动距离等冶炼参数,对电极运行数据进行深入分析,及时对设备故障进行报警,满足安全生产、节能降耗的需要,设计实现了一种基于物联网云平台(WISE-PaaS云平台)的矿热炉电极运行监控系统。首先在现场底层使用ADAM 5510M作为控制器,结合ADAM系列模块、罗氏线圈、磁阻传感器、编码器等设备,实现对矿热炉电极运行数据的采集,并在网际组态软件WebAccess上建立工程节点和设定MQTT协议,将采集数据上传至云端。通过WISE-PaaS云平台中的Dashboard、SaaS Composer、APM、AFS等功能,整合矿热炉电极运行数据,采用云计算技术,开发了电极运行实时监控、电极状态报警、电极具体参数显示、移动终端人机交互、能耗预测、电极位置预测等一系列功能。实验结果表明,设计的监控系统实现了对矿热炉电极运行状态的实时监测和故障报警,为预测性维护和诊断提供数据支撑,具有较好的实际应用潜力。

基于改进遗传算法和有限元分析的罗氏线圈结构优化设计

针对矿热炉电极电流过大、难以实时精确测量等问题,结合改进遗传算法和有限元分析,设计了一种优化的罗氏线圈结构,并进一步建立了罗氏线圈优化系统。首先根据罗氏线圈的测量原理,结合COMSOL软件,建立罗氏线圈仿真模型,并在不同结构参数情况下,对罗氏线圈的测量结果进行分析和比较。通过COMSOL和MATLAB混合编程,以罗氏线圈测量准确率为优化目标函数,结合精英保存策略和惩罚函数改进的遗传算法,实现了罗氏线圈结构的优化设计。优化设计的罗氏线圈在组合使用后能够较精确地测量矿热炉电极电流,满足了矿热炉电极电流测量的要求,具有较好的实用价值。

基于TMR磁传感器的黄曲霉毒素B1定量检测方法研究

针对现有黄曲霉毒素B 1(AFB 1)定量检测操作复杂、用时较长等问题,提出一种基于TMR磁传感器和磁性层析试纸的AFB 1定量检测方法。在垂直匀强磁场中,使用TMR磁传感器检测磁性层析试纸测试线(T线)与质控线(C线)上超顺纳米磁珠的响应信号,分析T/C值随AFB 1质量浓度变化的趋势,绘制标准曲线,最终实现AFB 1定量检测。结果表明:磁珠响应信号检测结果与线磁偶极子模型仿真结果基本一致,在毒素含量0.01~10 ng/mL范围内线性相关性良好,测量一次时间为40 s,可用于即时现场检测。

基于WebAccess的矿热炉远程监控系统设计

针对常见冶炼设备矿热炉的安全生产和节能减排的需求,设计一种基于网际组态软件WebAccess的矿热炉远程监控系统。首先在设备端使用ADAM 5510M作为主要控制器,结合ADAM系列数据采集模块,以及罗氏线圈、电极电压采集器、编码器等设备,对矿热炉的二次侧电压、电极电流、电极移动距离等主要参数进行测量,利用Modbus协议与WebAccess进行通信,并在WebAccess上建立工程节点、监控节点,分析和综合三相参数,编辑Dashboard阅览器,制作相应的矿热炉监控APP,从而实现在电脑、手机等不同的客户端对矿热炉各项冶炼参数进行远程实时监控。该监控系统包括分级登录模块、参数监控模块、报警模块、趋势查询模块、报表发送模块等,适应不同规模矿冶企业中操作员、工程师、管理人员等各类使用人员的需要,具有较好的稳定性、新颖性和实用性。

钛合金在舰船领域应用的氢脆风险分析

目前在舰船领域,关于钛合金的氢脆风险研究较少。为此,基于钛合金在舰船领域应用日趋广泛的现实情况,采用电化学测试、腐蚀仿真计算、模型腐蚀试验等手段,综合分析了钛合金在舰船领域应用的氢脆风险。结果表明:钛合金在海水介质环境中与施加有效阴极保护的船体钢直接接触时,钛合金发生氢脆风险较大。建议对所有钛合金与船体钢在海水介质环境中接触部位实施电绝缘措施,以隔断电子回路。

竹材的空间实效型表意研究

文章旨在从功能价值的本质上探索竹材的实用性设计,做到合理有效运用竹材,打造有深度意义的空间环境。文章立足于符号思维,从勃罗德彭特提出的建筑设计范式中“实效型设计”出发,结合大量案例,探讨竹材的空间实效表意类型。研究认为竹材的空间实效型表意是基于竹材的指示符号,反映出功能实效、力学实效和氛围实效三种空间表意类型与方式。这加深了竹材空间利用的认识,同时为竹材的合理有效运用提供新的设计思路和方法。

矿热炉电磁场仿真与电极位置检测方法研究

为解决非接触式检测矿热炉电极位置的实际问题,使用COMSOL仿真软件,构建了矿热炉电磁场仿真模型,选取了外磁场信号的最优检测位置,并通过模拟退火(SA)优化的BP神经网络建立了矿热炉电极位置检测模型。首先根据矿热炉的几何构造和电路结构,建立了矿热炉仿真模型,对矿热炉电场和外磁场进行分析和计算。通过模型分析,选取外磁场信号的最优检测位置,并通过COMSOL后处理工具采集具有不同电极位置的矿热炉模型的外磁场信号,从而建立对应于最优测量位置的矿热炉外磁场信号样本集。在此基础上,通过SA优化的BP神经网络建立矿热炉电极位置检测模型,并且矿热炉电极位置检测准确率达到92.25%,平均绝对误差为0.0750。研究结果表明,通过COMSOL软件对矿热炉电磁场进行准确仿真,找到了外磁场信号的最优检测位置,实现了对矿热炉电极位置的非接触式精确检测。

基于竹材符号的意象空间呈现方式研究

竹具有突出的视觉特征与深厚的文化内涵,探索如何将竹符号化、意象性地运用于空间设计有助于创新空间表达方式、传递竹文化内涵以及体现民族特色。本文首先探讨意象与符号的关系,然后梳理出竹材的本体视觉符号和人文加工符号,在此基础上寻求竹材的意象空间呈现方法,最后提出视觉要素转换、形式特征图像化、竹形象再设计的策略,旨在为竹在空间环境中的创新运用探寻新的设计思路与方法。

挖掘传统文化，紧跟时代脉动——基于2018亚洲设计学年奖金奖作品“竹艺·竹忆”的若干思考

在不断发展的互联网时代背景下,传统的实体商业经济受到严重冲击,商业模式发生了巨大的变化,线上下单、线下体验成为了众多商店的新模式。通过对作为实体商业载体的商业空间的设计探索,以设计的创新手段激发商业活力是行之有效解决问题的途径。在移动互联网发展的大趋势下,如何立足于优秀传统文化,体现设计的时代特征,把握传统与现代的平衡,是当今设计文化的主要方向。本文从2018亚洲设计学年奖金奖作品“竹艺 竹忆”的若干思考入手,分析了时代背景与空间设计的关系,传统文化与传统手工艺的价值,探讨了商业空间与互联网+的关系与发展,并以时代性为背景提出了时尚化的设计手法。本文旨在为当代商业空间设计探寻新的设计思路与方法。

基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统设计

针对矿热炉三相电极位置精确测量、节能降耗和安全生产的需求,设计一种基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统。首先根据矿热炉的实际构造,结合COMSOL Multiphysics软件,建立矿热炉仿真模型,并对矿热炉磁场进行分析,选取外磁场信号采样点。在选取的采样点,采集具有不同电极位置的矿热炉模型的外磁场信号,建立矿热炉外磁场信号样本集。根据该样本集,应用偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归分析、径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)和粒子群优化RBFNN(particle swarm optimized RBFNN,PSO-RBFNN)分别建立矿热炉三相电极位置检测模型,并结合MATLAB GUI建立基于矿热炉外磁场信号的三相电极位置检测系统。实验结果表明,检测系统的三种模型都可以实现对电极位置的检测,其中PSO-RBFNN模型的效果最优,三相电极位置检测准确率达到94.98%(训练集),90.21%(测试集),均方根误差为0.0535(训练集)、0.1311(测试集)。提出的检测系统能够较精确地测量三相电极在矿热炉内的位置,实现非接触式检测,具有较好的实用价值和应用前景。

金属基体上超疏水表面的制备及其机械耐久性的研究进展

在金属基体上构建超疏水表面可有效解决金属材料在使用过程中不耐腐蚀、容易覆冰等问题,同时赋予其自清洁、油水分离、润滑减阻等特殊功能,具有极高的应用价值和市场前景。但目前普遍存在的规模化生产困难及机械耐久性差的两大问题严重限制了其实际应用。归纳了在金属基体上制备超疏水表面的基本方法,对化学刻蚀法、阳极氧化法、电化学沉积法、水热法、喷涂法等5种典型方法进行了重点综述,讨论了其优劣势,并结合最新研究进展,提出低表面能改性剂的绿色环保化和一步法制备超疏水表面是未来的发展趋势。针对超疏水表面机械耐久性的问题,分析了机械磨损导致超疏水材料失效的原因,总结了机械稳定性的测试手段和评价机制,然后立足于机械稳定性和化学稳定性两个关键因素,提出提高金属基体上超疏水表面的机械耐久性,延长服役寿命的4种基本方法:1)精细设计微纳米多级复合结构;2)引入粘结层以加固表面微观结构;3)不使用低表面能物质,仅靠粗糙结构实现超疏水;4)构建自修复表面。最后对该领域未来的研究重点和发展趋势进行了展望。

硅溶胶对无机磷酸铝涂料防腐性能的影响

采用化学合成法制备磷酸铝粘结剂,以球形铝粉为骨料,添加不同含量的硅溶胶,制备磷酸铝涂料,再经过热处理制备磷酸铝涂层。通过X射线衍射分析(XRD)表征粘结剂和涂层物相结构,采用扫描电子显微镜(SEM)表征涂层形貌,通过电化学测试和浸泡试验对比研究涂层腐蚀行为。分析结果表明:在磷酸铝涂层中添加适量硅溶胶可以改善涂层表面质量和耐腐蚀性能,从而使涂层腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,阻抗值增大。添加10%硅溶胶的涂层质量最佳,耐腐蚀性能最优。

健康教育路径在门诊初筛高血压患者的应用

目的探讨健康教育路径在门诊初筛高血压患者中的应用效果。方法将门诊拟诊为高血压270例患者按设计健康教育路径表,了解患者对高血压病的认识、态度及是否了解自己的病情、诊治情况。结果①健康教育实施前:不同程度改变不良生活方式149例(55.2%);对疾病治疗,护理知识的认知情况:掌握78例(28.9%),熟悉了解72例(26.7%),不清楚120例(44.4%),均对高血压未行任何对症处理;②健康教育实施后:不同程度改变不良生活方式235例(87.03%);对疾病治疗,护理知识的认知情况掌握109例(40.4%),熟悉了解89例(33.0%),不清楚72例(26.7%),对高血压行对症处理127例(47.03%)。结论对拟诊为高血压患者,按健康教育路径实施健康教育,可提高患者的生活质量,稳定血压,改变不良生活习惯,减少并发症的发生,增进健康,是临床上可行的健康教育方法 。

闽南建筑的海洋性特征研究

自古有"东南山国"的越闽福建,三面环山,东面临海,特殊的地理环境使得其海洋文化发展明显,其海洋文明的一大体现便是在其具有特色的建筑上。结合在闽南的采风考察及各类资料文献,探讨了闽南建筑海洋性特征的体现及其内在的一些文化所在,力图能较为深入地理解闽南建筑文化,并为以后的学习提供借鉴意义。

工业硅还原剂(石油焦、烟煤)冷压球团的试验研究

根据工业硅电炉在正常生产过程中炉底易上涨、炉况的有效冶炼周期较短(3~6个月)等诸多问题开展技术分析。提出工业硅还原剂(石油焦及烟煤)冷压球团的试验研究,为下步工业硅炉试验提供基础依据。希望在行业交流学习中起到借鉴作用。

基于响应面法的Ti_(2)AlNb基合金变形工艺参数优化研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti_(2)AlNb基合金进行了变形温度为650~850℃、应变速率0.001~1 s^(-1)的压缩实验,研究其热变形行为,基于响应面法分析、获得Ti_(2)AlNb基合金最优变形工艺参数范围。首先分析Ti_(2)AlNb基合金的流变应力曲线,并计算热变形激活能Q、ln Z和功率耗散因子η,从而建立不同变形工艺参数下热变形激活能Q、ln Z和功率耗散因子η的二阶响应面模型,再通过多目标可视化优化得出Ti_(2)AlNb基合金优化后的最佳变形工艺参数区域,并结合微观组织验证。结果表明,Ti_(2)AlNb基合金随变形温度升高和应变速率减小流变应力随之减少;建立的响应面模型具有较高精度,可以用于工艺参数的优化与分析;多目标可视化优化结果得出Ti_(2)AlNb基合金优化后的最佳变形工艺参数区域是变形温度750~850℃、应变速率0.005~0.03 s^(-1)。

热处理对电沉积Ni-S合金微观组织和析氢性能的影响

电解水制氢是目前最有望替代矿石燃料制氢的技术,低成本且高效的析氢电极是限制电解水制氢大规模应用的瓶颈问题,而Ni-S合金具有易制备和高活性等优点,作为电解水的阴极材料具有极大的潜力。通过电沉积法在泡沫镍表面制备了非晶Ni-S合金,研究了Ni-S合金的晶化行为对其析氢性能的影响,热处理促使非晶Ni-S合金镀层再结晶转变为以Ni_(3)S_(2)和Ni为主的结晶层,电化学分析结果表明热处理减少非晶Ni-S合金镀层的析氢活性位点,增大氢气从Ni-S合金表面脱附难度,显著削弱Ni-S/NF电极的电化学析氢性能。