摘要：降低机械载荷、提高发电量以及平抑功率波动是风电系统的主要控制目标之一。研究发现,在持续性风速激励下,轴系扭振除特征频率振荡分量以外还存在与风速同频的宽频受迫扭振,而现有扭振抑制方法不仅无法应对受迫扭振,在不适当的参数下甚至会产生不利影响。文章聚焦于持续波动风速作用下风电机组的多目标发电优化控制,根据低频段削弱、同时特征频率增强的分频段轴系电气阻尼虚拟配置原则,基于小信号频域分析法揭示了扭振、最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和功率波动3个优化目标受控制器参数的影响规律。综合考虑了MPPT和功率波动对宽频扭振镇定的约束及3个目标的综合优化,针对全风速段不同工作模式分别设计控制器结构和参数,最后通过控制综合形成一套完整的控制策略。控制器硬件在环仿真表明所提控制策略可有效实现持续性风速激励下的多目标发电优化控制。

摘要：上向流活性炭吸附池一般前置于砂滤池,相比以除浊为目的的下向流生物活性炭池,主要去除氨氮和有机物等。该工艺炭床处于流化状态,水头损失小,用地节省,反冲洗周期长,微生物安全性高,对有机物、氨氮和消毒副产物前驱体具有更强的吸附性能,是实现优质市政自来水供给的关键水处理技术。研究了近年来上向流活性炭吸附池在国内给水厂的应用,跟踪了多座成熟水厂的运行和设计经验,并对该工艺的发展趋势开展了探讨与展望,为全面实现高品质供水做好技术储备和市场推广。

摘要：为了减少地面人工操作失误带来影响,增加卫星在轨任务执行成功率,本文对太阳同步近圆轨道卫星星上自主任务规划进行了探讨,提出了一种根据轨道系太阳矢量规划载荷任务的方法.利用轨道系太阳矢量,推导卫星与太阳的相对位置和角度变化,计算出卫星载荷任务的起止时刻等关键点,进而控制星上单机进行任务观测.结果表明,该方法可显著减少卫星执行任务时所需要地面上注的指令条数,减少由于地面上注时延带来的观测误差,本文所提方法可为相关卫星自主任务规划提供工程借鉴,为未来提供星上在轨智能决策提供理论参考.

摘要：针对空间非合作目标近距离视线交会中的全局最优鲁棒轨迹规划与控制问题,提出了基于高斯伪谱方法(GPM)和线性时变模型预测控制(LTVMPC)的双层模型预测控制(MPC)算法。在轨迹规划方面,以视线坐标系下的相对轨道动力学为模型、能量最少和控制精度最优为性能指标构建最优控制问题,利用GPM精度高、收敛速度快的特点将最优控制问题转化为易于求解的全局非线性规划问题,在MPC框架下求解得到全局最优的标称轨迹,克服了传统的MPC不适用于全局大范围非线性规划的缺点;在轨迹跟踪控制方面,考虑预测时域内状态转移矩阵的时变特性,设计了LTVMPC算法对标称轨迹进行追踪,避免了存在不确定性时轨迹的重规划,从而降低在线计算量,保证算法在线自主实施,并且采用滚动优化的策略使算法对不确定性具有鲁棒性。由于规划层和控制层考虑的约束相同,因此规划的轨迹是可控、可达的。数字仿真表明,在燃料消耗和交会时间等方面,提出的方法均显著优于传统的MPC方法,相较于传统的MPC方法,新算法的交会时间减少50%左右,燃料消耗降低30%以上。

摘要：阻尼复合结构的抑振性能取决于材料布局和阻尼材料特性.该文提出了一种变体积约束的阻尼材料微结构拓扑优化方法,旨在以最小的材料用量获得具有期望性能的阻尼材料微结构.基于均匀化方法,建立阻尼材料三维微结构有限元模型,得到阻尼材料的等效弹性矩阵.逆用Hashin-Shtrikman界限理论,估计对应于期望等效模量的阻尼材料体积分数限,并构建阻尼材料体积约束限的移动准则.将获得阻尼材料微结构期望性能的优化问题转化为体积约束下最大化等效模量的优化问题,建立阻尼材料微结构的拓扑优化模型.利用优化准则法更新设计变量,实现最小材料用量下的阻尼材料微结构最优拓扑设计.通过典型数值算例验证了该方法的可行性和有效性,并讨论了初始微构型、网格依赖性和弹性模量等对阻尼材料微结构的影响.

摘要：深紫外(DUV)光刻机照明系统普遍采用衍射光学元件(DOE)实现光瞳整形。根据光刻机的指标要求,衍射光学元件应具有高衍射效率和高均匀性的特点。传统的相位恢复算法如Gerchberg-Saxton(GS)及其改进算法,一般只能通过降低均匀性来提高衍射效率,无法得到最优的解。而全局优化算法如模拟退火法、遗传基因法等需要大量的计算时间,难以实现像素数目多的深紫外DOE的设计。为了克服上述困难,提出了一种基于GS的混合梯度下降算法,在迭代过程中对每次迭代的振幅进行加权反馈修正,在加快收敛速度的同时,减少误差,同时实现高效率和高信噪比。利用该算法对光刻需要的传统、四极照明光瞳、定制照明光瞳的DOE进行了设计,结果表明,实现传统和四极照明光瞳的16阶量化相位DOE的衍射效率均超过92%,而非均匀性分别为3.98%和2.3%。实现定制照明光瞳的DOE的衍射效率为91%,图形恢复误差为5.8%。该方法为获得高性能深紫外DOE提供一条可行的途径。

摘要：涡轮冷却技术是涡轮设计的关键技术之一。涡轮冷却结构的表面温度和压力均为复杂的三维分布,但目前的设计体系仍基于低保真度的一维管网,深度学习可能是提升涡轮冷却设计保真度的一种有效手段。本文总结了几种纯数据的神经网络模型和几种与物理规律结合的神经网络模型在涡轮冷却问题中的应用。通过巧妙地将涡轮冷却问题看待为图像、序列和参数的建模,神经网络模型可以实现不同保真度的拟合。尽管目前深度学习方法在涡轮冷却领域已取得一些进展,但本领域过小的数据量与神经网络方法的严重冗余特性阻碍了此类方法的发展。结合数据、物理规律、计算流体力学、分布式测量技术和偏微分方程理论的综合数学模型可能是涡轮冷却设计工具的未来。

摘要：施工场地倾斜摄影点云中包含大量非地面点,需采取合适的算法对点云进行分类滤波。现有滤波算法大多是针对激光点云设计的,普遍具有参数设置复杂、地形自适应性差等缺陷。本文以布料模拟滤波算法为基础,提出了一种结合目标检测和地势分析的倾斜摄影点云改进布料模拟滤波算法,实现了复杂场景下倾斜摄影点云的自动滤波和地面提取,并以深圳市某施工场地为例展开试验。结果表明,本文算法的Ⅰ、Ⅱ类误差和总误差较常规算法显著降低,分别为1.11%、6.36%和2.39%,且Kappa系数达93.45%,有效提高了施工场地倾斜摄影点云地面提取的精度和稳定性。

摘要：以GMO流固耦合模型和k-ε紊流模型为基础,采用VOF方法追踪自由液面,利用FLOW-3D软件平台建立三维数值模型,模拟刚性滑坡体沿斜坡运动所引起的涌浪产生及其传播过程,将数值计算结果与观测数据进行对比,验证数值模型研究此类问题的有效性,并分析流固耦合作用和滑坡体运动状态对涌浪生成和传播过程的影响。结果表明:模拟结果与观测数据吻合较好;忽略水体对滑坡体的作用会明显增加涌浪的首浪高度和传播速度,流固耦合作用主要影响滑坡体从接触水面到完全浸没的阶段(入水阶段)内涌浪的规模与传播特性;在滑坡体入水阶段采用流固耦合数学模型,而当滑坡体完全浸没于水下时采用指定滑坡体运动轨迹的计算模型,这样所得的结果亦能够准确反映涌浪的产生与传播特性。

摘要：在轨服务是未来卫星主要发展趋势之一,在轨软件重构和硬件重构技术是其主要核心技术。基于此,首先创新移植电磁原理和"笔帽式"锁紧原理,提出了一种适用于立方体纳卫星的1U微型电磁对接硬件重构设计方案。然后,基于所设计的电磁对接机构,通过电磁力和力矩精确模型和远场模型的比较分析,明确了远场模型适用范围为对接距离大于0. 1 m。最后,利用数值仿真方法,分析得到单个线圈和含铁芯的通电螺线管比值约在10-8～10-4量级,为远场模型的修正提供参考。