机电工程

• 基于SSA-MKSVR-CV的超短期风电功率预测

  张子奇;丁云飞;杨瑾;

  随着风力发电在发电领域中占比的增大,精准地预测超短期风电功率成为了电网实时调度优化的必要前提。为提升超短期风电功率的预测精度,使用了基于麻雀搜索算法(SSA)优化的加权多核支持向量机(MKSVR)来进行超短期风电功率预测。首先,将历史功率转化为时间序列数据;其次,使用SSA优化MKSVR的参数,将麻雀的位置数据作为超参数,经过多次迭代得到最优适应度下麻雀的位置;最后,使用改进的交叉验证(CV)来提升预测精度。通过比较表明,SSAMKSVR-CV预测精度更高,验证了SSA-MKSVR-CV算法的有效性。

  2023年03期 v.26;No.161 125-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
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• 10MN新型液压机结构有限元分析与优化

  王子超;胡立水;辛绍杰;曾辉;

  以一种新型10MN液压机为例,利用UG和ANSYS软件建立简化的液压机有限元模型,分别对机身结构、上横梁、下横梁进行静力学分析。根据应力以及变形分布规律,验证了10MN液压机在满吨位工况下的合理性。在满足液压机机身强度和刚度的基础上对液压机增加压力,仿真得到该液压机最大允许工作压力为12MN,并对该工况下的上、下横梁的结构进行优化设计,获得最优参数并实现轻量化设计目标。

  2023年03期 v.26;No.161 130-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1377K]
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• 基于ANSYS Workbench的船用曲轴旋转盘车棒分析

  桂夷斐;谢宏明;隋磊;辛绍杰;于健;

  为形成一种用于实现船用曲轴旋转的盘车棒材料及结构的优化选择和设计方法,采用Solid Works和ANSYS Workbench联合仿真的方法,对盘车棒装置进行静力学分析。通过对比盘车棒在不同材料、尼龙套长度、阶梯面角度、大径变化等情况下的应力分布情况及变形规律,进行盘车棒的优化选择。有限元分析结果,可为盘车棒的设计和参数优化提供依据,以期在盘车棒结构强度满足使用要求的基础上力求节省材料。

  2023年03期 v.26;No.161 136-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
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• 基于CEEMDAN-ISSA-BPNN组合模型的风机功率短期预测

  崔新苗;孙渊;

  针对风力的随机性和不稳定性导致风机功率数据特征难以获取,以及预测的时间和精度不稳定的问题,提出了一种基于自适应噪声完备集成经验模态分解(CEEMDAN)结合改进的麻雀搜索算法(ISSA)优化反向传播神经网络(BPNN)的预测方法。首先,采用CEEMDAN进行序列分解,提取各尺度特征分量,得到不同时间尺度的局部特征分量;其次,引入混沌映射和动态权重优化麻雀搜索算法(SSA),对单一BPNN的局部极小化、收敛速度慢问题进行优化;最后,依据各分量展示的数据特征,建立ISSA-BPNN预测模型进行预测。仿真结果分析表明:CEEMDAN-ISSA-BPNN组合模型具有更高的预测精度,预测效果更佳。

  2023年03期 v.26;No.161 141-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1598K]
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• 直角域中角点凹陷与浅埋孔洞对SH波的散射

  刘伸;杨杰;王林展;

  为得到直角域中角点凹陷与浅埋孔洞的动态响应解析解,基于波函数展开法结合“镜像”思想构造角点凹陷和浅埋孔洞处的散射波场,采用傅里叶积分变换和坐标移动技术求解散射波场中的未知系数。通过参数化分析讨论入射波角度、频率及孔洞位置变化时,直角域中角点凹陷与浅埋孔洞对水平剪切(SH)波散射的影响。结果表明:SH波高频入射时,角点凹陷与浅埋孔洞之间的距离越近,孔洞处动应力的集中现象越明显,且要特别关注垂直和水平入射的情况,此时孔洞处动应力集中系数(DSCF)最大。

  2023年03期 v.26;No.161 147-152+158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1734K]
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• 高速永磁同步电动机转子涡流损耗优化

  李子钊;王书华;汪旭东;黄鸿健;苏亚宾;

  针对高速永磁同步电动机转子上涡流损耗较大的问题,提出了一种结合护套分层结构与护套之间加装铜屏蔽层的优化方法。首先,分析涡流损耗的产生机理以及对护套分层的理论解析,通过有限元仿真验证得出护套分层结构可减少护套厚度,达到降低损耗的目的。其次,在护套分层结构的基础上,进一步仿真分析铜屏蔽层对涡流损耗的抑制效果,并确定铜屏蔽层的最佳厚度。最后,对优化前后转子涡流损耗、电动机主要性能参数进行对比,较优化前,转子涡流损耗下降了59.8%,气隙磁密、空载反电势基本不变。研究表明:该优化方法能够有效地削减转子上的涡流损耗,且对电动机性能基本不会产生影响。

  2023年03期 v.26;No.161 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
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• 电磁-热-结构耦合的曲轴红套中弧形线圈电流优化

  李国玉;辛绍杰;吴凡;马志鸿;

  针对曲轴感应加热后温度分布不均和形变不规则的问题,构建了曲轴红套的电磁-热-结构耦合模型,并优化弧形线圈电磁感应加热时的电流数值。采用多物理场仿真,对每匝电流50、80和110A的弧形线圈,进行加热过程的温度场、电磁场和线位移的变化规律分析。结果表明:每匝180A圆形加热器分别与50、80和110A弧形加热器作用下,曲柄表面最大温度分别约为414、428和490℃,曲柄最大位移分别约为46、50和55mm。圆形加热器每匝电流为180A,弧形加热器每匝电流为50A的条件下,其温度与变形分布较为均匀,曲柄4个节点(A、B、C、D)的最高温度约为150℃、最低温度为138℃、最大温度差ΔT=12℃、最大位移量为42mm。该研究表明,通过改变电流可以改善电磁感应加热过程中曲柄孔周围变形不均的问题,为相关领域的工程师和科研人员提供了重要的参考,也为进一步优化弧形线圈的设计提供了有益的借鉴和思路。

  2023年03期 v.26;No.161 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K]
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• 虚拟样机的MCCB操作机构连杆结构强度的仿真研究

  郭杰;迟长春;王泽涛;

  为保证低压断路器操作机构的可靠性,以直动式双断点塑壳断路器(MCCB)的操作机构为研究对象,利用虚拟样机技术仿真低压断路器中连杆所受的应力。结合有限元分析Flex方法,构造经过优化的操作机构刚-柔耦合虚拟样机模型。通过仿真分析得到连杆中的应力分布情况,对其结构强度进行研究,根据仿真结果找出影响杆件应力产生的主要因素,并完成进一步的优化设计。研究表明:由Flex方法建立的仿真模型能对断路器分合闸时的连杆结构强度实现综合分析,可为后续断路器操作机构杆件强度的可靠性研究提供参考依据。

  2023年03期 v.26;No.161 165-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
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计算机技术

• 基于色彩空间的新能源汽车识别方法

  豆孟申;张鹏鹏;

  为适应汽车使用结构的变化,越来越多的停车场设有新能源汽车停车位,并为其提供充电服务。但由于车位紧张,该停车位常被燃油车占用,导致新能源汽车无法充电。针对这一问题,提出了一种基于色彩空间的新能源汽车识别方法。该方法不仅能正确定位和识别车牌号,还能对车辆类型进行分类,是解决新能源汽车停车难问题的有效方法。首先,采用车牌几何特征与颜色特征相结合的方法对车牌进行定位。然后,通过色调-饱和度-明度(HSV)色彩空间识别出车辆类型。最后,采用基于残差网络(Res Net)模型的字符识别方法得到车牌号。实验表明,该方法车辆类型识别正确率为96.6%,车牌号识别正确率为97.53%。

  2023年03期 v.26;No.161 170-174+180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
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• 传感器检测数据准确性评价方法

  黄慰忠;刘新秀;谢军;李明杰;狄卓冰;

  为了监测污水厂关键工艺数据,保证污水处理过程平稳进行,提出一种评价传感器检测数据准确性的方法。先确定传感器检测数据准确性指标,再采取数理统计中检验数据异常值的方法,对离群数据的误差进行显著检验,从而对历史数据进行清洗;采用趋势模拟评估法对数据拟合,确定检测真值,进而用3σ法建立预测区间。利用上海市某污水处理厂日常运行数据,对所提出的传感器检测数据准确性评价方法进行验证,结果表明:所提出评价传感器检测数据准确性的方法能够合理识别异常数据,且实时有效。

  2023年03期 v.26;No.161 175-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1227K]
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• 基于千兆以太网和LabVIEW的多通道数据采集系统

  杨长青;陆丽;周大伟;代阳;汪夕;

  针对数据采集系统中千兆以太网通信程序开发难度高,以及基于现场可编程门阵列(FPGA)的控制板卡之间的通信问题,设计了一套以FPGA板卡和A/D采集卡为硬件平台、以Vivado和LabVIEW为软件平台的数据采集系统。FPGA板卡控制A/D采集卡并行采集模拟信号,将结果通过千兆以太网实时传输至上位机,千兆以太网的通信程序使用Socket CLIP技术封装的工具包进行开发。主从控制板卡之间使用改进型串行外设接口(SPI)通信进行传输,将传输的数据存储到FPGA板卡的安全数码(SD)卡中,并通过通用串行总线(USB)通信将数据导出,实现系统的在线与离线采集功能。结果表明:该系统通过千兆以太网通信实现了数据的实时显示,解决了控制板卡之间的通信问题,离线采集功能也较为可靠。

  2023年03期 v.26;No.161 181-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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