基于自适应滑模观测器的氢燃料电池空气供应系统泄露故障容错控制

空气泄漏是质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统中常出现的一类故障,并且发生概率会随着系统运行时间的增加而逐渐增大,直接影响PEMFC的性能。为此,提出基于自适应滑模观测器(adaptive slide mode observer,ASMO)的容错控制策略。首先采用观测器实现泄露故障下流量重构,通过主动容错控制器调节空压机的供给流量,补偿泄漏的空气流量。同时,设计一种背压阀开度的迭代调节算法用于控制供气压力,保证稳定、合适空气供应,避免电堆出现“氧饥饿”现象。最后,基于模型在环平台对观测器以及容错控制策略进行验证与分析,结果表明:ASMO拥有比传统滑模观测器更好的收敛速度和估计精度;采用基于ASMO的容错控制策略后,系统能够在故障后恢复正常的空气供应,提高了系统整体可靠性。

韩国氨燃料供应系统专利布局现状分析

“双碳”目标下,各国纷纷加快了脱碳进度,船舶绿色动力开始提上日程。氨燃料作为未来船舶零碳方案的解决方案之一,受到了航运业的广泛关注,本文对韩国三大船企氨燃料供应系统专利布局现状展开分析,其中现代重工围绕两个核心方案展开布局,方案涉及氨燃料供应、回流液处理、BOG再液化、氨气制氢等多个工艺;三星重工专利围绕氨燃料供应及燃料回流处理、主机燃烧尾气处理两个方面展开;大宇造船采取“基本设计方案+详细设计方案+性能改进方案”的布局策略,形成了较为全面的专利体系。针对布局现状,本文提出拓宽供应系统专利布局范围,整合系统工艺,以技术突破打破专利壁垒的应对策略,以期为我国船舶氨燃料供应系统的技术研发和专利布局提供参考。

基于HAZID的LNG双燃料动力船燃气供应系统风险分析

基于15000箱集装箱双燃料动力船采用风险辨识方法HAZID对燃气供应系统进行定性风险研究。根据《使用气体或其他低闪点燃料船舶国际安全规则》(IGF规则)要求,HAZID分析的内容包括燃料加注站、燃料围护系统燃气供应系统及机舱内用气设备等。通过HAZID分析研讨会,共确定了281种情景,其中,92个风险按安全和环境(S&E)进行风险排序,119个按资产(A)进行风险排序。120个场景未进行风险定级,并在HAZID研讨会期间共提出了57项建议。

基于LADRC的燃料电池氢气供应系统压力跟踪控制方法

针对燃料电池电堆阴阳极压力平衡易受扰动影响的问题,提出适用于燃料电池氢气供应系统的二阶线性自抗扰控制方法。首先,基于燃料电池氢气供应系统的运行特性,建立面向控制的三阶氢气供应系统模型;接着,基于面向控制的三阶模型以及自抗扰理论,设计出适用于氢气供应系统的扩张状态观测器和线性状态误差反馈,在此基础上得出燃料电池电堆氢气供应系统压力跟踪的二阶线性自抗扰控制律。仿真结果表明:基于二阶线性自抗扰控制的氢气供应系统压力跟踪控制方法具有较优秀的响应速度、精度和抗扰能力,可实现对系统扰动项的实时估计与补偿以及燃料电池阳极压力对阴极压力的快速稳定跟踪。

基于氮气挤代的推进剂供应系统动态特性研究

燃料供应系统能否将燃料按一定流量和比例快速输送至燃烧室进行燃烧,以供发动机做功是鱼雷启动过程的决定性因素。文中建立了适用于鱼雷能源供应系统的一维可压缩数值仿真程序,用于基于氮气挤代的典型鱼雷推进剂供应系统模型的动态特性仿真;通过经典文献及Fluent数值仿真方法对一维程序进行交互验证,一维仿真结果与两者相近,程序可用于对推进剂供应系统模型内部非定常流动状态的仿真。研究了活门直径、高压气舱压力及推进剂舱容积对推进剂供应系统模型动态响应特性的影响。结果表明,活门直径的增大可以缩短系统的平衡时间并减弱高压气舱压力变化对系统平衡时间的影响;在研究范围内,推进剂舱容积的增大,也会导致系统平衡时间的延长以及最终稳定压力的降低。

集中热水供应系统梯级贮热机理及耦合新能源应用研究

热水随温度升高密度变小出现温度分层现象,常规贮热设备受高度限制无法利用温度分层.梯级贮热装置利用管道式贮热单元,有效加大热水温度梯度,热水输出率达到70%;集中热水供应系统可利用梯级贮热高温段热水来匹配热水用量,新能源设备回水连接贮热装置低温段,有效保证设备制热效率,提高系统综合制热性能系数COP,减少制热设备数量,实现了集中热水供应系统绿色、低碳、节能之目的,有效保证了热水系统的水质安全和舒适度.

双燃料集装箱LNG燃料供应系统仪表控制设计方案

随着我国能源结构调整和节能减排战略的逐步实施,LNG作为清洁能源之一,在船舶行业越来越得到广泛应用。为定时定量地提供给船舶主机或其他用气设备,LNG燃料供应系统尤为关键。文章以集装箱船为母型船,详细介绍了LNG燃料供应系统(FGSS)改装时涉及的仪表控制设计方案,包括FGSS的组成、主要设备的仪表控制逻辑和各设定点的主要参数。

学生宿舍集中热水供应系统低碳设计探析——以广州科技教育城为例

以广州科技教育城高职院校学生宿舍的集中热水供应系统为研究对象,调研了用水定额、人均太阳能集热面积、人均贮热容积、可再生能源应用及系统形式,总结了高职类学生宿舍集中热水供应系统的特点.从低碳角度明确了计量方式及用水定额选取原则,对比了不同类型淋浴间集中热水供应系统的运行能耗及运行排碳量,分析了广州地区学生宿舍热水供应系统热源及贮热形式,为学校宿舍集中热水供应系统低碳设计提供设计参考.

住宅局部热水供应系统设计探讨

《建筑给水排水设计标准》(GB50015一2019)明确集中热水供应系统应设热水循环系统,热水配水点出热水时间:公共建筑不应大于10s,居住建筑不应大于15s。局部热水供应系统未明确热水等待时间,通过模拟不同长度的热水管道,计算住宅局部热水供应系统的热水等待时间,结果表明:当最远处热水用水点距离水加热装置的管道长度大于5m时,设置热水循环泵及循环管可达到热水等待时间不大于15s的效果,提高用水舒适性的同时节约水资源。热水循环泵的设置位置根据项目实际情况进行确定,热水循环泵可通过延时开关、温度传感器等自控元件就地控制或远程控制。

基于地下物流的城市物流服务供应系统仿真优化

为解决城市物流面临集运体系缺失、运输通道不畅、供应效率低下等问题,通过仿真技术研究将地下物流系统(underground logistics system, ULS)纳入城市物流服务供应体系来解决城市货运问题的方法路径。提出ULS运营商与配送、仓储和流通加工服务供应商多方合作下的城市物流服务供应模式,刻画园区、服务站和需求点智能体的交互机理,基于若干服务场景建立ULS在专列A和专列B两种模式下的离散事件仿真模型。实验中用户满意度、碳排放量以及各参与方成本等指标量化的结果表明:该建模仿真方法能够有效实现系统资源配置、服务供应成本和质量控制的协同优化。

基于层次分析的航空燃油供应系统清洗作业车造型设计研究

目的为解决因车辆作业人员作业负荷大、频繁重复的不良作业姿势,所导致的作业人员患肌肉骨骼疾病的概率逐年增高的问题,对航空燃油供应系统清洗作业车进行人机设计研究。方法利用层次分析法计算作业人员在作业过程中产生不舒适行为的综合权重值并排序,经过实地调研与分析,获取车辆现有问题与作业人员身体负荷情况,结合虚拟仿真软件对问题进行真实性验证。根据验证结果,对车辆进行造型设计优化,并对设计方案进行合理性验证。结果作业人员在优化后的车辆进行作业时,其作业舒适性得到明显改善。结论优化了车辆的使用方式及作业空间布局,将作业空间划分为三个等级空间:第一等级空间距离地面790~1090 mm,第二等级空间位于距离地面1090~1490 mm,第三等级空间位于距离地面1490 mm~1830 mm,其中作业人员的最佳作业操作区域位于第二等级空间;此外将储存空间与风机箱相结合,使用滑轨结构横向打开储存空间,可以有效降低作业人员的作业负荷。

集成电路芯片制造特种气体供应系统设计与施工工艺研究

集成电路芯片制造业是目前世界上技术先进、竞争激烈的行业之一。在芯片制造过程中,高纯度、高洁净度的特殊气体是必不可少的原料,如何将这些特种气体安全、洁净地输送到生产所需的机台中供其使用是当前研究的重点。文章对集成电路制造工厂内特种气体供应系统深化设计、施工工艺和验收前的质量检测进行了研究,对特种气体管道供应系统中应重点关注的内容进行了论述,希望为相关研究人员提供参考。

基于H∞鲁棒控制的质子交换膜燃料电池空气供应系统设计

自适应聚焦粒子群算法是根据粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化算法。为实现对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)空气供应系统的控制,建立空气供应系统机理模型,并采用多目标自适应聚焦粒子群(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)算法提出H∞鲁棒控制方法。仿真结果证明该H∞鲁棒控制方法能够实现对PEMFC空气供应系统的控制,在模拟电动车行驶过程时可使系统稳定运行,并与其它控制方法比较,证明该H∞鲁棒控制方法具有明显的优越性和有效性,对PEMFC实时控制系统的研究有重要的指导作用。

富氧燃气发生器-供应系统耦合稳定性研究

针对试车中燃气发生器及供应系统自发地产生一阶纵向压力振荡，对系统中各环节建立了满足声学分析的线性化传递矩阵模型，包括液体管路模型、敞口型离心喷嘴动力学模型、流量调节器模型、光滑燃尽曲线的燃烧模型、一维分布参数的燃气流动模型等。求解了发生器相对推进剂流量扰动的幅频响应、液氧和煤油供应系统的喷注导纳。采用Nyquist稳定性判据讨论了发生器和供应系统在不同条件下的耦合稳定性。计算结果与试车现象吻合。在中频范围内，发生器室压对两路推进剂流量脉动都能产生较大的响应，煤油流量扰动引起较大的熵波幅值。由于液氧头腔的容积较大，液氧喷注导纳在宽频范围内都有较高的幅值，且在600～800Hz之间明显大于煤油喷注导纳幅值。发生器一供应系统存在中频不稳定的机理是液氧供应系统出口流量振荡与发生器内声学振荡相耦合。液氧喷注压降和发动机工况的降低对耦合稳定性均产生不利的影响。增加液氧喷注压降可以减小液氧流量振荡的反馈，提高系统的中频耦合稳定性。

医用气体中心供应系统及应急安全质量控制

目的:针对医院医用气体中心供应系统安全运行实际情况,介绍现代医院医用气体中心供应系统构成和运行流程。方法:结合本单位医用气体中心供应站的扩建设计及运用,推荐扩建系统设计与原中心供气系统链接。结果:两系统互为应急作用,既符合国家对医用气体一用一备一应急标准要求,又有效保证了突发事件出现时医院的安全用氧。同时在应急安全质量控制上从设计、材质、安装以及在日常检查和维护中强化过程质量安全管理;加强工程技术人员的系统培训;做好安全档案管理,逐级落实应急措施,责任到人。结论:提出本单位所运用的设计不但工程量不大,经费不高,且安全可靠,在全院医用气体系统工程的应急预案中达到使用安全放心的目的。

集中热水供应系统的循环方式与节水

比较了集中热水供应系统采用不同循环方式所产生的无效冷水量 ,对不同循环方式的工程成本及节水效果进行了综合评价 ,提出了对新建集中热水供应系统应优先选用支管循环方式或立管循环方式 ,避免采用无循环方式或干管循环方式的观点。

推进剂供应系统增压过程仿真

在大型液体火箭推进系统中,推进剂供应系统对贮箱压力有着严格的要求,增压系统作为可靠性环节的关键系统,工作过程复杂,需要进行仿真分析和试验验证,以改进设计。应用系统仿真技术,对某推进剂供应系统的增压过程进行了仿真,仿真结果与试验情况基本吻合。仿真结果表明缓冲阀可以有效地抑制增压过程压力振荡。此外,系统增压时间不能低于17s。

换热器试验台用制冷剂循环供应系统的研究

介绍了换热器试验台用制冷剂循环供应系统的研究背景，工作过程和技术特点．它攻克了普通制冷压缩机用于有高技术要求的综合性能试验台所无法解决的难题，为空调器用换热器综合性能试验台的研制，奠定了基础．

医用气体中心供应系统及其质量控制

介绍了现代医院医用气体中心供应系统的优点、种类、标准、构成,流程及工作原理,并从安装工艺、技术规范、工程招标、施工管理、工程验收及操作、维修保养培训方面提出了其质量保证与质量控制具体内容。

流量调节器在泵压式供应系统中的动力学特性

针对某型流量调节器及泵压式供应系统,建立了描述其动态特性的频域分析模型,研究系统在出口压力扰动下的频率响应特性以及系统的固有稳定性。结果表明调节器在系统中的位置对系统高频范围内的频率特性影响很大。当供应系统总压降保持一定,增大出口局部流阻的压降能降低系统的谐振峰。当出口局部阻力较小,管路长度比例合适时,系统能够出现自发的不稳定。出口局部阻力越低,系统的总管路长度越大,则系统稳定性越差,不稳定的管路长度比例区间就越大。系统产生不稳定的机理是,在合适的管路长度比例下,调节器第二道节流口所分成的两截管路的声学频率相匹配,且流量调节器处于固有频率的压力波腹,滑阀始终受到频率一致、较大幅值的脉动压力的作用,使得滑阀在固有频率下产生明显的随动响应,对系统形成正反馈。在系统的阻尼耗散作用不足时,形成了耦合的不稳定系统。