能源发展路径和价格变化:经济、环境和能源的综合影响评价

本文建立了测算能源价格变化所带来的经济产出、能源需求和污染物减排效应的理论分析框架,分自然演化情形和约束情形计算未来的能源平均价格变化(包括化石能源和非化石能源),并以此价格变化作为外生冲击,在要素可变投入产出模型的框架下模拟能源价格变化对经济系统、能源需求和污染物排放的影响。以安徽省为例进行了实证分析得到以下主要结论,有约束情形下的能源价格比自然演化情形下高,且差额随年份增加而增加,由能源结构转变和能源价格的上涨造成产出和能源需求比自然演化情形下低。能源价格的增加主要是由可再生能源消费占比增加引起的,发展可再生能源有利于环境改善,对经济发展的不利影响有限。国网安徽省电力公司项目“全球能源互联网背景下安徽省远景能源电力发展路径研究”(15301

航天器传动部件振动数据稀疏多分类智能故障诊断

针对航天器传动链机械零部件发生故障时训练数据稀缺以及信号的强非平稳\非线性特点,提出了动态数据驱动的子空间稀疏多分类智能故障诊断算法。首先对采集的单一传感器动态信号进行分形小波变换,生成常规和非常规二进小波尺度。然后对生成的各子空间提出基于故障能量指标的稀疏多分类器,以监测部件的故障特征频率为搜索目标,在子空间的包络解调谱上计算特征频率及其倍频附近的能量峰值,导出特定故障模式的稀疏评价指标,以各种故障模式的最大值识别和判定故障类型。所提出的算法完全实现了无人工监督的智能故障诊断。最后以航天器轴承故障诊断为例验证了该算法的有效性。所研究算法的泛化能力较强,技术路线同样适用于其他航天器传动部件的在线监测与故障智能预警。国家自然科学基金项目(编号:51605403);;广东省自然科学基金项目(编号:2015A030310010);;北京卫星环境工程研究所2017年度创新基金资助项目(编号:CAST-BISEE2017-008

智能制造刀具管理系统及刀具剩余寿命监测功能开发

伴随智能制造技术的深入推进,刀具管理系统的功能根据用户业务需求在不断拓展。针对工艺设计后的刀具选购、使用直至报废等环节,基于\"刀具流\"开发了一款智能制造刀具管理系统,更精确地实现了刀具使用过程的数字化、网络化、智能化和可视化全生命周期管理。鉴于目前刀具状态监测技术的复杂和可靠性低等问题,在工程应用上提出了一种基于被加工工件表面粗糙度间接预测刀具剩余寿命的方法。整个系统在现场得到了良好应用。2016年工信部智能制造综合标准化与新模式应用项目(工信部联装[2016]213号);;国家自然科学基金项目(51605403);;福建省产业技术联合创新专项(闽发改投资[2016]482号

Simulation of surface topography considering process-machine interaction in grinding

磨削加工方法是保证加工表面质量的重要手段,机床结构与磨削过程之间存在的交互作用会对工件表面质量产生不利影响。以砂轮端面磨削加工过程为研究对象,在研究磨削工件表面形貌仿真方法的基础上,深入分析了机床结构与磨削过程之间交互作用对工件表面形貌的影响。首先基于砂轮表层磨粒的随机分布特性建立了虚拟砂轮形貌,然后通过对磨削过程中砂轮磨粒与工件几何干涉作用的分析,建立了磨粒运动轨迹方程和工件表面形貌方程。考虑砂轮变形对磨削过程的反向作用,建立了主轴-砂轮结构与磨削过程间的交互模型,采用耦合仿真的方法对机床-磨削交互过程进行了仿真,并考虑磨削过程中的交互作用提出了一种新的磨削工件表面形貌仿真模型,实验结果验证了所给算法的正确性和有效性,该方法为进一步优化磨削工艺参数提供了依据。Grinding is an important means to guarantee the quality of the machined surface,however,the interaction between machine and grinding process reduces surface quality. Focusing on face grinding,the influence of process-machine interaction on ground surface was analyzed based on the investigation of surface topography simulation. A visual wheel topology was simulated based on the random nature of grains located on the wheel surface. The grain trajectory equation and workpiece topography equation were established based on the analyses of interference between grains and workpiece. The interaction between grinding process and spindle-wheel was modeled considering the inverse influence of wheel deformation on process and simulated by adopting a coupling simulation method. Taking the processmachine interaction into account,a novel simulation model for surface topography of the grinding process was proposed.Grinding test verifies the accuracy and effectiveness of the given algorithm. The method can be further used to optimize the grinding process parameters.福建省高校产学合作科技重大项目“高效、高精度可转位刀片周边刃磨关键技术研究”(2014H6025

基于远心原理的滚珠丝杠测量系统设计

针对传统滚珠丝杠外螺纹检测技术在检测参数不全面、检测范围受限等方面的缺陷,设计了一种基于远心镜头成像及检测算法的视觉测量仪。对仪器的测量原理和设计思路进行了研究,利用多次拍..

Novel Ensemble Analytic Discrete Framelet Expansion for Machinery Fault Diagnosis

小波变换被称为“数学显微镜“,它对机械信号的多尺度分析在机械设备状态监测和故障诊断领域发挥着重要的作用。然而传统二进小波变换在工程应用中存在一些显著的不足,如平移敏感性、小波尺度能量泄漏、固定的二进“频率？尺度“划分网格等。尤其是后者使得经典小波变换对处于二进网格过渡带的特征分析中产生不可避免的“盲区“。基于此,提出一种基于过完备小波紧框架的新式“时间-尺度“分析方法-衍生增强离散解析小波分析框架。该小波分析框架基于双树复小波变换进行构造,通过合理地选择双树复小波基函数,并将之应用于增广树形迭代滤波器组中生成近似解析小波包变换,通过对近似解析小波包变换的分析结果进行子空间重排和小波包尺度空间交叉结合,构造伪二进小波包隐框架。在多尺度分解的意义下,所提出的衍生增强离散解析小波分析框架(近似解析小波框架和伪二进小波包隐框架)很好地改进了经典小波存在时频表达能力方面的限制,有效地移动了小波尺度的中心频率,实现了自顶向下、多中心连续细化的“频率-尺度“分析网格。将之应用于的带钢精轧机的微弱故障特征提取中,验证了所提出方法对于经典小波分析方法的优越性。As the celebrated "mathematical scope", the multi-resolution analyzing capacity of wavelet transform(WT) plays an important role in condition monitoring and fault diagnosis of mechanical equipment.However, it has proven that the effectiveness of WT is hampered by several negative factors, such as shift-sensitiveness, significant energy leakage, and the fixed dyadic "frequency-sale" paving.Especially, the dyadic "frequency-sale" paving creates inevitable deficiency in identifying mechanical signatures located in transition areas of adjacent wavelet scales.A novel "time-sale" analysis methodology, named as derived ensemble analytic framelet(DEAF), based on overcomplete wavelet tight frame, is proposed.The DEAF is developed based on the existing dual tree complex wavelet transform(DTCWT).The DEAF starts from a selected DTCWT basis, and combines it with a hybrid augmented tree-structured filter-bank, which results in quasi analytic wavelet packet decomposition(QAWPD).With the results of QAWPT, an ensemble wavelet packet generating strategy is applied such that an unprecedented implicit wavelet packet tight frame(IWPTF) containing pseudo dyadic wavelet packets is obtained.With the combination of QAWPD and IWPTF, the proposed DEAF can be derived which possesses the "frequency-sale" paving characterized by continued time-frequency refinement of analysis centers.The proposed technique is applied to the mechanical signature analysis of an engineering application to validate its superiority compared with the existing methods.国家自然科学基金(51275382); 国家科技重大专项(2010ZX04014-016;2011ZX04003-021)资助项

一种叶片裂纹检测的稀疏共振解调算法

针对强相干噪声干扰下叶片振动信号中裂纹故障微弱特征的提取问题,提出了一种基于稀疏共振解调的诊断方法。首先,利用从中心集化多分辨分析处理机组上取得的原始振动信号进行子空间重构;其次,对小波子空间信号进行希尔伯特包络解调,选取故障特征频率及其倍频成分能量占优的子空间;再次,根据周期性故障稀疏模型,采用梳形滤波器分离故障特征频率及其倍频成分,构造故障分量参考信号;最后,结合故障参考信号对子空间重构信号进行小波降噪,从而提取与叶片裂纹相关的微弱特征。在出现叶片裂纹故障的发电机组增压风机故障诊断案例分析中,仅采用多尺度分解无法在时域上得到周期性冲击故障特征。而采用所提出的基于稀疏共振解调方法进行信号处理后,强相干噪声得到了有效抑制,从而突出了故障特征。国家自然科学基金（51805398）陕西省自然科学基础研究计划（2018JQ5106）北京卫星环境工程研究所2019年度CAST-BISEE创新基金（CAST-BISEE2019-043

一种叶片裂纹检测的稀疏共振解调算法

针对强相干噪声干扰下叶片振动信号中裂纹故障微弱特征的提取问题，提出了一种基于稀疏共振解调的诊断方法。首先，利用中心集化多分辨分析处理机组上取得的原始振动信号进行子空间重构；其次,对小波子空间信号进行希尔伯特包络解调，选取故障特征频率及其倍频成分能量占优的子空间；再次,根据周期性故障稀疏模型，采用梳形滤波器分离故障特征频率及其倍频成分构造故障分量参考信号；最后,结合故障参考信号对子空间重构信号进行小波降噪,从而提取叶片裂纹相关的微弱特征。在出现叶片裂纹故障的发电机组增压风机故障诊断案例分析中，仅采用多尺度分解无法在时域上得到周期性冲击故障特征。而采用所提出的基于稀疏共振解调方法进行信号处理后，强相干噪声得到了有效抑制,从而突出了故障特征。国家自然科学基金（51805398）陕西省自然科学基础研究计划（2018JQ5106）北京卫星环境工程研究所2019年度CAST-BISEE创新基金资助项目（CAST-BISEE2019-043

Study of Underwater Target Recognition for Torpedo Electromagnetic Fuse with High Detecting Precision

鱼雷武器系统的主动电磁引信回波信号中蕴含着雷目交会过程重要特征信息。针对回波信号能量比较法受到直达场耦合成分和噪声影响的问题,提出了基于数字信号处理技术的目标特征提取算法。对接收天线的回波信号进行全相位二次补偿处理;采用短时傅里叶变换对目标回波信号进行包络解调;再利用改进的三次多项式最小二乘拟合方法,以抑制数据波动影响并提高计算效率;提出一种基于钟型脉冲的参数识别算法对回波包络极大值点进行估计。仿真和试验数据验证表明所提出方法具有一定的工程实用性。Characteristic information is hidden in the received signal of active torpedo electromagnetic fuse.The conventional burst controlling strategies based on energy-comparison are affected by ambient and electromechanical noises.The improved algorithms based on digital signal processing techniques are proposed.The received signals are first processed by all-phase compensation method to eliminate the direct coupling component,and then the residual signal is demodulated using STFT.An improved polynomial least mean square approximation method,which reduces the computation time,is presented for eliminating the side-effects brought by noise.A parametric estimation model base on bell-shape impulse is used to estimate the maximum of echo envelope.Simulation and trial data show that the proposed algorithm is effective and practical.国家自然科学基金项目(51275384、51275382); 国家科技重大专项(2010ZX04014-016

C_nD_m~-簇离子的结构特性和形成动力学研究

对较小碳原子簇负离子Ｃ－ｎ结构的研究是从直链向单环乃至双环构型发展的．氢原子在碳原子簇中起着电子给予体的作用［１，２］．但以往的研究未发现碳原子数的奇偶性和氢原子数目对簇离子构型的影响．我们以激光溅射氘代蒽样品，产生了丰富的碳／氢团簇负离子ＣｎＤ－ｍ..