mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
雪荷载作用下几字型钢日光温室极限承载力分析

雪灾是导致日光温室倒塌的主要原因之一。为探明几字型钢日光温室在雪荷载作用下的失稳机理,该研究采用有限单元法,以8 m跨日光温室为研究对象,模拟其在雪荷载(均匀分布雪荷载和非均匀分布雪荷载)作用下的失稳破坏过程,计算其极限承载力,并探究纵向系杆、初始几何缺陷、截面参数对极限承载力的影响。结果表明:对于净截面面积、上翼缘宽度、腹板高度和壁厚均相同的几字型钢和空心矩形钢管,几字型钢日光温室极限承载力稍高于空心矩形钢管日光温室极限承载力;相较于均匀分布雪荷载,日光温室拱架对非均匀分布雪荷载更为敏感,非均匀分布雪荷载作用下的极限承载力约是均匀分布雪荷载作用下的28%,在日光温室结构设计中,应重点考虑非均匀分布雪荷载工况;在非均匀分布雪荷载作用下,屋脊和后屋面支座处为危险截面,最先进入全截面屈服状态;纵向系杆的设置可有效抑制结构平面外变形,进而提高结构极限承载力,有纵向系杆约束条件下的结构极限承载力约是无纵向系杆约束条件下的1.25倍;该日光温室拱架对初始几何缺陷敏感度较低,当最大初始几何缺陷幅值从5 mm增加到20 mm时,极限承载力降低约2%;在几字型钢截面选取时,在满足规范要求宽厚比前提下,建议上翼缘宽度与翻边宽度之比控制在4.17左右,腹板高度与翻边宽度之比不大于9.25,下翼缘宽度与翻边宽度之比不大于1.7,上翼缘宽度与下翼缘宽度之比控制在3.33左右,腹板高度与下翼缘宽度之比控制在4.67左右。该研究结果可为开口冷弯薄壁型钢日光温室拱架抗雪设计提供参考。
采用多源信息融合的妊娠猪舍环境质量评价方法

妊娠猪舍作为养殖场猪只繁育的基础条件,其环境质量对母猪的生产性能有显著影响。为合理评价妊娠猪舍环境质量,该研究提出一种基于模拟退火的粒子群算法(Simulated Annealing-Particle Swarm Optimization,SA-PSO)、套索算法(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,LASSO)和反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的环境质量评价模型。利用卡尔曼滤波和分批估计自适应加权融合算法,实现多节点环境数据的时间与空间序列融合;构建猪舍环境质量非线性评价模型,采用LASSO算法,筛选得出与环境质量强相关的特征参数,实现输入降维;融合SA-PSO算法实现网络初始权值和阈值的优化,形成SA-PSO-LASSO-BP神经网络评价模型。通过对数据采集系统获取的实际妊娠猪舍环境数据进行验证,结果表明:提出的环境质量评价模型决定系数为0.918、总准确率为95.85%,相比单纯使用BP神经网络,加入LASSO和SA-PSO算法后决定系数与总准确率分别提高了37.43%、11.09个百分点,具有更高的评价精度和性能,可更好地拟合复杂环境参数与环境质量间的非线性关系,为妊娠猪舍环境质量评价提供参考。
基于EDEM-ADAMS仿真的稻茬地双轴破茬免耕装置研制

针对长江中下游稻麦轮作区的稻茬地根茬量大韧性强、土壤黏度高不宜粉碎等问题,该研究基于仿真试验研制双轴破茬免耕装置。通过EDEM软件建立破茬开沟装置-秸秆-土壤离散元模型,采用正交试验得到破茬开沟装置的刀型、排列方式以及刀具数量,基于EDEM-ADAMS联合仿真,采用单因素试验、正交试验、二次回归正交旋转试验和响应曲面法对甩刀、粉碎装置以及双轴破茬免耕装置进行动力学分析,得到甩刀具参数、旋耕刀轴和粉碎刀轴转速以及双轴轴心水平与垂直高度,得到机具最佳参数:破茬装置选用30把旋耕刀采用双螺旋排列,刀轴转速为286 r/min;粉碎装置选用L型(32把)和直刀(8把)采用双螺旋排列,刀轴转速为605 r/min;双轴水平距离548 mm、垂直高度168 mm。根据优化参数试制样机并进行田间性能测试。田间试验结果表明,秸秆和稻茬以0.93 kg/m~2全量覆盖时,双轴破茬免耕装置对水稻秸秆、根茬的平均切断率以及切茬率分别为95.09%和95.16%,机具通过性良好,田间平均出苗率为95.29%,符合当地农艺要求,适用于秸秆覆盖量大的作业情况。所设计的双轴破茬免耕装置满足长江中下游稻麦轮作区小麦免耕播种作业要求,可为双轴旋转型耕作装置以及根茬不易粉碎、土壤黏度高条件下的免耕播种提供参考。
基于改进MSVR的鲜食葡萄运输过程中环境因子与感官品质建模

挖掘运输过程中环境因子和生鲜果蔬感官品质之间的关系,实现基于环境因子的感官品质评估和预测,对于保持生鲜果蔬物流品质具有重要意义。该研究以鲜食葡萄为研究对象,通过对实际运输过程的跟踪监测,在实验室开展了鲜食葡萄运输模拟试验和感官试验,构建了鲜食葡萄运输感官品质数据集。在建模方法层面,该研究提出了一种基于多输出支持向量回归(Multiple Output Support Vector Regression,MSVR)模型的运输环境因子(温度、相对湿度)与感官品质(外观、香气、质地和风味品质)的预测模型,并利用粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对模型进行优化(PSOGA-MSVR)。结果表明,PSOGA联合优化算法有效提高了MSVR模型的调参效率,且在常温运输、保冷运输和冷链运输3种不同的运输模式下,PSOGA-MSVR模型的预测效果均更优,决定系数R~2高于0.985且各项误差指标低于其他模型;研究结果可为运输过程中合理调控环境因子,减缓生鲜水果感官品质的下降提供参考。
薄面光折射式小麦种子流多通道并行检测装置设计与试验

针对小麦高速播种作业过程中高频排种种子流精准检测困难的问题,该研究设计了一套薄面光折射式小麦种子流多通道并行检测装置。基于将高通量变为低通量多通道并行同步检测的思路,设计了种子流分流结构。根据小麦种子物理特性,在已有传感原理的基础上,提出了一种"LED灯珠+窄缝"产生薄面光层,结合凸透镜折射原理扩大有效检测面积的方法,通过光路分析和窄缝尺寸分析确定了凸透镜焦距、薄面LED窄缝尺寸及传感元器件关键参数。利用多通道并行检测传感原理,设计了多路信号同步采集系统。为提升检测准确率,建立检测准确率-排种频率之间的关系,通过分析检测装置的误差规律,构建了准确率补偿模型。台架试验表明:排种器转速在80~180 r/min时,田间正常排种频率范围为52.10~321.55 Hz,检测准确率均高于96.68%。田间播种试验表明:在2~9 km/h的小麦播种机作业速度下,田间排种频率为67.65~323.95 Hz,检测装置检测准确率高于95.28%。检测装置能够检测排种器的排种频率、各通道排种量、排种总量。正常田间小麦播种作业中机械振动、强光照和土壤粉尘对检测装置没有明显影响。该检测装置可为小麦高速播种作业中高频种子流精准检测、漏播检测以及补种提供有效支撑。
联合整地机匀土旋平刀辊设计与试验

为解决联合整地机破茬翻埋作业后地表平整度低、土壤分布不均匀的问题,该研究设计了分段反螺旋式匀土旋平刀辊,提出田口法结合离散元仿真的刀辊参数设计思路。首先定性分析并确定了影响刀辊轴向运土和抛土的关键因素及水平;然后以作业后地表平整度为优化目标,以沙壤土和黏壤土为噪声因子,利用田口法设计试验并进行离散元仿真,得出适应不同土壤类型的最优参数组合为:刀轴转速300 r/min、螺旋升角70°、旋耕刀型号IT245、刀轴直径80 mm、刀座间距62 mm、旋耕刀双螺旋排布,此时地表平整度仿真值为14.2 mm。以最优参数组合制造样机并进行田间验证试验,作业后地表平整度为11.6 mm、土壤分布均匀度为92.6%、耕深稳定性系数为93.2%、破土率为86.4%,优于小麦种植对耕整地的要求,所设计的刀辊有效。研究结果可为联合整地机刀辊设计提供参考。
面向高比例分布式光伏发电消纳的复合型需求侧响应控制

在大力推进分布式光伏发电的形势下,利用负荷侧灵活性资源提升光伏消纳水平并改善电网运行经济性已成为促进新能源发展的重要措施,如何高效进行需求侧响应控制是目前该领域研究的关键问题之一。传统的峰谷分时电价仅根据区域电网内的负荷变化的总体情况确定分时段电价实现削峰填谷,该方法未考虑区域内新增电源的发电特性,从而导致负荷调整的灵活性较差,无法有效解决区域内光伏消纳的问题。该研究针对光伏装机比例较高的区域配电网尤其是乡村配电网,提出一种基于优化调整分时电价时段的激励型需求侧响应和区域集中优化调控相结合的配电网复合型需求响应控制策略。该策略首先结合负荷需求和光伏出力曲线对分时电价峰谷时段进行因地制宜的自适应调整;其次,基于新的电价时段进行用户侧分布式最优出力计划建模,并给出用户侧可削减、可时移负荷的响应调整范围的计算方法;最后由区域调度中心实现负荷集中控制。通过算例对比验证该文方法在计及用户舒适度的基础上,弃光率和系统综合运行成本较优化前均有明显降低,解决了含高比例光伏配电网的光伏消纳及经济运行问题,为配电网精细化管理水平的提升提供了理论依据。
基于水氮管理与种植结构优化的作物丰产高效管理策略

河西走廊农业生产受到水资源短缺与农业资源利用效率低的限制,制约着该地区的种子、粮食生产与农业可持续发展战略。该研究构建了考虑作物水氮需求量、降雨量、土壤初始含氮量的水氮管理制度优化方法,并结合所构建的考虑空间尺度作物产量与水氮利用效率的多目标种植结构优化方法,为河西走廊制种玉米、大田玉米和小麦制定丰产高效的水氮管理与种植结构调整策略,从而实现作物产量和水氮利用效率的协同提升。结果显示:优化的水氮管理制度相比管理现状可减少单位面积灌水量9.1%~27.3%、施氮量26.6%~50.0%;以作物产量和水氮利用效率最大为目标,以种植面积、产量需求和水氮投入量为约束,调整制种玉米、大田玉米和小麦的种植面积与空间分布,优化后制种玉米和小麦种植面积减少、大田玉米种植面积增加,总种植面积减少4 874.8 hm~2,且作物种植空间分布较优化前差异明显;水氮管理与种植结构优化协同作用可以在水氮用量分别减少0.29×10~9 m~3和3.36×10~7 kg的情况下,作物总产量提升0.16×10~9 kg,区域灌溉水生产力和氮肥利用效率分别提升0.62 kg/m~3和18.97 kg/kg。该研究可以为产粮区和缺水区的作物丰产高效和农业可持续发展提供科学指导与决策参考。
基于LoRa技术的联合收获机群通信方法

随着农业集约化、规模化及产业化的发展,联合收获机开始以机群形式进行多机联合作业,由此衍生出对于联合收获机群物联网及无线通信的需求。在无线通信技术中,LoRa技术在传输距离、部署方式等方面具有独特的优势。该研究提出了一种基于2.4 GHz LoRa技术的联合收获机群通信网络结构和工作模式。对LoRa相关参数使用NS-3网络仿真平台建立仿真模型,对扩频因子分配方案选择、可容纳节点数量和最小发送间隔进行分析,并在联合收获机群模拟通信场景进行仿真,同时开发了机载终端硬件和软件。仿真试验结果表明,在模拟通信场景下,选择特定比例分配扩频因子可改善网络通信性能;在保证90%以上接收成功率的前提下,静态场景下1 625 kHz带宽可支持25个节点以1 s的发送间隔进行通信,在动态场景下1 625 kHz带宽通信时延低于10 ms。田间试验结果表明,"报告(Report)"模式下通信总体成功率为99.3%;"请求(Request)"模式下通信总体成功率为92.5%,平均响应时间为123.07 ms。该研究将2.4 GHz LoRa技术应用于联合收获机之间的无线通信,可为联合收获机机群协同作业时通信提供可行方法。
关节镜下肱二头肌长头腱转位术联合Swivelock锚钉双固定治疗巨大及不可修复肩袖撕裂

目的探讨关节镜下肱二头肌长头腱(long head of biceps tendon,LHBT)转位术联合Swivelock锚钉双固定治疗巨大及不可修复肩袖撕裂的疗效。方法2019年6月-2021年11月,采用关节镜下LHBT转位术联合Swivelock锚钉双固定治疗25例巨大及不可修复肩袖撕裂患者。其中,男12例,女13例;年龄47~74岁,平均62.4岁。病程1~62个月,中位数7个月。Hamada分级均为2级。Goutallier分级:1级2例,2级22例,3级1例。比较手术前后肩关节活动度、疼痛视觉模拟评分(VAS)、美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)评分和Constant-Murley评分,观察术后并发症发生情况,MRI复查重建组织完整性。结果患者手术均顺利完成;手术时间120~330 min,平均189.6 min。术后切口均Ⅰ期愈合。患者均获随访,随访时间10~36个月,平均22.0个月。末次随访时,肩关节前屈、外展及外旋活动度以及VAS评分、UCLA评分、Constant-Murley评分均优于术前,差异有统计学意义(P<0.05)。根据UCLA评分标准:肩关节功能达优5例、良18例、差2例,优良率92.0%。除2例发生肩关节粘连外,无其他并发症发生。末次随访时MRI检查肩袖均无再撕裂发生,LHBT完整。结论对于巨大及不可修复肩袖撕裂,关节镜下LHBT转位术联合Swivelock锚钉双固定能增加下压肱骨头力量,不增加锚钉使用数量,有效缓解患者疼痛,改善关节活动度,最大程度恢复肩关节功能。
氨基酸改性PASP荧光示踪阻垢剂的合成及性能

通过具有荧光性能的酪氨酸(Tyr)、具有阻垢基团的谷氨酸(Glu)对环保型阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)进行接枝改性,制备了新型环保型荧光示踪阻垢剂Tyr-Glu-PASP,改善了PASP的阻CaSO_4性能,新增了荧光示踪效果。对合成产物进行了红外表征、热重表征、荧光光谱表征。结果表明,PASP中增加了酚羟基、羧基、酰胺基等阻垢基团,热稳定性优异。阻垢性能研究结果表明,在氨基酸总量与PSI的单体配比为0.6、投加浓度为4mg/L,钙离子浓度为6 000mg/L时,对CaSO_4的阻垢率可达96%。采用扫描电镜、X射线粉末衍射分析和荧光光谱法相结合的方法研究了硫酸钙的晶型变化,结果显示CaSO_4由规整的柱状结构变为团状结构,晶粒变小,促进了钙垢晶粒在水中的溶解度。
基于外泌体蛋白质组学探讨叶酸缺乏对N2a-APP细胞β-淀粉样蛋白的影响

目的观察叶酸缺乏对N2a-APP细胞β-淀粉样蛋白(amyloid-β, Aβ)、外泌体数量的影响,利用外泌体蛋白质组学探讨叶酸缺乏影响神经细胞外泌体分泌的可能分子机制。方法体外培养N2a-APP细胞,根据有无叶酸添加,分成叶酸缺乏(folic acid deficiency, FD)组(0 μmol/L)和叶酸正常(folic acid normal, FN)组(10 μmol/L)。采用酶联免疫吸附法测定检测细胞内外Aβ_(1-40)和Aβ_(1-42)水平;试剂盒提取细胞培养液外泌体;电镜观察、粒径分析鉴定外泌体;Western blot检测外泌体标志蛋白及细胞内自噬相关蛋白;非标记定量技术检测外泌体蛋白质组变化,进行生物信息学分析。结果FD组N2a-APP细胞内外Aβ_(1-40)和Aβ_(1-42)水平高于FN组(P<0.05)。两组N2a-APP细胞分泌的物质均呈现外泌体典型结构,表达外泌体标志蛋白CD36和Flotillin-1。FD组外泌体蛋白浓度高于FN组([ 637.56±47.31)μg/mL vs.(365.76±76.21)μg/mL,P<0.001]。蛋白质组学结果显示,FD组与FN组间有50种蛋白差异表达,其中FD组细胞分泌的外泌体内14种蛋白表达下降,36种蛋白表达增加。FD组细胞内自噬相关蛋白Beclin-1(1.33±0.11 vs. 0.88±0.13)、LC3II/I(0.55±0.08 vs. 0.40±0.04)表达高于FN组,p62(0.88±0.07 vs. 1.27±0.16)低于FN组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论叶酸缺乏可影响N2a-APP细胞自噬水平、外泌体的分泌数量及内容物,增加细胞内外Aβ水平。
生物炭改性及其对水中污染物去除研究进展

生物炭因具有原材料来源广泛、孔隙结构发达、比表面积大、表面官能团丰富且制备成本低等特点而被广泛运用于污染物去除、土壤改良、固碳减排等方面。对生物炭进行改性(包括物理改性、化学改性以及生物改性)能有效改善其原有的理化性质,提高其对目标污染物的去除效果。文章系统梳理了生物炭的改性方法及其在水中污染物去除方面的应用,归纳了改性生物炭作为有效吸附剂在去除重金属、有机污染物和无机营养元素方面的作用机理,提出了生物炭改性及其在水污染处理应用中面临的主要问题及可能的发展方向,为改性生物炭在污水处理方面的推广应用提供指导。
职业环境中铂类抗癌药物测定的感应耦合等离子体质谱法

目的建立环境中铂类抗癌药物的感应耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定方法。方法环境物表中的铂类抗癌药物经擦拭采集纯水洗脱,离心取上清进电感耦合等离子体质谱进行检测。结果本方法测定浓度范围在0~8.0 μg/L内线性范围良好,相关系数为1.000,方法检出限为0.0006 μg/L,定量下限为0.002 μg/L,方法精密度在0.9%~1.3%,样品加标回收率在97.0%~98.5%。结论本方法对铂类抗癌药物测定检出限低,准确度、精密度高,样品前处理简单,适用于环境物表中的铂类抗癌药物的测定。
发展有群落结构混交林是维护、恢复和提高森林土壤功能实现人工林可持续经营的关键技术

【目的】揭示国内外单树种纯林经营,特别是单树种针叶纯林经营和连作经营,所引起的土壤质量退化和林木生长量下降的状况及其作用机制,阐明发展有群落结构混交林是维护、恢复和提高森林土壤功能的机制及其经营技术途径。【方法】依据多年来研究我国主要造林树种人工林土壤质量退化的状况与机制,及其防治技术的实践,广泛查阅国内外有关资料,深入研究国内外单树种纯林经营、特别是针叶纯林经营、连作经营引起土壤质量下降及其防治措施的进展。通过对比的方法,即比较单树种纯林与相似立地条件、不同林分类型混交林土壤的理化性质及生物学活性变化的差异,揭示单树种纯林、特别是针叶纯林经营和连作经营引起土壤质量下降的机制,阐明混交林维护、恢复和提高土壤功能的机制及其技术途径。【结果】相似立地条件下,单树种纯林、特别是单树种针叶纯林经营和连作经营,与不同林分类型的混交林比较,其凋落物量下降,土壤有机质的量和质下降、有效磷含量下降、交换性阳离子含量下降、pH值下降、土壤生物化学活性下降、土壤肥力下降,病虫害严重,林木生长量下降。研究也阐明了发展我国主要造林树种混交林可选择的混交树种、混交比例和混交模式,指出了改造现有的单树种纯林、特别是长势差的单树种针叶人工林,使之成为不同林分类型有群落结构的混交林的经营技术途径。【结论】发展有群落结构混交林是维护、恢复和提高森林土壤功能,提高森林土壤生产力,实现可持续经营的关键技术。
过活动断裂隧洞抗错断适应性结构响应分析

输水隧洞作为长距离跨流域调水工程的关键控制性工程为缓解经济布局与水资源分布之间的区域矛盾发挥着巨大作用。而我国西南高烈度地区地质构造复杂,活动断裂分布密集,导致输水隧洞工程不可避免地需要穿越多条活动断裂带建设。针对滇中引水工程香炉山隧洞过活动断裂带,开展隧道适应性结构在断层错动条件下的影响校核。以龙蟠-乔后断层F10-1为代表,基于隧洞关键部位的位移、相对变形、最大主应力和纵向等效内力等指标,评估活动断层对香炉山隧洞抗错断适应性结构的影响,并基于数值计算验证其在减小衬砌内力与变形方面的作用。结果表明受走滑为主的断层运动影响,隧洞的一侧边墙表现为受拉状态,拉应力较小,约为5 MPa;铰接缝的最大法向变形与切向变形均位于断层带中央节段之间;铰接设计这一适应性结构的存在有效改善了衬砌在错动条件下的受力状态。研究成果可以直接应用于穿越活断层输水隧洞的工程设计与施工,为相关工程隧洞建设提供有利支撑。
排水结构设置后软岩隧洞的渗流-应力耦合分析

高外水作用下,深埋软岩隧洞围岩-支护结构安全将受到极大挑战。为了降低高外水压对软岩隧洞围岩-支护体系的影响,较常见的工程处理措施为在隧洞周围布置排水结构,以降低洞周外水压力。笔者首先提出了一种简便的隧洞围岩-衬砌结构渗流-应力分析思路。然后,以某过断层带深埋软岩隧洞为研究对象,通过开展隧洞施工期、运行期渗流-应力耦合分析,研究了软岩隧洞排水结构的排水效应。研究发现,在注浆圈和排水结构的综合作用下,隧洞衬砌附近的水力比降较小,注浆圈水力比降较大,使注浆圈承担绝大部分外水荷载,而衬砌承担少部分外水荷载;在软岩和衬砌的变形协调作用下,最终形成注浆圈与衬砌的协同承载效应,有效提高了隧洞的运行安全水平。
混凝土界面过渡区力学性能测试方法研究进展

混凝土界面过渡区(ITZ)是混凝土材料中的薄弱环节,由于其微米级别的尺寸,对其进行力学性能测试存在诸多困难。本文综述了ITZ力学性能测试方法的研究现状,将现有实验技术归纳为宏观实验测试方法和微观实验测试方法:宏观实验测试方法可按照实验类型进一步概括为拉伸、剪切和断裂测试技术,可以实现强度、断裂能和断裂韧度等力学参数的测量;微观实验测试方法可按照实验手段进一步概括为纳米压痕、纳米划痕技术、原子力显微镜、扫描电镜技术和CT技术,可以实现弹性模量、硬度、厚度和孔隙率等力学参数的测量。本文旨在介绍混凝土ITZ力学性能表征方法的新进展,同时展望实验测试方法的应用,为搭建混凝土微观材料性能与宏观结构响应之间的联系提供参考。
Force CT微细血管解剖成像技术及其临床应用

目的探讨Force CT微细血管解剖成像技术扫描及图像重建参数、后处理技术及临床应用效果。方法回顾2019年4月至2021年6月山东第一医科大学附属山东省立医院手足外科使用Force CT微细血管解剖成像技术进行术前评估的游离组织瓣移植患者共50例,其中男34例,女16例;年龄3~67(平均37)岁;包括游离皮瓣33例、游离复合组织瓣10例及手指再造7例,分别进行CTA图像评分及临床应用评价,术后采用门诊复诊、电话、微信等方式进行随访。结果50例患者共73个部位的Force CT微细血管解剖成像评分合格率以及与临床实际的吻合率为100%;所有组织瓣及再造手指均完全成活,未发生血管危象,无并发症。术后随访3~15个月,平均11个月,皮瓣愈合良好;7例再造手指中6例外观满意,1例因指体臃肿行整形术;所有皮瓣感觉恢复良好。结论Force CT微细血管解剖成像技术能对微细血管进行精准显示与重建,对游离组织瓣移植手术方案的设计和实施有指导意义,具有很好的推广价值。
多机照料的作业车间多目标调度模型及算法

企业作业车间活动中有时会出现一个工人同时照料多个设备的情况,随着企业设备自动化程度不断提升,作业车间多机照料的情况成为了经常性事件。文中建立了一种包括设备资源和人力资源两种约束的多机照料的作业车间多目标优化调度模型,采用多机照料双层染色体编码方案,设定工人照料多台设备的条件约束,基于双层染色体进行单点交叉变异,对模型求解并仿真分析,最后与传统作业车间调度情况对比。实验结果表明:多机照料作业车间调度能够缩短工期,降低成本。
中国A级景区空间关联性及异质性分析

为回应区域A级景区建设应当规模优先还是质量至上这一实践问题,文章分析A级景区的空间分布扩散路径和不同地域空间A级景区的建设路径,重点探讨A级景区数量和质量变化的本地效应和空间溢出效应。结果显示:①2011-2019年,A级景区数量与质量提升重心向西部迁移,且相邻省份A级景区分布具有空间相关性。②A级景区旅游效应具有阶段性,2011-2015年相邻省份具有旅游空间竞争性,高A级景区对邻接省份客流具有显著的"虹吸效应";2016-2019年相邻省份表现为旅游协同增长,A级景区数量对邻接省份客流产生显著的"扩散效应"。 ③A级景区旅游效应具有东中西部的地带性差异,由东向西省际旅游空间关联由竞争向合作转化,东部地区A级景区建设应遵循规模优先的增长路径,而西部地区秉持质量至上是更优策略。④东西部地区旅游循环尺度、旅游发展定位和发展阶段具有差异,东部地区提升交通密度有助于旅游业发展,西部地区旅游接待条件、人才储备和与外界的信息连通度是优化旅游业的显性要素。
政府环境关注度对城市土地资源配置效率的影响

政府对环境的关注程度与城市土地资源配置效率之间存在着紧密关联。基于中国2012-2020年272个地级及以上城市的面板数据,文章采用超效率SBM模型、系统GMM估计方法以及面板聚类分析方法研究政府环境关注度对城市土地资源配置效率的影响。研究发现:①政府环境关注度能够显著提高城市土地资源配置效率。②政府环境关注度对城市土地资源配置效率的影响具有异质性。从城市土地资源配置效率的角度来看,相较于土地资源配置效率较高和较低的城市,政府环境关注度对土地资源配置效率适中的城市的土地资源配置效率的正向影响更显著。从城市的地理位置来看,相较于西部城市,政府环境关注度对东部与中部城市的土地资源配置效率的促进作用更显著。因此,政府应该结合城市发展的综合情况实施差异化措施,减少土地资源错配,促进绿色发展,提升城市土地资源配置效率。
景村融合背景下乡村旅游社区冲突类型结构与形成机制——以肇兴侗寨为例

景村融合发展使得乡村社区人地关系产生剧烈变化,社区内部冲突日益频繁,从主客视角解构社区冲突构成及其空间特征,有助于社区治理与可持续发展。文章以贵州肇兴侗寨为案例地,利用参与式制图与半结构访谈方法对当地居民与游客进行调查,综合质性分析与空间分析,通过双变量等值区域制图法,从主客视角出发识别景村融合背景下社区冲突的构成类型,分析其空间分布特征及形成机制。研究发现:①社区居民与游客反映的冲突可以归纳为管理冲突、文化冲突和环境冲突,但两个群体在冲突构成类目上存在差异,社区居民反映的冲突类目聚焦于旅游开发对其权益侵害而产生的不满情绪,游客反映的冲突类目聚焦于旅游期望无法满足而产生的负面体验;②各类型冲突的空间分布模式存在差异,管理冲突在空间上呈现沿主街道的多核心带状重叠分布与在社区边缘区域和旅游设施相对落后区域的未重叠分布模式,文化冲突呈现以景点等为高值核心的圈层式重叠分布模式,环境冲突在空间上呈现未重叠分布模式,社区居民反映的该类冲突主要沿河流分布,集中于河流上下游和人工湖,游客反映的该类冲突以主街上的十字路口和小巷为核心,沿道路呈条带状分布;③景村融合背景下乡村旅游社区冲突空间是以旅游开发为先决条件,在管理者以资源禀赋决定空间利用形式的基础上,主客群体基于差异化诉求并依赖空间物质载体开展实践所形成的。
基于生计恢复力的脱贫干预效果评估及其影响因素——以陇南山区为例

随着全面脱贫目标的实现,中国已进入一个以次生贫困与相对贫困为主的新阶段。科学评估脱贫干预政策措施效果并揭示其关键影响因素,可为探索符合新时期农村贫困特征的减贫政策提供借鉴。文章以陇南山区为例,构建农户生计恢复力的评价指标体系,采用倾向得分匹配法和多元线性回归模型分析脱贫干预效果及其影响因素。研究发现:①脱贫干预对陇南山区农户的生计恢复力具有显著的正向作用,脱贫农户的生计恢复力较对照组增加了4.27%。其中,不同地貌类型区农户的脱贫干预效果存在差异,川坝河谷区农户的脱贫干预效果高于高山区和半山区农户;早期脱贫农户的脱贫干预作用效果要优于近、中期脱贫户。②脱贫干预方式的多样化程度与干预效果呈正相关,但随着干预措施多样化程度的增加,其增长幅度有所减缓。③农户的市场关注度、未来生活期望、克服困难的信心、参与技能培训的积极性、扶贫政策了解程度以及政策干预多样化、产业扶贫、电商扶贫、旅游扶贫、生态补偿扶贫强度均对脱贫干预效果产生了显著的积极影响。最后,提出了优化脱贫干预措施的建议。
中国对非投资促进非洲经济增长与减贫效应实证分析

在中非合作论坛的推动下,中国对非投资不断扩大,促进了非洲经济增长,推进构建高质量中非命运共同体。基于2005-2019年中国对非洲41国的投资数据,通过计量模型分析中国对非投资对非洲经济和贫困减少的影响。研究发现:①中国对非投资通过提高被投资国产业结构的合理化和高级化、加速资本形成以及健全制度等,进而促进非洲经济增长;②非洲经济增长在一定程度促进非洲减贫,尽管减贫速度慢于经济增长速度;③非洲各国经济增长存在显著的空间溢出效应,通过人口迁移流入抑制了周边国家的贫困减少;④金融服务可获得性的提高使得金融服务渗透到贫困地区,惠及更多贫困群体,有利于贫困群体通过金融服务脱贫,但金融资本会倾向于流入经济相对发达的国家,减慢经济不发达国家脱贫速度;⑤对非援助未能有效减少非洲贫困反而会促使贫困地区进一步滋生贫困。基于研究结论,文章提出以下建议:坚持"九项工程",积极推动对非投资;加强对非洲各国相关配套基础设施投资;推动非洲产业升级,完善非洲产业结构。
冻融作用下三类纤维加筋固化土的抗压抗拉性能

合成纤维、矿物纤维和植物纤维加筋土,增强了土的强度和抗变形性能。开展冻融作用下的无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验,研究聚丙烯纤维、玄武岩纤维和棕榈纤维加筋石灰固化土的抗压和抗拉性能随冻融次数的变化规律。结果表明:未冻融和冻融环境下,聚丙烯纤维加筋固化土、玄武岩纤维加筋固化土和棕榈纤维加筋固化土的最优质量加筋率分别为0.2%、0.2%和0.4%。随冻融次数增加,三类纤维加筋固化土的抗压强度和抗拉强度均呈阶段性下降,纤维加筋固化土的破坏应变均大于石灰固化土。冻融作用下,聚丙烯纤维加筋固化土的抗压强度、抗拉强度和抗变形性能均优于另两类加筋固化土。纤维与土颗粒间的界面作用力和纤维对土的空间约束作用,增强了土的冻融耐久性。对比三类纤维加筋固化土的试验结果,聚丙烯纤维加筋固化土的抗冻融性能最优。
高温后花岗岩微观结构演化特性与动态力学性能研究

为研究高温后花岗岩矿物成分变化规律、微观结构演化特性及其与动态力学性能之间的关系,以甘肃省北山花岗岩为研究对象开展了20~1 000 ℃的高温试验,借助切片技术和偏光显微镜得到了高温后花岗岩的微观图像。通过矿物成分分析、微裂隙特征识别及参数计算,研究高温后花岗岩矿物成分、矿物含量、微观结构特征参数随温度的演化过程。利用霍普金森压杆系统对高温后花岗岩开展动态冲击压缩试验,分析温度、加载速率和微观结构特征对动态峰值应力的影响,并建立微观结构特征与宏观动态力学性能之间的定量关系。结果表明:高温作用对花岗岩的矿物成分、微观结构和冲击压缩强度具有显著影响,600 ℃为阈值温度;加载速率对冲击压缩强度也具有显著影响,且加载速率越大,温度对宏观动态力学性能的影响越小;高温后花岗岩的微观结构随温度的演化过程是其宏观动态力学性能随温度变化的内在机制,微观裂隙特征与动态峰值应力具有显著相关性,且裂隙平均宽度是影响花岗岩动态峰值应力的主要因素。
谐振开关电容变换器磁集成电感设计

谐振开关电容变换器(SCC)因可实现零电流开关、减小开关损耗和提高功率密度而广泛应用于数据中心、电动汽车等高功率密度和增益比场合,电感元件作为其重要组成部分是影响变换器提高性能的关键因素。为解决变换器前后级谐振电流不等而导致的解耦困难问题,该文设计一种中柱不开气隙的解耦磁集成电感。在研究电路工作原理的基础上,通过对偶分析法分析并与耦合磁集成相比得出,中柱不开气隙的解耦磁集成方法电感耦合度更高、且能够实现两级解耦。变换器谐振参数不对称会导致前后级谐振周期不一致,该文采用完全对称绕组以降低绕组对磁性参数的影响,保证多个电感参数的一致性。最后制作实验样机,验证了所设计的谐振SCC磁集成电感的合理性和有效性。
基于脉宽调制的电流断续型谐振变换器

该文提出一种基于脉宽调制的电流断续型谐振变换器,并对其进行深入研究。该变换器采用定频脉冲宽度调制控制,其在一次侧桥臂增加了辅助电感和辅助电容,通过调节一次侧桥臂驱动信号的占空比可以改变桥臂中点之间的电压幅值,继而可以调节变换器的电压增益。通过合理的参数设计,变换器的谐振电流工作在断续模式,因此不存在无功电流。同时,该变换器的所有开关管皆可实现软开关,减小了开关损耗。该文首先对变换器的工作原理及开关模态进行分析;然后结合变换器的工作特性,推导变换器的电压转换增益、软开关条件以及断续工作的条件,并且提出一种参数设计方法;最后研制了一台1 000W的样机来验证变换器的可行性与理论分析的正确性。
基于开关可控电容和半控整流桥的功率源型感应式耦合电能传输系统

该文提出一种单级功率源型感应式耦合电能传输(ICPT)系统,该系统的输出功率在负载发生变化时可以保持恒定。相较于传统电流源型或电压源型ICPT系统,该ICPT系统具有可编程配置的功率源输出能力,实现更宽的输出范围,可以兼容适配不同规格电池模组或超级电容充电。该功率源型ICPT系统在一次侧采用LCC补偿结构,二次侧包括串联一个开关可控电容(SCC)以及一个半控整流桥(SAR)。该文还提出一种协同控制SCC和SAR的方法,实现ICPT系统二次侧工作在谐振的状态,以及可以通过配置二次侧等效负载阻抗实现可调输出功率。由于控制方案是基于固定工作频率和二次侧实时调节,所以无需一次、二次侧无线反馈通信。此外,该单变换器级ICPT系统的开关器件始终工作在软开关模式,减少了开关损耗。最后,通过对ICPT系统进行仿真分析和实验验证,证明了ICPT系统及其控制方法的可行性。
模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制及子模块电容均压方法

模块化多电平谐振变换器(MMRC)因具备模块化多电平拓扑和谐振电路的共同优点而在中压领域得到广泛研究,但在宽范围输入下的配用电场合,针对该拓扑的高效调控方法仍缺少相关深入探究。为此,该文提出一种适用于中压宽范围输入的模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制方法。首先,分析开关频率和调制比应用于电压增益调节的效果和特点。接着,结合调频和调制比两种控制自由度提出多自由度组合的宽范围调压方法,并且揭示变调制比控制引发的子模块电容电压波动大的问题,针对性地提出一种监督式电容均压算法以降低纹波。最后,基于输入电压8~16kV、输出功率60kW的实验样机验证所提调控方法的有效性,并实现了全输入电压范围满载效率大于96%,子模块电容电压纹波幅值降低60%。
基于行波暂态能量的半波长输电线路高灵敏增强型纵联保护方案

半波长输电技术可作为承载大规模新能源外送主干通道的一种选择,其线路中点及远端故障行波弱,同时行波保护技术面临挑战。基于半波长输电线路保护安装处三类母线下的故障行波传输特性分析,将入射波与相邻线路末端反射波能量之比构造一种新型行波方向元件,以增强区内外故障的特征差异,提升区内外故障识别度。借此方向元件建立了基于行波暂态能量的半波长输电线路纵联保护方案。大量雷电冲击电晕仿真测试和RTDS数模混合试验表明,该保护启动灵敏,选择性强,无需双端数据同步,其性能优于传统行波保护。
基于自抗扰控制的永磁同步电机弱磁控制策略

针对应用纯积分器的电压反馈弱磁控制在弱磁程度较深时会发生振荡乃至失控的问题,提出一种基于自抗扰控制的电压反馈弱磁控制方法。通过建立电压环小信号时域模型,设计了自抗扰电压控制器,给出控制器参数的选取原则并利用描述函数法对稳定性进行分析。该方法不依赖被控对象精确模型,鲁棒性强,可有效观测并补偿系统中存在的非线性及其他扰动因素,有效处理线性与非线性控制对象。实验证明,与纯积分器方法相比该文所提方法在弱磁深度较深时带载能力更强,稳定性更好。
基于深度强化学习的混合动力汽车能量管理策略

针对混合动力汽车能量管理策略在线运行时对工况适应性差的问题,提出一种具有深度强化学习能力的能量管理策略设计方法。该方法基于深度确定性策略梯度算法来确定发动机功率最佳变化率,进而建立车载能源功率分配策略。所建立的控制策略包含离线交互学习与在线更新学习双层逻辑框架,根据车辆运行特性对控制参数进行动态更新,以提高在线运行时车辆的节能效果。为了验证所提出的控制策略,以沈阳实车测试数据对算法有效性进行分析,并与粒子群优化算法的控制效果进行对比。结果表明,所提出的深度强化学习能量管理策略可以实现优于粒子群优化策略的节能效果,尤其当车辆行驶特性发生突然变化时,深度强化学习控制策略具备更强的适应性。
基于过渡边界条件的无线充电纳米晶薄层屏蔽磁场计算方法

电动汽车无线充电系统中的纳米晶薄层屏蔽结构在大幅度降低耦合机构的体积与质量的同时,也为复合屏蔽的仿真计算增加了难度。该文为减小纳米晶薄层屏蔽周围磁场计算时间,结合过渡边界条件(TBC)计算方法,分析具有高磁导率的纳米晶薄层屏蔽内磁场分布,为电动汽车无线充电中纳米晶薄层屏蔽复合系统提出了无线充电薄层TBC计算模型。分别搭建无线充电系统的一般计算模型与TBC计算模型,根据趋肤深度调整计算单元,得出精确划分情况下, TBC模型与一般模型计算和实验测量结果相吻合,TBC模型计算时间最多可减小为一般模型的41.7%,大幅度加快无线充电复合屏蔽模型计算速度。
一种基于电化学阻抗谱的大规模退役锂离子电池的软聚类方法

退役锂离子电池的分选目前存在效率与精度不可兼得的问题,严重制约大规模退役锂电池梯次利用的经济性与安全性。该文针对以上问题,提出一种基于电化学阻抗谱(EIS)的退役锂离子电池软聚类方法。首先,对退役锂离子电池进行EIS测试和弛豫时间(DRT)分析,利用BP神经网络建立电池容量与DRT关联模型,并用于大规模电池容量的快速估计。然后,构建电池容量、欧姆内阻与DRT特征等六维度判据,在此基础上提出一种基于高斯混合模型的电池软聚类方法。该方法在考虑电池内部重要电化学特征的基础上实现了退役锂离子电池的软聚类,大大提高了聚类结果的准确性与灵活性。最后,通过计算轮廓系数和进行混合脉冲功率特性(HPPC)实验对聚类结果进行验证。实验结果表明,获取电池容量的时间由标准容量测试的3h缩短到10min,容量预测误差控制在4%以内;所提出的软聚类分类方法能提高电池重组的灵活性,并能保证重组电池具有很好的一致性。
双绕组永磁同步电机滑模变结构控制

双绕组永磁同步电机通过绕组串、并联重构能有效提升系统的运行范围。然而绕组不同模式下的参数变化造成传统PI控制器无法满足系统高品质运行要求。该文针对此类电机的运行特点,研究了一种集转速环控制和抗扰观测的复合滑模变结构控制器,有效抑制了电机参数变化及绕组重构引起的转速动态波动问题。首先,分析了双绕组永磁同步电机不同模式下的工作机理、绕组重构时转速波动产生的原因。其次,设计了滑模变结构控制器以实现控制参数的自适应,快速满足重构瞬间电流关系以抑制动态波动。最后,利用小型原理样机,对采用PI控制器和滑模变结构控制器方案进行了典型工况下的对比实验,验证了所提控制策略的有效性和可行性。
一种结构对称型电磁集成电磁干扰滤波器分析与设计

针对电力电子变换器高频化发展趋势下电磁干扰(EMI)问题及其给高功率密度化设计带来的挑战,该文利用柔性多层带材(FMLF)技术,提出一种结构对称型EMI滤波器电磁集成设计方案。此方案通过共模(CM)电容-线电感和差模(DM)电容-CM电感基本集成单元推演出基于UU型磁心的L/N对称型EMI滤波器全集成结构,并采用合理的端口配置方式实现CM和DM滤波元件功能解耦,从而简化CM和DM集总等效电路,进而简化其参数分析、整定和设计。以一台输出功率为500W的SiC-MOSFET高频电压源逆变器为实验平台,在利用Maxwell软件进行合理性验证的前提下,分别设计分立型、磁集成型和电磁集成型EMI滤波器样机并进行对比实验,验证了所提方案的可行性和有效性。实验结果表明,在CM和DM插入损耗设计目标相同的情况下,所提电磁集成方案可有效减小体积和质量,有助于提升系统功率密度。
计及储能电站安全性的功率分配策略研究

储能电站的安全稳定运行,备受业界关注。大功率等级的储能电站离不开若干储能电池舱间联合运行,合理的功率分配是保障储能电站运行安全、提升效率的重要手段。因此,该文针对典型的锂电池储能电站的系统功率优化分配问题展开研究。面向电化学储能电站安全性的能量管理问题,提出考虑电池舱健康状态(SOH)及荷电状态(SOC)双层控制下的系统功率分配策略。首先基于SOH设计一级功率均分、单独出力以及自适应分配三种分配模式;然后,考虑SOC设计防止过充过放的分配策略;最后设计二级功率分配策略联动,在优先保障电站运行安全性前提下,同时提升储能电站输出功率分配最优,并分别从电池舱级、逆变器级、系统级三个方面设计算例验证有效性,为后续电化学储能电池系统的工程实际应用重要参考价值。
基于虚拟储能的直流微电网源荷储多时间尺度能量优化与分区协调控制

直流微电网内的源荷储采取虚拟储能形式易于通过多时间尺度能量优化及协调控制提升系统的运行性能。首先通过风电及可控负荷模拟电容储能充放电特性,构建含多灵活性资源的虚拟储能系统模型,并将其集成于直流微电网优化调度模型中,利用虚拟储能系统的充放电管理,完成系统经济调控;其次,为应对非计划性波动功率,引入双层调度模型,以保障经济运行的上层能量优化为基础,提出基于虚拟储能的源荷储短时分区协调控制技术,提升微电网运行的可靠性;最后,通过仿真验证了虚拟储能可充分激发直流微电网内源荷储在多时间尺度下的协同调节潜力,改善系统运行的经济性和安全性。
基于响应面的车用功率模块Pin-Fin优化设计

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,提升车用电机控制器的功率密度和可靠性,是车用功率模块先进热管理技术的发展趋势。然而,Pin-Fin散热器的设计面临电-热-流多物理场耦合的挑战,难于解析表征与定量优化,设计的周期长、成本高。基于响应面优化方法,该文提出一种集成Pin-Fin散热器的模型化设计方法,建立集成Pin-Fin形貌结构与阵列排布的数学描述,给出Pin-Fin散热器热-流性能的理论模型,建立Pin-Fin的多目标优化模型,获得Pin-Fin散热器结构的最优设计。为了验证理论模型和优化设计的可行性和有效性,搭建面对面变流器对拖实验平台,对标商业化车用功率模块的Pin-Fin设计,采用大量固定工况,以及实际车用工况实验结果,对比验证优化后的Pin-Fin能降低车用功率模块7.62%的结-流热阻,减小65%的功率模块损伤,提升车用电机控制器寿命1.8倍,为车用功率模块低热阻集成Pin-Fin散热器提供新的研究思路。
基于稳定经济模型预测控制的集群电动汽车辅助电网调频控制策略

针对电动汽车(EV)聚合建模忽略单体差异以及EV辅助电网调频难以兼顾经济性与稳定性等问题,该文首先,考虑电池容量差异,基于马尔科夫链理论提出了EV动态演化过程转移概率计算方法,推导了关于荷电状态的转移概率分布函数,构建了EV聚合模型,并建立了EV参与的两区域互联系统联合调频控制模型;然后,提出了基于稳定经济模型预测控制的双模态集群EV辅助电网调频控制策略,模态1通过经济模型预测控制降低调节成本,模态2利用辅助控制器确保系统稳定性;最后,通过仿真算例表明,聚合模型具有较高精度,控制策略能够优化协调各资源出力,在维持系统频率稳定的基础上,改善了频率调节过程中系统的经济性。
横向错位磁场调制型无刷双转子电机的工作机理与性能分析

针对传统对转推进电机旋转绕组带来的散热困难、可靠性差、动平衡难以保证等瓶颈问题,提出一种横向错位磁场调制型无刷双转子电机(TDMFM-BDRM)。该电机基于三维磁场调制原理进行工作,定子绕组因沿轴向均布而使定子侧不受周向力作用,使得电机两个转子受到实时等大反向电磁转矩作用,非常适用于对转推进领域。此外,TDMFM-BDRM采用无端部的环形绕组结构,节省了大量空间。该文首先介绍TDMFM-BDRM的拓扑结构并分析其工作机理和运行特性;然后通过有限元仿真分析其三维气隙磁场调制行为和电磁特性;最后对比传统对转推进电机与TDMFM-BDRM的结构特点和电磁性能,结果表明,TDMFM-BDRM具有更强的转矩输出能力和更高的可靠性。
基于超声时域特征及随机森林的磷酸铁锂电池荷电状态估计

荷电状态(SOC)是电池管理系统中的重要监测指标。磷酸铁锂电池因开路电压与SOC曲线过于平坦而导致电信号对SOC变化不敏感,从而难以实现精确估计。超声信号可以检测电极材料物理性质变化,继而建立构效关系来表征电池状态。该文融合高相关性超声特征和低复杂性回归模型提出了一种磷酸铁锂电池平台期SOC估计方法。首先,分析超声波发射频率、电流倍率和温度等不同条件下常规超声特征与SOC的一致性和相关性变化;然后,基于超声结构特征进一步扩展多维高相关性超声时域特征;最后,对比多种数据驱动和模型驱动方法后提出一种基于随机森林的SOC精确估计方法。实验结果显示,不同动态工况下SOC估计的方均根误差和平均绝对误差分别低于1.9%和1.6%,验证了此方法进行SOC估计的可靠性与准确性。
含光热复合压缩空气储能的分布式综合能源系统容量规划方法

分布式综合能源系统(DIES)的大力发展,对促进清洁能源消纳、提升综合能源利用水平起到了关键作用。该文基于青海地区丰富的太阳能资源,考虑DIES的热、电耦合特性,将光热复合先进绝热压缩空气储能(ST-AA-CAES)作为其能源枢纽,提出了基于ST-AA-CAES的DIES。首先,面向农业园区应用场景,提出了DIES设计方案,并刻画了其各子系统的运行约束模型;其次,以系统最小化整体投资运行成本为目标函数,建立了其容量规划模型;进一步,对所建约束模型进行线性等价转换,转换为便于商业求解器求解的混合整数线性规划模型;最后,通过算例验证了所提模型的有效性。
改进型IF控制结合有效磁链法的永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略

该文所提的改进型IF控制与永磁同步电机高频注入无位置传感器控制相比,具有实现简单、适配电机广泛、不产生附加振动噪声的优势。然而传统IF控制只作为永磁同步电机的低速区起动策略使用,起动完成后不再参与电机调速过程,导致采用传统IF控制起动的永磁电机不能实现全范围调速,限制了其推广应用。针对这一问题,该文提出一种基于改进型IF控制结合有效磁链法的全速域无位置传感器控制策略,实现了IF控制与有效磁链法在正转与反转、进入与退出工况下的平滑切换。通过在d轴(虚拟d轴)设置电流给定作为转矩储备,解决了永磁电机零速穿越问题。在电机加减速过程中,设置了基于滞环切换的转速过渡区。电机运行在过渡区时,一边应用有效磁链法实现闭环控制,一边在d轴上做好电流储备,为随时进入IF控制区域做好准备。通过该文所提控制策略,实现了永磁同步电机全速域稳定平滑运行,且具有近似于高频注入法的全速域调速效果。最后在一台三相永磁同步电机驱动平台上对所提控制方法的有效性进行实验验证。
低温环境下锂离子电池荷电状态与超声透射飞行时间的关系研究

为掌握低温下锂离子电池荷电状态(SOC)与超声检测特征量之间的关系,开展了圆柱卷绕型锂离子电池荷电状态超声检测与理论分析。设计了一种超声换能器固定装置来提高超声信号检测的稳定性和灵敏度。建立特征提取算法,提取超声信号幅值和超声飞行时间两个特征参量,获得低温环境下锂离子电池的最大可用容量。结果表明,在低温环境下,超声飞行时间特征量相较于超声信号幅值特征量能更准确地反映锂离子电池的荷电状态。该文还研究了低温对锂离子电池负极材料弹性模量、质量、长度的影响,建立了低温环境下锂离子电池荷电状态与超声透射飞行时间量化方程,量化方程与检测数据之间的拟合决定系数为0.966 8。该研究可为低温环境下锂离子电池SOC的准确检测提供参考。
直流偏置对磁致伸缩材料高频动态损耗及磁特性的影响分析

直流偏置磁场会造成磁致伸缩材料磁滞回环的畸变与不对称,影响材料的损耗数值与磁滞特性,且现有的磁能损耗模型无法对变直流偏置磁场下的损耗进行准确的表征和计算,因此有必要研究直流偏置对磁致伸缩材料磁特性的影响规律及数学表述,这对提高大功率磁致伸缩器件的输出性能具有重要意义。该文在变直流偏置激励条件下,测试了Terfenol-D样品在不同交流激励频率和磁通密度幅值下的动态磁滞回线,发现了其变化规律并提取了损耗特性和磁滞特性参数;基于Bertotti损耗分离理论和实测数据,采用Levebverg-Marquard算法,建立计及直流偏置影响的磁致伸缩材料高频损耗计算模型,该模型采用多元参数回归方法,通过引入直流偏置相关项对损耗系数进行修正;多种工况下的损耗计算值与实验值对比分析表明了计及直流偏置影响的磁致伸缩材料高频动态损耗特性模型的准确性。
耦合磁场直流空气断路器栅片特性对灭弧性能的影响研究

栅片材料与结构对断路器的灭弧性能有着重要的影响。该文建立了永磁体作用下灭弧室内磁场的计算模型与电弧磁流体动力学(MHD)模型,实现了两者的耦合。在此基础上,对永磁体作用下栅片材料与栅片结构对电弧动态特性的影响进行了仿真,同时考虑电源极性的影响,得出了永磁体作用下灭弧室内磁场的空间分布、电磁耦合作用下灭弧室内温度分布与气流分布,提取了灭弧室内平均温度与电弧燃弧时间等关键参数,讨论了栅片材料与栅片结构对电弧特性的影响。结果表明,外施磁场作用下铁栅片会造成灭弧室内磁短路现象。相同仿真条件下,含铁栅片的灭弧室燃弧时间最长;动触头作为阳极更有利于弧根跃迁,燃弧时间缩短;当分断电流相同时,铜-绝缘栅片对电弧的冷却效果最佳;栅片倾角可以改变气流场分布,从而影响燃弧时间。
高带宽数字控制LCL型并网逆变器及其提高并网系统鲁棒性的谐振抑制技术研究

数字控制LCL型并网逆变器的固有控制延时会影响原有谐振阻尼方案的控制特性,从而降低并网逆变器在弱电网下的鲁棒性。该文首先基于不同参数建立多机并联系统在弱电网下的多输入多输出矩阵,并推出了确保系统进网电流稳定性以及各模块交互电流稳定性的三条判据。进一步地,基于频域阻抗法分析数字控制延时在模块采用不同开关频率的情况下对系统鲁棒性的影响,进而发现在系统中引入高带宽逆变器对于抑制低频谐振的有效性。然后,分析了高频模块与低频模块之间的交互稳定性,据此选取高带宽并网逆变器的开关频率。最后,在实验室搭建了一台基于新型宽禁带器件GaN的高带宽并网逆变器原理样机,并将其并入低频模块并网系统中,通过实验验证了所提出的高带宽并网逆变器有助于提高弱电网下系统的鲁棒性,从而为提高分布式发电系统的稳定性提供了新思路。
基于分时复合的无线供电三倍频逆变器

受开关器件工作频率的限制,传统高频方波逆变器输出电压的频率难以提高,为满足无线电能传输系统运行频率高频化的要求,该文基于传统移相全桥逆变器,提出一种输出方波频率为开关器件工作频率3倍的逆变器及其驱动策略,并分析了逆变器在无线电能传输系统等效模型下的工作模态。与其他高频逆变器相比,其输出交流方波的频率提升为原来的3倍,开关管的电流应力降低为原来的1/3,开关管发热损耗进一步降低,具有输出更高频率的潜力;同时采用软开关技术保证逆变器较高的效率,并可利用简单成熟的移相控制方案或变频控制方案对输出功率进行调节。最后搭建了用于无线供电系统的三倍频逆变器实验平台,验证了该逆变器理论分析的正确性和可行性。
IGBT关断时刻的应力波测量优化及影响因素分析

绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)是电能变换的核心器件,其健康状态与系统的可靠运行直接相关。声发射(AE)是一种快速、无损、在线的检测方法,广泛应用于电力行业,在IGBT的状态评估中具有潜在的应用价值。已有的研究表明:IGBT在关断瞬间能够产生应力波(SW),且AE传感器能够对应力波信号进行测量,但在测量时容易受到周围电场的干扰。该文分析了普通AE传感器干扰信号产生的原因,提出基于差分式AE传感器的应力波测量方法,并从理论角度论证了差分式AE传感器的抗干扰机理。搭建试验平台,通过试验证明差分式AE传感器具有较好的抗电气干扰能力,能够对IGBT关断应力波进行有效地提取。进一步地,对不同关断电流条件下的IGBT进行应力波的测量和分析,发现关断电流与应力波的强度强相关,可为后续探索应力波产生机理及实现IGBT在线监测提供参考。
基于神经网络的数据驱动互联电力系统负荷频率控制

针对高度复杂的电力系统存在的建模误差和不确定性等问题,该文基于无模型自适应控制算法提出一种不依赖电力系统模型信息的负荷频率控制策略。首先将电力系统的动力学模型抽象为一般的非线性函数,在其I/O数据之间引入时变的伪偏导数,将非线性电力系统等效为动态线性数据模型;然后构建一个径向基神经网络在线估计系统的伪偏导数,并使用优化理论设计数据驱动的负荷频率控制方案,在理论上严格分析了闭环电力系统的稳定性和径向基神经网络估计方法的收敛性;最后在互联电力系统上验证该负荷频率控制方法在不利用模型信息的前提下,能够取得良好的跟踪性能。
对称型多相电机断相容错运行下的电流谐波分析与补偿

多相电机驱动系统可靠性高、容错能力强、控制灵活。该文对断相容错运行下,多相电机中低频奇数次电流谐波的特性和补偿方法进行了研究。利用广义Clarke变换,可将电机定子电流变换到各个子空间当中。研究发现,断相容错时,各次谐波电流以正负序分量同时存在的形式分布在所有子空间当中。传统谐波补偿方法只在特定子空间下进行补偿,在断相容错工况下性能有较大恶化。该文提出一种改进电流谐波补偿方法,利用广义对称分量变换和正负序PI控制器实现各子空间内正负序谐波电流补偿,保证了断相容错时良好的补偿效果。在九相感应电机平台上对提出方法进行验证,实现了断相容错时对选定电流谐波的完全补偿,并降低了谐波带来的额外损耗和转矩脉动。
大规模风电汇集系统电压不平衡机理、因素及影响规律

我国风电集中并网地区往往呈现电网结构薄弱、就地负荷小、当地缺乏无功支撑等特点,容易出现电压不平衡现象,严重时导致大量风机脱网,给电网的安全运行带来极大影响。为了分析风电汇集系统电压不平衡产生机理,首先,建立了计及网侧变流器(GSC)、机侧变流器(RSC)及锁相环(PLL)控制环节的双馈风力发电机(DFIG)的基频负序阻抗模型,并由单机模型推广至风电场集群基频负序阻抗模型;然后,基于实际风电汇集系统,构建风电汇集地区负序等效电路,剖析风电汇集地区电压不平衡机理,分析源、网侧主要因素对汇集母线电压不平衡的影响规律;最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证机理分析及影响规律的正确性。
污水中常见毒品的分析方法优化及验证

通过采集城市污水样品,分析其中毒品含量,从而监测毒品滥用情况的污水流行病学是评估毒情和打击毒品犯罪的重要技术手段。研究建立了城市污水中包含苯丙胺和吗啡在内的12种常见毒品及其代谢物的SPE-UPLC-MS/MS分析方法,优化确立了样品浓缩过程中关键的盐酸-乙腈(5∶95)酸化步骤,保障了针对这些有机氮碱性痕量成分分析的抗交叉污染性,提高了方法的稳定性、专属性和准确性。优化的方法经验证符合复杂污水样本的分析要求,并成功地应用于城市毒情评估。
基于内变量的Ti_2 AlNb合金M-K理论的高温成形极限预测

Ti_2AlNb合金在高温变形过程中,微观组织演变复杂,导致合金的力学性能和成形性能发生改变;且由于微观组织和力学性能的耦合变化,导致高温成形极限的预测更加困难。针对该问题,以Ti_2AlNb合金基于内变量的本构模型和M-K理论为基础,将变形过程中的微观组织演变及其对力学性能的影响与M-K理论进行耦合,建立了Ti_2AlNb合金基于内变量的M-K理论的高温成形极限预测模型,并进行了Ti_2AlNb合金板材成形极限的计算。Ti_2AlNb合金板材在高温成形时,随着变形温度(950~ 985 ℃)和应变速率(0.001~0.1 s~(-1))的提高,板材的成形极限提高,说明应变软化有利于提高板材的成形极限。最后,进行了变形温度为985 ℃和应变速率为0.01 s~(-1)条件下的成形极限实验测试,并对理论计算结果进行了验证,证明了建立的高温成形极限预测模型具有良好的预测效果。
加载工况对弹性模成形过程中轻合金薄板成形性的影响

为了分析柔性传力介质提升板材成形性的机理,开展了不同加载工况下轻质合金薄板的弹性模胀形实验,通过数字图像相关技术获取了板材构型和应变分布,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA分析了弹性模压力场和板材应力场。结合实验与有限元结果,研究了弹性模邵尔硬度、板材材质、板材厚度、界面摩擦等因素对轻合金板材成形性的影响规律。结果表明:随着弹性模邵尔硬度、板材屈服强度、板材厚度的增大,成形载荷逐渐增大;板材厚度越大,则成形性越好;板料屈服强度的增大会导致板材的均匀塑性变形能力降低;随着弹性模邵尔硬度降低,板材的径向应力减小,应力状态由近似单轴应力状态向等双拉状态变化,板材的充型能力增强。
中国工业污染排放的企业动态分解:技术进步、资源配置与选择效应

推动绿色发展是党的二十大报告对全面建设社会主义现代化国家的内在要求。本文基于企业动态视角首次将中国工业污染排放强度的变化分解为技术进步效应、资源配置效应与选择效应,通过从行业和空间维度提出行业结构效应和空间迁移效应的动态分解方法。在此基础上,本文以1998 ~2014年中国工业企业化学需氧量和二氧化硫排放为分解对象,分析了中国工业污染排放的动态演进特征。本文的分解结果表明,要素资源向清洁企业的优化配置和在位企业的环境技术进步是中国工业污染减排的核心驱动力,其对化学需氧量的减排贡献分别为56.616%和31.375%,对二氧化硫的减排贡献分别为49.237%和38.179%,但企业进入、退出决定的选择效应在减排中的贡献并不突出,对减排的整体贡献偏小。本文进一步深入企业内部从产品结构层面对环境绩效展开分析,采用产品重构指数探索企业内资源配置效应对污染减排的影响。研究结果表明,企业内向核心产品的资源配置有利于降低二氧化硫的排放强度,但产品重构效应对化学需氧量和工业废水排放的影响并不显著。本文为探索中国工业污染排放提供了新的统计分析框架,以企业动态的微观视角理解中国工业污染排放的演变历程,有助于准确认识中国工业绿色转型在企业层面的动力来源。