基于定切深和状态依赖时滞的共振冲击钻井系统动力学特性

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析轴向简谐动载的频率和幅值对共振钻井系统动力学特性的影响;最后,基于数值求解结果和箱线图方法,对比分析两种钻进系统动力学模型特性差异。结果表明:在给定的初始条件下,当简谐动载频率从25 Hz提高到100 Hz时,钻进系统轴向方向的跳钻现象和扭转方向的黏滑效应明显减弱;当简谐动载幅值从30 kN提高到60 kN时,钻进系统轴向方向钻头跳钻现象频发,扭转方向黏滑效应加剧;在相同初始条件和简谐动载激励下,两种模型得到的动力学特性响应曲线无论是形状还是频率均存在差异,采用状态依赖时滞模型计算得到的数据点更加集中,更接近实际钻井工况;高频低幅的简谐动载能改善共振冲击钻井系统动力学特性,从而提高钻进效率。

微根管和根箱法在亚热带细根寿命研究中的应用

由于研究方法的限制,植物细根寿命的准确估算仍较为困难,因此寻求一种准确的研究方法对细根寿命进行研究显得十分重要。微根管法和根箱法能够在不干扰细根生命过程的前提下连续观测植物细根动态,是一种非破坏性观测方法,被较多地应用于野外观测。结合课题组多年来运用微根管技术和根箱技术研究中亚热带代表性植物细根寿命的实例,对微根管法和根箱法的具体应用进行了介绍和分析,主要包括两种方法的具体实验设计、图片采集及分析、数据处理等,以期为促进对森林生产力和碳源汇控制机理的理解提供借鉴。

基于数据流的织造设备三分量数据清洗算法

织造车间的信息化以数据采集为基础,但采集过程易产生脏数据,为保证数据被准确采集,文章研究了织造车间的数据采集与清洗算法。首先,针对设备多样、数据并发高的特性,设计了分频采集方案和服务器均衡负载方案,以及织造设备数据流处理有向网。其次,针对织造车间的数据特点,将数据分为常分量、增分量和状态分量,并结合箱线图、滑动时间窗研究了三分量清洗算法对各分量数据的清洗。最后,通过实验证明采集方案和数据清洗方法能保证数据采集的实时性、有效性及准确性。

高速铁路钢轨波磨地段轴箱振动加速度时频特征分析

钢轨波磨是一种常见的高速铁路轨道病害。为了研究钢轨波磨参数与轴箱加速度响应时频特征之间的对应关系,从理论上探索通过轴箱振动加速度识别钢轨波磨的可行性,基于车辆-轨道耦合动力学理论建立了考虑车辆主要部件柔性化的刚柔耦合动力学模型。通过与实测数据的对比,验证了模型的准确性;在研究了钢轨波磨参数与轴箱振动加速度时域信号之间因应关系的基础上提出了一种基于VMD-SPWVD的钢轨波磨时频分析方法,并验证了该方法的有效性。研究结果表明,钢轨波磨会对轴箱振动加速度信号产生较大影响;不同波深和波长下的轴箱振动加速度最大值在时域信号中的位置具有随机性;钢轨波磨参数与轴箱振动加速度均方根之间的规律性较为明显,但其作为一种时域指标无法准确定位波磨区段的位置和严重程度;相较于时域分析方法,本文提出的基于VMD-SPWVD的时频分析方法能有效反映钢轨波磨参数与轴箱振动加速度之间的因应关系,时频分析结果能准确得到钢轨波磨的特征频率且不存在干扰成分,能量幅值与钢轨波磨波深之间呈正相关,该方法可以定位波磨存在的区段并能够体现同一区段不同位置波磨的严重程度。最后采用该方法对实测数据进行分析,进一步验证了本文所述方法通过轴箱振动加速度信号识别钢轨波磨的有效性。

时滞碰摩故障转子-机闸系统的随机稳定性与随机分岔

本文研究了时滞碰摩故障转子-机闸系统的随机稳定性与随机分岔.考虑到转子系统从接收到处理故障信号需要一定时间以及转子所处环境的随机波动,本文建立了一个含有时滞的无穷维随机动力学模型,其中的位置分量和速度分量均存在时滞.本文首先利用中心流形法将系统转化为有限维随机微分方程,用随机平均法推导了方程响应振幅满足的伊藤方程,然后利用Lyapunov指数和奇异边界理论分析了方程的稳定与分岔条件,并求得其联合概率密度函数.最后,通过数值模拟联合概率密度函数,本文分析了转子系统的随机稳定性和随机分岔对时滞及碰摩系数的依赖性.结果表明,时滞和碰摩系数均可诱发系统的随机P-分岔,但二者的影响是相反的:时滞越大分岔现象越明显、稳定性越低,而碰摩系数越大则系统的稳定性越高.本研究可望为旋转机械的设计、运行及剩余寿命评估提供理论依据.

考虑箱流中转的高速铁路快捷货物运输方案优化

为充分发挥高铁干线运输能力及溢出效应,采用高速铁路载客动车组捎带模式,以时变箱流需求为导向,旨在对考虑箱流中转情形下的高速铁路快捷货物运输方案进行优化。基于既有列车运行图,在生成列车接续关系矩阵的基础上构建运输方案优化模型,以快运箱总运达时间最短为目标,考虑箱流守恒、列车装载能力、箱流中转等约束。基于模型特性,设计模拟退火算法求解,在生成初始解的基础上,设计以消解违背列车能力约束冲突为核心的可行化算法。以宁杭高速铁路为背景验证模型及算法的有效性。结果表明,与不考虑箱流中转情形相比,该模型所得运输方案无快运箱滞留且列车平均满载率提升14%。此外,合理地估算列车装载能力对于获得较好的箱流运输方案具有重要作用。

武警防化分队核生化救援指挥箱组设计初探

针对核与辐射事故、化学事故、生物安全事件等救援指挥需求,设计一种核生化救援指挥箱组。分析武警防化分队使用该箱组的涵义及能力需求,阐述箱组的硬件组成及主要功能,研究设计系统软件系统和信息流程。该研究可为武警防化分队核生化救援提供参考。

多目标复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿研究

与基于模型的机械臂标定方法相比,无模型标定方法具有算法简洁和线性化误差小的优点,但这种方法需要在多个机械臂姿态下同时采集各连杆表面的靶标位姿,因此其可视性同时受视场角狭窄、靶面方向异常以及臂体遮挡的影响,增加测量位姿的构造难度。为此,提出一种基于多目标视觉的复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿遴选方法。依据机械臂连杆参数及轮廓尺寸,生成贴合其等效模型的有向包围盒树,并依据臂体外形特征设定各连杆靶标固连位姿。在此基础上,分别建立靶标角点被包含判据、靶面法向夹角判据以及各包围盒与靶面视锥干涉判据,将其融合为多目标复合可视性约束条件,该算法可在既定工作轨迹下遴选出全体靶标均为可视的机械臂位姿。最后,通过搭建实验台验证所提方法的有效性。实验结果表明:该方法对臂体与靶面的遮挡关系判断精准,靶标在所选位姿处可视性良好,满足机械臂实时无模型标定方法对于多靶标位姿同时采集的需求。

基于局部扰动的时间序列预测对抗攻击

时间序列预测模型已广泛应用于日常生活中的各个行业,针对这些预测模型的对抗攻击关系到各行业数据的安全性.目前,时间序列的对抗攻击多在全局范围内进行大规模扰动,导致对抗样本易被感知.同时,对抗攻击的效果会随着扰动幅度的降低而明显下降.因此,如何在生成不易察觉的对抗样本的同时保持较好的攻击效果,是当前时间序列预测对抗攻击领域亟需解决的问题之一.首先提出一种基于滑动窗口的局部扰动策略,缩小对抗样本的扰动区间;其次,使用差分进化算法寻找最优攻击点位,并结合分段函数分割扰动区间,进一步降低扰动范围,完成半白盒攻击.和已有的对抗攻击方法在多个不同深度模型上的对比实验表明,所提出的方法能够生成不易感知的对抗样本,并有效改变模型的预测趋势,在股票交易、电力消耗、太阳黑子观测和气温预测这4个具有挑战性的任务中均取得了较好的攻击效果.

盒形件拉伸次数的快速确定方法

介绍了盒形件拉伸成形特点,分析了高低盒形件的界定及盒形件拉伸次数的快速确定。

考虑退化效应的钢箱梁小节段在线生产调度研究

钢箱梁小节段作为桥梁组装的基础构件,需求量非常大,其生产方案的优化对制造商有着很大的影响,针对钢箱梁小节段的在线生产调度研究就显得愈发迫切与重要。本文研究工件具有退化效应的钢箱梁小节段单机在线生产问题,建立了的两个不同的退化加工模型,以最小化最大加权完工时间为优化目标。首先,对所研究的两个问题,都证明了最优排序应具有的性质。然后,对加工时长模型为pj=αjt(t>0)的问题,给出了一个竞争比为1+αmax最好可能的在线算法,其中αj为工件Jj的退化因子;同样,对加工时长模型为pj=αj(A+Bt)(A>0)的问题,也给出了一个竞争比为2+Bαmax最好可能的在线算法。最后,对文中的两个在线模型都进行了数据模拟,验证了在线算法的有效性与正确性,也为制造商的生产管理提供了有效参考。

神经网络类机理建模下的持续自学习控制

针对未知、时变复杂动力学系统在基于模型的控制中的动态建模问题,本文采用前向全连接神经网络对动力学系统进行数据驱动下的非机理拟合建模.通过动态线性化和归一化/反归一化数据处理,基于前向传播算法,将神经网络的网络拓扑计算过程转化成动力学系统机理模型的同构等价表达形式.与基于模型的预测与反演控制相结合,提出了神经网络类机理建模下的持续自学习控制方法,探索了神经网络在动力学系统建模与控制中的可解释性问题.以机械臂为控制对象的仿真结果表明,神经网络类机理模型与机理模型在形式上同构,在参数上近似或等价,可用于控制系统控制品质的定性、定量分析.持续自学习控制对非线性未知、时变复杂系统具有较好的动态适应能力.

城镇箱涵原位修复的施工导流风险分析方法

城镇排水箱涵年久失修,受箱涵上覆条件限制,箱涵修复多采用原位修复方式。导流时机选择是涉及箱涵原位修复施工安全的关键问题。考虑施工工艺和工期、导流方式和施工时段等风险因素,建立了导流过程风险测度模型;分析导流风险因素不确定性,比较施工时段和风险变化过程,建立箱涵原位修复施工导流风险分析模型,为城镇箱涵修复时机选择提供参考。

一款智能化外卖箱的设计

随着在线食品配送行业的迅猛发展,配送效率和食品安全成为重中之重的同时也暴露出外卖配送过程中食品保温、食品安全等配送质量问题。外卖箱作为外卖餐饮配送的主要工具,现阶段其发展还存在很大的改进空间。针对配送过程中遇到的各类实际问题,该研究通过资料查询与市场调研,对外卖箱的关键技术进行深入分析。这些技术包括温度控制技术、实时位置跟踪技术、汤汁洒漏监测及安全锁定技术等。研究详细阐述这些技术对于解决配送过程中的问题所起到的作用,并对外卖箱发展前景进行展望,旨在通过技术创新提高食品配送过程的效率和安全性。研究结果表明,外卖箱的技术创新对于提升配送服务的整体质量和效率具有显著影响,对食品配送行业的可持续发展具有重要意义。

箱涵钢筋笼整体绑扎及混凝土一次性成型技术研究

马达加斯加5A国道项目具有箱涵数量多、距离远的施工特点,对此,文章介绍箱涵钢筋笼工厂化胎架整体绑扎成型、箱涵模板一次性安装、箱涵混凝土整体一次性浇筑成型的控制要点。工程采用直径48 mm的钢管搭设钢筋笼绑扎胎架,根据钢筋笼规格随时调节胎架尺寸,简便经济,同时箱涵钢筋笼工厂化加工取代传统现场二次绑扎钢筋施工。创新箱涵模板一次性安装工艺,使混凝土一次性浇筑成型,消除水平施工缝,提高功效、保证质量,为同类箱涵施工提供参考。

混合特征筛选与分时Stacking的无地表辐照度光伏出力预测

针对国内太阳辐射观测站少,地表太阳辐射资料缺乏,导致难以精确地预测光伏发电功率的问题,提出一种无地表辐照度的预测方法。首先在原始数据上进行特征增广,并提出对数据进行逐时划分的思想,以进一步增强重要特征的相关性;其次,提出D-S证据理论对多种特征评分方法进行综合评分,以n比值法确定阈值实现对特征的筛选;最后,提出交叉验证方法以及对输入层进行Box-Cox正态变换实现对Stacking模型的改进,并对划分的样本集进行整合预测。实例分析表明,所提方法在所选预测日的准确率(C_(R))和合格率(Q_(R))分别为0.948、1.000,相比未对数据进行处理的方法分别提升16.5%和20.3%,具有良好的预测精度,满足光伏出力预测的精度需求。

基于盒维数的输送带纵向张力分析

随着国家对能源开采需求的不断增加,绿色低碳能源企业的不断发展,煤炭行业开采对高效、低碳、节能的需求不断增加,对带式输送机的运输效能要求增加,因此,对于大运量连续运输的带式输送机运行过程中纵向张力波动变化是引起带发生撕裂的主要因素之一,通过建立带式输送机多体动力学模型,引入盒维数定量评价启动时间和辊间距对带式输送机纵向动态特性影响。结果表明,启动时间t=25 s时,托辊间距以l=1600 mm,盒维数拟合曲线趋于最小,输送带纵向张力波动较小,带式输送机纵向动态特性较优。

周转箱多模型系统的鲁棒切换策略

为了抑制提前期和不确定需求对周转箱利用率的影响,研究一种周转箱多模型系统的鲁棒切换策略。首先,基于周转箱的正向流动和逆向流动,设计一种包含制造商、运营商和客户的周转箱供应链系统;然后,构建不确定需求下含生产提前期、订购提前期和还箱提前期的周转箱供应链动态演变基本模型;再次,在设计制造商生产切换策略和运营商运营切换策略的基础上,将周转箱供应链系统表示为多模型系统。将上述周转箱供应链的基本模型、切换策略和多模型系统扩展为周转箱供应链网络后,对可描述周转箱多模型系统的Takagi-Sugeno模糊控制系统提出一种鲁棒控制策略。由周转箱的切换策略和鲁棒控制策略组成的周转箱多模型系统的鲁棒切换策略可以降低多种提前期和不确定需求对周转箱供应链和网络的影响,实现周转箱供应链和网络的低成本稳定运作。最后,通过某汽车零部件周转箱供应链和网络的仿真实验验证了所提周转箱多模型系统鲁棒切换策略的有效性。

基于多重熵Hash及Box-Cox蓄电池续航时长分析与仿真

现代工业生产中,蓄电池是市电停电后通信网络业务能够持续运行的重要保障,是化解网络风险发生的重要一环。针对目前通信行业蓄电池智能化管理水平不高,尤其对于蓄电池的剩余寿命及续航时长无法测算,导致通信机房停电后无法准确预估蓄电池的续航时长。针对该问题,首先设计了一种基于信息熵的多重哈希(Hash)查询方法,然后提出了一种基于对数似然函数优化方法的Box-Cox算法,实现蓄电池时序运维数据续航时长的平稳化处理。实验结果表明对于大量的通信机房运维数据,通过基于熵的多重哈希(Hash)方法进行数据查询结构设计并使用最优化参数的Box-Cox算法可以有效计算得到蓄电池的续航时长。该方法能够将蓄电池机房运维数据转化为蓄电池续航时长生产知识数据,实现通信机房蓄电池能耗的有效管理运营,实际生产实践也证明了该方法的可行性。

高速铁路大跨度斜拉桥钢箱梁温度模式分析

为探究高速铁路大跨度斜拉桥钢箱梁温度场的时间和空间分布规律,基于商合杭高铁裕溪河大桥长期现场实测温度数据,通过时间序列分析、傅立叶曲线拟合等方法,针对高速铁路斜拉桥钢箱梁的温度荷载模式开展研究。通过时间序列加法模型,将钢箱梁的温度时程分解为长期趋势、年温度作用、不规则变动和日照作用,并拆分钢箱梁温度为日均匀温度和波动温度,分别得到二者的时程曲线。此外,通过傅立叶曲线拟合获得钢箱梁的日均匀温度和四季波动温度拟合公式,探究钢箱梁日均匀温度和波动温度的变化规律,并通过正负温差分析,用指数函数拟合得到钢箱梁四季的梯度温度作用模式。研究结果表明,钢箱梁日均匀温度和波动温度均可以用傅立叶曲线进行较高精度的拟合;四季中钢箱梁波动温度幅值最大的为夏季,其次为春季和秋季,冬季的波动温度幅值最小;钢箱梁合拢温度应接近结构日均匀温度区间的中位值,钢箱梁在春秋季合拢最为理想,在夏冬季的最佳合拢时间分别为凌晨5点和下午17点;钢箱梁竖向最大温差出现在夏季;四季正温差均在14点左右达到最大值,夜晚负温差基本保持恒定;构建的钢箱梁正负温差模式相比各国规范能更好地包络实测温度数据。研究结果可为高速铁路大跨度斜拉桥钢箱梁的温度时变研究和钢箱梁温度分布模式提供参考。