基于改进门控循环神经网络的采煤机滚筒调高量预测

采煤机自适应截割技术是实现综采工作面智能化开采的关键技术。针对采煤机在复杂煤层下自动截割精度较低的问题,提出了一种基于改进门控循环神经网络(GRU)的采煤机滚筒调高量预测方法。鉴于截割轨迹纵向及横向相邻数据之间的相关性,采用定长滑动时间窗法对获取的采煤机滚筒高度数据进行预处理,将输入数据划分为连续、大小可调的子序列,同时处理横向、纵向的特征信息。为提高模型预测效率,满足循环截割的实时性要求,提出了一种用因果卷积改进的门控循环神经网络(CC-GRU),对输入数据进行双重特征提取和双重数据过滤。CC-GRU利用因果卷积提前聚焦序列纵向的局部时间特征,以减少计算成本,提高运算速度;利用门控机制对卷积得到的特征进行序列化建模,以捕捉元素之间的长期依赖关系。实验结果表明,采用CC-GRU模型对采煤机滚筒调高量进行预测,平均绝对误差(MAE)为43.80 mm,平均绝对百分比误差(MAPE)为1.90%,均方根误差(RMSE)为50.35 mm,决定系数为0.65,预测时间仅为0.17 s;相比于长短时记忆(LSTM)神经网络、GRU、时域卷积网络(TCN),CC-GRU模型的预测速度较快且预测精度较高,能够更准确地对采煤机调高轨迹进行实时预测,为工作面煤层模型的建立和采煤机调高轨迹的预测提供了依据。

圆筒混合机内不同粒径颗粒的轴向分离研究

为了探讨颗粒在圆筒混合机的轴向分离机理,提出了一种由多段摩擦系数不同圆筒组成的新型圆筒混合机结构.以颗粒堆积角为参考,通过仿真与实验测试得到了颗粒的参数,并基于圆筒混合机分离实验验证了仿真模型.以此为基础,开展基于离散元法的不同粒度颗粒在圆筒混合机内分离过程的数值模拟研究,根据颗粒分布、休止角、运动速度、回转半径等分析了不同粒径颗粒在分离过程中的流动形态,并基于分离指数探讨颗粒的分离特性.结果表明:圆筒混合机侧壁摩擦系数不同将导致颗粒休止角不同,从而使不同区间颗粒的运动速度不同,高摩擦系数区域内颗粒运动快,而低摩擦系数区域内颗粒运动较慢;运动速度的不同导致颗粒在新型圆筒混合机内将产生明显的轴向分离现象,小粒径颗粒聚集在低摩擦系数区,而大粒径颗粒聚集在高摩擦系数区.

滚筒式堆肥反应器通风搅拌系统设计与试验

针对有机废弃物堆肥过程中物料溶氧效率低导致的堆体起温速率慢、发酵不彻底等问题,设计了一种高效堆肥通风搅拌系统,该系统由分段式通风系统和组合式搅拌装置构成,通过对两个主要装置进行理论设计和DEM-FEM耦合仿真,实现堆肥通风和搅拌工艺优化。结果显示,通风系统中的最大应力出现在通风管上,为13.064 MPa,最大形变量为0.038126 mm,搅拌装置中最大应力出现在抄板上,为190.31 MPa,最大形变量为0.34417 mm,符合设计要求。在此基础上,以食物垃圾和梧桐叶为原料,进行为期14 d的堆肥试验,监测堆肥过程中关键参数变化并测定发酵产物相关指标,完成通风搅拌系统性能验证试验。试验结果表明:使用该通风搅拌系统的滚筒式堆肥反应器,其内部堆体温度在3 d时达到53.34℃,堆肥过程中堆体最高温度可达69.56℃,堆体高温期(大于50℃)可持续6 d以上;试验结束后其产物含水率降至27.21%、pH值升至8.4、种子发芽指数最高可达131.4%,符合有机肥料测定标准(NY/T 525—2021),滚筒反应器运行成本仅65.51元/t。

鼓形建筑的气动荷载特性及其干扰效应研究

通过多点同步测压风洞试验,系统分析了圆角率25%和50%的单个鼓形建筑表面风压、风荷载功率谱及整体力系数,并研究了两个鼓形建筑并排和串列布置时,不同间距和圆角率的两鼓形建筑的干扰效应。结果表明,鼓形建筑在降低圆角处平均风压的同时会使脉动风压峰值的位置向迎风端移动,且增大其峰值,造成圆角处较大的极值负压。鼓形建筑宽边迎风时横风向荷载Strouhal数较矩形建筑高,且随着圆角率增大而增大;窄边迎风时,鼓形建筑横风向荷载功率谱出现两个峰值,主峰值在fB/V_(h)=0.03附近,次级漩涡脱落形成的次峰值出现在fB/V_(h)=0.25。两个鼓形建筑并排布置时,鼓形建筑间的狭缝效应会大大增加两内侧的负压,尤其是对于圆角率50%的鼓形建筑。两建筑串列布置时,上游建筑的遮挡效应使下游迎风面的负压显著降低;由于受到上游建筑尾流的影响,下游建筑侧面迎风端的负压也大大低于单塔建筑。

改进YOLOv5s的采煤机滚筒与支架护帮板干涉状态智能识别

针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视频图像进行清晰化处理,提高综采工作面监控视频图像质量;对YOLOv5s模型进行改进,通过将YOLOv5s主干网络中的普通卷积Conv替换为分类效果更佳的Ghost卷积,减少了模型的参数数量,提高了模型识别速度,同时引入坐标注意力机制,提高了模型对护帮板和滚筒特征提取能力,从而提高模型识别精确率。运用软非极大值抑制算法(Soft-NMS)的锚框筛选方法,减少因护帮板重叠而发生漏检问题。针对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态判定问题,提出液压支架护帮板与采煤机滚筒锚框重合度的判定方法。运用本文改进YOLOv5s模型与YOLOv5s、YOLOv3-tiny模型进行对比分析,结果表明:本文方法与原模型相比的识别精确率提高了约8.1%,GFLOPs降低1.86倍;mAP@.5达到97.2%、平均识别速度为检测时间为5.9 ms。运用本文方法对煤矿实际综采工作面采煤机滚筒与液压支架护帮板视频图像进行干涉状态识别试验验证,结果表明:对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态识别准确率为96%。

脱粒机构数字孪生系统构建与应用

农业脱粒机构结构复杂、工况恶劣,在进行实物研究时耗时费力。采用数字孪生系统可以实时监控脱粒机构的工作状态,预测故障,积累数据并提供解决方案。对脱粒机构数字孪生系统的研究表明,选取脱粒滚筒扭矩、滚筒转速、轴承温度、振动加速度及消耗功率作为关键参数可对脱粒机构物理实体进行准确地状态判断,运用Unity软件和AMESim软件构建物理实体的数字孪生系统可用于虚拟仿真,使用ZigBee无线通信方式进行数据交互能够满足数字孪生系统数据交互的需求。

农用挖掘机卷筒虚拟装配规划设计与研究--基于CAM技术

首先,采用CAD软件对农用挖掘机卷筒结构进行了设计;然后,对结构的受力情况进行了分析;最后,基于CAM和VR技术实现了对农用挖掘机卷筒装配规划的设计与应用。仿真实验验证了此方法具有可行性,可对装配过程实现优化,大大提高设计效率。

皖北民间“非遗”舞蹈的社会生态建构——以安徽蚌埠冯嘴子村花鼓灯传承为例

自宋代以后,聚居在淮河中游的村落,流行一种集灯歌、小戏、群舞、锣鼓于一体的“原生形态”汉民族歌舞——花鼓灯。因其有着世界上最丰富系统的舞蹈语言体系和别具一格的民族民间文化跻身于非遗国家级名录,并作为唯一的汉民族民间舞种被列入国家民族民间文化保护工程。能歌善舞的沿淮人通过多元场域展演并宣示着“咒语多变成颂歌”的传衍历程,对当地社会文化的景观格局产生重要影响,为花鼓灯传承建构了良好的社会生态。蚌埠冯嘴子村花鼓灯传承的案例表明“生存优势”是影响文化遗产生存、竞争与演替的重要考虑因素,是衡量文化生存潜能的重要标志。

从汉画长袖盘鼓舞的性别形象构成说开

在汉画舞蹈中,服饰与非乐悬组合的道具舞有多种,其中长袖盘鼓舞占据了最大份额,也最具代表性。在长袖与盘鼓组合道具舞中,我们可以按男女性别形象划分出女、男、男女;其次再按表演形式划分出独舞、双人舞、三人舞、群舞。所有表演的人物、主题、结构、模态、技术和风格均可由此流出。这里的长袖包括长袖之接袖、长袖套袖之长袖、广袖套袖之长袖等,它们对盘鼓的“遮天盖地”恰好成为一个倒三角形,形成对脚下盘鼓的压制,借以脱离地球引力,振翅高飞。

非遗语境中的文化内涵“深描”:苗族“祭鼓”仪式活动的古经辞语汇释译

语言是文化的重要载体,语言的民族性是文化民族性的重要表现形式,每个民族的传统文化都会通过语言的积淀得到反映。对非物质文化遗产的深度解读,同样离不开从民族语言入手进行“深描”式的科学阐释。关于苗族“鼓藏节”的调查与研究,这是一项以“祭鼓”作为民族关键符号的祭祀祖先神灵活动,同时也是一项非物质文化遗产。在“鼓藏节”的“祭鼓”活动中,其内容通过古经辞的丰富语汇得到呈现,而“祭鼓”仪式活动的古经辞语汇释译,不但是研究这一节日文化“深描”的基础,也是从“指称论”的语言哲学理论视角出发,准确地理解和解读苗族文化真实性的一个重要方法。

侗族鼓楼数字化保护研究

侗族鼓楼是国家级非物质文化遗产之一,其建筑技术和建筑文化的传承和发展非常重要。本文通过分析侗族鼓楼的传承现状,利用无人机贴近摄影测量技术对鼓楼建筑进行测绘,完成三维精细化模型建模,形成数字化技术储存鼓楼建筑的信息数据以及各类型的成果文档,为侗族鼓楼建筑的保护、修复和传承提供新的思路。

基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法

中低速新能源汽车是常见的交通工具,但是其制动控制存在响应时间长、控制效果差的问题,设计一种基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法。首先,构建基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车动力学方程,采集传感信息,然后,考虑开环控制容易导致控制系统的稳定性和鲁棒性差的问题,基于转鼓转速传感的联合制动系统传递函数推导出开环、闭环双传递函数,最后,根据系统传递函数,设计PID控制器的参数,通过PID控制器输出电-液联合制动控制信号,实现汽车联合制动系统控制。实验结果表明:所提方法的速度-位移曲线与现实速度-位移曲线基本一致,加速误差在-0.5 m/s2~0.5 m/s2范围内,平均制动控制响应时间为0.075 s,具有良好的制动控制能力。

大型连续绿茶精制加工生产线研发

茶叶加工技术与装备是茶叶产业发展的基础,对行业发展起着举足轻重的作用。为实现绿茶加工机械自动化生产,设计了大型连续绿茶精制加工生产线,阐述了该生产线系统结构、主要生产环节及安装调试应用。基于PLC控制的大型连续绿茶精制加工生产线,主要由鲜叶上料输送机、大型滚筒杀青机、冷却回潮机、四机协同联动式揉捻机组、并列连续预烘干机组、储料仓、计量分料装置、茶叶炒干与抛光机组、筛分装置、风选装置及配套的测控系统等组成。针对绿茶加工工艺的各个环节,采用模块化设计,根据茶叶加工企业的厂房实际情况,灵活安装组线,满足企业个性化需求。基于模糊PID温度控制的大型滚筒杀青机双模糊控制技术,解决了传统杀青温度与时间无法实现精确控制的难点问题。采用链式刮板输送智能加料装置与多机联动协同连续揉捻控制技术,实现多机协同联动式自动加料连续揉捻,边进料边揉捻,揉捻均匀度高。生产线上杀青机、理条机和烘干机各环节温度采用模糊PID控制,解决了茶叶加工温度、投叶量与杀青、理条、烘干时间实时配合的问题,输入不同等级、不同重量的鲜叶可输出相适应的杀青温度和时间,实现对茶叶生产过程的精确控制,减少人为因素的干扰,实现绿茶的智能化生产。近年来,生产线用户遍布皖、苏、浙、云、贵、川、豫、湘、鄂和陕等10多个省份200余家茶叶生产企业。该生产线的推广应用,实现了茶叶规模化生产,保证了茶叶品质,对茶产业发展具有重要意义。

150MW等级双超汽轮机高压缸前轴封结构优化

150MW等级双超机组为超高温进汽方式,高压缸前轴封漏汽温度较高,若轴封结构设计不当,会导致轴封蒸汽外漏、轴承油中带水、端部汽缸变形、汽封动静碰磨或转子弯曲等安全事故,而且较大的高品质蒸汽泄漏也会影响机组的经济性。通过优化高压缸前轴封结构,对数十种漏汽组合模型进行了计算分析,推荐合理运行方式,解决了端汽封漏汽温度高带来的影响,达到了预期效果,提高了经济性,在同类机组中具有较高的应用推广价值。

鞣制过程中皮革在转鼓内的形变特征及受力分析

研究了鞣制过程不同转速下皮革在转鼓中的形变和受力过程。首先将转鼓内皮革的复杂形变过程简化为圆到椭圆的周期性形变过程,建立了形变计算模型。随后通过可视化实验定量分析了转鼓内皮革的形变及受力情况,证明该模型具有合理性。此外,在鞣制初期使用高转速(如15 r/min),在末期使用低转速(如5 r/min),可使皮革保持较大的形变程度和推力,从而利于化学品的传质,提升鞣制效果,助力皮革行业节能增效。

“申遗后”时期淮北花鼓戏戏曲生态研究

淮北花鼓戏自其成功申遗以来,戏曲生态经历了翻天覆地的变革。关注其在申遗光环下所取得的发展成果,更着重探讨背后隐藏的挑战与困境。在细致分析其发展现状之余,挖掘其面临的核心问题,如传承的断层、观众结构的失衡及市场化进程中的种种障碍。同时,探讨淮北花鼓戏的未来走向,探寻在全球化、现代化的大背景下,如何为其找到一条既能保持传统魅力,又能与时俱进的发展之路。

采煤机滚筒工作性能优化研究

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数,采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型,对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析,证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验,分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律,并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度,通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量,以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型,利用改进多目标灰狼(MOGWO)算法和优劣解距离法(TOPSIS)对模型进行求解,得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时,采煤机滚筒的工作性能最优,此时截割比能耗为0.4677 kW·h/^(3),装煤率为43.01%,载荷波动系数为0.3278。

基于壮族铜鼓纹样的旅游文创产品设计研究

为深入解读壮族铜鼓纹样的符号特征,文章从设计符号学的视角出发,解析壮族铜鼓纹样并运用到旅游文创产品设计中,加强壮族铜鼓纹样的传播与发展。首先根据问卷调研等方式选取最具代表性的符号,再通过设计符号学对壮族铜鼓纹样进行分析,包括分析其艺术表现方式、文化底蕴、地域特色、认知习惯等,最后进行衍生与文创设计。通过设计符号学对壮族铜鼓纹样的分析与整理,让更多人关注到壮族铜鼓纹样这一优秀的民族历史文物。

给水母管制机组给水控制策略及应用

为克服多炉并联母管制给水系统中锅炉汽包水位控制以及给水压力控制之间存在的耦合,将水位控制过程与给水压力控制过程解耦,采用锅炉上水调门调节汽包水位,变频给水泵调节给水母管压力的控制策略:水位控制中采用主调调节水位,副调调节流量的串级三冲量调节方式,及时响应外界的流量需求和修正汽包水位的内扰;给水母管压力控制中,通过被调量的灵活选择、控制器的变参数以及自平衡模块和偏置的应用,实现对给水压力的快速有效调节。经过试验验证,调节效果良好。

采煤机螺旋滚筒辅助设计软件开发及综合性能分析

为解决采煤机螺旋滚筒截割性能与装煤性能欠佳等实际问题,基于MATLAB GUI与Excel软件开发采煤机螺旋滚筒辅助设计及性能分析系统。该系统利用MATLAB GUI平台实现滚筒辅助设计及性能分析,输入的参数以及计算后的数据可实现GUI与Excel双向保存,为设计数据的二次利用与开发提供了便利的条件。以大采高采煤机为例,分析采煤机的综合性能,通过最优设计参数生成大采高采煤机螺旋滚筒最佳模型,螺旋滚筒在整个试验过程中安全可靠,为采煤机的高效设计提供了有效途径。