基于Vogit力学模型的照明系统节能控制研究

采用Vogit力学模型,构建照明系统离散动力学方程,分析照明系统状态空间变化特征,估计照明系统负载;引入电流灵敏度参量,结合照明系统电磁耦合特性,构建照明系统节能控制模型;通过自适应迭代处理实现自适应寻优,获取照明系统内环控制输出增益;根据照明系统节能控制带恒功率负载等效原理消除复阻抗,达到节能控制稳定的目的。以照明系统作为实验对象进行实验,结果表明该方法的节能控制效果较好,能够有效确保照明系统节能控制的稳定性。

带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划

轻载环境中,复杂障碍物区域将引起机器人之间局部冲突加剧,进而导致路径求解效率下降,针对该问题,提出轻载环境下带障碍物惩罚因子的多机器人路径规划方法。在基于冲突搜索(conflict-based search,CBS)算法框架的下层单机规划过程中,通过对即将拓展机器人位置的周围障碍物分布类型进行判断,赋予与之对应的障碍物惩罚因子;对路径规划过程中的惩罚因子进行累加,作为单机规划的启发值对路径进行选取;结合CBS算法框架的上层冲突消解策略进行多机器人的路径规划与冲突协调。测试结果表明,在10%障碍物分布的轻载环境中,所提算法的求解时间约为CBS算法的81.38%~83.67%,二叉约束树(constraint tree,CT)拓展量为CBS算法的60.14%~71.66%。在Gazebo中仿真表明,所提方法可减小通过复杂障碍物区域的次数。

电力系统两阶段紧急切负荷控制智能预决策

电力系统仿真分析是安全稳定控制领域重要技术,可以用于制定与校验紧急控制措施。传统的人工分析仿真数据以决策紧急控制措施的工作模式严重依赖专家经验,在应用于复杂大电网时显得耗时耗力。该文提出一种两阶段紧急切负荷控制智能预决策方法,第一阶段决策切负荷点,第二阶段决策切负荷量。首先基于仿真数据,区分3种电压失稳模式:纯电压失稳、耦合电压失稳和混合电压失稳,分别采用不同的负荷筛选方法;然后基于轻量级梯度提升机算法,根据仿真数据直接预估系统恢复稳定所需的切负荷总量,按负荷排序进行分配。结合暂稳仿真校验控制措施的有效性,调整决策量。以我国东北电网为例进行仿真研究,验证了在大电网紧急控制措施制定时,所提两阶段智能决策方法相比完全迭代试凑方法在有效性、快速性和准确性方面的优势。

一种BCM Boost PFC电路的VCFF控制策略

临界导通模式Boost功率因素校正(PFC)电路通常采用恒定导通时间(COT)控制策略,导致开关频率的变化与输入电压、输出功率以及电感有关,轻载下过高的开关频率将影响电路的转换效率,故提出一种谷底计数频率反走(VCFF)控制策略。通过检测MOS管两端电压谷底计数,使电路轻载时工作在断续模式,从而降低开关频率以提升轻载效率。实验结果表明,相比于COT控制策略,所提控制策略能够有效提高轻载效率。输入电压为220 Vrms下,10%~50%负载时效率在0.96以上。

基于LightGBM-GA-Seq2Seq的照明负荷预测研究

照明负荷是建筑能耗的重要组成部分,在提高照明品质和降低照明能耗的双重要求下,照明负荷预测的关键性逐渐凸显。随着信息技术的发展,负荷数据采集平台日益完善,负荷数据规模不断扩大,同时也伴随着数据复杂化。为了进一步精确预测照明负荷,分析与获取负荷的行为模式愈发重要,基于此提出一种集成学习照明负荷预测方法。通过K-means和Light Gradient Boosting Machine(LightGBM)算法对预测日的模式标签进行分析与获取,并与照明负荷以及气候特征一起作为Sequenceto Sequence(Seq2Seq)模型的输入以预测照明负荷。通过分析实际案例,本研究所提出方法相较于未采用行为模式标签的传统方法,显著改善了归一化均方根误差(NRMSE)和决定系数(R2)两项性能指标,分别提升了18%和8%,验证了该方法在照明负荷预测领域具备可行性与优越性。

基于DLP 3D打印的高给药效率微针制备工艺

载药微针可以实现一次性快速药物递送,无需二次药物涂敷与输送过程,但其不佳的载药量与刺入率造成了给药效率差的问题。研发了一种基于数字光处理(DLP)3D打印技术的高给药效率微针(HDMN)制备工艺。通过在载药微针上构建锯齿状针体结构与阶梯状载药结构来提高载药微针的刺入率与载药量,进而提高给药效率。实验结果表明使用环氧丙烯酸酯(EA)打印微针时,当曝光时间为700 ms、打印层厚为30μm时,打印出的微针实际尺寸与理论尺寸平均误差最小为9.2%。利用旋涂法在微针表面交联聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)以改善微针生物相容性。显微镜观察发现,当交联层数为1层时,PEGDA均匀地覆盖在微针表面。石蜡膜穿刺实验结果表明,HDMN穿透了2层石蜡膜,而相同实验条件下的传统载药微针仅穿透了1层。药物释放实验结果表明,HDMN相对于传统载药微针在猪皮内留下的模拟药物浓度提升了61%。该研究为后续通过改善微针结构来优化微针性能研究提供了有益借鉴。

光电载荷下的红外和可见光图像融合综述

随着机载光电平台在军事、民用等领域的应用,红外与可见光图像的增强和融合技术逐渐成为研究的热点方向。红外设备主要依靠物体本身的热辐射进行成像,适用于恶劣自然环境和隐秘场所等特殊场景,但存在成像质量不佳、图像对比度较低、纹理细节不丰富等缺点;可见光图像的纹理细节和对比度更适合人类的视觉感知,但可见光图像在烟雾、夜间等条件下的成像效果差,不适用于隐秘的场所。因此,研究人员提出了既有可见光图像边缘、细节信息又有红外热辐射目标信息的互补图像融合方法。结合红外与可见光图像特点,对目前适用于机载平台的传统红外与可见光图像融合方法进行整理和综述,给出了现有红外与可见光融合算法中弱小目标、纹理信息缺失和计算效率问题的改进思路,并对光电载荷背景下传统红外与可见光图像融合技术未来的发展进行了展望。

轻钢密肋墙体竖向极限承载力分析及试验研究

采用有限元软件ABAQUS对不同立柱截面尺寸、立柱间距、墙体高度的轻钢密肋墙体进行有限元数值模拟,研究不同因素对轻钢密肋墙体竖向极限承载力的影响。结合分析结果,设计了4片密肋墙体并进行静载荷试验。结果表明:轻钢密肋墙体数值模拟与试验的破坏情况较为一致,并且其竖向极限承载力的模拟值、试验值吻合度较好。依据GB 50017—2017《钢结构设计标准》中轻钢密肋墙体竖向极限承载力计算方法,将计算所得公式值与有限元模拟值、试验值进行对比,最大偏离度0.109,三者的比值均在0.95~1.11,极限承载力公式计算结果吻合较好。

典型立式轻工业建筑结构抗震性能实例研究

立式轻工业建筑结构存在大跨度、高空重载及竖向质量分布不均匀等特点,为研究该结构形式的振动响应特征,以某典型立式轻工业生产车间为背景,建立了精细化三维非线性计算模型,通过有限元仿真技术对该结构形式开展抗震性能研究。结果表明:通过合理设计,立式轻工业建筑结构能满足结构抗震设计要求,结构损伤呈由外及里的发展过程,塑性铰分布规律表现为高层多,低层少,重载层多,非重载层少的特点,在抗震设计过程中,应将重载楼层视为薄弱层予以加固,对外侧抗风柱应设置水平及垂直支撑,以延缓内部承载构件的损伤破坏,提高结构的整体抗震性能。此外,当结构存在大质量比可变荷载时,应该考虑其质量变化对结构动力特性的影响;当设备质量占比较小时,可忽略设备与结构之间的相互作用,抗震分析时可采用设备-结构固结模型进行简化计算。

装配式轻钢复合墙体抗震性能试验研究

装配式轻钢复合墙体是一种集承重保温围护一体化的新型墙体。为研究轻钢复合墙体的抗震性能,以轻钢龙骨形式和填充材料类型为变化参数,设计了4个足尺试件进行低周往复荷载试验,得到了各试件的水平承载力、滞回特性和破坏特征,并分析了结构的抗侧刚度、耗能能力和水平承载力。结果表明:墙体轻钢骨架与内填材料协同工作性能良好,墙体的最终破坏表现为钢骨架强度破坏。水平龙骨由C型钢调整为双面扁钢可提高其水平承载力,但会降低墙体的延性和耗能能力;相较于内填泡沫混凝土填充墙体,内填聚苯颗粒泡沫混凝土墙体的水平承载力、刚度和耗能能力都有所降低,但延性有所提高。

基于图像重载模式的O/C老化技术研究

针对液晶面板(Open/Cell,O/C)可靠度验证的需求,设计了基于图像重载模式加速O/C老化技术方案。由软件控制信号处理板的系统级芯片(System on Chip,So C)内部图形图像产生器,创建输出O/C所需的重载模式老化图像,减少对外部信号产生器的依赖。通过图像组合、图像播放顺序、图像播放时间等实验设计重载模式老化最优化,实现O/C在整机系统集成商大量生产时进行自动化老化验证测试,提高产品的可靠度。

载铁活性炭对酸性嫩黄G的吸附机理

为获得高效处理酸性嫩黄G(AYG)废水方法,采用浸渍法制备载铁活性炭(Fe-AC)作为吸附剂,并采用傅里叶红外光谱、扫描电镜及比表面积方法对改性前后活性炭进行表征分析。研究采用Box-Behnken Design响应面分析了各因素及其交互作用对AYG的去除影响,并探讨了Fe-AC吸附处理AYG的机理。结果表明:3个因素对AYG去除影响的显著顺序为Fe-AC投加量>处理时间>pH。最佳处理条件:Fe-AC投加量为9.51g/L、处理时间为40.79 min、pH值为4.23。Fe-AC吸附AYG遵循准二级动力学模型,反应速率常数为0.0102~0.6193 g/(mg·min),吸附过程符合Temkin吸附等温模型。机理分析结果表明,Fe-AC含氧官能团增加,表面粗糙,比表面积及单点吸附总孔容增加,裂缝、凹陷丰富,存在多层吸附现象,为其吸附AYG提供了更多结合位点,更利于其与吸附质结合,增加其对AYG吸附量。

钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能试验研究

对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构足尺试件进行了水平低周往复加载试验,研究了灌浆轻钢剪力墙与钢框架的耦合效应,分析了结构的破坏模式、受力特征和耗能机理,得到了结构的承载能力、抗侧刚度、延性及耗能能力等。通过与纯钢框架及冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构的试验结果对比,发现灌浆轻钢剪力墙通过自攻螺钉采用内嵌的方式与钢框架连接,二者具有良好的协同工作性能,框剪结构的抗剪承载力和抗侧刚度分别是钢框与墙体对应值之和的1.50倍和1.64倍,结构延性系数达5.42,抗震性能优良,研究结果可为该类结构的设计研究提供科学基础。

基于LightGBM算法和出行链理论的电动汽车充电负荷多时间尺度预测模型

为提高电动汽车充电负荷预测的准确性,设计了一种基于轻量级梯度提升机(LightGBM)算法和出行链理论的电动汽车充电负荷多时间尺度预测模型。利用出行链描述用户出行过程,采用蒙特卡洛法抽取时空数据,计算不同区域出行和停留时间的概率密度函数,采用牛顿法划分多时间尺度充电概率,明确驾驶时空分布与充电状况,并运用模糊数学定理与LightGBM分类充电负荷数据,构建了多季节多时段预测模型。采用LightGBM高效并行计算模式,明确充电负荷变化规律,实现了多时间尺度预测。试验结果表明:所建立的模型在不同季节和电动汽车数量条件下,预测误差低于100 kW,预测空报率低于3%,可准确展现充电负荷的变化规律。

多种检测方法在冲填土强夯检测中的联合应用

强夯是处理沿海滩涂冲填土地基的有效方法,而强夯加固后地基的检测是场地能否用于建设的重要依据。通过静载试验、静力触探原位测试、室内土工试验及轻型圆锥动力触探试验这4种方法联合检测强夯效果,并对4种方法进行对比分析,以供同类型工程参考。

冲击荷载作用下地铁隧道盾构管片破坏特性

为了研究冲击荷载下地铁隧道盾构管片的破坏特性,采用轻气炮试验和动力有限元数值模拟相结合的研究方法,对冲击荷载下盾构管片的破坏情况进行分析,通过分析管片单元的应力状态研究了冲击荷载下盾构管片的破坏机理。结果表明:以冲击位置为中心,盾构管片试件表面径向主要受压,环向主要受拉,相同位置压应变大于拉应变;不同速度子弹冲击下,管片正面冲击坑水平方向及竖直方向尺寸相差不大;随着子弹速度的增加,管片正面冲击坑尺寸不断增大,冲击坑的深度不断增加,冲击坑等效直径增长随子弹冲击速度增加呈“三段式”;沿着子弹冲击方向,盾构管片试件单元应力状态从三向受压变化到三向受拉,盾构管片冲击正面混凝土受压破碎,盾构管片冲击背面发生受拉破坏。研究结果可为管片抗冲击设计提供一定的理论基础。

咖啡加工厂房电气设计研究

咖啡加工厂在产品加工生产过程中,部分工艺环节存在爆炸粉尘环境,且咖啡加工厂为季节性生产。以某咖啡加工厂房电气设计为例,介绍供配电系统设计中所采取的针对性技术措施,并分析、总结咖啡加工厂房电气设计要点。

关于消防员电梯的几点思考

结合相关规范条文,针对电气设计人员对于消防员电梯井道照明、机房空调配电及五方通话等方面存在的疑惑或争议进行探讨,并提出笔者的见解。

一种光伏-储能型LLC变换器轻载控制策略

LLC在轻载工况下普遍采用Burst控制,需间歇性断开输入端,应用在以光伏电源作为输入源的变换器上,会造成能量的浪费。为了解决这一问题,针对光伏-储能型双输入LLC变换器,提出了一种轻载变模态Burst控制策略,通过在变换器次级串联一个开关管,来调整变换器的工作模态,提高了光伏利用率;推导出了此控制策略的适用范围,并通过仿真与实验验证了所提控制策略的可行性。

反复荷载下的腹板开孔轻钢龙骨砌体围护墙体抗冲击性能建模分析

针对现有围护墙体抗冲击性能分析模型存在的分析效果差的问题,在考虑反复荷载的前提下,设计腹板开孔轻钢龙骨砌体围护墙体抗冲击性能模型。根据围护墙体的组成结构、材料性能,构建相应的有限元模型。根据地震数据生成反复荷载,模拟反复荷载的加载过程。设置位移、变形、位移延性和刚度退化量作为抗冲击性能的量化测试指标,通过有限元模型数据的提取与计算,得出最终的抗冲击性能分析结果。经过实验分析,发现设计模型的输出结果与实测结果基本一致,能够将数据偏差控制在0.1以下,即设计围护墙体抗冲击性能模型具有良好的分析效果。