“双碳”背景下咸阳市清洁能源产业发展研究

为响应中国“30·60”目标的号召,以“碳达峰与碳中和”约束背景下的咸阳市清洁能源产业为研究对象,分析了咸阳市清洁能源产业发展背景,归纳出在发展过程中所遇到的问题,并根据政府政策和科学规划制定出相应的发展策略,进而推进咸阳市清洁能源产业稳步发展,将清洁能源产业打造成为咸阳高质量、高品质发展的“新引擎”,创新驱动发展绿色能源、绿色经济,助力咸阳市的“双碳”目标达成。

咸阳市氢能产业发展技术路径研究

氢能作为一种清洁、高效、可持续的二次能源,在全球能源结构向清洁化、低碳化转型背景下,发展氢能产业是保障能源安全、应对气候变化、优化调整能源结构的重要措施。咸阳市具有雄厚的石化产业基础,石化副产氢资源丰富、产业配套完善,为加快氢能的高质量发展及利用奠定了坚实的基础。以咸阳市氢能产业为研究对象,分析了咸阳市氢能产业发展背景,归纳出在发展过程中面临的问题。根据政府政策和科学规划,提出了咸阳市未来氢能产业发展的技术路径,以利于改善大气环境,创造新的经济增长点。

基于PLC的PEM电解水制氢系统设计

【目的】为实现碳减排目标,大力发展氢能已成为全球共识。电解水制氢系统和设备的发展是推动氢能源大规模推广的突破口。【方法】在“双碳”目标背景下,本研究提供了三种电解水制氢方法,并分析PEM电解水制氢理论。再结合可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的高可靠性、强适用性、编程简单等优点,围绕PEM电解水制氢系统结构和系统设计展开分析。【结果】本研究设计出一种基于西门子1200PLC控制的PEM电解水制氢系统。【结论】通过实时监测功能及交互式人机界面,可提高制氢系统的控制精度和可靠性。

基于数字孪生的机械臂无序抓取系统设计

为了解决工业生产过程中无序上下料机械臂与料筐的碰撞预测和轨迹规划问题,设计了基于数字孪生技术的机械臂无序抓取系统。系统虚拟仿真层负责模型构建和动态显示;控制层完成工件的识别和定位,利用基于空间投影的快速碰撞检测算法进行碰撞检测,采用关节空间双向搜索算法实现机械臂轨迹规划,利用模糊推理优化工艺参数;实体物理层实现场景扫描和运动数据实时上传。实际抓取实验验证了系统的有效性,机械臂避障准确率达到98%。

基于关联规则的氢冷发电机远程控制系统设计

传统氢冷发电机远程控制方法无法实现电机运行的精准控制,主要体现在同步发电机传动比和转角控制精度不高等方面。该文提出了一种基于关联规则的氢冷发电机远程控制系统。系统选用数据处理性能较强的STM32芯片作为微控制器核心芯片,借助传感器及通信装置实现实时数据传输,以PLC技术为通信支持,通过TP907电源芯片优化电源模块,从而构建具有优越关联性能的硬件结构。通过提取监测数据计算发电机理想传动比、增频效率,进而对理想状态下氢冷发电机转角进行自适应检测,以得到更高精准度的发电机自适应系数。实验结果表明,在该方法控制下系统自适应系数最高可达0.9μm,且单位耗能也始终保持在2.5 kW/h左右。由此可知该系统有助于提高氢冷发电机远程控制的精度、降低耗能,有效改善了氢冷发电机远程控制的工作效率。

苹果树修剪枝条直燃发电系统生命周期评价

建立了基于环境影响和资源消耗的苹果树修剪枝条直燃发电系统生命周期综合评价模型并进行了分析。结果表明,苹果树修剪枝条直燃发电综合性能指标0.055~0.225 (人·年)/(万kW·h),其环境影响对综合性能的作用远大于资源消耗,并且呈现局地性>同等性>区域性>全球性的特征。苹果树修剪枝条直燃发电综合评价最大值仅为燃煤发电最小值的57.25%,表现出较好的优越性。苹果树修剪枝条直燃发电的综合性能对固体废弃物总量和原料消耗率最为敏感,因此对固体废弃物的有效管理和处置,以及对生物质锅炉和燃料品质的改进,能进一步提升苹果树修剪枝条直燃发电的环境效益。该研究为基于果树修剪枝条的直燃发电系统研究提供理论依据和参考数据。

基于三相异步电动机维修操作技术的研究

三相异步电动机应用广泛,其维修核心嵌线技术特殊又不易掌握。理论电动机绕组展开图与实际操作习惯不是很吻合,为方便学员高质量依图施工掌握嵌线技术,改进电动机绕组展开图起始槽为第一槽、改进绕组头尾处在有效边所在槽位、改进绕组电流方向为一实际瞬间方向;改进电动机完整维修技术为五个技术模块。实践证明改进的方法效果好效率高,维修后的电动机性能稳定,初学者在改进方法下能高效快速掌握电动机维修技术。

面向新工科的“工业机器人应用技术”课程实践改革

为推进课程思政教育教学改革,实现思想政治教育与技术技能教育的有机统一,课题组以“工业机器人应用技术”课程为研究对象,挖掘了课程中各个知识及技术要点所蕴含的思政教育元素。教学实践表明,通过精选高契合度的思政案例和育人资源,把职业道德、职业素养、职业行为习惯培养以及职业精神、工匠精神、劳模精神传承融入学习过程,提高了思想政治教育的渗透性,实现了“三全育人”的目标。

基于DA14699芯片的新冠肺炎潜在患者隔离监护项圈的设计与实现

为提高防疫抗疫水平,加强对隔离状态下的病毒性肺炎潜在患者的观察监护,提出一种基于DA14699蓝牙低功耗芯片的医疗用智能监护项圈。设计方案以DA14699芯片为主控制器,依靠其无线多核的高效处理能力,对潜在病患的体温、咳嗽及定位信息进行记录与分析。利用LIS3DH三轴加速度传感器对咳嗽症状进行判断,借助MLX90640红外传感器对体温保持连续测量,采用L218四频GSM/GPRS定位模块完成人员的快速精准定位,从而实现对潜在病患居家隔离措施执行情况的全面监督。DA14699芯片支持蓝牙BLE5.1协议,防疫人员可远距离对智能项圈内记录的数据进行传输读取,并在智能手持终端上直观展示。这有效避免了近距离接触带来的感染风险。经实际测试,该项圈关键参数监护功能高效可靠,具有较高的推广应用价值。

光伏-PEM直接耦合电解水制氢系统研究

作为一种清洁能源,氢能被誉为“21世纪最具发展潜力的终极能源”。该文针对太阳能光伏模型和PEM电解水槽模型进行研究,分析各个子系统的工作特点。通过将2个子系统直接耦合,得到光伏-PEM直接耦合电解水制氢系统仿真模型。通过MATLAB仿真,在光照度变化时改变光伏阵列和电解槽拓扑,光伏-PEM直接耦合电解水制氢系统的制氢效率能够达到82%。

基于机器人的小件化工包裹精准分拣实验

化工行业生产潜在危险因素多,使用机器人代替人工进行危险环境作业,有效减少事故风险。针对机器人分拣作业效率低、精确度差及定位不准等问题,提出基于视觉信息感知方法,通过包裹图形识别与定位,分拣机器人精确完成分拣动作,搭建了分拣机器人验证实验平台样机,进行了机器人包裹分拣验证试验。结果表明:分拣机器人试验样机对包裹图像识别准确率平均值为96.67%,包裹分拣成功率平均值91.03%,单个包裹分拣的平均时间为1.12 s,实现了机器人对包裹的分拣。

“双碳”背景下县域产业碳源及碳收支平衡模型分析与探索

“双碳”目标为中国产业结构转型和环境保护指明了方向,温室气体的增加主要是由于化石燃料的大量使用和土地利用方式的改变。目前,对于化石燃料领域的双碳研究数量较多,但对于县域农业产业以土地利用方式领域的双碳研究却明显不足。文章通过细化产业碳源碳汇数据,采用统计方法研究了典型县域产业碳收支平衡关系,结果表明:某县产业总体表现为碳汇过程,净碳汇量在104815吨至161839吨之间波动;生产碳源总量由2013年的34659吨逐年增加至2020年的49433吨,其中化肥所占比例均超过89%;碳汇总量随作物产量的变化而波动,变化区间介于146414吨与210000吨之间,其中玉米碳汇所占比例超过52%。

基于LD-SVDD的数据分类方法研究

针对工业过程中数据维数高,导致SVDD算法在建立不同类别数据的超球面时会产生混叠区域的问题,提出了基于近邻密度-支持向量数据描述(LD-SVDD)的数据分类方法。结合局部密度信息在判别数据相似性和SVDD在数据分类的优势,使用SVDD算法对数据进行分类,对分布在混叠区域中的样本采用密度信息进一步判断其类别,通过随机产生的数据集进行仿真,并与SVDD分类结果进行比较,结果表明LD-SVDD的分类准确率提高到了93%。

基于引导蚁群优化的无人机航路规划

为了提高无人机在电力系统输电线路巡检中的时效性和准确性,提出了一种基于引导蚁群优化的路径规划方法。通过测量影响UACV飞行的4个因素(即对方雷达探测、飞行燃料成本、最大射程和高度成本),设计了雷达威胁模型、燃料成本模型、最大范围限制模型和高度代价模型。又通过设置诱导制导,改善了蚂蚁系统在局部搜索中的性能。仿真结果表明,该算法能从根本上提高UACV的飞行任务性能。

“智能机器人技术”课程思政的理论与实践研究

课程思政作为国家培养人才品质重要举措之一,在专业课程中加入思政元素是新型技术技能型人才培养不可或缺的一个环节。因此,课题组对涉及“智能机器人技术”课程的机械制造与自动化等专业课程思政进行研究,探索适合职业教育人才培养的课程思政研究体系。课题组以陕西工业职业技术学院机械制造与自动化专业的学生为研究对象,通过基于“智能机器人技术”的课程思政,培养德智体美劳全面发展的高技能型人才。

果树修剪枝条共混成型颗粒燃料燃烧性能与动力学分析

为了有效利用陕西省每年产出的大量果树修剪枝条类生物质,从储运性能角度将其制备成为共混成型颗粒燃料,并优选出两种共混成型配方。从燃烧性能角度对两种配方及其相关样品进行研究,通过热重分析和动力学分析,得到了所选初级原料、次级原料和添加剂对共混成型颗粒燃料燃烧性能的影响规律,并挑选出最优配方(80目枣枝56%+枣枝炭37%+椰糠7%)。该研究可为共混成型颗粒燃料配方参数优化及综合品质提升提供相应的理论和试验参考。

软体机器人的研究现状与发展趋势

近年来,软体机器人由于其特殊性、安全性引起众多科学家的关注。随着智慧农业的发展,软体机器人在果蔬采摘、嫁接、除草、除病虫害等方面将有广泛的应用前景。软体机器人使用可变形的材料,能够塑造出各种动植物进化行为的有利特征,并能够通过物理接触进行控制操作。但目前随着软体和可拉伸材料引入机器人系统,传感器集成面临许多挑战,包括可拉伸的多式联运传感器、高分辨率的大型阵列传感器的嵌入以及随着数据量的增加及传感器融合等。文中探讨了电子皮肤和机器学习的新兴交汇点,重点是机器人领域的专家如何发展两者的交叉学科,构建自主、可部署的软体机器人,并结合信息触觉和感知能力,以应对现实条件下复杂环境的挑战。