3D打印速度对铸造蜡成型翘曲变形的影响

通过快速模具制造可打印熔模铸造用的蜡模,缩短生产周期,提高生产效率。但在实际成型过程中,由于制件不同位置的温度分布不均,会造成内应力差异,导致制件翘曲变形,进而对制件的成型质量产生较大的影响;而且,受3D打印速度和沉积层数等成型参数的制约,较难在降低制件翘曲变形程度的同时提高成型效率。有鉴于此,文中通过建立成型制件翘曲变形的数学模型,并结合实验设计与数学计算等方法,探究打印速度对铸造蜡直写成型翘曲变形程度与打印效率的影响机制。实验结果显示:在一定打印速度下,试样翘曲值随沉积层数的增加而减小,且随着打印速度的不断增加翘曲值逐渐变大;成型打印速度越高,不同试样的打印耗时越接近于某一稳定值,表明打印速度对成型效率的影响随打印速度的增加而降低。文中还通过对成型翘曲变形和打印效率分别赋予权重系数,建立了表面轮廓最佳打印速度连续函数模型,并验证了模型的有效性。研究结果表明,基于铸造蜡成型翘曲变形建立的最佳打印速度连续函数模型可在降低翘曲变形的同时提高打印效率。

高速公路隧道接近段视错觉控速标线信息感知研究

由于高速公路隧道洞口处存在黑洞效应,且隧道内外限速存在差异,因此,高速公路隧道洞口处成为事故高发路段。为了改善高速公路隧道洞口处行车的安全舒适性,常在隧道接近段布设视错觉控速标线给予驾驶员视觉冲击,起到提醒驾驶员安全减速的作用。本研究利用UC-win/Road软件建立仿真模型,通过室内模拟驾驶平台进行仿真试验,利用眼动仪对驾驶员视觉信息感知进行测量,选取物理指标速度降低率、最大减速度值和生理指标瞳孔直径变化率作为评价指标。基于加权RSR综合评价法,分别对行车道上不同闪现率的车速增加式视错觉控速标线(横向形、鱼刺形)和车道压缩式视错觉控速标线(正梳齿形、斜梳齿形)进行减速效果评价。结果表明:4种视错觉控速标线都具有影响驾驶员感知信息的能力,其影响程度从大到小为鱼刺形、横向形、正梳齿形、斜梳齿形;相同类型不同闪现率的视错觉控速标线减速效果存在差异性,相同闪现率下车速增加式视错觉控速标线减速效果较车道压缩式视错觉控速标线好;在满足行车舒适度要求下,快车道推荐布设闪现率为8 Hz的横向形视错觉控速标线,慢车道推荐布设闪现率为8 Hz的鱼刺形视错觉控速标线。

基于加权融合的常导高速磁浮列车UKF定位算法

为提高高速磁浮列车测速定位的精确性,本文针对基于长定子齿槽检测的常导高速磁浮列车测速定位方法在列车运行过程中可能因测速定位信号缺失、干扰、测速定位安装误差等原因引起的定位不准问题,提出一种基于加权融合无迹卡尔曼滤波(UKF)的常导高速磁浮列车测速定位算法.介绍了高速磁浮列车基于长定子齿槽的测速定位方法,并对多路冗余速度位置信息进行预处理和自适应加权融合处理;给出基于加权融合UKF的常导高速磁浮列车测速定位算法模型;基于磁浮列车测速定位在环测试试验台试验,对改进后的无迹卡尔曼滤波磁浮定位算法与原定位算法进行了对比分析.分析结果表明:磁浮列车平均速度误差减小了32.6%,速度极差降低了49.3%,有效消除了信号采集噪声,提高了磁浮列车测速定位精度.

基于改进麻雀搜索算法模糊PID控制器设计

为了提高无刷直流电机输出转速与转矩的平稳性,提出了一种通过时变惯性权重改进的麻雀搜索算法模糊PID控制器控制无刷直流电机。通过在Matlab/Simulink中对无刷直流电机进行控制仿真,仿真结果表明,时变惯性权重改进麻雀搜索算法模糊PID控制器控制无刷直流电机,其转速与转矩的平稳性符合要求,并且能够实时响应负载的变化。

表贴式永磁同步电机无位置传感器零低速起动方法的比较研究

由于运行在中高速状态下的永磁同步电机无位置传感器控制方式大多是采用反电动势来估算角度位置和转速,这在零低速往往不适用。为了实现表贴式永磁同步电机无位置传感器零低速起动和平滑切换到中高速运行,分析了恒压频比控制、恒流频比控制、脉振电压信号高频注入法三种低速起动控制方法。开环恒压频比控制采用了新的V/F曲线和电压补偿,近似补偿定子阻抗压降防止起动失败;单闭环IF控制和双闭环脉振高频电压注入控制采用加权算法切换至滑模观测器。对某一表贴式永磁同步电机应用Matlab/Simulink进行了永磁同步电机无位置传感器控制系统的仿真分析,仿真结果验证了所提出方法的有效性。

红层地区高铁路堑基底上拱等级预测研究

轨面平顺性是高速铁路安全运行的重要保证。近年来,四川红层部分高速铁路(客运专线)出现路基上拱病害,致使轨面不平顺并影响高铁正常运营。对于高速铁路无砟轨道线路,基底上拱整治十分困难,如能在铺轨前进行上拱预测,就可采取相应措施以减缓路基上拱,因此高铁路基上拱预测研究势在必行。以成渝客运专线为研究对象,在综合分析路基上拱主要影响因素的基础上,选取路基中心开挖深度、岩层倾角、砂泥岩互层关系、泥岩饱和单轴抗压强度、泥岩膨胀性5个评价指标,采用熵权法确定各指标权重,运用功效系数法建立高铁红层路基上拱等级预测模型。将该模型应用于成渝客专和沪渝蓉高铁建设前期主要上拱段及上拱等级预测,验证了该模型的可行性与实用性。

高速铁路环境振动分析参数选取对评价结果的影响规律研究

目前我国与高速铁路运行引起的环境振动相关的标准体系尚需完善,可供参考的国际标准制定时间较早,国内外对铁路和城市轨道交通环境振动的标准存在较多差异。结合实测数据研究了计权曲线和时间计权常数的选取对评价结果的影响规律,指出量化的差异及产生原因,成果可以为日后制修订我国高速铁路环境振动相关标准提供参考。

山地坡向风对输电线路导线风偏影响

为了分析山地地形对导线绝缘子串摇摆角的影响,以某750 kV输电线路为例,应用Ansys Workbech仿真软件建立适用于绝缘子串摇摆角计算的有限元模型,对山地地形绝缘子串摇摆角进行时程分析和理论计算,结果表明,山地迎风坡地势抬升对风速有加速作用,且有竖向风速产生,坡向风对绝缘子串摇摆角产生了明显的影响,因此,在杆塔定位时,为保证电气间隙满足设计要求,直线塔垂直档距与水平档距之比应适当预留裕度。

公转和自转协同下绕包机转速自动控制研究

绕包机公转和自转过程中可能会产生非线性影响,为了实现转速有效控制,该文提出一种公转和自转协同下绕包机转速自动控制方法。构建神经网络控制模型,将公转速度和自转速度作为输入,通过输出层输出控制规律;利用反向传播算法,通过调节网络权值和引入动量权值对神经网络模型进行改进,以此提升公转和自转协同控制效果;利用双馈定向矢量方法实施绕包机转速自动控制,在满足绕包机定子和转子对应电压矢量和磁链矢量条件的基础上,完成最终的转速自动控制。在不同实验条件下,所提方法对输入信号的实际跟踪效果较好,且不易受影响因素干扰。

风力发电石油电动旋挖钻机功率模糊控制

风力发电通过风转动风轮产生的动力驱动电机产生电能。由于风能具有不稳定性,因此风力发电石油电动旋挖钻机在工作过程中的运行功率不稳定。对此,提出一种风力发电石油电动旋挖钻机功率自动模糊控制方法。根据基本组合风概念计算实时风速;对风力发电石油电动旋挖钻机功率进行稳态分析,确定钻机功率不变时的钻机临界风速;当风速超过临界风速时,利用T-S模糊加权算法对风轮转速偏差展开控制,从而保证旋挖钻机功率在额定值内,实现稳定运行。实验结果表明:该方法预测的风速和实际值基本一致,最高转速仅为4.82 rad/s,控制精度始终高于0.95,说明该方法的功率控制效果好,有利于石油电动旋挖钻机的稳定运行。

基于IMQ惯性权重策略的自适应灰狼优化算法

针对灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer, GWO)寻优精度低、收敛速度慢的问题,提出了一种基于IMQ惯性权重策略的自适应灰狼优化算法(ISGWO)。该算法利用IMQ函数的特性,实现对惯性权重的非线性调整,从而更好地平衡算法的全局勘探能力和局部开发能力;同时,基于Sigmoid指数函数自适应更新个体位置,更好地搜索和优化问题的解空间。采用6个基本函数和29个CEC2017函数对ISGWO进行测试,并与6种常用的算法进行比较,实验结果表明ISGWO具有更优的收敛精度和速度。

基于INGO-SWGMN混合模型的超短期风速预测研究

为提高超短期风速预测的精度,提出一种融合变分模态分解(VMD)、相空间重构、改进的北方苍鹰优化算法(INGO)和共享权重门控记忆网络(SWGMN)的超短期风速混合预测模型。首先,考虑到风速的强波动性会对预测带来不利影响,采用VMD对风速时间序列进行分解,得到一系列相对平稳的子序列。然后对各子序列分量进行相空间重构,得到相应的相空间矩阵。接着针对长短期记忆网络(LSTM)训练时间较长和权重参数较多的问题,提出一种SWGMN对各子序列分量建立预测模型。同时,为提高模型预测性能,提出一种INGO对SWGMN模型的两个超参数进行寻优,得到最优参数组合。最后累加各子序列预测值,得到最终风速预测结果。实验结果表明,在单步预测和多步预测中,所提方法的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、决定系数R2分别为0.1828 m/s、0.2263 m/s、4.5481%、0.987和0.2429 m/s、0.3107 m/s、6.1113%、0.976,相较于传统方法具有更高的预测精度和预测效率。

基于TOPSIS熵权法的高速铁路动车组运用水平评价方法研究

高速铁路网规模日益扩大,动车组保有量和旅客出行需求进一步增加,对动车组运用水平提出更高的要求。以合理优化动车组交路,提高动车组效能发挥程度为目标,针对高速铁路动车组运用水平评价问题,利用层次分析法,构建了包含动车组运用效率、动车组运用均衡度、动车组运用合理性3个一级指标和9个二级指标的高速铁路动车组运用水平评价指标体系,并将各指标的定性描述转化为数学表达,根据TOPSIS理论和熵权法设计动车组运用水平综合评价方法。以2022年3季度途经某高速铁路线路的所有动车组交路为例对评价方法进行验证,结果表明:提出的TOPSIS熵权法可以有效解决动车组运用水平评价问题,为动车组交路方案比选提供科学依据,对提高运力资源组织效率和铁路运营效益具有重要意义。

基于改进CRITIC-QTM的高速磁浮列车安全性评估模型

为全面评估高速磁浮列车的安全性,构建基于改进CRITIC-QTM的安全性评估模型。首先,对高速磁浮列车的列车运行、系统、基础设施、自然灾害4个因素进行研究分析,提出高速磁浮列车的综合安全分析方法和评估流程;其次,基于改进CRITIC-QTM模型计算高速磁浮列车安全评价指标的权重系数;最后,参照变异系数法、CRITIC权重法、TOPSIS熵权法3种评估方法对高速磁浮列车安全性进行评估分析。应用分析表明,基于改进CRITIC-QTM模型能够有效地评估高速磁浮列车的安全性,特别是在对16个指标进行综合评判中,上海高速磁浮列车安全性评估结果为“稳定”。由此表明,运用的改进CRITIC-QTM模型对高速磁浮列车的安全性评估具有一定参考价值。

Experimental investigations of mechanical and reaction responses for drop-weight impacted energetic particles

Low-velocity drop-weight impact experiments on individual and multiple Cyclotetramethylene tetranitramine (HMX) energetic particles were performed using a modified drop-weight machine equipped with high-speed photography components. Multiple particles experienced more severe burning reactions than an individual particle. Comparisons between impacted salt and HMX particle show that jetting in HMX is mainly due to the motion of fragmented particles driven by gaseous reaction products. Velocity of jetting, flame propagation, and area expansion were measured via image processing, making it possible to quantify the chemical reaction or mechanical deformation violence at different stages.

一种石化废水深度处理工艺设计

采用Actiflo■ Carb工艺(矾花加重高效沉淀工艺加粉末活性炭)和TGV滤池(高速滤池),作为石油化工企业的废水处理厂深度处理及中水回用预处理工艺,可以有效去除二级废水处理厂排放废水中含有的有机物、磷、悬浮颗粒等污染物。

认知视角下信息权重的可视化设计研究

目的在信息化社会中,信息能否被阅读与认知,成为判断一款信息产品是否可行的关键因素。如何提升用户的阅读速度、加快用户对信息的认知效率是本研究的主要目标。方法首先基于信息加工与信息选择模型,分析信息权重与信息呈现结构的关系;然后研究人在信息处理过程中的认知特性,探究人类理解信息的时候,可视化形式表达的信息权重与人类自身的认知能力之间的影响关系;最后以机场信息化场景中航班信息动态屏为研究对象,通过改变航班各类信息的显示比例和显示顺序,对不同年龄段旅客进行视觉信息的搜寻实验。通过相关性分析、方差分析和显著性差异法,分析两组年龄段旅客面对四类航班信息可视化的平均反应差值。结果用户的年龄范围、信息的呈现结构会影响用户理解经过可视化的信息。结论提升信息可视化视觉效率的原则:通过改变信息视觉表征方式,如信息的呈现顺序和显示比例,重组信息接收者获取信息的心理结构,以达到加快信息接收者决策速度的目的;根据信息接收者的固有经验进行可视化权重设置,避免信息的可视化结构与接收者的认知形成较大偏差。

超高速电机模型预测控制的静差消除双闭环控制策略研究

三矢量模型预测控制不仅可实现交直轴电流的无差拍控制,还具有良好的稳态性能。但应用于高基频低载波比的超高速电机控制系统时,仍存在电流跟踪静差、计算量大等缺陷。文中首先对传统三矢量模型预测控制进行等效控制集优化,在不影响控制性能的情况下,能够大大降低算法复杂度。同时,为提高预测电流误差消除的快速性,提出一种电流预测静差消除双闭环控制策略。设计自适应加权数据选择器,交直轴电流预测误差经自适应加权数据选择器后,通过调节器对逆变器模型角度进行补偿,从而形成内环;外环则由交直流预测电流跟踪误差反馈至电流给定值构成。在该双闭环控制系统中,内环实现了纯延时误差的全补偿,并优化非纯延时误差在交直轴上的分布;外环则能完全消除分布优化后的内环预测误差。仿真分析和实验结果证明了所提控制策略的可行性和有效性。

综采面回采速度对基本顶初次断裂失稳的影响规律

工作面推进速度会影响顶板岩层的应力分布状态与断裂结构,进而影响顶板系统的稳定以及工作面矿压。首先,采用理论分析和现场实测的方法,分别建立了顶板力学模型和采场支架力学模型;其次,分析了推进速度对基本顶初次断裂极限跨距、三铰拱结构中临界滑落失稳系数和临界回转失稳系数的影响,揭示了推进速度对工作面支架阻力的影响规律;最后,结合神东矿区部分综采工作面来压步距和支架工作阻力,验证本模型的可靠性。研究结果表明:在仅考虑厚跨比影响下,当厚跨比为0.67时,固支梁最大位移的位置由两端顶部向中部底端转变;当厚跨比由0.67减少至0.50时,固支梁最大位移由2.04 mm迅速增加至3.29 mm,基本顶易发生断裂失稳;随着推进速度增加,临界滑落失稳系数呈对数降低,而基本顶初次断裂极限跨距和临界回转失稳系数均呈对数增加;滑落失稳对支架产生的附加静载随推进速度增加而减小,表明增加推进速度可有效减少滑落失稳对支架产生的附加静载,从而减少工作面初次来压时压架事故的发生概率。

无权重系数的永磁电机宽范围预测速度控制

为提高永磁同步电机系统的宽范围调速精度和动态响应性能,并解决预测速度控制中传统价值函数权重系数难以调整的问题,本文提出一种无权重系数的永磁电机系统快速预测速度控制策略,并结合电压矢量优化提出一种新的拓宽调速范围的方法。首先建立PMSM离散化模型,并进行参考电压矢量的预测,之后改进价值函数到电压量纲以省去权重系数,并根据参考电压矢量所在扇区位置进行备选矢量的选择,以缩短计算次数。同时为拓宽PMSM的调速范围,结合电压比较法,并从α-β坐标系电流极限和电压极限角度分析,辅以电压矢量调节时间的修正以实现对电流和电压的限制。最后,通过实验研究证明所提出的控制策略能够满足宽范围调速的动稳态需求,且无需权重系数整定。