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大型加速器用户设施运行的可靠性考虑
在过去的几十年里，加速器被开发和优化为探索亚核粒子研究能量前沿的工具。然而，最近，加速器优化的另一个方面变得更加重要，即高度可靠的操作，以产生大量的粒子碰撞（“粒子工厂”）或光子（光源），为庞大而多样化的用户群体服务。可靠性方面对于光源尤其重要。光源拥有由数千名用户组成的庞大用户群体，这些用户组织成小型独立研究团队，每个研究团队仅使用一小部分光束时间。即使由于频繁的故障和中断导致的轻微运营效率低下也可能导致某些研究团队分配的光束时间完全损失，从而严重扰乱他们的科学计划。出于这些原因，人们越来越重视高度可靠的操作。可靠性通常定义为在预定时间段内提供给用户的光束时间的相对总量。95% 的可靠性被认为是现代光源的可容忍下限。经常报告 98% 左右的可靠性值，这并不是不寻常的成就。这意味着，对于计划的每年 5000 小时的光束时间，由于故障，用户操作可能只会损失 250 小时或更少。假设平均完全从故障中恢复需要两个小时，中断之间的时间必须平均大于 40 小时（假设每天 24 小时和每周 7 天运行）。同步辐射科学已经变得非常复杂，光束的传输不再是可靠性的充分标准。用户需要具有计划的光束能量和几乎恒定的强度、高空间稳定性和所有光束参数在操作模式改变后具有高再现性的光束，例如通过改变波荡器磁铁的场强来改变光子能量。加速器由大量有源组件组成，其中许多组件具有高功耗，必须同时运行才能使光束运行。它们通过复杂的数字控制连接和协调，精确计时通常是正常运行的条件。对于拥有 100,000 个此类组件的设施，任何组件可能仅在运行 4 × 10 6 小时后才会失效。
日照和环境温度对俄罗斯数字电压互感器运行的影响
摘要。本研究致力于研究太阳辐射和高环境空气温度对数字电压互感器工作的影响。开发的数字电压互感器设计包含在技术和商业电能消耗计量的智能电网系统中。对俄罗斯夏季条件下数字电压互感器工作的不利条件进行了分析。介绍了借助基于有限元法的 COMSOL Multiphysics 程序获得的变压器热状态数学模拟结果。在经过验证的数学模型上对电阻分压器变压器的热场进行了实验研究，以确定电阻元件自热最小的位置。
通过模拟评估轨道转移对 Diwata-2 微卫星运行的影响
摘要 — 自 2018 年 10 月 29 日发射以来，Diwata-2 已在轨运行三年。因此，其轨道配置的影响比早期阶段更加明显。本文研究了轨道漂移对影响卫星运行的当前问题（如卫星通信和图像质量）的影响。通过五次模拟，包括确定可接受的通行极限、菲律宾上空的顶点事件、通行时间的变化以及卫星时间分辨率的变化，发现卫星通行时间与发射时的设计时间相差了一个多小时。其节点进动率增加，导致通行时间推迟。卫星的时间分辨率也从 31 天变为 11 天，但代价是覆盖面积减少。使用历史双线元素 (TLE) 数据，还模拟了未来的通行。结果发现，目前存在天底指向盲区问题，覆盖了菲律宾整个面积的 58%。还进行了两项预测，以确定卫星何时在当地时间下午 3 点通过。第一种是使用卫星中天事件的线性回归，第二种是使用卫星的历史 TLE。两种预测都一致认为该事件将在 2023 年 8 月发生。因此，在此限制之后，大部分通过都不适合获取图像。
在低温温度下运行的紧凑型惯性纳米置剂
纳米置位在诸如扫描探针显微镜和光学等应用中起着非常重要的作用。我们报告了紧凑的惯性纳米置剂的开发，以及完全计算机的接口电子设备，其运行量低至2 K，并且在我们的全自动针 - Anvil类型点触点触点Andreeve Reflection（PCAR）设备中使用。我们还使用与家用电子设备的Labview接口介绍了完全自动化的操作程序。点接触光谱探针已成功用于在低温下对元素超导体进行PCAR测量。我们的纳米灵敏剂的小占地面积使其非常适合在低温扫描探针显微镜中掺入，并使该设计多功能用于各种研究和工业目的。
数字飞行对国家空域系统内自动驾驶无人机系统运行的适用性
无人机系统 (UAS) 为新时代的专业任务带来了巨大希望，包括个人空中运输、货运飞行操作、航空勘测、检查、消防等。预期市场增长巨大。要释放其可扩展性和现有优势，需要人类同时监督多个航班，专注于多飞行器任务管理，并将其在控制飞机飞行路径方面的主动作用移交给自主系统。实现这些可扩展性优势的关键是以最低限度的限制访问国家空域系统 (NAS)，这对自动驾驶 UAS 飞机操作提出了一些独特的挑战。其中包括需要与现有空域结构和操作兼容，包括目视飞行规则 (VFR) 和仪表飞行规则 (IFR)，这两者都不是为了满足 UAS 的独特需求和能力而开发的。
正常条件下并网微电网日常运行的稳健模型
摘要：微电网 (MG) 旨在在发生重大事件时以孤岛模式为其承载的关键负载提供服务。然而，在正常情况下，当 MG 处于并网模式时，它们可能有机会通过优化能源资源的运行和适当参与批发市场来实现财务利润。本文提出了一个模型来优化 MG 参与市场和能源资源的运营。由于 MG 通常承载可再生能源资源，因此在不考虑不确定性的情况下做出决策可能会使 MG 面临风险。因此，该模型通过稳健优化技术考虑了与可再生分布式发电 (DG) 的发电、需求和市场价格相关的不确定性。该模型被表述为双层最大最小优化问题。该问题通过两个迭代步骤解决。在第一步中，遗传算法 (GA) 找到不确定参数的最坏情况，以使 MG 利润最小化。然后，求解混合整数线性问题，以最大化 MG 决策变量的利润，同时考虑第一步确定的值。迭代这些步骤以达到收敛到最佳解决方案。为了确认该方法的性能，将其应用于典型的 MG 并报告结果。
小型模块化反应堆对田纳西州的建设和运行的经济影响
致谢：该材料基于美国能源部能源效率和可再生能源（EERE）在国家能源计划奖励编号DE-EE0009487下的工作。全部法律免责声明：“该报告是作为由美国政府机构赞助的工作的帐户准备的。美国政府，其任何机构，或其任何雇员均未对任何信息，设备，产品或流程的准确性，完整性或实用性承担任何法律责任或责任，或者承担任何法律责任或责任，或者表示其使用将不会侵犯私人拥有权利。在此处引用任何特定的商业产品，流程或服务，商标，制造商或以其他方式不一定构成或暗示其认可，建议或受到美国政府或其任何机构的支持。本文所表达的作者的观点和意见不一定陈述或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。”
基于多能源系统协调运行的城市垃圾处理能力及其供能性能优化模型
摘要 为满足垃圾减量和电网调节灵活性的提高，全球范围内都在推进零废弃城市和能源互联网建设。基于垃圾堆存与处置需求，提出了垃圾处理设施能源供需多时间尺度模型。在此前提下，本文提出了基于多能源系统与垃圾处理设施协调运行以经济效益最大化的多能源垃圾处理系统（MEWDS）拓扑结构及其优化模型。通过仿真，对中国某城市不同垃圾处理场景下的垃圾堆存和多能源运行数据进行实例分析。提出的MEWDS优化模型可以使垃圾减量和经济效益达到最佳。同时，也能有效提高电网调节的灵活性。
太平洋上空近距运行的地球静止轨道卫星的天文测量和光度测量
摘要 2020 年 2 月，新西兰收集了大量近距离操作的地球静止卫星观测数据。这些测量是“幻影回声”实验的一部分，该实验是澳大利亚、加拿大、新西兰、英国和美国之间的合作活动。作为一个合适的案例研究，选择了任务扩展飞行器 1 (MEV-1) 和 Intelsat 901 之间的对接。在近距离操作的最后部分，两颗卫星位于太平洋上空，因此从新西兰可以看到。这些观测是在位于奥克兰北部旺阿帕劳阿半岛的国防技术局 (DTA) 空间领域意识 (SDA) 天文台进行的。所有图像均使用配备 FLI ML11002 CCD 相机的 11 英寸 (279 毫米) Celestron Edge HD 望远镜拍摄的。DTA 天文台最近已完全自动化，可以整夜连续收集数据。每个晴朗的夜晚，为了提高光度测定和天体测量的时间分辨率，我们经常会收集多达 1500 张图像，采样率约为每分钟 3 帧（每小时 180 帧）。基于 5 秒的曝光时间，卫星探测的视星等极限约为 15。实际上，只有当物体的星等约为 14 或更亮时，结果才是可以接受的。数据缩减是在 StarView 中执行的，这是 DTA 为 SDA 图像分析开发的专用软件工具。专门开发的数据分析算法用于恒星（恒星）图像和卫星（非恒星）图像的天体测量校准。基于视野中识别的大约 100-400 颗恒星，天体测量解决方案的典型 RMS 误差为 0.2 角秒。校准时使用了欧洲航天局的 GAIA 目录 (DR2)，星等限制在 16 级以下。两颗卫星之间的相对天体测量随机测量误差通常小于 0.1 角秒，相当于太空中的 20 米以内。基于 GAIA G 波段的典型光度校准产生的 RMS 误差约为 0.1 – 0.2 个量级。同时，在良好的大气条件下，孔径光度测定的随机误差仅在 0.02 到 0.04 之间。利用 MEV-1 和 Intelsat 901 在近距操作期间获得的高质量测量结果，可以将观测到的天体测量和光度数据中的某些特征与任务期间执行的实际操作和其他关键事件关联起来。事实证明，现成的小孔径光学设备可成功用于监测地球静止轨道 (GEO) 上的近距操作并收集重要信息以供空间领域感知。