目前国内外生产大中型风机叶片都采用分步制备、粘结成型工艺，即先分别制作叶 片的上、下外壳和芯梁后，再粘成一体。这种工艺存在三个方面的不足。首先，由于粘 接剂的强度比复合材料上下壳的强度低，粘结起来的叶片强度就远不如整体一次成型叶 片（不使用任何粘接剂连接）的强度高；其次，多步成型一般很难确保叶壳、芯梁等部 件在每一个截面的加工精度、粘接定位精度以及粘接时的压实精度，直接影响成型后的 叶片外形精度和实际效率，除非有十分熟练的技工和完善的机械化加工装备；第三，分 步制备中的每一个部件都需要一个专用模具，模具多、厂房占地面积大、生产周期长。 我们发明的新技术是借助智能芯对叶片一次成型，不再使用任何粘结剂，提高了叶片的 力学强度，其直接效果是可以显著降低材料用量；由于采用了智能芯，叶片外壳固化时 智能芯膨胀形成足够高的挤压力，使得成型后的叶片外形与设计的外形相同，能够确保 叶片的气动效率；由于这种高精度叶片外形是由工艺本身实现的，不是由生产员工的技 能取得的，因而，新技术对员工的技术要求就大大降低；最后一点也十分自然，一次成 型叶片的生产周期比传统成型方法大大缩短。

本项目是全球首个面向疫情常态化防控的数字孪生群智系统，聚焦社区疫情防控，推动疫情防控无人化，提升相关部门疫情联防联控水平，立足疫情防控，聚焦社区防疫痛点，从根本上解放人力物力资源，增加疫情防控效果。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 王妤妃 信息学院 2018-2022 吴圣杰 信息学院 2021-2024 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈龙彪 信息学院 副教授 普适计算 王程 信息学院 教授 三维视觉 四、项目简介 本项目是全球首个面向疫情常态化防控的数字孪生群智系统，聚焦社区疫情防控，推动疫情防控无人化，提升相关部门疫情联防联控水平，立足疫情防控，聚焦社区防疫痛点，从根本上解放人力物力资源，增加疫情防控效果。基于三大核心技术：数字孪生、任务协作、群智演化，实现异构设备自组织协同完成突发疫情防控任务，为各部门疫情联防联控提供一套高效可靠智能化的解决方案。

小功率风力机及风光互补发电系统广泛适用于广大农村地区，特别是风力资源比较丰富的内蒙古、青海、甘肃等边远地区和中西部地区。采用风力和太阳能两种能源供电，供电可靠性和可持续性较高，系统造价低廉，适用性强，可移动性强。 北京交通大学新能源研究所开发的小功率风力机发电控制器及风光互补系统发电控制器，是独立风力发电系统中科技含量最高的核心部件，担负着系统供用电管理职能。采用先进技术，良好的控制器设计可以优化外部系统组件的设计和安装，提高系统效率，降低系统成本。可应用于风光互补供电路灯、信号灯，农牧民用电及小型风光互补发电站。目前开发的产品已经在农村路灯项目中推广使用。  对于典型的600瓦风光互补控制器参数如下，其供电能力足够一户农牧民的日常用电需求，如照明用电，基础家电用电等，主要技术参数如下： 直流输入额定电压(V) 24 交流额定输出电压（V） 220 最大光伏输入功率( Wp ) 400 风机最大输入机功率( Wp ) 600 过放保护电压 21 过放恢复电压 23 负荷过压保护 30 负荷过压恢复 29 操作环境温度 -10℃~55℃ 空载电流 <20 卸荷保护 有

一种创新风力发电机组系统设计：性能优越，结构简单，价格低廉,维护方便，全部国产，自主知识产权。1、风机选用选择垂直轴达里厄风机(Darrieus)。与水平轴风机相比有以下优点：叶片受力均匀，大风中不易折断。叶片是等截面，无弯矩应力，只有拉应力。工艺性好。用玻璃絲布与环氧树酯手工表糊工艺，很容易加工生产。可以用多段直叶片，到工地后拼装成整体叶片或不同尺寸的风机叶轮，省去了制造大型模具的投资和工期，方便运输，而且维修方便。大幅度降低运行維修用费。不要调向系统，可接受任何方向风能不要节距调节系统。叶片固定。不要杆塔，发电机低位布置。便于维护。重心低，力学稳定性好。翼型选用美国宇航局公布的N.A.C.A系列翼型。升力型风机。这是当今较先进的双面对称翼型。资料表明最大的升阻比达到200。美国波音公司从727到747许多大型客机的机翼均用此翼型。有较好的空气动力学特性。 2、除去升速齿轮箱采用升速齿轮箱的风力发电机組有39％的能量耗损在齿轮箱上。垂直轴可以去掉齿轮箱，采用多极超低速发电机的办法。对于垂直轴达里厄风机，由于发电机装在底部，这就可以采用超重量，大直径的发电机转子，还可起到使转速平稳匀均的作用。大飞轮还对达到飞逸转速的时间延长，这对于启动各种危机保安措施有利。也使垂直轴达里厄风机旋转系统，动态稳定性提高。3、发电机及电气系统发电机选择铸铝鼠笼转子型式的多极超低速感应电动机。不采用変流器即可实现変化风速下并网，向电网送出恆频恆压电能。打破外商在变流器关键器件的垄断。使风力发电成本大幅下降。选择异步机有如下特点：结构简单，运行可靠，价格低廉。感应电动机作异步发电机并网运行，不要复杂的监控仪表及操作程序。并网就像开启电动机一样简便。成本下降垂直轴达里厄风机与异步发电机组成的并网运行系统中，利用异步机的可逆原理，既可做电动机又可做发电机，发电机兼做启动电机(见附录中图片及实验曲线)不用昂贵的变流器，不仅大幅降低成本，而且避免了因変流器产生的高频干忧使电力系统载波通讯产生误码。通过对达里厄风机Darrieus配异步发电机并网运行方式进行大量计算分析后，证实用达里厄风机与异步发电机自身特性的配合实现隨风速与向电网送电自平衡，且无需担心发电机过载。该结论在大型风洞实验与野外自然风实验中得到验证。固定叶片无节距调节系统能实现以上目标是最可贵的特性。异步机并网运行时，可利用调峰电站減少有功功率输出，而多发的无功电流，给风力发电的异步机提供励磁电流。对调峰电站來说，即没有能量损失，发电机也不会过载。最大限度地提高设备利用率。“多负载线匹配方法”展宽了可发电风速。而不用昂贵的变流器。并提高了低风速时的发电效率。4、结论本垂直轴达里厄风机系统与水平軸系统比较，由于系统简化，造价仅为其1/3；而发电量为其1.666倍(由于除去升速齿轮箱)。综合投资效益提高到五倍。

项目成果/简介:项目在多年国家项目的支持下，在项目“面向工厂规划和生产过程的数字化工厂技术”获2013年教育部科技进步二等奖的基础上，进行持续开发完善，与沈阳机床合作，在智能制造领域进行了深入的合作研究， 在沈阳机床智能制造展示线开发完成数字化孪生仿真模型及基于互联网的定制信息系统，系统实现了网络化定制下达生产订单，数字化孪生系统在线仿真模拟，真实展现生产场景，并可通过移动设备进行浏览和信息管理。项目符合中国制造2025所倡导的智能制造和互联网+技术的发展，对中国制造向智能化转型起到促进作用。项目通过展示真实个性化印章的智能加工、检测和装配，体现网络化的定制及数字化双胞胎技术。应用范围:项目所开发完成的技术符合中国制造2025所提出的智能制造技术路线，已应用于工业实际和大专院校的教学培训。目前国家大力资助建立智能制造试点示范项目，制造企业也在积极转型，向数字化和智能化转型发展，这些都需要数字孪生和互联网+技术的支持。 项目成熟度：小批量生产，项目已独立以及结合沈阳机床的生产线及教育系统得到市场的应用，特别是在中国航发商用航空发动机有限责任公司相关项目中得到应用。 拟在全国范围内推广：1.项目可应用于离散制造业的规划、调试、运行和维护阶段的仿真优化，通过建立工厂、生产线、设备的三维模型，实现虚实结合的数字双胞胎。 2、教育培训领域：通过实现智能制造理念的面向教育和培训的生产线系统，通过模块化的系统，实现对智能制造教学和培训。项目阶段:小规模生产效益分析:项目的技术创新点、先进性在于实现了数字孪生技术在生产线中的应用，达到了生产线的虚实融合。不仅可在规划阶段对生产线进行仿真验证，还可在生产运行过程中实现虚实融合，并通过AR-VR技术对操作指导、维修指导和生产过程监控提供支持，从而实现多维的虚实融合，是实现智能制造的关键技术之一。项目相关技术不仅能够应用于工业实际的智能化制造之中，还特别适合面向智能制造的教育和培训。

项目在多年国家项目的支持下，在项目“面向工厂规划和生产过程的数字化工厂技术”获2013年教育部科技进步二等奖的基础上，进行持续开发完善，与沈阳机床合作，在智能制造领域进行了深入的合作研究， 在沈阳机床智能制造展示线开发完成数字化孪生仿真模型及基于互联网的定制信息系统，系统实现了网络化定制下达生产订单，数字化孪生系统在线仿真模拟，真实展现生产场景，并可通过移动设备进行浏览和信息管理。项目符合中国制造2025所倡导的智能制造和互联网+技术的发展，对中国制造向智能化转型起到促进作用。项目通过展示真实个性化印章的智能加工、检测和装配，体现网络化的定制及数字化双胞胎技术。

本中心对垂直轴风力发电机包括从叶片的空气动力学、结构，到发电机、 控制器、材料以及选址等进行了系统研发。创新出永磁悬浮和自调桨距相结合 的专利技术以及低压充电技术，实现了低风速启动发电。随风速自动变桨技术， 使得切出风速高，年运行时间长，比同类型风力发电机效率高 15％以上。