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最新刊期
2023年第57卷第9期
本期电子书
封面故事
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能源与动力
电解水制氢储能与Allam循环发电集成系统的热力学特性分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李喆, 王可可, 王顺森, 李博, 颜晓江, 王江峰
2023, 57(9): 1-9. DOI: 10.7652/xjtuxb202309001
摘要:为充分利用可再生能源和提高发电系统效率,提出了一种基于固体氧化物的电解水制氢储能与Allam循环发电的集成系统。将高效率的Allam循环应用于电解水制氢储能系统,电解水储能系统负责为Allam循环提供燃料和纯氧,建立了该系统的热力学计算模型。通过Matlab自编程对该系统进行了仿真计算,重点分析了透平进出口参数、动力设备等熵效率、电解效率和循环最低温度对储能-发电系统的影响规律。结果表明:在设计工况下,集成系统效率达到54.47%,储能密度为214.85 kW·h·m
-3
。存在最佳透平进口温度、最佳透平进口压力、最佳透平出口压力使系统效率达到峰值。相较其他动力设备,透平内效率对集成系统性能影响最大,透平内效率从82%增大至92%,集成系统效率提高了2.55%。降低发电循环的最低温度可以提升集成系统性能,当循环最低温度从26 ℃降低至-4 ℃,集成系统效率提高了6.03%。该研究对发展新型大规模电储能技术具有一定的借鉴意义,参数分析结果可为工程实际应用提供理论支撑。
关键词:电解水;Allam循环;集成系统;热力学分析
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更新时间:2025-07-09
平面叶栅多凹槽叶顶倾斜圆柱孔气膜冷却与气动特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
贾哲, 李冯, 张韦馨, 刘钊, 石, 丰镇平
2023, 57(9): 10-21. DOI: 10.7652/xjtuxb202309002
摘要:为提高燃气透平动叶叶顶的气膜冷却有效度,并减少由叶顶泄漏流引起的气动损失,对带倾斜圆柱孔的多凹槽叶顶冷却与气动特性进行了研究,试验测量了多凹槽叶顶的气膜冷却特性,并对其气动特性进行了数值模拟分析。首先采用压力敏感漆技术,在4种吹风比(0.5、1.0、1.5和2.0)下,测量了4种多凹槽叶顶(凹槽数分别为1、2、3和4个)气膜冷却性能的变化规律; 然后经湍流模型验证,采用与试验数据吻合最好的SST k-ω模型,分析了多凹槽叶顶的流场结构及气动损失。研究结果表明:多凹槽叶顶在叶顶区域前、中部具有更优良的气膜冷却有效度,同时对肩壁也有良好保护作用; 由于多凹槽叶顶的肋能够阻挡冷气向下游流动,肋后能形成涡卷吸冷气,因而能够提高肋前和肋后的气膜冷却有效度; 相较于单凹槽叶顶,多凹槽叶顶的气动损失较低,其中三凹槽叶顶的总压损失系数最小,最多比单凹槽叶顶的低9.3%。
关键词:燃气轮机;多凹槽叶顶;气膜冷却;压力敏感漆;气动特性
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更新时间:2025-07-09
翼型下表面柔性襟翼流动控制机理研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
孟俊苗, 韩佳坤, 陈刚
2023, 57(9): 22-30. DOI: 10.7652/xjtuxb202309003
摘要:为解决低雷诺数下仿生飞行器设计中边界层流动分离这一热点问题,仿照鸟类次级羽毛的流动控制机制,提出了利用翼型下表面柔性襟翼进行非定常流动控制的方法。建立了一种以浸入边界法为核心的通用IB-LB-FEM流固耦合数值模拟框架,并系统研究了下表面柔性襟翼位置和刚度系数对NACA0012翼型非定常流动的影响,揭示了柔性襟翼流固耦合效应下的变形规律及其非定常流动控制机理。研究结果表明:当柔性襟翼靠近尾缘时,其对翼型气动性能的影响较为明显,其中最大平均升阻比相比无襟翼翼型提升了33.32%; 下表面柔性襟翼并没有直接参与翼型表面流动分离的控制,但其通过扰动翼型下表面的非定常流动在襟翼后方形成新的流动分离从而影响了翼型的气动特性。此外,改变下表面柔性襟翼的刚度系数,将充分利用流固耦合特性有效改善翼型的气动性能。研究对于深入柔性襟翼流动控制机理,解决仿生飞行器的流动分离提供了新的研究思路。
关键词:柔性襟翼;浸入边界法;流动控制;流固耦合;非定常流动
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更新时间:2025-07-09
叶栅稠密度对多叶片轴流泵叶轮内外特性的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨从新, 赵森, 郭艳磊, 吕天智
2023(9): 31-42.
摘要:为了研究叶栅稠密度对多叶片轴流泵叶轮性能的影响,揭示叶轮进出口基于质量流量加权的速度随叶栅稠密度变化规律的机理,获得叶轮进出口压力脉动随叶栅稠密度的变化规律。采用SST k-ω湍流模型,在特定弦长和特定栅距两种情况下对不同叶栅稠密度多叶片轴流泵叶轮进行了三维非定常数值分析。研究结果表明:在一定范围内,叶轮扬程系数、轴功率与叶栅稠密度均呈正相关分布,效率呈抛物线分布;叶轮进口压力脉动系数随叶栅稠密度的增加呈负相关分布,而叶轮出口反之;此外,叶栅稠密度的增加可有效提高叶片背面最低压强,能明显改善叶轮空化性能;特定栅距下,扬程系数在轮缘叶栅稠密度为1.53时达到最大值0.432,效率在轮缘叶栅稠密度为1.21时达到最大值93.47%;特定弦长下,扬程系数在轮缘叶栅稠密度为1.42时达到最大值0.415,效率在轮缘叶栅稠密度为0.89时达到最大值93.32%;在相同叶栅稠密度下,两种情况的叶轮内外特性呈现较为明显的差异。该研究可为多叶片轴流泵叶轮设计过程中叶栅稠密度的选取提供一定的参考。
关键词:叶栅稠密度;轴流泵叶轮;弦长;栅距;压力脉动
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更新时间:2025-07-09
液氧涡轮泵阻尼密封设计与动力学特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
靳志鸿, 胡锦华, 李志刚, 李军
2023(9): 43-53+61.
摘要:为评估进口高预旋对动密封性能的影响,提出了能够同时模拟动密封进口压力场和速度场的“虚拟旁路边界”计算模型和动密封非定常流体激振数值预测方法。针对某型液氧涡轮泵离心叶轮前凸肩动密封,开展了迷宫、蜂窝和孔型阻尼密封方案设计、性能比较和深度变推力发动机涡轮泵密封动力学适应性研究,比较了液氧涡轮泵额定工况下3种动密封方案性能,计算分析了6种发动机推力负荷(10%~100%)、高进口预旋(预旋比为0.77)下孔型阻尼密封的泄漏量和转子动力特性系数。结果表明:在额定工况下,相比于迷宫密封,蜂窝和孔型阻尼密封具有更优的封严性能(泄漏流量分别减小了17.9%和17.5%)和动力学性能(同步频率下有效阻尼分别增大了180%和87%,穿越频率从661 Hz分别减小到了287 Hz和275 Hz);在发动机深度变推力工况下,孔型阻尼密封具有较大的同步频率有效阻尼;受高进口预旋的影响,有效阻尼的穿越频率随推力负荷的增大而显著增大(从50 Hz增大到430 Hz),减小了密封提供正阻尼的抑振频率区间;在大推力工况下,可通过在密封入口设置防旋板等止旋装置减小预旋、提高转子稳定性。
关键词:液氧涡轮泵;孔型阻尼密封;泄漏特性;深度变推力工况;转子稳定性
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更新时间:2025-07-09
基于跨声速膨胀凝结流动的低温氮气均质成核与异质成核
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
胡文虎, 孙皖, 牛璐, 彭婧, 蒋卓君, 潘良明
2023, 57(9): 54-61. DOI: 10.7652/xjtuxb202309006
摘要:为了深入研究低温气体超声速膨胀时的两相凝结流动,基于Euler-Euler双流体模型,采用非等温效应修正的经典成核理论和Gyarmathy液滴生长理论建立了可预测氮气均质和异质凝结流动统一的数值模型。利用Ansys Fluent对拉瓦尔喷管内低温氮气膨胀凝结过程进行了数值研究,分析了不同入口温度和不同异质核心参数对凝结行为的影响规律。模拟结果表明:随着入口温度降低,凝结发生位置会逐步靠近喉部,进而出口处带液量及液滴尺寸也随之增加; 相比于均质成核,异质核心的存在降低了成核的自由能障,使得氮气凝结在较低的过冷度下即可发生; 当异质核心半径在一定范围内,随着异质核心数增多,异质凝结逐渐成为带液量增长的主导过程,直至达到完全异质成核。
关键词:低温氮气;超声速膨胀;均质成核;异质成核
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更新时间:2025-07-09
低温贮箱大热流下两相流态可视化试验
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
瞿淼, 王磊, 孙培杰, 严立, 王其晓, 厉彦忠
2023, 57(9): 62-70. DOI: 10.7652/xjtuxb202309007
摘要:为研究大热流下低温推进剂贮箱箱内流体温度分层与沸腾气泡特征,以液氮为试验流体,搭建了低温贮箱变热流可视化相态观测平台,通过改变吹风温度与吹风速度,实现了1~16 kW·m
-2
热流边界调节,与火箭升空过程中承受气动热流冲击基本一致。试验结果表明:低温贮箱壁面受大热流作用,并不一定产生沸腾气泡; 当壁面热流密度小于2 kW·m
-2
,直至液体主体过冷度降至1 K时,近壁区才有气泡产生; 壁面热流密度达到16 kW·m
-2
以上后,即使液体主体区过冷度超过10 K,近壁区也可能产生沸腾气泡; 当液体主体存在较大过冷度时,火箭升空过程的气动加热仅会造成近壁区出现气泡; 在对低温贮箱增压时,提高增压气体注入速率,加快增压进程有利于延缓近壁区液体温升与沸腾发生。此外,建立了一种预测沸腾气泡发生边界的经验模型,可对裸壁贮箱在大热流下是否发生推进剂沸腾提供初步预测,从而为火箭贮箱绝热方案设计提供支撑。
关键词:低温推进剂;沸腾气泡;两相流态;可视化试验
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更新时间:2025-07-09
甲醇替代率对甲醇/柴油双直喷发动机性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
尹晓军, 任宪丰, 栾建伟, 段浩, 汪映, 曾科
2023, 57(9): 71-78. DOI: 10.7652/xjtuxb202309008
摘要:为了实现甲醇/柴油双燃料发动机的高热效率和低排放,在一台单缸柴油机上搭建了独立的双直喷系统,开展了甲醇/柴油双直喷发动机运行范围的试验研究。结果表明:在低负荷率工况下,随着甲醇替代率的增加,发动机热效率降低; 在中、高负荷率工况下,甲醇的加入有利于提高发动机热效率。在负荷率为79.5%、甲醇替代率为52.4%的工况下,发动机指示热效率达到最大值(43.4%)。同时,随着甲醇替代率的增加,发动机NO
x
和碳烟排放降低,而HC和CO排放呈现出增加的趋势。此外,在全负荷工况下,探究了最大甲醇替代率及其对发动机热效率的影响,发现双直喷发动机的最大甲醇替代率可以达到96.0%。随着甲醇替代率的增加,发动机指示热效率呈现出先提高后降低的趋势,最高指示热效率发生在甲醇替代率为50.0%的工况下。该研究结果可为甲醇/柴油双直喷发动机性能和排放特性的进一步优化提供试验和数据支持。
关键词:甲醇/柴油双燃料;双直喷发动机;甲醇替代率;运行范围;热效率;排放特性
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更新时间:2025-07-09
二甲醚掺混对氨高温着火延迟期的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张齐英, 姜雪, 刘曦宇, 张天琦, 黄佐华
2023(9): 79-86.
摘要:针对氨燃料化学反应活性低、直接在发动机上使用较难实现可靠着火及高效燃烧的问题,开展了添加高反应活性燃料二甲醚改善氨着火性能的实验及模拟研究。利用激波管实验装置获得了压力为1 MPa、温度在1 079~1 667 K范围内和当量比为1条件下氨/二甲醚燃料的着火延迟期的实验数据,揭示了添加二甲醚后的着火促进效果;利用实验数据评价了不同化学反应动力学模型对氨/二甲醚燃料着火延迟期的预测表现;基于Dai模型开展了化学反应动力学理论分析,明晰了掺混二甲醚对反应路径、着火敏感反应和自由基产率的影响机制。实验结果表明,高温下掺混二甲醚对氨着火延迟期有显著的非线性促进作用,实际应用中仅掺混少量即可达到着火调控效果。化学反应动力学分析结果表明:添加摩尔分数为5%的二甲醚对氨的化学反应路径影响较小,着火过程中两种燃料之间存在自由基的竞争;添加二甲醚在着火初期提高了OH自由基生成反应的产率,从而显著缩短了着火延迟期。该研究可为氨燃料发动机的着火调控和性能优化提供参考。
关键词:着火延迟期;氨;二甲醚;化学反应动力学
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更新时间:2025-07-09
耦合颗粒物传感器的柴油机颗粒捕集器故障诊断策略
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
汤东, 李天祥, 施盛耀
2023, 57(9): 87-97. DOI: 10.7652/xjtuxb202309010
摘要:为实时监测柴油机颗粒捕集器(DPF)工作状态以建立相应的故障诊断策略,利用GT-POWER软件建立DPF碳烟捕集模型,通过发动机排放试验标定DPF的渗透率; 模拟DPF不同程度的堵塞故障和破损故障,对压降和捕集效率受故障程度的影响进行敏感性分析; 搭建试验台架,制作达到法规限制的破损件和堵塞件,研究故障件在全球统一瞬态循环工况下的压降与传感器信号边界,提出了压差传感器与颗粒物传感器耦合的故障诊断方法。试验结果表明:DPF压降随堵塞程度增加呈指数型攀升,捕集效率增加较平缓; DPF压降和捕集效率随破损程度增加逐级递减,高转速工况下破损程度达到20%时捕集效率下降至50%,任何工况下破损程度达到50%时DPF完全失效。此外,破损故障试验确定了DPF破损故障的压降边界下限为0.1 kPa,传感器信号边界上限为10 nA; 堵塞试验确定了碳载量7 g/L时DPF堵塞故障的压降边界上限为1.75 kPa,传感器信号边界下限为15 nA。
关键词:颗粒物捕集器;漏电流式颗粒物传感器;压降;捕集效率;故障诊断
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更新时间:2025-07-09
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双列圆锥滚子轴承拟静力学建模和刚度计算分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张进华, 朱光浩, 黎铭, 洪军, 方斌
2023, 57(9): 98-108. DOI: 10.7652/xjtuxb202309011
摘要:针对双列圆锥滚子轴承建模及求解过程复杂的问题,以切片法为基础,建立了双列圆锥滚子轴承的拟静力学模型,结合同伦-牛顿法,实现了对上述模型的求解,并针对不同工况条件下双列圆锥滚子轴承的刚度特性展开分析。分析结果表明:所建模型一定程度上克服了传统非线性迭代算法对初值的高依赖性; 双列圆锥滚子轴承的刚度特性受轴承转速和预紧位移影响,在仅有预紧力的工况下,当转速从0增加到4 000 r/min时,轴承的径向、轴向刚度减小,当预紧位移从0.005 mm增加到0.015 mm 时,径向、轴向刚度增加; 当受轴向力且轴向力从10 kN增加到14 kN时,轴承径向、轴向刚度减小,当轴向力从14 kN增加到19 kN时,其径向、轴向刚度增加,转折点为第二列滚子与内滚道脱离点; 增加转速时,出现脱离点所需的轴向力减小; 增加预紧位移时,出现脱离点所需轴向力增加。
关键词:双列圆锥滚子轴承;刚度特性;拟静力学模型;同伦-牛顿法
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更新时间:2025-07-09
能量视角下的盾构机刀盘的结构变异重构设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘宏磊, 宋晨旭, 鲁睿, 李宝童, 洪军
2023, 57(9): 109-122. DOI: 10.7652/xjtuxb202309012
摘要:为充分挖掘盾构机刀盘优化承载形态,在经典布局方案基础上进一步探索动力学承载结构变异重构机制,以显式拓扑优化方法为设计工具,驱动盾构机刀盘承载架构的变异与重构,结合能量有限元分析方法,通过引导并强化盾构机刀盘振动能量耗散,实现对结构动响应的抑制。针对某型土压平衡式盾构机刀盘结构进行了设计验证,结果表明:在相同开口率和载荷输入条件下,所设计的盾构机刀盘面板结构对比原始结构,平均变形量减小了24.49%,最大应力降低了41.34%,静力学性能得到提升; 优化结构相比于原始结构,其能量柔度改善超过22.0%,最大动响应降低7.8%,最小动响应降低27.7%,动力学性得到有效提升。能量视角下的结构变异重构设计方法具有良好的工程应用价值,可为以盾构机为代表的大尺寸结构动力学设计提供一种新思路。
关键词:盾构机刀盘;结构变异;能量有限元;拓扑优化
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更新时间:2025-07-09
RV减速器摆线针齿传动机构线外啮入冲击研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
纪姝婷, 李佳林, 张跃明
2023, 57(9): 123-132. DOI: 10.7652/xjtuxb202309013
摘要:针对摆线针齿传动机构啮合间隙引起的线外啮入冲击,进而导致RV减速器传动误差突变和振动冲击增大的问题,基于H-C(享特-克罗斯利)接触碰撞模型和Hertz(赫兹)接触碰撞变形规律,提出考虑摆线轮齿廓修形参数和机构设计参数的线外啮入冲击力模型与分析方法。首先,基于线外啮入冲击产生机理,确定了理论啮入点与实际啮入点,明确了弹性扭转角的计算方法。其次,基于H-C接触碰撞模型与Hertz接触碰撞变形规律,提出了考虑阻尼力的摆线针齿传动线外啮入冲击力模型。然后,采用多变量拟合方法,构建了摆线轮移距修形和偏心距与啮入冲击力的映射关系,揭示了摆线针齿传动机构线外啮入冲击的影响机制。最后,应用Ansys瞬态动力学模块进行摆线针齿传动机构碰撞动态力的仿真计算。结果表明:啮入冲击力随负移距修形量的减小而增加,随正移距修形量的增大而增加,随偏心距的减小而增加; 理论和仿真得到的最大冲击力误差为7.98%,尚在允许范围内,验证了线外啮入冲击模型的可行性。该研究结果可为RV减速机摆线针齿传动机构的设计与优化提供理论依据。
关键词:摆线针齿传动;啮入冲击;偏心距;移距修形;瞬态动力学
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更新时间:2025-07-09
智能移动终端室内异步声音定位方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张磊, 刘江, 冯雪, 屈秉男, 何为, 胡志新
2023, 57(9): 133-143. DOI: 10.7652/xjtuxb202309014
摘要:针对智能移动终端的高精度室内定位需求,提出一种基于到达时间差和相对运动速度信息的异步声音定位方法。首先,结合距离差和相对运动速度量测,建立短时位置序列的联合估计模型,来降低速度积分所引入的累积误差; 然后,基于LM(Levenberg-Marquardt)算法,对所建立的模型进行快速求解; 最后,设计了一种迭代优化过程,对短时位置序列的帧前位置施加随机扰动,降低初始位置对定位结果的影响,在低基站部署密度下,实现智能移动终端高精度的室内异步声音定位。对比数值仿真和实验结果表明:在二维和三维定位场景下,所提出方法均优于传统异步定位方法,具有更高的定位精度和稳定性,并将定位所需的最少基站数量分别减少至2个和3个; 随着基站数量的增加,传统异步定位方法逐渐接近所提出方法的定位性能; 在二维场景的3基站部署条件下,当短时位置序列长度T=2时,所提出方法的定位精度有90%的概率优于0.43 m,而当T=3时为0.29 m。因此,该方法能够在低基站部署密度环境中实现高精度的位置估计,同时具有较好的定位稳定性。
关键词:室内定位;声音定位;异步定位;到达时间差
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更新时间:2025-07-09
永磁同步电机新型有效磁链固定时滑模扰动辨识策略
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘思源, 刘凌, 靳东松
2023, 57(9): 144-151. DOI: 10.7652/xjtuxb202309015
摘要:针对外界负载发生扰动时永磁同步电机矢量控制器动态性能不佳的问题,提出了一种永磁同步电机有效磁链固定时滑模负载辨识策略(FTSMLTO)。首先,结合有效磁链定义,分析了电机有效磁链模型,构建降阶有效磁链三阶扩展状态观测器,实现对电机参数依赖性的降低; 然后结合固定时滑模理论构建了观测器的虚拟控制率和虚拟控制输入,实现电流误差的固定时间收敛,从而提升负载转矩动态变化时的观测精确性和速度; 最后将观测到的负载转矩前馈到电流环控制器,从而实现对动态变化的负载转矩的精确观测和补偿,进一步提升控制系统的动态性能。通过数值仿真对提出的扰动辨识策略进行验证,结果发现:相较于传统滑模负载转矩观测器,所提出的固定时滑模负载观测策略观测值稳态误差小、动态性能好; 采用FTSMLTO前馈补偿后相较于未补偿时转速正向超调减小约10.7%,负向超调减小约14.9%,正弦负载时超调减小约25.0%。
关键词:永磁同步电机;固定时间一致性;滑模负载转矩观测器;状态观测器;扰动前馈补偿
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更新时间:2025-07-09
孤立电网中风电和储能的联合非线性鲁棒控制
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
韩金龙, 杜正春, 江晗, 袁枭添
2023, 57(9): 152-161. DOI: 10.7652/xjtuxb202309016
摘要:为优化风储孤立电网的暂态特性以提升其在恶劣运行环境下的抗干扰能力,提出了孤立电网中风电和储能的联合非线性鲁棒控制策略。基于状态反馈精确线性化及鲁棒H
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最优控制理论,并综合考虑了系统建模时同步电机的转矩扰动、功率扰动、电压扰动等各种干扰因素,首先通过构造微分同胚非线性坐标变换,建立了风储孤立电网的精确线性化动态模型,进而设计了风电和储能的联合鲁棒控制器; 所提控制策略可使风机实时地保持最优转速以输出最大风功率,并通过风电与储能的联合控制使系统出力跟踪负荷变化,实现了多目标控制。仿真验证表明,提出的风电和储能的联合非线性鲁棒控制策略对外界风速及负荷的扰动具有很强的鲁棒性; 当外界风速突变或系统负荷突变时,风储孤网在非线性鲁棒控制器作用下可以迅速且平滑地过渡至稳态,有效避免了采用传统PI控制时调节过程中出现的超调及2~3次振荡,能显著提升风储孤立电网的暂态特性。该研究为风储孤立电网的联合控制提供设计理论基础及工程实践。
关键词:孤立电网;储能;精确线性化;非线性鲁棒控制;联合控制
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更新时间:2025-07-09
具有激励相容和能源共享特性的混合储能组合拍卖
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吴雄, 麻淞, 何雯雯, 刘炳文, 张子裕, 王鹏磊
2023, 57(9): 162-173. DOI: 10.7652/xjtuxb202309017
摘要:针对综合能源微网单独配置储能经济性较低的问题,建立了一个经济高效的电-热混合能源共享模型,多个综合能源微网共享一个电-热混合储能装置。在电-热混合储能容量共享的研究中,采用了一种基于多物品拍卖理论的混合储能组合拍卖方法:每个微网分别提交多组不同的电、热储能容量需求以及相应的投标价格,分别竞拍电化学储能容量和储热罐容量,利用这些储能容量达到节省购电费用的目的。储能运营商则以社会福利最大化为目标决定拍卖的结果,即储能容量如何分配给各微网可以最大化其效用。在最后的费用结算过程中采用维克瑞-克拉克-格罗夫(Vickrey-Clarke-Groves,VCG)机制计算各微网需要支付的费用。由于VCG机制具有激励相容性,各微网没有虚假报价的动机,都倾向于提交真实的投标价格,保证了组合拍卖结果具有最大的社会福利。算例结果表明,在社会福利方面,所提的混合储能组合拍卖模式相比于一般的共享储能模式更具优势。
关键词:组合拍卖;能源共享;混合储能;激励相容;社会福利
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更新时间:2025-07-09
多普勒雷达下的机动多目标跟踪算法
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国强, 卢宇翀, 戚连刚, KALIUZHNY Mykola
2023, 57(9): 174-184. DOI: 10.7652/xjtuxb202309018
摘要:针对多普勒雷达在跟踪机动多目标过程中由于多普勒盲区(DBZ)造成量测丢失、对跟踪器性能产生严重影响这一问题,提出将最小可检测速度(MDV)带入到交互多模型广义标签多伯努利(IMM-GLMB)滤波器中,利用MDV信息抑制DBZ对跟踪器的影响。首先,通过采用基于马尔科夫分支合并策略的交互多模型(IMM)算法,解决单一运动模型的情况下无法跟踪机动目标的问题; 其次,将并入MDV信息的检测概率模型带入IMM-GLMB滤波器的更新方程中,并给出了详细实现过程,利用MDV和多普勒信息来改善跟踪器性能; 最后,面对目前算法需要固定航迹起始位置才可以进行跟踪的问题,提出了一种适用于广义标签多伯努利(GLMB)滤波器的自适应航迹起始算法。仿真结果表明,所提出的滤波算法在不同宽度的DBZ下都具有更好的性能表现,尤其在DBZ较小时,对滤波器的性能基本没有影响,并且所提算法在单步运行时间上有34%的提升。
关键词:机动多目标跟踪;多普勒盲区;航迹起始;广义标签多伯努利
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更新时间:2025-07-09
用于图像分类的深度卷积神经网络中的空间分割注意力模块
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王方, 乔瑞萍
2023, 57(9): 185-192. DOI: 10.7652/xjtuxb202309019
摘要:针对现有注意力机制常采用融合或压缩的方式来获取所需信息,会导致空间或通道维度损失的信息过多的问题,提出了一种有效的轻量级注意力模块SPAM,它可以在不经过通道融合或压缩的情况下获取注意力。对于输入的中间特征图,SPAM首先会自适应地采用平均池化和最大池化来进行特征提取; 采用空间上局部的块特征代替点特征以减少计算量,并利用实例标准化(IN)层与深层卷积来捕获全局空间注意力; 通道维度信息的重建通过分组卷积来完成; 最终使用插值操作获得整体注意力,对输入特征图进行加权。SPAM可以方便地嵌入到各种主流卷积神经网络架构中,只需增加微量参数和计算量,就可以显著提高网络性能。为了证明SPAM的有效性,在ImageNet-1K、CIFAR-100和Food-101图像分类数据集上进行了大量实验,并使用Grad-CAM可视化了网络的关注区域。实验结果表明,在ImageNet-1K、CIFAR-100和Food-101数据集上,SPAM分别将基线网络的准确率最多提高了约1.08%、2.46%和1.09%。研究结果表明,嵌入SPAM的网络的性能都有较大提升; 且相较于其他常用的轻量级注意力机制,SPAM的效果始终更好; SPAM使网络更关注目标对象所在区域,确切提高了网络的表达能力。
关键词:卷积神经网络;注意力机制;图像分类;特征提取
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更新时间:2025-07-09
利用肌肉协同研究上肢简单和复杂运动的关联性
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黄永欣, 文斌, 毛菁菁, 姚瑞, 尹孟奇, 徐进
2023, 57(9): 193-202. DOI: 10.7652/xjtuxb202309020
摘要:针对简单运动和复杂运动的关联性不清的问题,从肌肉协同分析角度,利用非负最小二乘法和余弦相似度相结合的方法,对两类运动的关联性进行研究。分别设计上肢简单和复杂运动范式,并采集20名健康受试者在运动执行过程中的8通道表面肌电信号(sEMG); 利用非负矩阵分解方法对8通道sEMG进行解码,分别提取上肢简单和复杂运动的肌肉协同模式; 采用非负最小二乘法求解线性组合模型中非负线性系数,并据此与简单运动的协同模式进行运动重构; 通过余弦相似度评估重构运动与复杂运动之间的相似性,并探讨简单运动和复杂运动的关联性。研究结果表明,复杂运动协同模式是简单运动协同模式的保留和合并; 模式保留说明简单和复杂运动之间存在共享的基本肌肉协同模式,模式合并说明复杂运动的协同模式是简单运动协同模式的线性组合。该研究可为神经肌肉运动控制和肌-机接口技术研究提供参考。
关键词:肌肉协同;简单运动和复杂运动;表面肌电信号;非负矩阵分解
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更新时间:2025-07-09
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