摘要：单独规划充电站和加氢站会占用多余土地,导致投资成本较高。为此,提出了耦合氢能的光储充电站设计思路,并对其多目标优化配置进行研究。构建耦合氢能的光储充电站结构,建立充电站中主要设备的模型,设计充电站的工作模式;以最小化年建设成本、年弃光与失负荷成本、年总排放成本为目标,建立充电站的多目标优化配置模型,并采用基于聚类算法改进参考点约束的第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行求解;通过MATLAB仿真得到综合效益最优的充电站容量配置方案,验证所提耦合氢能的光储充电站的可行性,为未来的电-氢能源系统的发展提供借鉴与参考。

摘要：针对船舶航行过程中污染气体的排放和再吸入问题。基于开源CFD代码OpenFOAM,采用内外场混合算法模拟船舶在不规则波浪中的运动,采用多组分气体扩散模型模拟风口气体的排放与扩散,将两者相结合对船舶在波浪中航行时的气体扩散进行数值仿真。在固定船舶排风口排气速度、新风入口进气速度以及船舶航速的前提下,分别模拟了四、六、九级海况下的船舶航行运动,研究了不同海况及风速下船舶运动对排气口气体浓度扩散所产生的影响,以及对新风入口处气体再吸入率的作用。

摘要：以近海DTU 10 MW单桩式大型风力机为研究对象,采用Kaimal风谱模型模拟湍流风场,根据P-M谱建立波浪模型,选取实测地震位移数据为地震载荷,基于非线性弹簧单元和p-y曲线构建土-结构耦合效应模型,并对不同环境载荷下风力机进行动力学响应及屈曲分析。结果表明:风浪和地震载荷分别为引发风力机塔顶前后向及侧向位移的主要载荷;塔架一阶模态为不同环境载荷下风力机动力学响应主要参与模态;环境载荷联合作用下塔顶更易发生局部屈曲,结构设计时应重点关注此处;必须考虑风浪震重力载荷联合作用,否则难以准确预估风力机结构动力学响应及判断结构稳定性。

摘要：折纸结构和折纸超材料由于其无穷的设计空间,突出的变形状、变大小、变拓扑特性,以及由折叠诱发的超常规力学特性,在最近几年迅速成为数学、物理和工程学科的研究前沿和热点.折纸结构和折纸超材料在航天、医疗、材料、机器人等众多工程领域具有广泛的应用前景,其典型的代表包括大型空间可展开结构、自折叠可重构机器人、微型可折叠器械等.随着应用范围的不断扩大,折纸结构和折纸超材料的动力学问题日益突出,不仅涉及其动力学建模和参数辨识,还包括动力学机制分析与实验测试.折纸结构复杂的空间几何关系、丰富的变形模式、折叠诱发的全局强非线性本构关系等给动力学研究带来了很多新挑战和新机遇.本文首先阐述了折纸结构和折纸超材料的研究背景和意义,并简要概述了折纸的基本定义、假设和分类,以及折纸结构和折纸超材料的几何设计、静力学和运动学特性.随后,本文系统回顾了折纸结构和折纸超材料动力学研究中相关问题的最新进展,包括:(1)动力学建模及参数辨识方法;(2)动力学理论、有限元和实验分析手段;(3)折叠诱发的动力学行为,包括双稳态和多稳态动力学行为、瞬态动力学行为和波传播动力学行为等;(4)典型动力学应用.本文最后提出了折纸结构和折纸超材料动力学研究中若干值得关注的问题.

摘要：设备点检记录是支撑故障原因分析与处理的重要信息来源,目前亟需对设备点检故障中的根因信息进行有效挖掘,以提升设备预防性维护的可靠性。鉴于此,首次将因果科学论引入制造领域,提出一种面向设备点检故障根因分析的因果知识建模方法。首先,从设备点检故障文档中提取事件知识,构建故障运维因果知识图谱;其次,定义故障运维因果知识规则,形成结构因果图模型;进而,设计一种基于ISPN的因果效应估计学习模型,对故障知识中混杂影响因素进行估计计算,挖掘出影响设备故障发生的语义关系,补全图谱节点间隐含的因果性语义链路;最后,以冶金设备点检故障文档的知识测试了所提方法,验证了因果知识模型估计设备故障根因知识间因果效应的可行性。

摘要：数据的确权对数据要素市场的发展至关重要。数据在不同场景下所衍生出的权利具有复杂性和差异性,很难使用一个统一的标准进行所有数据权利的确权。本文首次提出通过构建数据要素市场的分级授权机制来解决数据确权问题。通过构建经济学模型,本文发现政府可以通过设计有效的数据要素市场分级授权机制来促使平台企业自发地基于市场规则遵循数据分级授权的要求,一个有效的数据要素市场分级授权机制可有以下作用:(1)可以在遵守最小必要原则的同时,提升愿意授权数据的用户数和平台企业获得的数据总量;(2)可以提升用户福利,并增加用户福利份额;(3)可以在数据要素规模报酬递增水平增强时,更好地提升用户福利及用户福利份额;(4)可以通过制定合理的数据要素授权标准提升用户福利和用户福利份额。本文建议政府制定有效的数据要素市场分级授权指导文件,在促进数据要素市场健康发展的同时,提升数据要素市场的普惠性,从而实现数据要素市场的“共同富裕”。

摘要：针对目前绳驱动连续体机器人难以精确和平稳控制的问题,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)的模型预测控制(MPC)方法来实现约束条件下精确的轨迹跟踪.该控制器通过推导绳驱动连续体机器人驱动空间、关节空间与操作空间相互映射关系为连续体机器人建立运动学模型.通过机器人末端执行器坐标变换推导出机器人雅可比矩阵,并离散化得到机器人线性误差模型.在系统约束条件下,通过QPSO模型求解系统的动态控制量.实物平台实验结果表明:与传统MPC控制器相比,所设计的QPSO-MPC控制器平均误差减少了52.64%.

摘要：类比推理是设计师在产品外形设计阶段最常用的设计方法之一,然而设计结果严重依赖设计师经验,具有不确定性与随机性。为了辅助设计师进行创意生成,优化设计流程,提出一种基于类比推理的设计生成方法,结合循环一致性对抗网络(CycleGAN)以及相关图像处理技术,实现产品外形类比推理过程的智能化。首先,通过爬虫框架、主体目标检测与计算机视觉库(OpenCV)等处理汽车前脸轮廓,构建设计对象数据集。其次,收集图像构建启发源数据集。然后,使用CycleGAN对启发源数据集和设计对象数据集中的图像进行训练。最后,进行设计评价并整合训练数据,设计并实现原型系统推理者(Analogist),实现类比推理方案的智能生成。本项研究以猫的正面轮廓图像作为汽车前脸轮廓图像的类比推理对象,通过Analogist可以生成新的具有显著类比推理特征的汽车前脸轮廓图像。结果表明,该方法可以有效便捷地辅助设计师进行产品外形的类比推理设计,在一定程度上提升了设计效率,并为智能设计领域的发展提供了理论依据和实践基础。

摘要：水下机器人(UUV)工作时常伴有海流状况,UUV控制的不稳定性可能导致其无法工作或出现安全问题。针对水下机器人受海流频繁干扰的问题,设计了一种含海流因素的模型预测与自适应滑模级联的控制方法(OCMPC-ASMC),在高精度跟踪轨迹的同时,能提高水下机器人在持续海流或者突发海流扰动时跟踪控制的鲁棒性。首先,设计基于模型预测控制方法的运动学控制器,将海流速度合成到UUV的参考速度中,构建含海流因素的预测模型;然后,设计一种自适应滑模动力学控制器,通过速度、位置的反馈使得水下机器人能够实现对海流干扰的自适应;最后,在MATLAB上进行三维空间仿真并与传统MPC-SMC和反步控制比较,验证了所提方法应对波动海流有很强的鲁棒性与自适应能力。

摘要：移动立方体(marching cubes,MC)是一种经典的等值面提取算法,但此算法建立在将空间点划分为内部点和外部点基础上,只适用于封闭表面的重建。为解决此问题,提出一种面向开放表面的神经移动立方体算法。通过引入称作无关点的新的空间点分类,因无关点与内部点、外部点以及无关点之间形成的空间区域不存在零等值面,从而可连通三维形状的内部和外部。无关点可通过与表面间的距离直接判断,无需复杂的网络或计算。同时,用引入注意力机制的残差模块代替原网络,以改善重建效果。此外,设计新的曲面细分,借助无关点实现对开放表面的重建。最后,通过加入对边缘的平滑处理,提高边缘部分的重建质量。在多项评估指标下对封闭表面和开放表面进行了测试,证明所提方法不仅能重建封闭表面,而且实现了对开放表面的高质量重建。