育种播种机钢索复卷测程装置的结构设计与试验

目前,小区育种播种机定长获取方式主要通过人工测量,效率低且作业强度大,严重制约了小区育种机械的快速发展。为此,设计了一种钢索复卷测程装置,采用自动收放式测程,通过探测装置检测钢索固定的钢制或橡胶等材质球体获取小区育种播种机区间位置数据信号。为了确定不同前进速度下钢索复卷测程装置连续工作的合理参数范围,通过样机试验对装置进行参数优化。试验结果表明:往复导线轮V型角度在10°~20°之间,往复丝杠长度在400~450mm之间,装置运行稳定且无钢索缠绕和收排线集中等问题,带有触点式的行程开关的信号传输和控制运行稳定可靠,达到了育种播种机测程的要求。

基于遗传算法的双压氢液化流程性能优化研究

由于液氢具有储氢密度高等显著优势,因此氢液化技术是实现氢大规模化应用的关键技术之一。构建了双压Claude循环的氢膨胀制冷氢液化循环流程,调用Refprop软件物性库确保物性数据的准确性,利用遗传算法以总比功耗为优化目标,开展了氢液化流程热力参数设计与优化。优化后流程氢液化率达到6.5 t/d,液氢产品仲氢含量95%,总比功耗为10.53 kW·h/kg,流程(火用)效率为35.72%。给出了低温各部件(除却压缩机和水冷器部分)的(火用)损失分布和各部件(火用)损失占比;可为大型工业级氢液化装置研制提供参考。

基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计

针对抽油机监测形式单一、三维可视化程度低和联动性差的缺陷,引入信息―物理实时映射思想,开发了油田抽油机三维可视化监控系统。设计了抽油机数字空间,搭建虚实交互层设计架构;搭建三维可视化系统数据组成及关系框架;结合逆运动学,构建数学模型,基于五维模型和Unity 3D平台设计抽油机三维可视化系统总体架构;以游梁式抽油机为对象进行实验验证,实现了实时动态监测、虚实混合控制、运动轨迹追踪和在线预警等服务功能。为三维可视化监控在石油机械领域的落地应用和数字孪生系统的开发提供借鉴。

基于RF与D-S证据理论融合的多通道齿轮箱复合故障诊断

针对齿轮箱复合故障特征难于提取,诊断缺乏自动识别性,且单通道往往无法全面表征故障信息等问题,提出一种基于随机森林与证据理论相融合的多通道齿轮箱复合故障诊断方法。首先通过小波包变换对各通道复合故障信号进行分解,得到故障信号的特征向量;之后引入一种新的特征集组合框架构建针对不同故障的特征数据集,通过随机森林算法划分单个分类模型;接着综合考虑各分类模型,合成每个通道下的集成分类器,并提出一种新的迭代自更新策略不断完善分类器的性能;最后设计一种基于Lance距离的改进D-S证据理论算法,该算法采用Lance距离来度量各空间证据间的证据距离,并构造Lance矩阵,由此获得相似度矩阵来衡量各证据体间的相似程度和支持度,通过计算各通道的敏感度权重系数进行BPA修正,获得最终的诊断融合结果。通过齿轮箱试验平台进行算法验证,结果表明该方法能有效识别出复合故障中包含的每类故障,并能全面融合不同通道的故障冗余信息,实现齿轮箱复合故障的精确诊断。

基于Ghost-TiFPN的轻量化快速目标跟踪算法

针对传统孪生目标跟踪算法体量大、难以在嵌入式设备部署以及其在目标尺度变化大、有相似物干扰等条件下效果不佳的问题,提出一种新的轻量化快速跟踪(Ghost fast Tracking with TiFPN and Retriever,GTtracker)算法。引入Ghost机制,对Resnet网络进行重新设计,构建一种轻量化G-Resnet网络对跟踪目标进行快速特征提取。设计轻量自适应加权融合(Tiny adaptive weighted fusion algorithm Feature Pyramid Network,TiFPN)算法,进一步加强特征信息的融合,解决相似物干扰问题。设计一种轻量化区域回归网络(Ghost Decoupled Net,GDnet),以实现目标分类、交并比(Intersection-over-Union,IoU)计算以及边界框回归,并在跟踪阶段应用一种新的目标寻回器提升算法跟踪的成功率。在OTB100数据集和VOT2020数据集上进行算法验证,并移植算法到嵌入式设备Jetson Xavier NX上进行性能测试。实验结果均表明算法的有效性和优越性,相比经典孪生目标跟踪(SiamCAR)算法,新方法在精度和期望平均重叠率(Expected Average Overlap,EAO)指标均相似的前提下,能够实现更快的运行速度,可在Jetson Xavier NX上实时运行,达到30帧/s,且能有效解决相似物干扰、尺度变化大等问题。

粮食质量安全快速检测标准体系与技术研究进展

简述了我国粮食质量安全快速检测标准体系的现状、存在的问题和发展趋势,以及检测技术的发展现状。未来的粮食质量安全快速检测技术将在高通量快速检测、视觉化定量检测和智能成套化检测方面高速发展,这对于快速筛查病原与污染物、提高检测效率、降低检测成本、促进粮食产业发展和维护公共健康等具有重要作用。同时,对于完善粮食质量安全快速检测标准体系而言,快速检测技术必将给粮食质量安全的监测体系提供强有力的支撑,不仅能够保障消费者的饮食健康,还能提升我国粮食管理的整体水平,促进粮食产业的发展并提高国际竞争力。

5 t/d氢液化器流程设计及分析

超大型低温制冷系统是前沿科学装置和高新技术应用等领域的重大支撑装备。在国家重点研发计划课题的支持下,中国科学院理化技术研究所开展了5 t/d大型氢液化装置工艺流程设计工作,以制冷效率、各子系统的相互协调性为目标,通过分析,成功确定5 t/d液氢制取装备大型低温制冷系统各关键部件的基本规格以及进出口压力、温度、流量等参数,满足了设计需求。为未来大型氢液化器的落地实施和流程的进一步优化提供了指导。

低温氢气透平膨胀机实验系统设计

氢气透平膨胀机是大型氢液化器中核心部件之一,为探究其性能,设计了一套专门针对常温至液氢温区工作的低温氢气透平膨胀机实验系统。系统设计的核心目标是实现氢液化设备中的膨胀制冷流程,并对氢气透平膨胀机的热力性能和机械性能进行测试与分析。热力性能测试内容包括绝热效率、实际制冷量和膨胀比,用来评估氢透平膨胀机的性能。机械性能测试内容包括连续免维护运行时间和启停次数,用来评估氢透平膨胀机的可靠性以及使用寿命。此外,对测试过程中可能出现的误差进行了分析。本实验系统为低温氢气透平膨胀机的性能评估提供测试平台,从而掌握低温氢气透平膨胀机的关键技术参数,并在此基础上优化设计,进一步提高氢气透平膨胀机组以及氢液化流程的性能。

耕读教育背景下果树栽培系统课程教学改革探索与实践

为适应现代农业发展的新形式,培养特色应用型人才,以农业大学园艺专业果树栽培系统课程为例,从教材版本更新、教学方法优化和考核评价体系健全等方面对课程的教学现状进行分析,并提出了相应的改革举措,包括理解耕读教育的基本内涵,构建耕读教育课程教材体系,发挥耕读教育基地的作用,以及加强耕读文化的宣传。通过对果树栽培系统课程改革的实践,切实做到“耕”与“读”相结合,以耕读教育为背景,以特色应用型农业院校其他课程的教学模式改革为参考,全面培养高素质、复合型和应用型农业人才。

Noria-PEI改性PVA载体固定化溶菌酶用于污泥发酵产VFAs研究

生物酶促进污泥厌氧消化具有反应温和、高效环保等优点,然而回收困难和催化稳定性差严重制约其应用,固定化酶是解决上述问题的关键。采用水轮酚(Noria)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积法改性聚乙烯醇(PVA)载体,并研究了Noria-PEI改性PVA载体固定溶菌酶对污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)效能的影响。结果表明,固定化溶菌酶可强化污泥发酵提高SCOD,在36 h内SCOD最高浓度达到2 892.4 mg/L,相比空白组提升3.4倍(第6天),VFAs质量浓度在第4天达到峰值2 130.8 mg/L,乙酸和丙酸占比达到61.8%~80.7%。固定酶系统中污泥的平均粒径为42.957μm,比表面积为0.413 m^(2)/g,固定化溶菌酶强化了颗粒态污泥水解。微生物群落结构分析显示,在固定酶系统中Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroides等水解产酸菌门占比较高;在属水平上,以Macellibacteroides、Petrimonas、Lactobacillus和Clostridium_sensu_stricto_1菌属为主,从微观层面上解释了固定酶强化污泥发酵产酸机理。

TUD-DNS3型烟气脱硝助剂在重油催化裂化装置的工业应用

自2023年6月1日起,海南省洋浦经济开发区催化裂化催化剂再生烟气NO_(x)排放浓度限值由200 mg/m 3降至100 mg/m^(3)。某企业为避免烟气NO_(x)排放超标,进行了TUD-DNS3型脱硝助剂工业应用试验。加注该脱硝助剂后,烟气NO_(x)质量浓度稳步降低,在助剂累计量达到系统催化剂总藏量约2.5%时,综合塔出口NO_(x)质量浓度由135 mg/m 3降至92 mg/m^(3),脱除率达30%以上。TUD-DNS3磨损指数为1.78%,新鲜催化剂磨损指数为2.10%,二者相差不大,表现为助剂加注前后油浆固含量基本不变。在外排烟气SO_(2)质量浓度基本不变的情况下,脱硫脱硝耗碱量约下降2 t/d,气体产品中硫化氢含量上升,说明TUD-DNS3具有一定硫转移效果。TUD-DNS3加注后再生烟气中CO/CO_(2)体积比由0.367降至0.238,再生侧取热负荷增加,外取热器产汽量增加约17 t/h,在余热锅炉炉膛温度维持稳定的情况下,余热锅炉消耗燃料气量有所上升。

一种多模型融合的风电系统永磁同步发电机数字孪生建模方法

针对当前风电系统永磁同步发电机(PMSG)建模技术存在设备内部参数理想化和系统耦合单一化的不足,无法满足数字孪生技术对设备虚拟模型要求的问题,提出一种面向数字孪生的风电系统永磁同步发电机建模方法。首先,依据实体样机参数,构建2 MW PMSG本体及电磁模型。之后为实现系统对PMSG的控制,基于联合仿真技术利用数字孪生建模平台搭建风电系统PMSG控制电路,实现多系统耦合仿真建模;在此基础上,充分考虑电机传热散热特性等影响,对PMSG热模型进行了构建与计算,并针对温度场计算流程复杂,不具备实时性等问题,引入一种改进的粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)代理模型方法对热模型进行降阶处理并集成;最终完成了基于多模型融合的PMSG数字孪生虚拟模型建模,并采用实体风机运行数据进行验证与测试,结果表明该模型可以有效地反映PMSG真实运行特性。

基于中心损失-改进卷积自编码器的滚动轴承半监督故障诊断

当前基于深度学习的旋转机械故障诊断技术,凭借其强大的逐层加工和内置特征变换功能受到广泛关注,然而传统用于故障诊断的深度网络需要大量标签数据,且诊断结果依赖于标签的数量和准确性。为此,提出一种基于中心损失-改进卷积自编码器(center loss-improved convolutional auto-encoder, CL-ICAE)的半监督故障诊断方法。该方法首先利用连续小波变换将故障信号转换为时频图,细化故障特征表征;之后构建改进的卷积自编码器网络结构,并引入批量归一化(batch normalization, BN)和Dropout,在特征提取阶段防止过拟合;之后在分类阶段,通过将中心损失(center loss)引入Softmax损失函数,构建联合损失函数,使故障特征实现类内距离更小,特征差异更大,进一步提高分类精度。最后,将所提方法通过凯斯西储大学轴承数据集和轴承故障试验平台进行验证,结果表明在少量标签样本情况下,均可实现有效的故障诊断,提升诊断准确率。

农产品中霉菌毒素生物学脱毒研究进展

霉菌毒素是食品尤其是农产品和谷物饲料中普遍存在的污染物,对人类和畜禽健康造成全球性的威胁,在众多脱毒方法中生物学方法脱毒是最重要方法。综述了微生物对霉菌毒素脱毒(吸附和代谢)、酶解解毒(降解)的最新研究进展,阐述了生物学方法对霉菌毒素的脱毒机制。为此,农产品中可通过添加适当的微生物或酶进行脱毒,以保障消费者的人身安全。

氦质谱检漏技术在火电机组中的应用

文章通过介绍应用氦质谱检漏技术解决泄漏问题的几个典型案例,阐述了氦质谱检漏技术在不同火电机组查漏工作中的原理及方法。如何利用氦质谱检漏技术,探寻合适的查漏方法,解决火电机组的诸多泄漏问题,是电厂检修人员研究的新方向。

基于改进TERCOM的地形辅助导航算法

自主水下航行器长时间航行后惯性导航系统的位置误差会随时间不断增加,地形辅助导航可帮助惯性导航系统进行误差校正。为解决地形轮廓匹配(TERCOM)算法对航向误差较敏感问题,提高地形辅助导航的匹配精度,提出了一种基于改进TERCOM的地形辅助导航算法。在TERCOM算法基础上增加旋转角度机制,首先根据INS航迹进行旋转平移并采用TERCOM算法进行粗匹配,然后引入改进粒子群算法进行精匹配。在某海图内进行水下地形匹配仿真实验,结果表明:与传统TERCOM算法相比,所提算法可降低航向误差84%,匹配精度可提高4倍多,对实现自主水下航行器的自主无源导航有重要意义。

一种新型双Fin ESD防护单元研究

为满足小尺寸器件的ESD防护需求,基于Fin技术,提出了一种具有寄生SCR的STI双Fin结构。通过采用双Fin布局和深掺杂技术,减小了器件的基区宽度,避免了Fin技术中由弱电导调制导致的SCR无法开启的现象。仿真结果表明,相比于DFSD结构,新结构失效电流It2/Wlayout从21.67 mA/μm增加到28.33 mA/μm;触发电压V_(t1)从14.08 V减小到9.64 V。在ESD来临时,新结构能够实现有效的开启,泄放大电流。

基于数字孪生技术的风电机组建模研究

针对以往风电机组数字孪生建模受不同研究目的或单一软件的功能限制,难以建立风电机组整机模型的问题,提出一种新的风电机组孪生建模方法。该方法首先依托FAST风速性能模块,建立稳态风模型、随机湍流风模型以及风电场实时风速模型;接着采用空气动力学模块和结构动力学模块分别搭建风电机组叶片、塔架等关键部件的几何与动力学模型;最后在Simulink中搭建风电机组电气系统模型及控制策略,由此构建完整的风电机组孪生模型。将该孪生建模方法分别用于WindPACT 1.5 MW双馈风电机组与某风电场Fuhrl?nder 2.5 MW双馈风电机组并进行验证。结果表明:孪生模型在不同风速模型下,各重要生产参数相比设计标准及实际运行数据均具有较高的准确性。此外,通过对风电机组数字孪生系统实时仿真和现场不可测数据的孪生模拟,也进一步表明孪生模型具有可行性和有效性。

基于ADRC的LCC-S谐振型无线充电副边闭环控制研究

针对磁耦合谐振式LCC-S无线充电系统工作过程中易受外界或自身参数扰动的影响导致输出电流、电压偏离目标值的问题,以及如何快速准确地对扰动情况做出反应,提出一种基于自抗扰控制ADRC(active disturbance rejection control)的副边恒流恒压二段式闭环控制方法。首先,通过电路分析研究了LCC-S型谐振网络的输出特性与系统参数的关系;其次,为实现闭环精准调控系统输出,建立副边Buck变换器的状态方程模型,并根据模型设计ADRC中跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈;最后,搭建基于ADRC的无线充电实验平台,在多参数扰动下比较ADRC控制器与PI控制器的控制效果,结果表明,ADRC控制器表现出更好的动态调节能力。