基于UPEMD融合RCMCSE和ALWOA-BP的水电机组故障诊断

水电机组振动信号的诊断对机组安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于均匀相位经验模态分解(Uniform Phase EMD,UPEMD)融合精细复合多尺度余弦相似熵(Refined Composite Multiscale CSE,RCMCSE)和改进鲸鱼算法优化反向传播神经网络(ALWOA-BP)的水电机组故障诊断方法。利用UPEMD对原始信号进行分解,然后建立WOA-BP故障诊断模型。针对WOA算法快速陷入局部最优和过早收敛的问题,采用自适应权重和莱维飞行对WOA算法进行优化。实验结果表明,该方法的准确率达到了100%。为探究所提模型的抗噪性能,引入信噪比为2 dB的噪声进行再次分析,诊断结果为94.44%,明显优于其他未优化模型。该项研究可以对现有水电机组故障诊断方法进行有价值的补充。

TSMSE结合IOOA-BiLSTM的水电机组轴系故障诊断方法

为提高水电机组轴系振动故障诊断的准确率,本文提出了一种新的诊断方法。首先,基于完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)进行振动信号预处理;其次,基于时移多尺度思想,引入时移多尺度样本熵(TSMSE)模型,以克服传统多尺度样本熵鲁棒性差以及粗粒化不足的问题;最终,将TSMSE提取的故障特征集输入经过改进鱼鹰算法(IOOA)优化的双向长短时记忆网络(BiLSTM),进行故障特征分类。通过对原始信号添加SNR=5 dB噪声并引入两种特征熵与TSMSE对比,分析TSMSE的抗噪性能。仿真实验表明,在给定数据集下TSMSE特征提取能力明显优于另外两种方法。同时,所提故障诊断模型应用在原始信号和含噪信号两种情况下,分别取得了100%以及97.22%的准确率,验证了所提模型的良好性能,为水电机组故障诊断提供新的科学方法。

室温钠-硫电池电解液的研究现状与展望(Ⅲ)[续(Ⅱ)]

3.1.3 磷酸三甲酯(TMP)室温钠-硫电池所用传统电解液具有高度挥发性和易燃性,在滥用条件下(如冲击、过热和过充电等)面临较大的火灾和爆炸风险[84-86]。磷酸盐溶剂是一种本质上不可燃的有机溶剂,可用作阻燃添加剂[87]。磷酸三甲酯(TMP)因具有黏度(2.3 mPa·s)低、介电常数(21.6)较高和液相温度范围(-46~197 ℃)较宽等特点而富有前景[88],但是TMP在碳负极和钠负极上难以形成稳定的SEI膜[89]。

室温钠-硫电池电解液的研究现状与展望(Ⅱ) [续(Ⅰ)]

1.4与锂-硫电池的对比钠-硫电池与锂-硫电池的储能机理总体上相似,都是基于活性物质硫与硫化钠/锂之间的可逆电化学反应。锂-硫电池同样具有固-液-固和固-固两种充放电机理。

室温钠-硫电池电解液的研究现状与展望(Ⅳ)[续(Ⅲ)]

3.3.2含碘离子的添加剂为解决钠-硫电池硫反应动力学缓慢的问题,Y.X.Ren等[99]从溶解和催化两方面进行研究。络合剂P_(2)S_(5)可与多硫化物(包括Na_(2)S_(8)、Na_(2)S_(4)和Na_(2)S_(2)等)形成可溶性较高的复合物。由于络合效应,Na_(2)S_(2)可通过溶液相或液相反应途径形成。

室温钠-硫电池电解液的研究现状与展望(Ⅰ)

由于原料丰富、能量密度高和成本低,室温钠-硫电池的应用潜力很大。多硫化钠穿梭效应、硫和硫化钠电子电导率低、钠负极腐蚀和枝晶生长给该电池的实际应用带来了很大挑战。目前,研究人员聚焦于正极材料设计和电解液优化两方面来应对这些挑战。近年来,关于室温钠-硫电池电解液改性的研究众多,但不同改性策略的优化机理和电解液的设计原则有待总结。综述近期室温钠-硫电池电解液的研究。在分析酯类和醚类电解液充放电机理的基础上,回顾并总结酯类、醚类电解液及添加剂优化改性的研究,着重探讨优化改性的具体机理。展望室温钠-硫电池电解液的研究方向。

基于自整定模糊PID的柔性管道加热控制系统研究

针对传统温度控制器调节控制精度低、超调量大的缺点,设计了一套模糊控制策略+比例积分微分(PID)控制方法+物联网云平台技术的柔性管道加热控制系统。该系统可实现过程实时监控、温度检测和闭环控制功能,使输气管道在加热过程中的温度控制稳定、温度调节响应速度快、超调量小。通过对控制过程的可视化,可实时分析系统运行状况,从而实现对加热过程和气体输送过程的动态监控。该系统具有加热及温度控制、运行状态实时监测功能。适用于管道加热系统的柔性管道加热控制系统对半导体企业降低生产能耗、提高生产效率、过程监控、保证输送系统安全和平稳运行有重要意义。

基于决策树特征提取与RSM_LightGBM的涡扇发动机RUL预测

针对现有航空发动机剩余使用寿命预测(RUL)精度低及传感器监测参数提取困难等问题,提出了一种基于决策树特征提取与随机搜索算法优化LightGBM的航空发动机RUL预测模型。首先,对航空发动机历史监测参数进行分析,利用决策树算法计算监测参数对发动机寿命周期的重要性贡献程度,提取重要特征后对数据进行归一化处理,降低数据量纲对预测模型的影响;其次,根据航空发动机的历史衰退特征,为发动机设置阈值标签,表征发动机的性能退化特点。最后,利用随机搜索算法对LightGBM中的超参数进行寻优,获得RMSE最小值。在CMAPSS数据集上进行了实验验证。结果表明,与其他构建模型的最优值相比,所提方法在多个评价指标下具有更好的综合性能,有效提升了航空发动机RUL预测的精准度。

基于S7-1200的柔性表面加热温度控制系统设计

温度是工业控制中的关键变量。针对传统温度控制器调节控制精度低、超调量大的缺点,设计了一套以西门子S7-1200可编程逻辑控制器(PLC)为核心的比例积分微分(PID)的温度控制系统。基于S7-1200的温度控制系统不仅利用了PLC抗干扰能力强、方便可靠、适用性强的优点,而且借助于人机接口(HMI)组态软件所具有的强大的开放性和出色的设备操作状态实时信息显示的优点,可实现温度检测和闭环控制功能,使柔性表面加热系统在加热过程中的温度控制稳定、温度调节响应速度快、超调量小。采用PLC的温度控制系统,为有高温、低温或是防冷凝冻结要求的温度控制,特别是为多通道复杂管线的温度控制提供了全新的系统解决方案和思路。这可进一步拓展柔性表面加热系统在多通道温度控制领域的应用,从而实现温度控制的集约、高效,达到节能降耗的目的。

面向分布式微电网的多智能体船艇机器人路径规划方法

针对普通单智能体船艇机器人复杂场景下路径规划效率低等问题,提出一种基于深度强化神经网络的分布式微电网多智能体机器人路径规划方法,该复杂背景下的路径规划方法相比传统方法在避障过程中准确率更高。提出模型的每个智能体都有一个独立的密集层来处理可伸缩性,为设定每个智能体具有相同的属性和能力,创建了一个奖励函数,用于惩罚非法行为(如碰撞)和奖励访问空闲单元格,提高了模型的鲁棒性。经实验验证,对比不同多智能体强化学习算法,多智能体策略的训练结果比基线方法准确率平均提高了14%,在训练速度方面,比基线算法快3倍,能够满足实时性的要求。

电沉积Al/Pb-Ag阳极在电积锌过程中的耐腐蚀性

采用电沉积的方法在甲基磺酸镀液中制备了一种新型的锌电积Al/Pb-0.23%Ag阳极。腐蚀实验和电化学分析显示,Al/Pb-0.23%Ag阳极与传统Pb-0.25%Ag阳极相比,具有较低的腐蚀速率,较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度,较高的电催化活性;金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析显示,Al/Pb-0.23%Ag阳极的晶粒细小、致密,极化48 h后有PbSO4、α-PbO2和β-PbO2生成。

甲基磺酸锡光亮镀锡工艺研究

研究了甲基磺酸锡(MSAS)、甲基磺酸(MSA)、电流密度、温度以及添加剂等工艺参数对甲基磺酸锡镀锡沉积速率的影响,确定的最优工艺条件为:MSAS90g/L,MSA140g/L,添加剂A(含酚类抗氧化剂和主光亮剂)25mL/L,添加剂B(含非离子表面活性剂和辅助光亮剂)6mL/L,温度30°C,电流密度5A/dm2。甲基磺酸锡镀锡沉积速率快,镀液的电流效率高,分散能力好,覆盖能力优良,镀层的耐氧化性能强,焊接性能和耐腐蚀性能优异。

Li_4SiO_4回收CO_2的实验研究

CO2资源化利用对实现节能减排意义重大,在利用HSC5.1热力学数据库对Li4SiO4吸附CO2的热力学进行分析的基础上,采用自行研制的热天平分析研究Li4SiO4吸收CO2的性能,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜（SEM）分别观察和评价在不同温度下Li4SiO4吸收CO2后的物相组成与Li4SiO4吸收CO2前后表面微观形貌的变化特征。分析与实验结果发现,材料在600-720℃段吸收CO2反应最为活跃,最高吸收量可达29.16%（wt）左右;材料吸收CO2后在750℃开始脱出CO2,再生为Li4SiO4;CO2的体积百分含量对Li4SiO4吸收CO2的速度和吸收量有明显影响;气氛相同时,气体流量对吸收速度和吸收量的影响不明显。

响应曲面法优化硫酸铵微波干燥工艺

对微波干燥硫酸铵的新工艺进行研究,探讨了干燥温度、微波干燥时间、物料质量、物料厚度等因素对硫酸铵相对脱水率的影响。并在单因素实验的基础上,以硫酸铵的相对脱水率为响应值采用响应曲面中心组合设计,对硫酸铵的微波干燥工艺参数进行了优化。所获得的优化实验条件:干燥温度86.05℃,微波干燥时间190.50 s,物料质量102.59 g,物料厚度20.55 mm,此时物料的相对脱水率为99.29%,验证实验的实验值与预测值的偏差仅为-0.43%,可靠性高。实验结果表明:响应曲面中心组合设计对实验有良好的优化与预测作用,同时文中所采用的微波干燥硫酸铵工艺合理可行,对后续研究能够起到一定的参考与指导作用。

响应曲面法优化各向同性石墨的冷等静压成型工艺

以成型压力、保压时间、升压速率和降压速率为考察因素,通过单因素条件实验确定各向同性石墨的成型工艺参数为:成型压力300MPa、保压时间10min以及升/降压速率都为1MPa/s。然后采用Box-Behnken的中心组合实验设计及响应曲面分析法对冷等静压成型工艺进行研究,得到体积密度的预测模型。结果表明:体积密度=1.30+0.011A-5.333×10-4 B-1.558×10-3 C-7.750×10-4 D-1.650×10-3 AB-1.350×10-3 AC+4.000×10-4 AD-9.500×10-4 BC+5.000×10-5 BD+1.725×10-3 CD-3.601×10-3 A2-1.001×10-3 B2-9.883×10-4 C2-7.383×10-4 D2,优化得到最佳成型工艺条件为:成型压力349 MPa、保压时间13min、升压速率0.5 MPa/s、降压速率0.6 MPa/s。因素分析表明,成型压力和保压时间对压坯体积密度的影响显著;在最佳成型工艺参数下进行实验,压坯体积密度的实验值与理论值吻合较好,二者相差0.3%,且能有效消除拱桥效应。

某铜铅锌复杂多金属矿选矿试验研究

以某地的铜铅锌复杂多金属矿为研究对象,原矿含铜0.49%、铅3.75%、锌6.03%,并伴生有银118.5 g/t。对该矿石进行了工艺矿物学研究,在此基础上进行了浮选流程及各矿药剂种类和用量试验研究。最终确定了部分混合浮选流程,以及合适的选矿药剂TS 43、丁基黄药等,从而得到铜铅混合精矿含铜4.28%、回收率85.33%,含铅33.41%、回收率87.03%;锌精矿含锌50.87%,回收率77.15%;同时铜铅混合精矿含银高达979.44 g/t,回收率80.75%。研究结果表明,部分混合浮选流程以及捕收剂TS 43、丁基黄药等选矿药剂可有效应用于该铜铅锌复杂多金属矿。

金属蜂窝板参数对其传热性能的影响

采用ANSYS有限元方法模拟金属蜂窝板的传热性能,并采用控制变量法和极差分析法研究了金属蜂窝板参数对其传热性能的影响。利用Swann&Pittman经验公式对蜂窝板传热模型进行验证,并深入研究蜂窝板参数对其传热性能的影响。结果表明:公式计算结果和模拟结果十分吻合,本实验建立的模型是合理的;增加蜂窝芯边长和蜂窝芯高度会降低当量热导率,而蜂窝芯厚度、上下蒙皮厚度及内表面发射率的增加会加大当量热导率;随着施加热流密度的增加,蜂窝芯厚度和下蒙皮厚度对当量热导率的影响几乎不变,而蜂窝芯高度、蜂窝单元边长、内表面发射率及上蒙皮厚度会加大对当量热导率的影响,而且各参数对当量热导率影响大小的排序会随着施加热流密度的改变而变化。

甲磺酸体系电沉积法制备电沉积铜用新型铅合金阳极材料性能研究

通过电化学方法研究甲基磺酸体系中电沉积得到的纯Pb、Pb-Sn(0.6%)和Pb-Sn(0.6%)-Sb(0.6%)(均为质量分数)合金阳极在CuSO4-H2SO4体系下的电化学性能,结果表明新型的Pb-Sn(0.6%)-Sb(0.6%)合金阳极电催化性能和耐蚀性能均比Pb-Sn(0.6%)和纯Pb阳极优异。采用扫描电子显微镜观察了3种合金材料极化24h后的表面形貌,图像显示纯Pb表面疏松多孔,大部分区域出现了裂纹,Pb-Sn(0.6%)和Pb-Sn(0.6%)-Sb(0.6%)合金阳极表面形貌比较均匀和致密。X射线衍射表明,Pb-Sn(0.6%)和Pb-Sn(0.6%)-Sb(0.6%)合金材料对应的PbO2和PbO的衍射峰比纯Pb强,且Pb-Sn(0.6%)-Sb(0.6%)阳极材料PbO2的衍射峰最强,说明Pb-Sn(0.6%)-Sb(0.6%)阳极的导电性最好。

Al/Pb-Ag-Co阳极中的Co在锌电沉积过程中的催化机理

为了研究Al/Pb-Ag-Co阳极中Co在锌电沉积过程中的催化过程及机理,将铝板置于甲基磺酸镀液中电沉积Pb-Ag和Pb-Ag-Co层制成Al/Pb-Ag和Al/Pb-Ag-Co阳极,分析镀层中Co在锌电沉积过程中的催化过程与机理。结果表明:Al/Pb-Ag-Co阳极比Al/Pb-Ag阳极有更好的电催化活性;极化24 h后,Al/Pb-Ag-Co阳极表面的四边形晶体PbSO4是不定向生长的;Al/Pb-Ag-Co阳极中Co在锌电沉积过程中的催化过程可能是Co→Co2+→Co3+。

新型不锈钢基二氧化铅-碳化钨复合电极材料的研制

在不锈钢基上通过复合电沉积的方式制备了二氧化铅-碳化钨(PbO2-WC)电极。考察了温度、电流、WC颗粒浓度对电极性能的影响;通过析氧曲线、Tafel曲线、扫描电子显微镜能谱、X射线衍射图谱考察了WC颗粒掺杂前后PbO2电极相关性能的变化。结果表明,在最佳工艺即温度70℃、镀液中WC颗粒浓度为40 g/L时,电流密度为0.015～0.025 A/cm2;PbO2-WC共沉积过程中PbO2发生了择优生长,WC颗粒的加入能够细化PbO2晶粒,使镀层变得致密,相对于PbO2电极,PbO2-WC复合电极的耐腐蚀性上升,析氧过电位下降。