关键词： LNG冷能发电   三级朗肯循环   多股流换热   经济性分析   工质选择   遗传算法  

摘要： 针对常见的三级串联朗肯循环液化天然气(LNG)冷能发电系统未能有效地利用工质冷量的问题,提出了一种改进型三级串联多股流联合循环(MS-3CC)系统。通过加入多股流换热器,该系统多级利用了LNG和系统内循环工质冷量,有效降低了系统复杂程度,提升了系统热力学性能和经济性。通过遗传算法优化计算,当天然气(NG)排气压力为5.5 MPa、系统内各级循环工质均选取丙烷时,MS-3CC系统的最大净输出功为6027 kW,相比三级串并联合循环(P-3CC)系统和单级联合循环(SCC)系统分别提高了5.4%和80.3%,而其年净收益则分别提高了16.9%和68.0%。比较了64种工质组合,发现采用CH_(2)F_(2)+CH_(2)F_(2)+C_(3)H_(8)时MS-3CC系统的净输出功最高。MS-3CC系统的提出为实际工业中更为有效地多级利用LNG冷量提供了参考。

关键词： 增材制造   树形支撑   遗传算法   聚类算法   结构优化  

摘要： 在增材制造过程中,由于零件模型的高倾角区域底部悬空,常导致坍塌现象,进而造成打印失败。针对这一问题,提出了一种应用于立体光固化成型技术的树形支撑结构生成算法。该算法结合分层聚类算法与改进的遗传算法,实现了树形支撑结构的自动化构建。同时,为了提升STL文件中顶点存储的效率,算法采用哈希算法进行顶点与三角面片之间关联的映射,从而实现顶点与三角面片法向量的快速索引。通过对支撑区域进行二维投影网格划分,并结合碰撞算法生成的三维支撑点,利用改进式遗传算法的迭代优化,获得了全局优化的树形支撑中间节点,进而实现支撑结构的自动生成。与传统几何构建方法相比,该算法在确保三维模型稳定打印的同时,能够对解空间进行约束,实现目标优化。此外,算法在合理算法迭代次数范围内的计算效率较高,有效降低了耗时。相较于市面上如Materialise Magics等国外商用软件的支撑算法,该算法在不同复杂程度模型上可实现平均20%~30%的材料节省率,具有较为明显的优化效果。

关键词： 柔性制造系统   大型工程机械装备   Petri网   遗传算法  

摘要： 在大型工程机械装备的柔性制造系统中,由于涉及多个车间且存在大量的并行加工过程,因此资源被闲置浪费的情况比较常见。为解决此问题,提出一种基于时延Petri网的大型工程机械装备排产模型与收敛算法。首先,在建模过程中对各种存在并行加工的情况使用约束矩阵进行描述,利用Petri网建立系统模型,实现对车间内各机床之间调度流程的描述,并在发生突发事件时进行模型重建;其次,使用一种基于遗传算法和粒子群优化的融合算法,构建算法的适应度函数;最后,根据算法求出模型的最优路径,达到资源利用的最大化。

关键词： 数字孪生   站位优化   激光跟踪仪   飞机装配   遗传算法  

摘要： 由于飞机部件尺寸大,装配现场工装分布复杂,导致激光跟踪仪通视不佳,在引导装配或下架检验时需要反复调整激光跟踪仪站位,严重影响了测量稳定性及效率。为解决此问题,提出基于数字孪生的飞机装配激光跟踪仪站位优化方法。建立了面向飞机装配的激光跟踪仪测量约束模型,构建了基于飞机装配现场要素精准仿真的数字孪生系统,完成了对激光跟踪仪布站位置的优化,最后通过对数字孪生系统中激光跟踪仪的测量仿真,验证了遗传算法求解激光跟踪仪最佳站位的可行性。研究结果表明,优化后激光跟踪仪对测量点的覆盖率提高了110%,测量点的重合率由11.7%提高到55.5%,激光跟踪仪对测量点的覆盖率和测量点的重合率均有显著提升。

关键词： 工业硫磺   汞   微波消解   原子荧光分光光度法  

摘要： 通过对工业硫磺中汞含量测定时载流液种类、硼氢化钾浓度、消解条件的选择优化,建立微波消解-原子荧光分光光度法测定工业硫磺中的Hg含量的方法。该方法测定浓度范围0~5μg/L的含汞样品线性相关系数大于0.999,汞的RSD小于4.5%,加标回收率在100.00%~113.50%,具有快速、简便、准确的特点,可以为硫磺的下游制造业业筛选原料提供技术参考。

关键词： 接收信号强度比率   人工神经网络   多朝向发光二极管   可见光定位  

摘要： 为改善基于传统定位算法的多朝向LED可见光定位(MD-VLP)系统的定位性能,提出一种基于接收信号强度比率值(RSSR)的神经网络方法。此方法采用单个光电检测器(PD)接收来自同一位置的多个不同朝向的LED光强,继而将RSSR代入人工神经网络模型来估计平面坐标。实验结果表明,所提方法在PD处于水平时平均定位误差为2.96 cm,在PD倾斜15°时平均定位误差为5.51 cm,其性能相比于基于RSSR的最小二乘法有显著提高。此外,为了验证所提方法的普适性,仿真分析了两种非朗伯辐射光源构成的多朝向LED集成灯具的定位性能,仿真结果显示,所提方法分别获得了3.70 cm和6.22 cm的平均定位误差,并支持PD适度倾斜。进一步地,设计了一款采用多朝向非朗伯辐射面状光源的VLP集成灯具,实验结果表明,所提方法在PD处于水平或适度倾斜状态时仍能有效工作。

关键词： 余热回收   自由活塞膨胀机-直线发电机   输出性能   人工神经网络   正交试验   参数敏感性  

摘要： 为了优化用于余热回收的自由活塞膨胀机–直线发电机的输出性能,提出了一种基于人工神经网络预测的方法。以输出性能为指标,对进气压力、进气温度、进气持续时间、膨胀持续时间和排气持续时间这5个输入参数进行敏感性分析,并利用正交试验的极差分析结果进行对比验证。研究表明,输入因素影响程度由大到小分别为进气压力、进气温度、进气持续时间、膨胀持续时间、排气持续时间;最佳的输入因素参数配置为,进气压力0.3 MPa,进气持续时间40 ms,膨胀持续时间70 ms,排气持续时间70 ms和进气温度30℃,峰值输出电压可达8.96 V,峰值输出功率可达33.74 W。该方法适用于研究参数的敏感性,可为后续的参数优化与系统改进工作提供有价值的参考依据。

关键词： 工业废水   重铬酸盐法   快速消解分光光度法   化学需氧量  

摘要： 化学需氧量(COD)是衡量水体受还原性物质污染程度的关键参数,也是评估水体中有机物相对含量的一项重要指标。在实验室分别采用重铬酸盐法和快速消解分光光度法测定水样的COD,并根据测量结果对两种方法进行比较。首先从实验设计、数据处理入手,深入研究这两种方法的特点与差异,再通过实例说明如何利用这些方法测试不同样品类型,最后进行总结并提出建议。

关键词： 海流能   涡激振动   遗传算法   阵列布置   流固耦合  

摘要： 以单圆柱能量转换装置俘能数学模型为基础,构建多圆柱涡激振动能量转换数学模型及多个能量转换器阵列优化布局数学模型。为提高阵列优化效率,首次以俘能功率为目标,采用基于遗传算法的分层优化算法对多个俘能装置进行阵列优化布置研究。在4 m×4 m海域内,分别对2、3、4、5、6、8个能量转换装置阵列布置进行优化计算;通过流固耦合数值模拟方法,对3个俘能装置阵列优化结果进行验证,以分析相互作用因子q的变化规律。结果表明:该优化算法可有效优化多圆柱俘能装置阵列布置,优化后的布置增强了阵列中各装置间的相互作用,显著提高了多圆柱涡激振动俘能装置阵列的发电效率。

关键词： 遗传算法   神经元   神经网络   PID控制器   参数优化  

摘要： 本文对烘干炉的PID控制器进行了参数优化,并提出用遗传算法优化神经网络PID的控制方案。PID控制的控制效果取决于比例、积分和微分三种控制作用参数的合理选择,没有一定的工程经验很难在短时间内选定合适的参数,即使选定了也不一定是最优的。为此,提出用遗传算法优化控制器参数的方案。同时对于非线性复杂系统和参数可变的时变系统,PID控制器不能获得良好的控制效果,因此,考虑采用神经元(网)的PID控制器。本文针对传统PID、神经元(网)PID实现了基于二进制及实数编码的GA参数优化。仿真结果说明了所提算法的有效性。