基于数字孪生的电液阀设计/制造/运维一体化技术

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作者 韩栋梁 刘彬 葛磊 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期161-166,共6页

为了推动电液阀及电液比例控制技术加速向数字化、网络化、智能化发展,实现电液阀多模式、高精度、高可靠的智能调控以及实时状态监测、在线故障诊断以及预测性维护等功能,结合数字孪生技术,提出一种电液阀数字孪生五维模型,系统研究了... 为了推动电液阀及电液比例控制技术加速向数字化、网络化、智能化发展,实现电液阀多模式、高精度、高可靠的智能调控以及实时状态监测、在线故障诊断以及预测性维护等功能,结合数字孪生技术,提出一种电液阀数字孪生五维模型,系统研究了基于数字孪生的电液阀设计/制造/运维一体化运行模式及各个阶段的关键技术。根据所提技术对电液阀展开研究,构建了虚拟电液阀多学科联合仿真模型,验证了该电液阀结构及控制原理的正确性和可行性;建立了虚实融合双向映射电液阀平台,能够实现可视化虚拟仿真运行、数据驱动的在线监测等功能,为完善电液阀数字孪生五维模型及实现智能诊断及维护功能等关键技术的后续研究提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 数字孪生 电液阀 联合仿真 智能控制 虚实融合

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双重移相控制下双有源桥变换器最小回流功率全局优化控制 被引量：6

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作者 王祺 张泽轲 +5 位作者 刘彬 韩栋梁 赵慕欣 郭杰帅 李世翔 郭一甫 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3921-3930,I0097,I0098,共12页

双有源桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器通常用于能量转换。然而,传统的单移相控制使得变换器在输入电压和输出电压不匹配时产生较大的回流功率,特别是轻载情况下该现象更为严重。现有基于双重移相控制(dualphase-shift,DPS)的回... 双有源桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器通常用于能量转换。然而,传统的单移相控制使得变换器在输入电压和输出电压不匹配时产生较大的回流功率,特别是轻载情况下该现象更为严重。现有基于双重移相控制(dualphase-shift,DPS)的回流功率优化策略,尚未考虑全功率范围内的回流功率,也缺乏对所有工作模式下最小回流功率的研究。为此,该文提出一种考虑全功率范围、全工作模式的DPS最优控制策略。首先,详细阐述回流功率产生的机理,建立了不同工作模式的传输功率和回流功率数学模型。然后,计及不同工作模式的功率限值,将DPS控制的传输功率分成不同的功率区。在此基础上,提出了一种基于最小回流功率的DPS最优控制策略,通过分析不同工作模式下的优化路径获得各个功率区的最优移相角,进而提升DAB变换器的传输效率。最后,搭建实验平台验证所提最小回流功率控制策略的可行性。 展开更多

关键词 双有源桥变换器 双重移相控制 最小回流功率 全功率范围 全工作模式

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NCA-MobileNet:一种轻量化人脸表情识别方法 被引量：2

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作者 左义海 白武尚 何秋生 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期522-531,共10页

针对目前人脸面部表情识别方法存在参数量多、计算资源消耗大和识别精度低的问题,提出了一种基于条件协调注意力机制的轻量化人脸面部表情识别方法。首先,对MobileNet V3网络层数进行缩减,同时将倒残差结构中间通道数和输出通道数增大... 针对目前人脸面部表情识别方法存在参数量多、计算资源消耗大和识别精度低的问题,提出了一种基于条件协调注意力机制的轻量化人脸面部表情识别方法。首先,对MobileNet V3网络层数进行缩减,同时将倒残差结构中间通道数和输出通道数增大至原来的1.5~3.2倍,使用Mish代替Hardswish激活函数,实现特征提取后的非线性化。其次,引入改进的协调注意力机制,在张量信息嵌入中沿水平和竖直方向依次通过最大池化和平均池化进行编码,并通过张量信息集成产生具有全局感受野和精确位置信息特征,提取面部表情在空间和通道位置上的详细信息。最后,在公开数据集FERPlus和RAF-DB上进行实验,结果表明所提方法参数量降低15.91%,准确率分别为88.84%和85.90%,比改进前模型准确率分别提升0.83%和1.39%。该方法具有良好的识别性能,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 表情识别 轻量化 注意力机制 特征提取

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基于模型前馈的双有源桥变换器优化控制

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作者 韩栋梁 刘彬 +1 位作者 葛磊 王学军 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第7期1386-1392,共7页

双有源桥直流变换器功能上是一个有效可靠的电压源,在输出负载变化的情况下提供快速的动态响应是非常重要的。为了提升变换器的稳定性和动态性能,提出一种基于模型前馈的优化控制策略。首先,推导了变换器的降阶平均模型并对模型的精度... 双有源桥直流变换器功能上是一个有效可靠的电压源,在输出负载变化的情况下提供快速的动态响应是非常重要的。为了提升变换器的稳定性和动态性能,提出一种基于模型前馈的优化控制策略。首先,推导了变换器的降阶平均模型并对模型的精度进行了验证;其次,通过变换器的小信号模型及传递函数分析了控制器参数对系统稳定性的影响;然后,采用模型前馈与反馈的控制方法对系统的动态性能进行优化,结果表明基于模型前馈的控制策略能有效提升负载变化时的动态响应速度;最后,通过仿真和实验验证了所提策略的有效性和可行性。 展开更多

关键词 双有源桥变换器 模型前馈 动态性能 稳定性分析

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退火对304不锈钢电解质等离子体抛光的影响

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作者 纪刚强 孙桓五 +1 位作者 段海栋 杨冬亮 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期128-132,共5页

这里主要研究了退火处理对电解质等离子体抛光304不锈钢表面粗糙度、材料去除率和残余应力的影响,从而为降低不锈钢工件表面粗糙度,提高表面性能提供依据。通过在不同温度下对304不锈钢样品进行真空退火处理,并在相同的实验条件下进行... 这里主要研究了退火处理对电解质等离子体抛光304不锈钢表面粗糙度、材料去除率和残余应力的影响,从而为降低不锈钢工件表面粗糙度,提高表面性能提供依据。通过在不同温度下对304不锈钢样品进行真空退火处理,并在相同的实验条件下进行电解质等离子体抛光(电压、电流密度、电解液浓度、温度、加工时间),采用粗糙度测试仪、超景深光学显微镜、X射线应力分析仪、X射线衍射仪(XRD)对抛光前后样品的残余应力、粗糙度值、表面形貌、材料去除率、物相和组织变化进行了测试和表征,讨论了不同退火温度对电解质等离子体抛光304不锈钢样品表面粗糙度和残余应力的影响。结果表明电解质等离子体抛光不仅能有效降低304不锈钢样品的表面粗糙度和残余应力,且表现出了明显的晶粒取向分布。退火温度越高,电解质等离子体抛光后表面残余应力越小,材料去除率随着退火温度的升高而降低。电解质等离子体抛光过程中的热效应和组织转变是造成残余应力松弛的主要原因。 展开更多

关键词 退火 电解质等离子体抛光 304不锈钢 粗糙度 残余应力

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OBE视角下的PLC纵向课程群建设 被引量：48

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作者 刘彬 周敏 佟春生 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第3期197-201,共5页

成效为本(OBE)的教学法是通过结果的考核来反推教学方法和内容的新型教学法。在研究成效为本教学法的基本原理基础上,通过对企业和学生的调研获取了自动化专业学生的核心能力需求,结合3P模型,建立了基于PLC控制器的纵向课程群体系,提出... 成效为本(OBE)的教学法是通过结果的考核来反推教学方法和内容的新型教学法。在研究成效为本教学法的基本原理基础上,通过对企业和学生的调研获取了自动化专业学生的核心能力需求,结合3P模型,建立了基于PLC控制器的纵向课程群体系,提出了课程结构、课程间的内在联系、预期成果及考核方式等内容。该课程群体系以统一的控制器平台、由浅入深的渐进内容、多样的成果考核方式为特点,为自动化专业的专业课程体系提出了新的模式,可操作性较强。 展开更多

关键词 成效为本教学法 纵向课程群 专业课程体系改革

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应用型本科院校双创实训室建设 被引量：6

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作者 张毅 陈彩萍 +1 位作者 武昭晖 左义海 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第4期239-241,共3页

在大学生中开展创新创业教育是培养创新创业人才的主要途径,由于起步时间晚、条件资源有限、经费投入不足等原因,新建应用型本科院校创新创业教育的开展相对滞后。结合应用型本科院校的实际情况,以机电类专业为例,从建设理念、建设条件... 在大学生中开展创新创业教育是培养创新创业人才的主要途径,由于起步时间晚、条件资源有限、经费投入不足等原因,新建应用型本科院校创新创业教育的开展相对滞后。结合应用型本科院校的实际情况,以机电类专业为例,从建设理念、建设条件、发展模式、管理方法等方面,对大学生创新创业实训室建设进行探索,为创新创业人才培养和应用型本科专业内涵建设提供有益参考。 展开更多

关键词 应用型本科 创新创业 机电类专业 实训室

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电动液压挖掘机远距离转速测试方法研究

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作者 刘彬 权龙 《机床与液压》 北大核心 2017年第7期26-29,共4页

电动液压挖掘机具有节能高效的特点,其节能研究是近年来一个重要研究方向。但如何在设备移动过程中以及强电磁干扰环境对其各种参数,尤其是电机转速特性进行精确测量是一个难点问题。文中提出了一种基于塑料光纤的编码器高频脉冲信号传... 电动液压挖掘机具有节能高效的特点,其节能研究是近年来一个重要研究方向。但如何在设备移动过程中以及强电磁干扰环境对其各种参数,尤其是电机转速特性进行精确测量是一个难点问题。文中提出了一种基于塑料光纤的编码器高频脉冲信号传输方法,对其传输波形形状、相同频率下不同滤波电容对信号的影响以及不同频率下脉冲信号的延迟特性进行了深入分析,并在挖掘机改造中,通过将其应用于近20余米远、有变频器干扰的环境中,对其抗干扰能力及远距离传输质量进行了测试。数据表明:测试效果良好,该方法在电机测速时具有信号传输距离远、抗干扰能力强、脉冲稳定等优点。 展开更多

关键词 挖掘机 远距离转速测试 塑料光纤 脉冲延迟

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微胶囊化聚磷酸铵阻燃改性高密度聚乙烯 被引量：13

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作者 韩海军 梁淑君 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期24-27,33,共5页

以三聚氰胺和甲醛为原料,对聚磷酸铵(APP)进行表面处理改性,得到了微胶囊化聚磷酸铵MCAPP,从而改善APP易吸湿以及阻燃改性体系中与高密度聚乙烯(HDPE)相容性较差的缺陷。将MCAPP、季戊四醇(PER)及三聚氰胺(MEL)按照MCAPP∶PER∶MEL=4∶... 以三聚氰胺和甲醛为原料,对聚磷酸铵(APP)进行表面处理改性,得到了微胶囊化聚磷酸铵MCAPP,从而改善APP易吸湿以及阻燃改性体系中与高密度聚乙烯(HDPE)相容性较差的缺陷。将MCAPP、季戊四醇(PER)及三聚氰胺(MEL)按照MCAPP∶PER∶MEL=4∶2.5∶1的比例混合,制备得到膨胀性阻燃体系(IFR),再将HDPE∶IFR按照3∶1的比例进行共混制备得到IFR-PE,最后,对样品进行结构和性能的表征和测试。结果表明,IFR-PE与PE相比,水平燃烧速度显著降低,阻燃性能提高,但是其力学性能明显下降;MCAPP相对于APP,能有效减少试样在燃烧过程中产生滴落和滴落物再燃烧的现象,且能使IFR-PE的加工流动性、冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和燃烧时的成炭效果等方面均得到改善。 展开更多

关键词 高密度聚乙烯 聚磷酸铵 微胶囊化 膨胀性阻燃体系 阻燃性

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变频调速控制多腔液压缸液压系统节能研究 被引量：6

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作者 左义海 《液压与气动》 北大核心 2017年第10期113-117,共5页

由于能量密度高、结构紧凑和噪声低,电液控制系统被广泛应用于工业生产中。定转速电机驱动变量泵系统为了匹配控制系统执行器速度以及多执行器功率,电机和泵都按系统最大功率匹配,电机在部分负载工况下效率较低,甚至达到15%,并且变量泵... 由于能量密度高、结构紧凑和噪声低,电液控制系统被广泛应用于工业生产中。定转速电机驱动变量泵系统为了匹配控制系统执行器速度以及多执行器功率,电机和泵都按系统最大功率匹配,电机在部分负载工况下效率较低,甚至达到15%,并且变量泵也常工作在小排量区,导致电液动力源在部分负载工况下效率更低。为此提出变转速电动机驱动定量泵方案,并采用多腔液压缸,在低负载功率需求下,采用小面积油腔连接方式,在高负载功率下,采用大面积油腔连接方式,从而提高电动机能量效率,进而提高系统能效。 展开更多

关键词 多腔液压缸 能效 电液动力源 变转速系统

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小型液压挖掘机电驱动动力源特性研究 被引量：8

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作者 刘彬 闫政 +1 位作者 葛磊 权龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期387-393,共7页

传统液压挖掘机多采用定转速柴油发动机驱动液压泵作为动力源,针对发动机经常工作在低效区,油耗大、能效低、排放严重等问题,提出一种变转速感应电动机驱动变量泵动力源,以变量泵快速响应特性弥补变转速电动机动态响应慢的不足。为了充... 传统液压挖掘机多采用定转速柴油发动机驱动液压泵作为动力源,针对发动机经常工作在低效区,油耗大、能效低、排放严重等问题,提出一种变转速感应电动机驱动变量泵动力源,以变量泵快速响应特性弥补变转速电动机动态响应慢的不足。为了充分了解所设计的电液动力源特性,从理论和试验两个方面研究了电液动力源动静态特性。与传统发动机驱动液压泵动力源系统进行了测试对比,结果表明,设计的变转速变排量动力源在负载扰动测试中转速波动降低了23.5%,在动臂举升过程中,泵输出压力和流量的上升时间分别缩短了14.9%和26.3%,均优于传统发动机驱动液压泵动力源。 展开更多

关键词 液压挖掘机 电驱动液压动力源 变转速变排量 动态特性

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基于数字孪生的舰船上层建筑运维系统 被引量：2

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作者 荀欢欢 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第3期133-136,共4页

以降低舰船运行故障为目的,设计基于数字孪生的舰船上层建筑运维系统。该系统利用数据采集层内传感器数据采集模块采集舰船上层建筑设备基本数据和运行数据,得到舰船上层建筑设备中控数据,通过报文解析后,将其存储到MySQL数据库内;数字... 以降低舰船运行故障为目的,设计基于数字孪生的舰船上层建筑运维系统。该系统利用数据采集层内传感器数据采集模块采集舰船上层建筑设备基本数据和运行数据,得到舰船上层建筑设备中控数据,通过报文解析后,将其存储到MySQL数据库内;数字孪生层通过调取MySQL数据库舰船上层建筑设备中控数据,构建数字孪生体后,利用其模拟舰船上层建筑设备生产和同步虚拟运行后,得到舰船上层建筑设备实时虚拟运行数据,并将其传输到业务逻辑层内;业务逻辑层对实时虚拟运行数据进行预处理后,通过映射驱动将其传输到故障诊断模块内,该模块使用基于规则变量分析的舰船上层建筑故障诊断方法得到舰船上层建筑设备实时运行故障状态,并将故障状态信息传输到展示层内;展示层利用基础管理、数据统计和检测维保等功能实现舰船上层建筑运维。实验表明,该系统运行较为稳定,可精准诊断舰船上层建筑设备故障诊断,并为用户提供设备运维视情优先级。 展开更多

关键词 数字孪生 舰船上层建筑 运维系统 故障诊断

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基于响应曲面法的不锈钢电解质等离子体抛光工艺参数优化 被引量：3

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作者 纪刚强 孙桓五 +2 位作者 段海栋 杨冬亮 李思雪 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第6期68-77,共10页

采用响应曲面法中的Box-Behnken(三因素三水平)实验设计方法,根据实验结果分别建立电压、温度和电解质浓度3个工艺参数下的表面粗糙度和材料去除率响应曲面分析模型;通过研究表面粗糙度Ra和材料去除率MRR在各工艺参数相互影响下的响应... 采用响应曲面法中的Box-Behnken(三因素三水平)实验设计方法,根据实验结果分别建立电压、温度和电解质浓度3个工艺参数下的表面粗糙度和材料去除率响应曲面分析模型;通过研究表面粗糙度Ra和材料去除率MRR在各工艺参数相互影响下的响应曲面和等高线图,得到工艺参数对响应因子即表面粗糙度Ra和材料去除率MRR的影响规律,以及相应目标下的最优工艺参数组合;对最优工艺参数组合进行实验验证并检验模型的准确性。单目标参数优化结果显示,当电压为262 V、温度为80℃及电解质浓度为3.5 wt%时,表面粗糙度Ra达到最小值0.055μm;当电压为239 V、温度为71℃及电解质浓度为4.0 wt%时,材料去除率MRR达到最大值4.766μm/min。双目标参数优化结果显示,当电压为238 V、温度为72℃及电解质浓度为3.8 wt%时,表面粗糙度Ra和材料去除率MRR分别为0.071μm和4.413μm/min。实验验证结果显示,单目标优化时样品的表面粗糙度Ra=0.057μm、材料去除率MRR=4.980μm/min;多目标优化时样品的表面粗糙度Ra=0.078μm,材料去除率MRR=4.292μm/min,且相对误差均在合理范围内。同时不锈钢电解质等离子体抛光工艺参数响应曲面模型准确性较高,具有良好的预测能力,在最佳工艺参数组合下加工的工件表面平整光滑,机械加工的痕迹基本被去除。 展开更多

关键词 电解质等离子体抛光 316L不锈钢 表面粗糙度 材料去除率 响应曲面法 参数优化

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基于信息传输最短路径的光网络关键链路识别

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作者 成伟 张新华 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第4期153-156,共4页

常规的识别方法在光网络关键链路识别中,存在多用户并行、大量无效链路等问题,导致其整体有效性较差。提出了一种基于信息传输最短路径的光网络关键链路识别方法。采用矩形窗平滑处理光网络内链路,通过离散化处理分解各个链路,计算每个... 常规的识别方法在光网络关键链路识别中,存在多用户并行、大量无效链路等问题,导致其整体有效性较差。提出了一种基于信息传输最短路径的光网络关键链路识别方法。采用矩形窗平滑处理光网络内链路,通过离散化处理分解各个链路,计算每个链路的信息传输最短路径,获得局部最优解集合,将集合中最小值视为待识别目标,在此基础上,计算各个链路和节点的时差,获得时差向量,以时差向量作为识别标签,设定识别门限值,实现对光网络关键链路的识别。实验结果表明:在多用户并发的情况下,设计的关键链路识别方法识别精度高达478 Hz,其关键链路的有效性较好,优于常规的链路识别方法。 展开更多

关键词 信息传输 最短路径 光网络 链路识别 识别精度

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