工程科學學報

姓名
郵箱
手機號碼
標題
留言內容
驗證碼

期刊信息

月刊，1955年創刊

ISSN 2095-9389

CN 10-1297/TF

主管單位：教育部

主辦單位：北京科技大學

編　　輯：《工程科學學報》編輯部

出　　版：科學出版社

主任委員：楊仁樹

副主任委員(主編)：吳愛祥

地　　址：北京市海淀區學院路30號

電　　話：(010)62333436

傳　　真：(010)62333436

郵發代碼：82-303

國內發行：北京報刊發行局

國內訂閱：全國各地郵局

郵　　箱：xuebaozr@ustb.edu.cn

單　　價：40元/期，全年480元

下載中心

重點征稿方向
征稿通知
版權協議
論文模板

Email alert

RSS

2023年第45卷第1期

欄目

礦業工程
冶金工程·材料科學與工程
控制科學與工程
能源工程

上一期 | 下一期

選擇全部

顯示方式:

礦業工程

顆粒粒徑對尾砂膏體觸變性的影響

張連富, 王洪江, 吳愛祥, 楊科

2023, 45(1): 1-8. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.09.006

[摘要](640)

[HTML全文] (226)

[PDF 2891KB](88) [施引文獻] ()

摘要:
高濃度尾砂料漿具有復雜的觸變性，顆粒粒徑是影響料漿觸變性的重要因素，顆粒粒徑對觸變性影響的定量研究尚不豐富。為探究高濃度尾砂膏體的顆粒粒徑對觸變性的影響，使用同種尾砂制備了不同平均粒徑的樣品并制成膏體，開展恒剪切速率實驗。結果表明，尾砂膏體具有顯著的觸變性，恒剪切速率條件下呈剪切稀化。穩態條件下，料漿靜態屈服應力、動態屈服應力、賓漢姆黏度均與顆粒平均粒徑平方的倒數呈線性正相關。瞬態條件下，顆粒平均粒徑和相應瞬態擬合參數呈線性關聯。推薦的穩態和觸變性模型均表現出較高的適用性。通過數據擬合構建了穩態剪切應力和瞬態剪切應力的預測模型，定量表征顆粒平均粒徑對觸變性料漿穩態和瞬態流變行為的影響。

全尾砂?廢石膏體流變特性及阻力演化

尹升華, 閆澤鵬, 嚴榮富, 李德賢, 趙國亮, 張鵬強

2023, 45(1): 9-18. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.31.002

[摘要](678)

[HTML全文] (311)

[PDF 1491KB](77) [施引文獻] ()

摘要:
為了研究全尾砂?廢石膏體的管道輸送特性，采用流變儀測試了不同尾砂?廢石質量比（尾廢比）及固體質量分數條件下膏體的流變特性，構建了綜合考慮密實度、灰砂比及體積分數的輸送阻力方程。將該方程代入Comsol軟件中進行模擬計算并與環管實測結果進行對比驗證，數值模型所測誤差均在7%以內，說明該模型用于計算全尾砂?廢石膏體的阻力特性是合理的，還模擬了不同濃度、尾廢比及初始速度條件下管道輸送阻力的變化特征。實驗結果表明：塑性黏度和屈服應力隨著粗骨料膏體固體質量分數和尾廢比的增加而增大；由于顆粒間的摩擦效應導致阻力損失隨尾廢比的增加呈先增大后減小的趨勢，阻力損失在尾廢比5∶5處取得最小值；固體質量分數增大導致水含量的降低，使粗骨料漿體難以流動，從而導致阻力損失快速增長；初始流速增加，顆粒運動變得不穩定，摩擦加劇，并于“拐點”—2.2 m·s^?1處阻力損失的增長率大大提高。研究成果對于粗骨料膏體管輸系統的設計具有一定借鑒意義。

基于聲發射特征提取和機器學習的煤破壞狀態預測

李振雷, 李娜, 楊菲, SOBOLEV Aleksei, 宋大釗, 王洪磊, 納然, 曹亞利

2023, 45(1): 19-30. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.02.07.003

[摘要](514)

[HTML全文] (153)

[PDF 2101KB](82) [施引文獻] ()

摘要:
同步采集了煤樣單軸壓縮破壞過程的聲發射全波形數據和應力數據，提取了聲發射梅爾倒譜系數作為樣本特征，定義煤樣當前受力與其峰值載荷的比值為煤樣的應力狀態并將其作為樣本標簽，利用機器學習方法構建了煤樣破壞狀態的預測模型。結果表明：梅爾倒譜系數可以很好地表征煤樣的破壞狀態，該參量在煤樣達到受力峰值80%后表現出明顯突增或突降或先增加然后突降的規律，機器學習能夠利用該樣本特征建立煤樣破壞狀態預測模型進而預測煤樣的危險狀態，利用五折交叉驗證方法評價模型的預測準確度達到88.61%，模型預測效果和穩定性良好；進一步討論了不同重要度的梅爾倒譜系數組合作為樣本特征對于模型預測效果的影響，發現樣本特征中含有重要度高的特征和關鍵特征是模型預測準確度高的關鍵。這可為進一步完善煤巖動力災害預測預警提供借鑒。

基于灰度共生矩陣和工業CT掃描的受載含瓦斯煤裂隙動態演化特征

王登科, 吳巖, 魏建平, 趙小龍, 張宏圖, 朱傳奇, 袁安營

2023, 45(1): 31-43. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.17.008

[摘要](541)

[HTML全文] (233)

[PDF 3665KB](68) [施引文獻] ()

摘要:
為研究受載含瓦斯煤在三軸壓縮作用下的裂隙演化規律，利用受載含瓦斯煤顯微工業CT掃描系統，開展了三軸加載條件下受載含瓦斯煤的工業CT掃描測試，獲取了受載含瓦斯煤的應力?應變曲線和各變形階段的CT掃描圖形。運用圖像分析軟件對CT掃描數據進行了三維數字重建，實現了煤樣內部裂隙的三維可視化和定量表征，并基于灰度共生矩陣（GLCM）理論分析了受載含瓦斯煤的裂隙動態擴展特征及規律。研究結果表明：瓦斯壓力的存在一定程度上弱化了受載含瓦斯煤的力學性質，同時也加速了裂隙的擴展；受載含瓦斯煤二維裂隙先閉合后擴展，峰后快速擴展并形成連通二維裂隙網絡；三維裂隙體積和裂隙密度呈現出先減小后增大的變化趨勢，總體上可劃分為裂隙壓密閉合、新裂隙萌生擴展和主裂隙加速擴展貫通3個變化階段；灰度共生矩陣分析中，對比度先減小后增大，能量和同質性先增大后減小，相關性呈現出單調遞減趨勢，準確描述了受載含瓦斯煤內部裂隙隨應力增加不斷變化的總體發展規律。

榆神府礦區采煤地表裂縫發育規律及特征

謝曉深, 侯恩科, 馮棟, 從通, 侯鵬飛, 陳秋計, 王建文, 李民峰, 謝永利

2023, 45(1): 44-53. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.29.001

[摘要](589)

[HTML全文] (218)

[PDF 4747KB](76) [施引文獻] ()

摘要:
榆神府礦區是陜北一個重要的原煤產地，煤炭開發利用規模大、強度高，但區內生態環境脆弱，采煤誘發的礦山地質環境問題尤為顯著。為全面掌握榆神府礦區采煤地表裂縫“靜”、“動”態發育規律、揭示其形成機理，以榆神府礦區的安山煤礦、檸條塔煤礦和小保當一號井的典型工作面為對象開展研究。研究結果表明：① 地表裂縫分為臺階型、擠壓隆起型、滑動型和拉張型4種類型以及“塌陷槽”、“平行并列”2種組合方式；② 榆神府礦區地表裂縫平面展布規律具有相對統一性，而地表裂縫表現特征具有差異性，且與采深采厚比呈負相關關系；③ 極淺埋煤層開采、淺埋煤層開采以及中深埋煤層開采地表裂縫分別具有滯后回采位置1.0 m、超前回采位置8.5 m和滯后回采位置30.14 m的動態展布規律，且地表裂縫滯后距與采深采厚比之間存在多項式的函數關系；④ 邊界裂縫和面內正向坡裂縫具有“只開不合”的活動特征，面內逆向坡裂縫具有“先開后合”的活動特征，面內平坦區裂縫則具有“先開后合再開”和“先開后合”兩種裂縫活動特征，平均活動時間3.7～7.0 d；裂縫“先開后合再開”的活動受覆巖運移控制，“只開不合”和“先開后合”的裂縫活動受地表移動變形控制，而斜坡裂縫活動機理則與坡體滑移密切相關。研究成果可為榆神府礦區地表裂縫治理和生態修復提供指導。

歸一化植被指數（NDVI）在草原露天煤礦區的適用性分析

惠嘉偉, 白中科, 劉凱杰, 王子昊

2023, 45(1): 54-63. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.08.03.002

[摘要](535)

[HTML全文] (175)

[PDF 7145KB](57) [施引文獻] ()

摘要:
煤炭生產不可避免地會對生態環境造成影響，在煤炭生產中，生態環境監測是經濟可持續發展的重要環節。目前煤礦生態監測的最常見的方法是基于歸一化植被指數（NDVI）的植被覆蓋度計算，但在對露天礦的植被監測實驗中，基于NDVI的植被覆蓋度計算結果出現了的誤差。為了給草原礦區生態監測提供合適的方法，本文利用Sentinel-2數據采取遙感波段反演的方法計算了研究區的NDVI。并采取實證對比的方法對勝利、平朔礦區的NDVI分布特征進行了研究。結果表明：NDVI在具有一定植被覆蓋的區域能夠良好的反映地表植被覆蓋情況，但在礦區內部被煤炭覆蓋的區域可能會出現一定程度的誤差。誤差現象在兩個研究區均會出現，且在勝利礦區影響更加嚴重。推測誤差現象出現的原因是由于NDVI歸一化算法的不足導致僅使用NDVI為參數無法區分光譜曲線具有相似特征的煤炭覆蓋區域和中低覆蓋草地，因而建議在礦區植被監測中將相關區域進行掩膜處理或更換植被指數以避免此現象的影響。

冶金工程·材料科學與工程

電磁攪拌對特大方坯結晶器內流場及溫度場影響

趙立華, 苑一波, 邢立東, 包燕平

2023, 45(1): 64-71. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.25.001

[摘要](807)

[HTML全文] (334)

[PDF 2174KB](116) [施引文獻] ()

摘要:
以某廠斷面為410 mm × 530 mm的特大方坯結晶器為原型，利用ANSYS有限元軟件建立三維數值模型，研究電磁攪拌對結晶器流場及溫度場的影響。施加電磁攪拌后，鋼液受到徑向電磁力，液面呈現旋轉流動趨勢。結晶器內鋼液最大切向速度隨著電流的增加而增大，隨著頻率的增加而減小。電磁攪拌的電流大小由0 增加到500 A時，液面波動由1.21 mm增加到4.35 mm。電磁攪拌能夠使鋼水的高溫區局限于連鑄結晶器上部，鋼水溫度更加均勻。同時鋼液的水平旋流能夠抑制初生坯殼的生長，降低坯殼的生長速度，使結晶器出口處坯殼厚度變薄。綜合分析，該廠在實際生產時合理的電磁攪拌的電流大小應為400 A，頻率為1.5 Hz，此時鋼渣液面波動約為2.73 mm，溫度場較為均勻。

TiO₂光催化強化[HO₂MMim][HSO₄]?H₂O₂脫除煤中有機硫的研究

王蘭云, 溫興琳, 劉澤健, 張亞娟, 盧曉冉, 劉真, 周華健, 徐永亮

2023, 45(1): 72-81. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.24.003

[摘要](485)

[HTML全文] (211)

[PDF 1487KB](46) [施引文獻] ()

摘要:
燃煤中的硫嚴重影響了煤炭的高效利用，將光催化氧化引入到萃取脫硫體系，可以顯著地提高離子液體萃取脫硫效率。為了進一步研究脫硫機理，采用實驗結合計算機仿真模擬對其進行了分析。實驗結果表明將光催化反應過程與離子液體萃取過程耦合，可有效脫除煤中的有機硫，[HO₂MMim][HSO₄]?H₂O?H₂O₂?TiO₂（質量比5∶5∶10∶4）光催化處理后的煤的有機硫脫硫率最高可達12.40%。Materials Studio分析得出由光催化產生的羥基自由基(·OH)具有較強的氧化性，·OH的氧原子附近所在區域呈負電性，容易與噻吩中S原子的正電勢點產生靜電力并形成S=O雙鍵；另外，離子液體的加入使得原本噻吩環上的最低空軌道消失，還降低了最高占據分子軌道（HOMO）和最低未占分子軌道（LUMO）的能級差，使反應更容易進行。使用COSMO軟件分析發現離子液萃取作用體現在[HO₂MMim][HSO₄]中咪唑的五元雜環結構通過范德華力與噻吩、砜分子之間成鍵，使硫化物不斷被萃取到離子液體相中；外加氧化劑使反應中化學勢較高的砜比噻吩更容易進入到化學勢低的離子液[HO₂MMim][HSO₄]中。

鐵酸鋅碳熱還原動力學及反應機理

李洋, 張建良, 袁驤, 劉征建, 李飛, 鄭安陽, 李占國

2023, 45(1): 82-90. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.08.05.003

[摘要](371)

[HTML全文] (246)

[PDF 2092KB](65) [施引文獻] ()

摘要:
對鐵酸鋅非等溫碳熱還原反應動力學及其還原反應機理進行了研究。通過不同溫度條件下還原后的鐵酸鋅團塊物相分析(XRD)對其碳熱還原的物相轉變過程進行了解析，950 ℃時出現FeO_0.85·xZnO無定型物質，此時Fe³⁺被還原成Fe²⁺。探討了鐵酸鋅碳熱還原過程轉化率與轉化速率的關系，該還原過程可以劃分為三個階段，第二階段的轉化率變化最大(0.085～0.813)。最后，通過等轉化率法和主曲線擬合法對不同升溫速率條件下鐵酸鋅碳熱還原第二階段的動力學進行了分析，可以得出第二階段的平均活化能為362.16 kJ·mol^–1，且該階段活化能為331.01～490.04 kJ·mol^–1，變化較大，說明這一階段發生的反應較為復雜，且各反應之間的活化能差異明顯，二級化學反應是這一階段的主要控速環節，并確定了第二階段的主要控速方程。

新型復合粘結劑提高生球質量的作用機理及構效關系

雷杰, 汪名赫, 周江虹, 孫社生, 龍紅明

2023, 45(1): 91-97. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.30.003

[摘要](547)

[HTML全文] (251)

[PDF 1253KB](59) [施引文獻] ()

摘要:
降低膨潤土用量是提高球團品位、實現節能減排的有效途徑之一。基于新型高效復合粘結劑，通過生球制備、線性擬合分析、生球力學特征分析等手段研究了復合粘結劑對生球質量的影響規律及與重要指標的構效關系，闡明了復合粘結劑提高生球質量的作用機理。結果表明：配比（質量分數）為1.2%膨潤土+0.028%有機粘結劑的復合粘結劑球團，落下強度（0.5 m高度落下次數）達到6.2、平均抗壓強度達到14.5 N、爆裂溫度達到542 ℃，與2.0%膨潤土球團相比，生球質量相近，但膨潤土消耗減少40%；基于構效關系分析，有機粘結劑對生球落下強度、爆裂溫度作用顯著，膨潤土對干球強度影響更大；有機粘結劑通過增強顆粒的親水性、毛細力和黏性力強化了生球落下強度，干燥時在表層形成少量孔隙，有利于球團內水分的排出，提高了生球爆裂溫度，干燥后以固態連接橋的形式強化干球強度，但是孔隙的位點和尺寸可能會降低干球強度，因此，對干球強度起決定性作用的是膨潤土，有機粘結劑對干球強度的影響呈現多面性。

X80管線鋼精煉過程夾雜物形成與演變

鐘華軍, 姜敏, 王章印, 劉帥, 姜金星, 王新華

2023, 45(1): 98-106. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.05.23.007

[摘要](558)

[HTML全文] (134)

[PDF 5338KB](79) [施引文獻] ()

摘要:
通過工業試驗取樣研究了X80管線鋼精煉過程夾雜物的類型、尺寸、成分等變化規律，并結合FactSage8.1軟件對鈣處理和鋼液冷卻凝固過程夾雜物的演變機理進行了熱力學計算分析。試驗結果表明，LF精煉結束時夾雜物主要為MgO–Al₂O₃和MgO–Al₂O₃–CaO，數量占比分別為25%、75%，其尺寸主要分布在1～5 μm之間，且1～2 μm和2～5 μm的夾雜物比例分別為56.0%、37.3%；RH精煉中T[O]、[N]質量分數分別由LF精煉結束時的0.0022%、0.0059%降低至0.0010%、0.0035%，夾雜物數量密度由LF結束約23.07 mm^–2降低至7.44 mm^–2，夾雜物去除率約67.8%；鈣處理時，夾雜物主要為MgO–Al₂O₃–CaO和CaS–Al₂O₃–CaO系，夾雜物中CaS平均質量分數由RH精煉結束時的8%增加至36%，CaO平均質量分數由24%減少至12%；軟吹結束時，尺寸<40 μm的夾雜物中SiO₂占比在0～2.5%之間；尺寸>40 μm的夾雜物中SiO₂占比在6.0%～8.0%之間，尺寸>40 μm的夾雜物主要為CaO–Al₂O₃–MgO–SiO₂，其化學成分與精煉渣化學成分基本一致，其來源為精煉渣卷入。熱力學計算結果表明，當[Ca]質量分數在10.5×10^–6～15.8×10^–6時，尖晶石夾雜全部完成改性，夾雜物全部為液態鈣鋁酸鹽；當鋼液在澆鑄溫度下，夾雜物主要為液態的鈣鋁酸鹽，當溫度降低至1428 ℃時，液態夾雜物完全轉化為固態，隨著溫度繼續下降1309 ℃以下，夾雜物的類型基本不發生改變，整個溫降過程夾雜物中CaO含量減少，CaS含量增加。

15Ni?15Cr ODS鋼的微觀結構與力學性能

趙瑞林, 賈皓東, 曹書光, 佟振峰, 周張健

2023, 45(1): 107-116. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.28.001

[摘要](536)

[HTML全文] (203)

[PDF 5006KB](84) [施引文獻] ()

摘要:
氧化物彌散強化（Oxide dispersion strengthened, ODS）鋼因其良好的高溫力學性能和抗輻照性能被認為是鈉冷快堆包殼材料的重要候選材料. 本文通過機械合金化以及熱等靜壓和鍛造工藝制備了15Ni?15Cr ODS奧氏體鋼，并且采用相同工藝制備了不加氧化物的15Ni?15Cr奧氏體鋼作為參比材料. 利用透射電鏡對樣品的微觀結構進行分析，發現15Ni?15Cr和15Ni?15Cr ODS奧氏體鋼晶粒尺寸分別為0.75和0.5 μm. 15Ni?15Cr ODS奧氏體鋼中分布的氧化物彌散粒子主要為δ-Y₄Zr₃O₁₂以及少量的Al₂O₃. 15Ni?15Cr ODS奧氏體鋼中氧化物彌散粒子的平均粒徑為12.8 nm、數密度5.5×10²² m^?3、粒子間距26 nm. 相比于15Ni?15Cr奧氏體鋼，15Ni?15Cr ODS奧氏體鋼具有更高的強度，但是高溫塑性有所降低. 15Ni?15Cr ODS奧氏體鋼的室溫斷裂機制為韌性斷裂，高溫斷裂機制為韌–脆混合斷裂.

縱筋銹蝕無腹筋混凝土梁抗剪性能細觀數值研究

金瀏, 楊鴻申, 張仁波, 杜修力

2023, 45(1): 117-127. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.29.008

[摘要](339)

[HTML全文] (246)

[PDF 2255KB](41) [施引文獻] ()

摘要:
以鋼筋混凝土梁為研究對象，考慮鋼筋非均勻銹蝕膨脹效應，建立三維鋼筋混凝土梁剪切破壞分析的數值分析模型。通過多階段分析方法(鋼筋銹蝕階段，構件性能退化階段)探索銹蝕對結構力學行為的影響。鋼筋的非均勻銹蝕膨脹以施加非均勻徑向位移的方式模擬，獲得保護層的破壞狀態，并以此“最終狀態”作為之后混凝土梁靜載試驗的“初始條件”輸入，進而模擬構件的力學行為。在驗證了多階段數值模型合理性的基礎上，分析了縱筋銹蝕、剪跨比對無腹筋混凝土梁抗剪性能的影響規律。結果表明，縱筋銹蝕使混凝土梁產生明顯的縱向裂縫。縱筋銹蝕率增大，保護層開裂區域增加，梁的抗剪承載力下降嚴重。另外，剪跨比對梁的抗剪承載力產生影響，剪跨比對未銹蝕梁的影響明顯大于對銹蝕梁的影響程度。最后，基于模擬結果對相關設計規范中的抗剪承載力計算公式進行了討論，發展建立了考慮銹蝕影響的無腹筋混凝土梁抗剪承載力計算方法。

控制科學與工程

基于變量選擇的尖點突變模型的兩步構建方法

張明, 付冬梅, 程學群, 楊丙坤, 郝文魁, 陳云, 邵立珍

2023, 45(1): 128-136. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.19.006

[摘要](812)

[HTML全文] (264)

[PDF 2506KB](108) [施引文獻] ()

摘要:
突變是工程實踐過程中廣泛存在的現象。當系統的狀態發生跳躍性變化時，基于微積分的傳統數學建模方法精度較低，人工神經網絡等機器學習算法無法對突變現象作出合理的解釋。基于突變理論的尖點突變模型可以用來解釋系統狀態的不連續變化，然而在輸入變量維度較大的情況下，傳統的尖點突變模型復雜度高且精度較差。為了解決這一問題，提出了一種基于變量選擇的尖點突變模型的兩步構建方法。第一步，利用多模型集成重要變量選擇算法(MEIVS)量化待選變量的重要性并提取重要變量；第二步，基于極大似然法(MLE)利用所提取的重要變量構建尖點突變模型。仿真結果表明，在具有突變特征的數據集上，通過MEIVS降維后的尖點突變模型在評價指標上優于線性模型、Logistic模型和通過其他方法降維的尖點突變模型，并且可以用來解釋研究對象的不連續變化。

自動駕駛車聯網中通感算融合研究綜述與展望

馬忠貴, 李卓, 梁彥鵬

2023, 45(1): 137-149. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.04.16.003

[摘要](728)

[HTML全文] (798)

[PDF 1311KB](218) [施引文獻] ()

摘要:
為了應對自動駕駛車聯網極低的通信時延、極高的可靠性、更高的傳輸速率等極致性能需求，亟需破解現有車聯網中通信、感知、計算相互割裂與獨立分治的問題，實現“云?邊?端”一體化協同感知、協同傳輸和協同決策。為此，急需對自動駕駛車聯網的通感算融合開展研究，實現三者的高效融合。首先論述了目前在通信、感知、計算融合領域的研究進展，然后給出了通感算融合網絡的定義，論述了通感助算、通算助感以及感算助通的研究進展。針對自動駕駛車聯網的應用場景，創造性地提出了“五層四面”通感算融合的網絡架構，橫向五層自下而上分別是：多元接入層、統一網絡層、多域資源層、協同服務層、管理與應用層；縱向四面分別是：通信面、感知面、算力面、智能融合面，通過五層四面的深度融合，進一步提升了自動駕駛車聯網中通感算融合網絡的性能。其次，提出了評價通感算融合網絡的性能指標體系，最后針對目前研究存在的問題以及未來發展方向給出了四點可行性建議。

OFDM系統中基于最優閾值ACE的PAPR抑制

吳群, 周曉, 王成優

2023, 45(1): 150-157. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.15.001

[摘要](654)

[HTML全文] (209)

[PDF 1388KB](93) [施引文獻] ()

摘要:
動態星座圖擴展(Active constellation extension, ACE)是一種能夠有效降低正交頻分復用(Orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系統峰均功率比(Peak-to-average power ratio, PAPR)的方法，為解決現有ACE算法因選擇固定限幅閾值而限制降低PAPR效果的問題，提出一種最優閾值ACE(Optimal threshold ACE, OTACE)算法，該算法能在每次迭代時根據信號功率求得最合適的限幅閾值，從而增強抑制PAPR的效果。通過數據擬合得到合適的迭代次數，在此基礎上對OTACE算法抑制PAPR的效果進行了仿真分析，仿真結果表明，與凸集映射(Projection onto convex sets, POCS)和智能梯度投影(Smart gradient projection, SGP)算法相比，OTACE分別能提高5 dB和3 dB左右的PAPR增益。在廣電1、廣電6和巴西A三種信道下，分別在多普勒頻移為20 Hz和60 Hz時測試OTACE算法對系統誤碼率(Bit error rate, BER)的影響。實驗結果顯示，采用OTACE可提高系統的BER性能，并且與POCS相比，OTACE可提高1 dB左右的信噪比(Signal-to-noise ratio, SNR)增益；與SGP相比，OTACE在高SNR時有明顯的優勢。

能源工程

基于剩余充電電量的鋰離子電池模組內短路在線定量診斷算法

來鑫, 李彬, 孟正, 李相俊, 靳文濤, 汪湘晉, 馬瑜涵, 鄭岳久

2023, 45(1): 158-168. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.08.02.002

[摘要](598)

[HTML全文] (223)

[PDF 2588KB](95) [施引文獻] ()

摘要:
通過對鋰離子電池內短路的在線診斷可以有效預防熱失控的發生。本文利用鋰離子電池模組的充電曲線提出一種基于剩余充電電量的內短路在線定量診斷算法，并對該算法在不同的電壓采集精度與采樣周期、溫度變化、老化程度等條件下進行仿真與實驗驗證。結果表明所提出的算法在一定條件下能準確定量地診斷出內短路電阻：(1) 對于10 Ω級別的嚴重內短路，即使在10 mV的采集精度、10 s的采樣周期、變溫度條件下也能得到很高的診斷精度。對于100 Ω級別的早期內短路，所診斷的內短路阻值比實際值偏小，診斷時間變長。為了提高早期內短路診斷的精度與時效性，電壓采集精度與采樣頻率應該分別在1 mV 與 1 Hz 以上；(2) 電池老化會降低內短路的診斷精度，但是對于10 Ω級別的內短路影響很小。極端溫度變化同樣會影響內短路定量診斷精度，極端高溫下的診斷誤差比極端低溫下的診斷誤差要大，在極限低溫(–20 ℃)下的內短路內阻的診斷誤差在6%以內。研究結論為提高鋰離子內短路的定量診斷精度具有重要意義。