混合差分和多种群粒子群算法的T-S模糊模型辨识

为提高T-S模型的辨识精度,针对基本粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法T-S模型全局优化辨识问题,提出混合差分和多种群粒子群算法的T-S模糊模型辨识方法,将T-S模型前件参数和后件参数整体编码进行全局优化辨识.为避免基本粒子群的早熟收敛和后期收敛速度慢的缺陷对T-S模型辨识精度和速度的影响,算法将种群分为若干个子群,每个子群根据粒子适应度值自适应调整惯性权重,平衡了算法的开发和探索能力,对子群最优粒子,进行差分操作以增强算法的全局搜索能力,采用全局最优粒子替代随机子群的最优粒子以加强子群间的信息交流,维持粒子多样性.典型非线性系统和混沌系统的仿真结果表明,采用混合差分和多种群粒子群算法辨识的T-S模型具有更高的辨识精度.

基于N-P关联式计算溶剂化吉布斯自由能

溶剂化吉布斯自由能(ΔG_(solv))是一个重要的热力学参数,广泛用于化学、生物、药理等领域.尽管计算溶剂化吉布斯能的模型众多,但仍缺乏简易高效的预测模型.本文提出一种基于Arrhenius方程的N-P关联式计算方法,其中参数N、P分别描述溶剂-溶质体系的非极性效应及极性效应对溶剂化吉布斯能的贡献.当溶剂及溶质分子被赋予经验参数N、P值时,基于N-P关联式能对任何溶剂-溶质对的溶剂化吉布斯能进行计算.将6 238个溶剂化吉布斯能数据对N-P关联式进行了测试,均方根误差仅为0.698 kcal/mol,低于测试精度1 kcal/mol,证实了本文提出的N-P关联式能快速计算溶剂化吉布斯自由能.

染料废水电催化降解研究进展

染料广泛用于食品、化妆品及染色工业,其特点是分子结构复杂、色度高、毒性大、可生化性差.大量的染料在生产和使用过程中产生的废水造成了严重的环境污染.本文介绍了目前处理染料废水的几种常用方法,如物理、化学和生物方法,其中重点介绍了电催化技术,包括其降解机理、电极材料研究进展以及处理染料废水的研究现状,然后对染料废水处理技术的研究现状进行了总结,并对相关处理技术的未来发展趋势进行展望.

侗锦多耶纹的应用与模糊综合评价

侗锦多耶纹是一种和千鸟纹非常相似的小图案集合.本文结合千鸟纹的应用模式,把多耶纹通过单独或组合的方式应用在日常服装中,并通过问卷对这些服装进行评价,利用模糊综合评价方法对问卷结果进行分析,最终得到多耶纹应用的总体评价结果为一般及较好,说明在日常穿着中多耶纹是可以被接受的,且局部应用的评价高于整体应用的评价;在单一多耶纹应用中,评价最高的是小图案应用,其次是大图案,最低的是大小图案的组合应用;在组合图案应用中,大图案的应用评价高于小图案的应用评价.结果表明,将模糊综合评价应用在侗锦多耶纹的研究中是合理可行的.

双流制式下四分裂式变压器用作双回路滤波电感的特性分析

对一台运行于双流制下的机车进入直流电网时其变压器(四分裂式)用作电抗器的电感值进行了分析和计算.机车运行于直流电网时变压器同一铁心柱上的2个低压绕组串联接入回路滤波,而4个高压绕组并联开路.4个低压绕组两两串联有4种接法,且同一接法还有双边工作和单边工作的情况.利用在分析磁场的基础上获得的四分裂式变压器8个绕组的电感矩阵,列写4种不同接法时电路方程,将其等效为两端口网络,进行等效阻抗及电感计算,且对结果进行了讨论,给出了有关建议.

汽车用轻量化材料的研究进展

汽车轻量化是应对能源问题、改善全球温室效应的重要措施之一,对节能减排有重要意义.本文对铝合金、镁合金、碳纤维、工程塑料等轻质材料的研究现状、实际应用进行了综述,介绍了汽车中常用轻量化材料的特性、具体应用中存在的问题以及解决方法,提出了未来的研究方向,以期为汽车工业轻量化材料应用提供参考.

基于改进YOLOv5的复杂场景下交通标志识别方法

交通标志识别是智能驾驶不可缺少的重要环节,关系着人们进行智能驾驶的安全问题,本文以复杂环境下的交通标志为研究对象,针对目前交通标志识别难以兼顾实时性和准确率的问题,提出一种改进的YOLOv5交通标志识别算法.首先,对数据集做预处理与数据增强,加强对目标的检测能力;其次,引用PP-LCNet轻量型网络,减少主干网络参数量,实现模型轻量化;最后,在颈部网络融合注意力机制,以增强特征提取能力.实验结果表明,相较于原YOLOv5s模型,本文算法的模型参数量减少了25.9%,检测速度提高了50.08帧/s,平均精度达到97.58%,易于部署且能达到智能驾驶场景中对交通标志识别的实时性和准确率要求.

全再生细骨料混凝土的制备及性能试验研究

为提高再生细骨料(regenerate fine aggregates,RFA)的回收使用率,本研究采用一种含砖RFA进行全再生细骨料混凝土(fully recycled fine aggregate concrete,FRFAC)的试验制备.设计吸水率试验拟合公式计算RFA的主要组成及含量;通过设计正交试验研究水料比、减水剂和RFA粒径级配对不同养护天数下FRFAC的强度与热工性能的影响.研究结果表明,该RFA中主要包含废砖、废混凝土和泥块,其含量分别为13.58%、52.98%和33.44%,泥块含量较多,所以在制备前需对RFA进行筛分处理,该RFA平均吸水率较大,所以需采用饱和面干法进行预处理;对FRFAC强度影响最大的是RFA粒径级配,其次是水料比和减水剂,强度随着养护天数呈缓慢上升趋势;FRFAC的导热系数低,通过抗压导热交互分析得到配比最优方案为A3B3C2,制备的FRFAC强度达到25.8 MPa,导热系数为0.4636 W/(m·K),可用于建筑工程中.

棉织物活性染色/防皱整理短流程技术研究

基于一相法轧染工艺和轧烘焙整理工艺,将棉织物活性染料染色及抗皱整理常规两步法加工技术合并为一浴一步短流程加工新技术.采用浸轧法探讨染料、助剂及工艺参数对加工效果的影响,通过对染色织物K/S值、折痕回复角、断裂强力等指标分析,得出最佳工艺,研究结果表明:采用K型活性染料与2D树脂整理剂(用量为80 g·L~(-1))、氯化铵催化下进行实验,得到焙烘温度为160℃、焙烘时间为3 min时加工效果最好.与传统技术相比,短流程技术加工效果在节能、减排、降耗等方面具有明显优势.

超亲水/超疏水表面对铜基换热性能的影响

本文主要研究了铜制件表面超亲水/超疏水处理后,对铜基表面耐腐蚀性和换热效率的影响.实验探究得到超亲水工艺条件:在1 mol/L NaOH和0.5 mol/L NH4Cl混合溶液中与2.0 mA/cm^(2)的电流密度下电沉积30 min,得到最佳亲水角5°的氢氧化铜纳米线层超亲水膜.超疏水最佳工艺条件:在0.1 mol/L十四酸乙醇溶液中与电压30 V时电沉积时间60 min,得到最佳疏水角158°的十四醋酸铜超疏水膜.通过塔菲尔曲线分析了超亲水/超疏水铜基表面的耐腐蚀性能,结果表明超亲水/超疏水铜表面具有更加优异的耐腐蚀性能,分别提升了4个和2个数量级.通过此方法处理铜基表面,发现其冷凝水量明显增加,换热效率提升了38.3%,强化了铜基表面的换热,增强了换热效率,可用于铜基换热器的表面处理.

湘潭市公共办公建筑能源审计及能耗计算模型研究

随着我国建筑能耗的快速增长,建筑能源审计工作迎来了新一轮的发展和机遇.本文提出一种基于《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》的公共建筑能源审计拆分计算方法.以湘潭市博物馆、规划馆以及党史馆为例,通过调研获取建筑基础信息,并对照明系统、办公及特殊设备系统和空调及附属设备系统能耗进行拆分计算,同时对各项能耗系数进行修正.计算所得2020—2022年整体建筑的能耗分别为328.8 tce、348.5 tce和374.9 tce,调研获取的实际能耗分别为329.1 tce、355.0 tce、396.9 tce,并且两者逐月相对误差均不超过15%.该方法为公共建筑能耗计算提供了新思路,为建筑节能的进一步改造提供理论依据.

采用RBF神经网络改进有限集模型预测控制算法的光伏系统MPPT研究

针对基于扰动观察法或电导增量法控制的光伏系统存在发电功率不稳定的问题,提出一种基于RBF神经网络改进的模型预测控制的最大功率点追踪算法,使用RBF神经网络拟合光伏系统功率-电压(P-V)曲线,预测光伏面板发电功率,通过建立光伏系统前级DC-DC变换器的数学模型,使用模型预测控制确保光伏面板工作在最大功率点提升光电转换效率.通过MATLAB/Simulink仿真结果表明,在外界环境快速变化的情况下,所提策略能有效抑制最大功率点漂移,提高系统光电转换效率.

改进的残差网络及其在滚动轴承早期故障诊断中的应用

基于残差网络的滚动轴承故障诊断已经取得一定的成果,但传统的残差网络只能将输入信号进行自下而上的单向特征提取,如果当前层丢失信号中的有用信息,后续层将无法弥补丢失的信息.特别是滚动轴承发生早期微弱故障时,故障特征容易被噪声所掩盖.如何利用残差网络,充分提取滚动轴承早期故障特征,是一个亟待解决的问题.为此,本文提出一种具有密集连接机制(dense connection residual network,DRN)的新型残差网络.在DRN中,每个隐藏层都与输入信号建立有向连接,再利用通道级联算法,将输入信号和每个隐藏层特征进行重构,从而修复深层模型中遗漏的有用信息,获得更完整的故障特征.在XJTU-SY数据集上进行实验,当信噪比达到0 dB、-1 dB、-2 dB、-3 dB、-4 dB时,DRN的准确率均保持在95%以上,说明该方法具有较好的鲁棒性.

气动嵌管式相变墙体动态传热特性实验与数值模拟研究

将建筑围护结构与相变材料相结合被认为是减少建筑运行能耗的有效技术之一.为了解决静态储能墙体无法同时提高释冷、蓄冷速度的缺点,提出一种气动嵌管式的动态相变墙体,通过实验测试以及采用动网格技术建立并验证其数值模型,再将该模型与静态储能墙体在释冷、蓄冷方面的热工性能进行对比分析.计算结果表明,数值模拟与实验结果内表面温度平均相对误差为0.59%,内表面热流密度平均相对误差为3.55%;在释冷方面,气动嵌管式相变墙体较PCM-O墙体相变材料液化时间延长了4.167 h,累计向室内传递热量减少了32%;在蓄冷方面,气动嵌管式相变墙体较PCM-I墙体相变材料固化时间总体提高了65.8%,内表面热流密度下降速率提高了69.9%,可显著提升昼夜相变材料的融化和凝固效率.

基于箱包的小型指纹锁锁控系统设计及开发

为提升箱包在使用时的安全性与隐私性,设计了一种基于电容式指纹识别技术的小型指纹锁锁控系统.系统采用嵌入式技术设计和指纹锁锁控算法,利用电容式指纹识别传感器完成对用户指纹的采集、存储、识别,结合微处理器、微型电磁锁以及相关电路的设计,实现了识别用户指纹完成上锁和解锁、录入指纹、注销指纹等功能.设计PCB电路实现了装置的小型化和电路系统的稳定和安全性,该系统在箱包应用中实现了需要的功能.

基于ANSYS的混凝土试件成型机梁柱连接件轻量化设计

梁柱连接件是混凝土试件成型机的重要组成部件,为提高框架结构的安全性、可靠性和稳定性,针对某型号混凝土试件成型机的梁柱连接件,通过拓扑优化和尺寸优化实现轻量化设计.首先,对现有梁柱连接件进行拓扑优化设计,并根据拓扑优化结果开展二次设计;其次对二次设计后的梁柱连接件构建尺寸优化模型,采用正交试验和方差分析筛选出对性能响应影响较大的结构参数作为设计变量,以成型机连接件质量最小为优化目标构建尺寸优化模型;最后,通过建立响应面优化模型进行求解获得最优的尺寸参数组合.研究结果表明,经过拓扑优化和尺寸优化后,连接件在质量方面降低了1.472 9 kg,减重比例达27.5%.

基于BIM与CFD模拟的空调制冷机房水力优化

高效的输配系统是高效空调制冷机房的重要组成部分,空调制冷机房的水力优化对于降低水泵输送能耗的意义重大.本文针对某空调制冷机房原设计方案管路局部阻力偏大的问题提出水力优化方案,基于建筑信息模型(building information model,BIM)技术对原设计方案与优化方案进行对比分析.通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟对优化方案中并联斜三通内部流动进行分析,得到其实际的流动阻力.优化后的机房在设计工况下的冷冻水系统阻力比原方案减少39.64%,冷却水系统阻力比原方案减少29%.该方案可为类似的工程设计提供参考依据.

基于突变级数法的泵站运行安全风险评价研究

泵站安全运行对南水北调工程的运行效益起到至关重要作用.为了更科学、客观地对泵站运行安全风险进行评价,首先结合南水北调东线泵站工程实际运行情况,采用德尔菲法将安全风险进行分类,接着对风险因素进行归一化处理,构建出南水北调泵站运行安全风险评价指标体系.最后以南水北调东线某大型泵站为例,使用突变级数法对东线泵站的运行风险进行评价.结果表明:此泵站整体安全运行风险等级为可接受等级;运行管理体系不健全、机电设备安全状态、金属结构安全状态属于可接受风险等级;运行管理行为不规范为可忽略风险;土建结构安全状况不良风险为一般风险等级.

基于改进粒子群算法的智能微电网多目标调度

微电网优化调度是一个复杂问题,具有多个目标和非线性特征,仅以运行成本为目标的优化方法可能导致解决方案单一且运行环境受到影响.本文提出了一种经济、环保和创新的微电网调度模型,并对微电网中的微型燃气轮机、风力发电机、光伏发电、柴油发电机和电池等进行了详细的优化研究.构建了一种将运行成本和环境保护成本结合在一起的多目标模型.采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)求解,以满足各种系统约束条件.该方法旨在确保微电网的运行在经济和环境方面都能取得最佳效果.这一模型提供了一个更全面和实用的框架,为微电网实现经济性和环境友好性的运行提供了重要指导.

基于调谐质量阻尼器的风力机柔性塔架振动控制研究

针对高柔塔架风致振动过大的问题,以某型2 MW风力机为参考对象,对其轻量优化,研究摆式调谐质量阻尼器(TMD)对轻量化塔架减振控制的效果.建立优化塔架的三维模型,通过有限元计算其固有频率,并根据其一阶共振频率确定TMD的摆长;提出风力机与TMD系统耦合的简化动力学模型,对其减振性能进行评估,分析出TMD的最优频率比和阻尼比,运用龙格-库塔(Runge-Kutta)算法验证了TMD在不同质量比下对塔架各项振动参数的影响.结果表明,在TMD与塔架一阶共振一致时,通过调节阻尼系数、质量比等参数,可使得优化塔架的振幅降低70%,有效地抑制塔架振动,提高了风机整体的鲁棒性.