最新刊期
2017年第51卷第4期
- 摘要：为有效抑制磨削过程中由砂轮失衡引起的振动,提出了一种新的注排液式砂轮在线动平衡方法,并设计了平衡装置。通过控制注入平衡腔内的液体与计算排出平衡腔的液体,控制平衡腔内残余液体质量,进而利用残余液体提供合适的平衡校正量。分析平衡腔内液体的离心力与腔内液位半径的关系,建立动态注液模型。采用打靶法对排液用的短孔型节流阀进行参数标定,分析了影响节流阀参数的因素,建立了流量控制模型,实现了平衡腔中残余液体量的精确计算。动平衡实验结果表明,在砂轮转速为2 700 r/min时进行校正,使用注排液式砂轮动平衡方法,振动幅值下降达89.25%,验证了提出的在线动平衡方法的可行性和平衡效果,同时也表明该平衡方法具有持续的平衡能力,解决了现有注液式在线动平衡腔满而丧失平衡能力的问题。关键词：砂轮;在线动平衡;注排液式;转子振动1081|5|24更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了改善人工关节的润滑性能、延长使用寿命,将温敏水凝胶作为载体释放人工关节润滑液,并通过磨损试验测试了释放液的摩擦学性能。采用开环聚合法制备了可在体温下实现溶胶-凝胶原位相变的聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCEC)温敏水溶胶。将具有润滑作用的壳聚糖(CS)/牛血清白蛋白(BSA)混合液载入溶胶,在37 ℃相变为凝胶状态下进行体外释放试验。通过Bradford法测试了PCEC水凝胶释放润滑液的释放性能,通过磨损试验得到了释放液的摩擦学性能。试验结果表明:释放液中BSA的浓度为释放前凝胶的BSA浓度的1%左右; 采用Al2O3陶瓷球与Co-Cr-Mo盘作为配副时,释放液的摩擦系数仅为蒸馏水、生理盐水或模拟体液摩擦系数的25%左右; 释放液润滑下配副的磨损率比生理盐水低73%左右,比蒸馏水低50%左右,比模拟体液低20%左右。关键词：人工关节;温敏水凝胶;摩擦学性能;体外释放;磨损率832|5|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：为有效控制并降低双螺杆制冷压缩机排气气流脉动幅值,研究并开发了一种基于赫姆霍兹共振器的气流脉动衰减器。考虑到压缩机排气腔内的油气两相流动,首先基于两相流双流体方程,建立了油气两相环状流流型下的声速计算模型,实现了两相流动状态下衰减腔内共振频率的计算,开发了一种适用于螺杆制冷压缩机的气流脉动衰减器,就排气温度和润滑油含量对其衰减性能的影响进行了实验研究,并对比了有无衰减器时压缩机的机脚振动情况。研究结果表明:当润滑油含量保持不变时,存在最佳的R134a气体声速,使得衰减器性能最佳,但随着润滑油含量的增加,最佳的R134a气体声速有所上升; 两相流声速决定了衰减腔的共振频率,存在最佳的两相流声速使得衰减器性能最佳,且随着润滑油含量的增加,最佳两相流声速基本不变,而最大衰减比有所提升; 开发的脉动衰减器应用于螺杆制冷压缩机名义工况下运行时,一阶气流脉动频率下的机脚振动加速度可降低36.2%～40.9%。关键词：双螺杆制冷;压缩机;气流脉动衰减器806|6|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：为快速寻找无线电能传输网中传输效率最大、能量损耗最小的传输路径,提出了使用元胞遗传算法对传输路径进行寻优的方案。通过对无线电能传输网数学模型的分析,分别建立了有源注入和无源注入无线电能传输网的目标函数,并将目标函数作为元胞遗传算法的适应度函数,采用重复消除的修复方案将不可行解转化为可行解,以提高种群中的有效个体比例,从而提高搜索效率。元胞遗传算法将遗传算法和元胞自动机进行有效结合,中心个体和邻居之间形成一个小生境,优良个体得以在种群中缓慢扩散,算法能够有效突破局部最优解的限制,迅速收敛至全局最优解。仿真结果显示,在有源注入和无源注入无线电能传输网中,元胞遗传算法都能准确找到最优路径,表明元胞遗传算法用于无线电能传输网路径寻优具有可行性。关键词：无线电能传输;无线电能传输网;路径优化;元胞遗传算法794|5|4更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对由于雷击输电线路或杆塔所致的电力系统线路跳闸率较高的现象,建立了一种不同幅值雷电流作用下杆塔接地装置冲击系数模型,以用于雷电流对杆塔接地电阻影响的评估计算,提高冲击接地电阻的测量准确度。搭建了土壤火花放电X光拍摄平台,在不同雷电流作用下,得到土壤火花放电具有斑点状-球状-流注状-电弧通道的渐变过程规律,通过不同大小雷电流现场试验,得出不同冲击电流下电感效应对电流阻挡作用及火花效应的散流作用相互制衡关系,进一步通过电感效应与火花效应解耦的方法得到较准确的接地装置冲击电阻。试验结果表明,所建模型实现了通过小雷电流冲击测试得到大雷电流作用下接地装置冲击特性的目的,并可通过小型便携式冲击接地阻抗测试仪,对杆塔冲击接地阻抗进行测试,所计算阻抗与实际阻抗的误差在3%以内,可对输电线路防雷设计、评估、施工、改造等起到指导作用。关键词：雷电流;杆塔接地装置;X光拍摄平台;火花放电;火花系数;电感系数776|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对光测法实际检测中光电器件噪声及阈值设定困难的问题,提出了一种自适应的阈值方法。根据放电信号与噪声信号的相位分布差异,对采样数据进行分组量化与多周期累加。在充分分析累加序列功率成分的基础上,采用自回归(AR)谱估计理论,计算累加序列的功率谱并提取信号功率、噪声功率及谐波基波比三项功率谱指标。基于三项功率谱指标定义了一种放电评价参数,该参数能够表征信号功率占放电总功率的加权比值。通过噪声功率的波动幅度完成自适应阈值的设定。实验结果表明,所提方法可以根据采样数据动态调整阈值,实现放电的自动检测,无需人工干预,检测灵敏度高。该研究对于电力设备故障初期的预警及长期在线监测具有重要的意义。关键词：荧光光纤;系统噪声;相位分布;功率特征;评价准则864|5|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对传统反应烧结碳化硅陶瓷中由于残硅量过多而引起力学性能下降的问题,提出了一种有效降低组织中残硅量的方法。该方法使用不同体积分数的短碳纤维作为碳源,添加碳化硼促进液硅渗入,有效降低了组织中的残硅量,制备出一种力学性能优异的复合陶瓷。对碳纤维的反应机理、烧结体组织演变和力学性能变化进行了分析,实验结果表明:碳纤维作为碳源主要是以溶解-沉淀的形式与硅反应,最终组织中形成了纤维状残硅; 当生成的次生碳化硅堵塞渗硅通道后,硅与碳纤维以扩散形式反应; 在碳纤维自搭建的贯穿网状结构和碳化硼的双重作用下,当添加体积分数为30%的碳纤维时,抗弯强度最高为(482±12)MPa; 当添加体积分数为40%的碳纤维时,残硅体积分数为1.6%,残硅相尺寸仅为纳米级,断裂韧性最高为(5.82±0.37)MPa?m1/2。关键词：反应烧结;碳纤维;力学性能;纳米级644|6|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对三体对抗中由目标飞行器释放的弱机动防御弹难以精确打击高机动来袭拦截弹的问题,提出了一种目标-防御弹的自适应协同突防制导策略。首先,根据已知的拦截弹的制导策略和运动信息,以最小化脱靶量和控制代价为目标,通过系统降阶,利用最优控制理论设计了目标-防御弹的最优协同制导律。接着,考虑实际攻防对抗中拦截弹制导策略未知的情况,采用基于平方根容积卡尔曼滤波的多模型自适应滤波器估计拦截弹的制导策略和运动信息,利用模型概率对各模型的最优协同制导律进行混合输出,得到自适应协同突防制导律。仿真结果表明:最优协同制导律能让目标飞行器协助防御弹在不具备机动能力优势的情况下成功打击拦截弹,且脱靶量小于0.1 m; 自适应协同制导律能够准确地估计拦截弹的运动状态,并使得防御弹在目标飞行器配合下以较小的控制代价精确地打击拦截弹,脱靶量有97%的概率落入小于0.765 m范围内。关键词：三体对抗;最优协同制导律;多模型自适应滤波器;自适应协同制导律590|5|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对集群或数据中心中负载聚合导致的程序和系统性能不稳定的问题,提出一种程序资源敏感度获取及分析方法。该方法利用Linux中的Cgroups机制设置可调整资源大小的控制组,并让程序在控制组内执行,获得程序在资源受限时的性能; 将程序在多个资源限制下的敏感度表示成敏感度超平面,从而预测程序协同执行时的性能; 将程序所需的资源按照重要程度排序以帮助集群调度。实验结果表明,该方法预测出的敏感度与真实值的平均绝对误差为0.093。与最小负载的簇级调度策略相比,利用程序资源敏感度信息的调度策略可以提升程序性能22.2%,还可以提升磁盘读写带宽利用率和网络带宽的利用率,程序资源敏感度能够高效地支持负载聚合。关键词：程序资源敏感度;负载聚合;集群调度;程序协同执行647|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对3-PPSR并联机器人加入大长径比柔性铰链和与外界环境接触产生形变的问题,在控制端提出了基于位置阻抗控制的主动柔顺控制策略。该方法在柔性并联机器人与外界环境对象的等效作用模型和基于位置的阻抗控制模型基础上,引入外界环境作用力和结合系统的力跟踪模型,通过调整初始参考位置控制模型的稳态误差实现基于位置的外力跟踪控制。采用Lyapunov稳定模型和能量方程,在未知环境变量条件下通过力偏差直接控制目标位置的自适应控制系统实现自适应的力控制。实验结果表明,基于位置的外力控制精度可以达到±0.05 N,应用自适应控制精度可以达到±0.1 N,3-PPSR柔性并联机器人的末端的接触力控制精度得到了提高,满足设计要求,验证了该控制方法的准确性和有效性。关键词：柔性并联机器人;阻抗控制;自适应控制;力控制648|5|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对众筹项目由于社会影响力不足而成功率较低的问题,提出了面向众筹平台的社交网络影响力预测方法。该方法基于众筹网站和社交网络的实时观测数据,分别提取累积和增量等多类别预测特征,并随着社会推广的进行而渐进地预测项目的社交网络影响力增益,最后采用带L1一范数约束惩罚的逻辑回归等方法进行预测特征分析。实验结果表明:在整个推广过程中,众筹项目的社交网络影响力可以被精确预测,准确率最高达88.31%; 分类器在采用累积特征时具有比采用增量特征更好的预测效果; 项目统计特征和推广者的社会影响力等特征具有更高的重要性和更稳定的显著性。该方法成功地解决了众筹项目的社会影响力预测问题,并为设计更好的社交网络推广策略提供了依据。关键词：社交网络;众筹项目;社会影响力;影响力预测778|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对特征值匹配方法不能检测未知异常的缺点以及常驻采集代理占用大量系统资源的问题,提出一种主机数据采集和异常检测方法。采用智能化的移动代理实现主机数据采集,大幅度降低系统中数据采集代理的数量; 结合实时异常检测的需求,采用主成分分析方法对所收集的主机信息进行维度约减,并采用聚类方法对降维后的数据进行聚类分析,挖掘其中的异常点; 为消除随机异常点对检测结果的影响,采用基于连续时间窗口的主机异常检测方法实现主机异常的准确检测。实验结果表明:与传统方法相比,数据规模相当的情况下,所提方法的时间复杂度减少了50%以上,检测准确率达到了95%以上,适用于主机异常的实时检测。关键词：异常检测;移动代理;主成分分析;数据聚类1215|5|4更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对Buck变换器的传统滑模控制方法存在滑模系数不易确定,以及系统的动态响应和鲁棒性难以同时提升的问题,提出了一种基于电感电流建立双闭环结构的自适应终端滑模控制策略。该算法基于电感电流建立滑模面切换函数,利用输出电压误差跟踪基准电感电流,通过对李雅普诺夫稳定性的求解确定跟踪系数,规避了常规滑模系数难以确定和基准电感电流不易测量的问题; 在该滑模面切换函数上构建了非线性环节,实现了终端双闭环滑模控制方法; 通过卡尔曼滤波增益理论对非线性环节的阶数自适应选择,同时提高了趋近速度和收敛速度,有效改善了滑模控制策略的动态特性和鲁棒性互相制约的问题。自适应终端双闭环滑模控制Buck变换器在启动环节能够获得最优的瞬态响应,并有效地抑制电压的过冲量,在负载突变情况下具有最小的电压跌落量和最快的调节时间,有效地解决了动态响应与鲁棒性互相制约的问题,同时提升了系统控制的动态响应和鲁棒性。自适应终端双闭环滑模控制策略物理实现相对简单,在Buck变换器以及其他DC-DC变换器的高精度控制领域具有一定的实用价值。关键词：Buck变换器;自适应终端滑模控制;双闭环滑模控制;动态响应;鲁棒性784|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对伺服电机驱动泵控非对称液压缸系统存在约束和鲁棒性差等问题,提出了采用状态估计的模型预测控制策略。根据泵控液压缸系统的原理和实际要求,建立了含输入和输出约束的状态空间模型; 引入模型预测控制,避免了阀切换带来的非线性,提高了约束优化控制性能; 结合卡尔曼滤波器,补偿了干扰和模型误差的影响,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制策略能够实现无偏移跟踪,保证输入不超限、输出无超调,且具有很好的处理干扰和模型失配的能力。实验结果中,液压缸位置无超调,相对位置跟踪误差约为0.5%,干扰和模型误差对控制性能的影响很小。可见,所提方法能应用于实际泵控系统,提高输入、输出约束下的控制性能,容许一定的干扰和建模误差。关键词：泵控非对称液压缸;约束;鲁棒性;模型预测控制;卡尔曼滤波器784|5|5更新时间：2025-07-09
- 摘要：为研究多通道烘缸内蒸汽的冷凝换热特性,提高烘缸干燥效率,降低造纸工业能耗,采用可视化方法对多通道烘缸中的单边换热水平矩形管内蒸汽冷凝现象进行了观测实验。实验观察到了环状流、波状流、弹状流以及塞状流4种流型。实验结果表明:当质量流率较小时,小干度下流型主要为塞状流和弹状流,随着干度的增大,流型转变为波状流; 当质量流率较大时,即使小干度下流型仍主要为波状流和环状流,冷凝过程无塞状流和弹状流出现。经比较,Tandon流型图可较好地预测实验观察到的流型。此外,当质量流率较小(G<35 kg?m-2?s-1)时,换热系数受质量流率和干度影响较小; 随着质量流率增大,换热系数受质量流率和干度的影响变大,且随着质量流率和干度的增大而增大。最后,将实验值与传统经验关联式计算值进行了对比,发现Cavallini的关联式能较好地预测该实验结果。关键词：可视化;流型;冷凝;换热;多通道烘缸708|5|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：应用统一色噪声原理和随机平均法研究了色噪声激励下非线性阻尼动力系统的首次穿越问题。首先给出了条件可靠性函数满足的BK(Backward Kolmogorov)方程以及首次穿越时间条件矩满足的广义GP(General Pontryagin)方程,其次在规则边界条件和初始条件下得到了系统的条件可靠性函数、概率密度函数和首次穿越时间的数值解,最后通过数值模拟图分析了系统参数及外激励噪声对系统可靠性变化的影响。分析结果表明:增大系统参数可提高系统可靠性; 增大噪声强度会增大发生首次穿越的概率、降低系统的可靠性; 噪声自相关时间对系统可靠性的影响与系统参数有关,即在系统参数值较大时增大噪声相关时间会提高系统的可靠性,而当系统参数较小时增大噪声相关时间反而会降低系统的可靠性。该结果可为非线性系统的可靠性研究提供参考。关键词：首次穿越;色噪声激励;动力系统;非线性阻尼;可靠性函数648|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对二次电子谐振倍增引起的微放电效应导致微波部件传输性能降低的现象,提出了一种能显著抑制二次电子的收拢式微陷阱表面结构。首先,通过分类处理弹性背散射、非弹性背散射以及真二次电子出射概率得到平整表面的总二次电子出射特性; 然后,采用粒子模拟的方法跟踪二次电子在收拢式陷阱结构内的级联再入射过程,获得收拢式陷阱结构对二次电子的抑制特性,从而得到收拢式表面结构对不同类型出射电子的抑制效果和二次电子能谱变化趋势,以及表面结构参数对二次电子发射特性和微放电品质因子的影响规律。仿真结果表明:收拢式表面使得二次电子产额在各个能量段整体下降,对应的二次电子能谱呈现更集中的趋势。收拢式结构中的矩形宽度对二次电子的影响呈先减小后增加趋势,而矩形深度能呈线性地提高微放电的品质因子。这种收拢式结构的椭圆水平轴长在最优的情况下比相同孔隙率和深宽比矩形陷阱结构对二次电子发射的抑制效果提高21.2%,同时使微放电品质因子提升24.97%。关键词：收拢表面;二次电子;微放电;数值模拟642|6|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了在较低能耗下获得较高的产水率,采用响应曲面法和满意度函数法对直接接触式膜蒸馏脱盐过程进行了建模和多指标优化,考察指标为产水率和热效率,考察因素包括操作参数料液入口温度、透过侧入口温度、膜面流速和组件参数装填系数、长径比等。通过方差分析对预测模型进行了验证。研究分析了各参数对指标的交互作用,发现各参数对考察指标影响显著。利用满意度函数法对膜蒸馏过程进行了多指标优化,获得最优条件为料液入口温度70 ℃、透过侧入口温度40 ℃、膜面流速60 m/min、装填系数50%和长径比20。在最优条件下进行实验,获得的产水率为1.697 kg?h-1,热效率为88.2%。研究结果可为膜蒸馏过程的优化以及放大设计提供参考。关键词：直接接触式膜蒸馏;脱盐;产水率;热效率;多指标优化710|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了快速有效地进行具有中间水道的用水网络设计,提出了基于水夹点分析的用水网络设计方法。水夹点分析基于对用水过程中使用新鲜水或回用水的指导,获得初始中间水道浓度估计值并给出中间水道中水分配的基本规则。首先根据水夹点浓度确定中间水道杂质浓度,并对用水单元进行分组,安排用水单元在用水网络中的位置,然后优化中间水道水流量,确定最优用水网络结构。水夹点分析提供具有中间水道初始用水网络结构,降低数学优化求解的规模和难度,所提夹点设计方法简捷易行。2个实例的计算结果表明,所提出的方法比简单的夹点分析和节水因子方法可分别节水2.56%和7.58%。关键词：中间水道;水夹点;用水网络685|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对过程系统中低灵敏度换热网络设计与旁路优化控制的协调问题,提出了一种兼顾控制性能要求的低灵敏度换热网络旁路优化设计的低灵敏度与控制性能集成优化方法。首先通过计算机模拟,对换热网络旁路控制性能和换热网络柔性进行分析,发现系统柔性越好则控制性能越差,两者是竞争关系;然后,通过关系图分析给定换热网络柔性、控制性能与经济特性三者之间的关系,采用混合整数非线性优化方法进行旁路优化设计;进而利用工艺设计与控制的集成优化思想,根据动态仿真的约束破坏量来反馈修正稳态优化的约束,进行稳态优化设计;最后得到同时满足工艺设计要求和控制性能约束的换热网络经济最优方案。仿真实验结果表明:相比于换热网络旁路开度多次优化设计方法,采用低灵敏度与控制性能集成的优化方法,换热网络的柔性虽有降低但控制性能提升了约35%,总费用也显著下降,能够实现在满足系统柔性与控制性能要求的前提下,有效提升换热网络经济性能的目标。关键词：过程系统;计算机模拟;换热网络;旁路;优化设计595|5|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对机床支承件螺栓连接布局设计缺乏相关技术理论支撑的问题,提出了考虑压力分布耦合作用的螺栓连接布局优化设计方法。该方法基于高斯函数,通过数据拟合方法对单螺栓连接结合面压力分布进行数学表征,引入单螺栓极限作用半径的概念,表征单螺栓连接结合面压力分布区域的大小,研究单螺栓极限作用半径的确定方法,并通过分析螺栓间压力分布的耦合作用对其进行修正,以修正后的极限作用半径为依据,建立机床支承件螺栓连接布局优化设计方法。构建机床典型支承件微缩模型,通过有限元分析和试验的方法验证模型的可行性,依据此模型在动刚度和静刚度两方面校验螺栓布局设计方法。研究结果表明,该设计方法使机床动刚度一阶固有频率最大提高了13.86%,静刚度最大提高了18.16%,有效改善了机床整体的动静特性,将为机床支承件螺栓连接布局设计提供基础理论与技术支持。关键词：机床;支承件;螺栓连接;布局设计;动静特性779|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对油浸绝缘纸板在长期局部放电应力作用下的劣化问题,在针板电极下对油浸绝缘纸板进行了长期局部放电试验,对绝缘纸板的局部放电特性及表面形态的理化特性进行了测量和分析。其中,记录了长期局部放电发展过程中的局部放电相位分布(PRPD)图谱,对处于不同放电阶段的纸板进行了表面形貌、化学基团的观测,研究并给出了放电对纸板表面理化特性的影响机理。结果表明:油浸绝缘纸板的长期局部放电发展经历4个阶段,不同阶段放电由表面向内部发展,对纸板的损伤程度不同;局部放电会造成纸板中纤维的烧蚀及断裂,产生孔洞并不断扩大,形成气泡层;气泡层中不断发生的气体放电生成自由基,这些自由基会与纤维束表面的基团反应并改变其微观形态,促使放电向内不断发展;最终纸板内部堆积大量气泡,形成贯穿的气泡柱并导致纸板击穿。长期局放应力下绝缘纸板的微观结构破坏是导致纸板失效的重要原因,而PRPD图谱的变化是其在局部放电特性上的反映。关键词：油浸绝缘纸板;局部放电;表面形态755|9|7更新时间：2025-07-09
- 摘要：网络阻塞和故障停运导致备用存在供应问题,为了保证含多分区电力系统备用的有效性和网络的安全性,在实时优化调度中提出分区备用要求和新的求解算法,分析了含多分区的孤立和受端电力系统备用容量需求,建立了一种以电能和备用购买费用最小为目标函数的能量备用实时优化调度模型,同时计及了系统备用要求、分区备用要求、N-1安全准则等约束条件。该模型是一个超大规模的优化问题,因此文中将动态积极集法引入电力系统优化调度问题,对其进行迭代求解。最后,对IEEE 118节点标准测试系统和我国某典型受端电网进行算例分析,结果表明,采用提出的实时优化调度模型和动态积极集求解算法在满足电力系统实时调度计算时间要求的同时,求解得到能量备用的实时优化调度方案以及N-1故障后备用调用方案,验证了模型的合理性和算法的可行性。该算法可以有效解决备用的供应问题,提高电网运行的安全性,为含多分区电力系统的实时优化调度提供有意义的探索。关键词：能量备用实时优化;分区备用要求;N-1安全约束;受端电网816|4|4更新时间：2025-07-09
化工过程系统工程
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