近年来,电磁波时间反演(EMTR)技术作为一种有效的定位方法在局部放电领域开始得到应用.相比传统的特高频(UHF)定位方法,EMTR技术仅需要单个传感器,具有巨大的优势和良好的应用前景,但目前常用的最大场强和最小熵准则很难精确得出复杂结构下时间反演的聚焦时刻和位置.根据信号源与非信号源处波形的不同特征,提出一种基于密度的带噪声应用空间聚类(DBSCAN)算法的EMTR定位方法,并采用CST Studio Suite仿真软件对气体绝缘封闭开关设备(GIS)中局部放电进行定位验证.为验证时间反演的现场可行性,搭建实验室模型并进行局部放电实验,结果表明EMTR方法的平均定位误差小于20 cm,能够实现GIS中局部放电源的准确定位,相较于传统方法减少了传感器数量,提高了抗干扰性能,具有一定的优越性.

为了考核区内省(市)的联络线关口执行结果,我国已有多个区域电网引入控制性能标准(control performance standard,CPS),对改善省间联络线功率偏差和电网频率偏差起到了重要作用.然而近年在用电高峰月份,受端地区省(市)调频资源往往集体紧缺,省间电力现货市场价格高企.按较低固定价格计算CPS罚款的CPS考核机制已无法发挥短时功率平衡和频率兜底作用.为此,提出了网-省主从博弈模型,以求解使省调预留足够自动发电控制可调节容量的CPS考核价格:网调设定CPS考核价格,省调根据考核价格决策日前调度计划,网调再根据省调的调度优化结果调整考核价格,直至该省可调容量或频率偏差满足一定要求.算例结果表明,当考核价格取各类市场价格最高值的8倍时,考核机制可以激励省调在发电能力不足时购买省间现货电量和需求响应量,以满足最大预测负荷及可能的预测误差,从而将互联电网频率偏差控制在一定范围内.

针对电气化铁路沿线新能源资源调节困难、负荷分布不均以及班列到站后装卸作业存在势能浪费的问题,提出一种跨区货运铁路储能牵引系统设计优化策略.分析移动式储能充放电的时空特性,构建分时分区电价模型和储能牵引系统容量优化配置模型,引导负荷时移以实现在不同时域、地域跨度上的削峰填谷,提出以日运行效益最大为目标的能量管理策略.算例验证了所设计的储能牵引系统及其运行策略,能有效提高班列运行周期内的经济效益、促进沿线能源消纳,对电气化铁路低碳运行具有重要参考价值.

在推进能源转型和“双碳”目标背景下,新型电力系统中的主动配电网通过提高新能源渗透率和发挥需求侧管理作用可以实现规模化节能减排.为此提出一种基于动态碳熵的主动配电网两阶段低碳能量管理策略,以碳价为价格信号,引导柔性负荷参与低碳需求响应.首先,对碳熵模型进行分析,建立考虑储能的碳熵模型,细化需求侧碳排放特征.其次,提出节点碳势评估指标,评估系统碳排放的清洁程度.再次,构建基于动态碳熵的主动配电网两阶段低碳优化调度模型,同时利用分时电价以及节点碳价的引导作用,促进新能源消纳,降低系统碳排放的同时有一定的削峰填谷作用.最后,在IEEE 33节点系统设置多个场景来验证所提低碳能量管理模型的有效性和优越性,算例结果表明该策略可以实现主动配电网低碳能量管理.

LCL型并网逆变器的参数不确定性严重影响新能源发电的电能质量,因此需要对参数摄动情况下逆变器的稳定情况进行分析.针对上述问题,首先建立LCL型单相并网逆变器状态空间模型,提出基于参数模型的神经网络建模方法.通过参数特征分析,得到基于参数分布的训练数据集,在神经网络中对数据集进行训练,输出稳定性判别结果.最后,通过MATLAB/Simulink仿真与实验平台验证所提基于神经网络分析逆变器稳定性方法的有效性.

海洋管线在海洋工程装备中应用广泛,在黑暗未知的海底极易受到船锚、深潜器等水下结构物的意外破坏,开展海洋管线平衡位形状态监测研究可有效保障管线的安全.本文基于逆有限元法开发了海洋管线在三维背景洋流作用下的位移场反演模型,包含输入参数模块、坐标转换模块和位移重构函数模块,考虑了悬链线型海洋管线曲率大、三向耦合大位移、局部翻转等特征,解决了三维背景洋流作用下悬链线型管线位移场低模态、不规则给位移场反演带来的技术难题,研究了监测点数量和监测点布置位置对位移场反演精度的影响.测点间距100 m、30° 布置的方式可满足工程精度要求,研究结果可为海洋管线健康监测系统设计提供一定的思路和方法.

为建立某内河船舶的操纵运动模型,以分离型模型为基础,建立基于数值计算的操纵运动模型框架;为获取操纵运动模型的水动力学导数,在数值环境下开展了静态斜拖试验(OTT)和动态圆周运动试验(CMT);提出三次样条插值和最小二乘拟合的混合方法以提升非线性水动力导数的精度,缩尺船模Z形试验和回转试验验证了操纵运动模型的精度.结果表明,采用数值计算与混合方法所建立的操纵运动模型具有良好的精度,可用于内河船舶操纵运动建模.

船舶燃气轮机进气过滤部件内的液滴二次夹带严重影响进气品质以及燃气轮机的安全运行,对此研究了网垫级内液滴二次夹带形成及影响机理,对比分析了不同进气流速、不同液滴直径对网丝表面液膜厚度以及二次夹带质量的影响规律.结果表明:受速度梯度以及惯性的影响,进口液滴趋于先在丝网段上游沉积形成液膜;液膜剥离是船舶行驶工况下二次夹带的主要形式,其发生的临界进气流速在4~4.5 m/s;相邻丝网层紧凑型排列对通过气流起到加速作用,加剧了对液膜的剪切,使得液膜剥离质量升高,在网垫级加工中应尽量避免;随着进气流速的增大,液膜厚度整体减小,液膜剥离质量整体增大;液滴直径的增大使得孔隙易于堵塞且局部膜厚增大,最终导致液膜厚度减小,液膜剥离质量升高,严重影响过滤效率,在液滴直径为20 μm时过滤器失效.

主动目标深度估计一直是主动声呐探测领域的难题.理论推导了目标深度大于收发深度时深海海底反射区目标回波到达结构特征,建立了9路径响应到达结构模型,分析了海底海面反射和海底反射时延差与目标深度之间的关系,提出了基于海底反射区目标回波结构特征的主动目标深度估计方法.基于爆炸声源数据对本文算法开展了验证,通过单水听器得到的水下目标深度估计结果与真实目标深度较为一致,对实验中2.0~25.6 km内20批次目标进行了深度估计,其中17批次深度估计结果误差小于10 m,20批次数据深度估计平均误差约为7 m.

从三维模型出发,考虑土体三维波动效应,对黏弹性地基中螺纹桩纵向振动频域特性进行研究.基于三维波动理论建立桩周土波动方程,采用Laplace变换和分离变量的方法得到桩土完全耦合条件下的螺纹桩振动响应解.结果表明:相比忽略径向位移的计算方法,考虑土体三维波动效应的解可以兼顾土体中纵波和剪切波的波动效应,精度更高.在低频范围内,螺纹桩桩长越长,动刚度和阻尼越大,侧壁受到的侧摩阻力发挥作用越显著.螺牙间距越小,桩周土对桩基的约束作用越强,桩基的竖向承载力明显提高,螺牙的存在对螺纹桩的振动有着不可忽视的影响.

裂缝是最常见的路面病害之一,会影响到道路行车安全.针对人工排查和测定路面裂缝成本高、耗时长等问题,提出了一种基于视觉传感智能检测路面裂缝最大缝宽的方法.该方法优化了DAUNet网络,融合了注意力机制,提高了裂缝图像分割的精度;然后将分割出来的裂缝通过腐蚀迭代、连通域判别及象限划分等处理,可以更加准确计算出不同走向裂缝的最大缝宽.实验结果表明:优化后的DAUNet在数据集中所有图像的最佳测量值的平均值(sOIS)方面提高了3.15%,计算最大缝宽的精度相比于目前较优的最大缝宽计算方法提高了3.09个百分点,时间缩短了89.06%.

在大规模监控系统中,由于跨区域场景间的距离较远,从不同区域的相机中获取行人正样本变得极为困难,这限制了行人重识别模型在跨区域场景中的有效应用.为解决跨区域场景中跨相机缺乏正样本的问题,提出一种多粒度特征挖掘和域不变特征学习的无监督域自适应行人重识别方法.该方法主要包含多粒度特征学习模块和域分布对齐模块.在多粒度特征学习模块中,通过全局特征学习提取行人的全局判别性特征.为进一步提升所提取行人特征的判别性,提出了局部一致性特征学习模块来加强行人局部特征之间的交互.通过全局和局部特征的学习,促进网络提取行人多粒度的判别性特征来提升行人重识别模型的性能.此外,设计了域分布对齐模块,通过风格迁移为目标域数据样本构建跨相机不同风格的正样本,解决了跨区域场景中跨相机缺乏正样本的问题,同时提升了模型的域自适应能力.在Market-1501、DukeMTMC、CUHK03和MSMT17数据集上的实验表明,所提方法相较于当前先进的域自适应行人重识别方法具有明显优势.

针对未知扰动作用下的六旋翼无人机姿态稳定控制问题,提出一种非线性前馈补偿的六旋翼无人机姿态稳定反步控制方法.采用非线性未知输入观测器,估计无人机的未知外部扰动,再引入Sigmoid跟踪微分器前馈补偿该扰动估计,进而改进设计六旋翼无人机的姿态稳定反步控制器.进一步,建立姿态跟踪偏差闭环系统的稳定性结果.对比仿真实验验证了所提方法的有效性和优越性.

作为材料基因组工程的重要基础,材料数据库的建立及工艺参数优化研究对材料研发具有重要影响.针对目前传统关系型数据库无法较好地存储多源高维异构的合金数据,且材料研发模式亟需从传统的实验试错法转向数据驱动材料研究新模式等问题,提出了基于本体和图数据模型建立合金图数据库,在此基础上,通过改进蜣螂优化(IDBO)算法进行工艺参数组合寻优.利用反向学习初始化种群,再利用可变螺旋搜索策略改进觅食蜣螂位置更新方式,提高算法的全局搜索能力,最后在最优解位置处融合柯西变异扰动和混合策略,产生新解,避免算法陷入局部最优.为了验证所提出的改进蜣螂优化算法的性能,使用23个经典测试函数对IDBO算法进行评估,实验结果表明IDBO算法性能优于其他算法,显著提高了收敛速度和优化精度.同时,将IDBO算法应用于合金工艺参数优化研究,结果显示IDBO算法性能优于其他优化算法,并得到合金的最佳工艺参数组合,证明了其在工艺参数优化方面的优越性.

实际轴流压气机中存在的叶片安装角和叶尖间隙非轴对称性偏差,对压气机气动性能和稳定性有较大影响.本文在四级低速大尺寸压气机试验台上,对原型、非轴对称安装角和间隙布局的三套压气机试验件开展了试验测量与数值模拟研究,以获得压气机总体性能、级间气动参数以及非轴对称性的影响.试验结果表明,两种非轴对称布局相较于原型都降低了压气机的效率,但是非轴对称间隙布局将原型失速裕度提高了0.67%.数值模拟分析原因在于近失速工况下,当来自大间隙扇区的低能流体经过小间隙扇区时,高熵区被分解,不稳定流体被重构,进而缓解了失速特征.本文获得的原始测量数据校准了数值模拟工具,并为进一步明确高压压气机实际流场特征提供了参考.

针对含开孔纤维增强复合材料层压板准静态拉伸强度预测以及渐进损伤分析问题,构建了一种渐进失效数值分析模型.模型聚焦劈裂造成的应力集中缓解效应,结合有限元分析软件Abaqus,在裂纹尖端引入了两列沿纤维方向分布的零厚度内聚力单元模拟劈裂,并沿纤维方向划分网格,有效降低了网格依赖性.应用该模型量化应力集中区的应力缓解效应,对各种开孔层压板的拉伸强度进行预测以及探究开孔层压板的渐进损伤过程,并与试验数据进行对比验证.结果表明,考虑应力集中区应力缓解效应的三维渐进损伤模型在计算开孔层压板应力集中系数上较其他有限元模型具有更好的精度,并且在强度预测和渐进损伤模拟方面具有合理的可靠性和准确性.

以酸性蚀刻废液为原料,采用超临界水热合成法制备出稳定性好的纳米铜和氧化铜粉体.考察不同加碱量对纳米氧化铜粉体制备效果的影响,通过试验验证了除杂效果,探讨了氧化铜形貌控制机理,并分析了腐蚀对产物纯度的影响.结果表明,在优化后参数下,以除杂后酸性蚀刻废液为前驱物制备的纳米铜和纳米氧化铜的平均粒径分别为82和52 nm,纯度分别为99.41%和99.2%.建立了酸性蚀刻废液预处理的工艺流程,并开发出一种以酸性蚀刻废液为前驱物的高纯纳米铜和纳米氧化铜合成工艺.最后,基于处理量480 L/h的中试规模连续式装置,进行了技术经济性评估.