mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
累积性发射光谱结合多元统计研究蘑菇湖水体DOM的特征

三维荧光光谱技术(3DEEM)因其方便迅速、灵敏度高等一系列优点,广泛应用于表征DOM。在实际应用中,3DEEM步骤较为繁琐,PARAFAC等方法相较于寻峰法虽然更加直观可靠,但是往往需要借助 MATLAB等数学软件,因此该研究希望借助一种新的方法能够更加简便迅速地表征DOM。以蘑菇湖水体 DOM为例,基于累积性发射光谱(AFEs),结合多元统计及二阶导数等方法,对DOM各类荧光组分及含量进行表征。利用主成分分析(PCA)对AFEs进行因子载荷分析,并确定荧光峰的类型及其含量的差异;通过二阶导数转换,得到二阶导数AFEs;通过对所有采样点二阶导数AFEs各荧光峰进行绝对面积积分,分析DOM中各组分的含量及变化;通过聚类分析,分析不同点位组分的差异性或相似性。研究表明,通过AFEs得到5类荧光峰,分别为类蛋白峰、类富里酸峰、陆源类腐殖酸峰以及腐殖酸峰。基于AFEs及其对荧光强度之和的分析,可以看出蘑菇湖水体中的DOM主要以不稳定、易被降解的、相对分子质量较小的类蛋白及富里酸为主,腐殖化程度由滨湖区向深湖区递减。基于AFEs得分图,得到5类荧光峰,且荧光峰中类蛋白及类富里酸峰占主导;基于点位得分矩阵,可以说明各点位之间的荧光组分存在差异。二阶导数AFEs被分为5个荧光波段,DOM以相对质量较小的有机质为主,腐殖化程度、芳香度较小,空间差异上不显著。通过对荧光峰面积以及采样点进行聚类分析,荧光峰被分为3类,其中富里酸含量占比较大,且岸边采样点和位于湖心区域的采样点之间存在差异。综上研究显示,AFEs相对简单迅速,能够代替3DEEM对DOM进行表征。蘑菇湖水体DOM是以相对分子质量较小、不稳定、易被降解的类蛋白、类富里酸物质为主,总体上腐殖化程度及相对分子质量具有由滨湖区向深湖区递减的趋势,但空间上差异性较小。
基于裂开型核酸适体非标记荧光法检测ATP

基于裂开型核酸适体序列短、能有效降低因探针形成二级结构产生假阳性信号等优点,选择裂开型核酸适体作为特异性识别探针,核酸染料噻唑橙(TO)为信号探针,用单壁碳纳米管(SWCNTs)降低背景信号,利用“适配体-目标分子-适配体”的“三明治”夹心方式,建立了一种检测ATP的新方法。在pH 8.0的Tris-HCl缓冲溶液中,裂开成两段的ATP适体特异性识别ATP分子,生成稳定的“适配体-ATP-适配体”复合结构。单壁碳纳米管对该复合结构的吸附力较弱,因此该复合物游离在溶液中,TO与其结合而产生强荧光。当不存在ATP时,核酸适体探针以单链状态存在,可通过π—π共轭作用结合到SWCNTs表面,进而不能与TO结合,TO游离在溶液中荧光非常微弱。反应体系中ATP浓度越高,形成的“适配体-ATP-适配体”夹心识别结构复合物越多,检测到的荧光强度越大,据此实现对ATP的检测。在优化实验条件下,在最大荧光发射波长550nm处,ATP的浓度在9.0×10~(-9)~1.0×10~(-7) mol·L~(-1)范围内与ΔF/F0值成线性关系,r=0.996 4。该方法加标回收率为95.2%~104%,相对标准偏差(RSD)为1.02%~4.54%,检出限达到2.67×10~(-9) mol·L~(-1)。该方法基于功能核酸对目标物亲合力强、选择识别性高的特点,对ATP的检测表现出很好的选择性,实验结果表明,当相对误差控制在±5%以内时,200倍的UTP,GTP和CTP均不干扰 ATP的测定。另外,该方法操作简单、快速、无需标记、灵敏准确,可用于血清样品中ATP的测定,在快速检测小分子物质领域中有较好的应用前景。
土壤颜色由CIE向Munsell系统的定量转换

颜色是土壤重要形态特征之一,也为判断土壤理化特征、过程与功能的重要依据和指标。土壤颜色目前采用Munsell颜色系统表示,主要依靠将土壤样品与土壤Munsell比色卡比对而确定。该方法由于受个人视觉感官和判别环境等因素限制,导致土壤颜色判别结果存在主观性强,易出现偏差等问题。为此,寻求客观、定量、方便地表征土壤Munsell颜色的方法,对于今后有关土壤颜色应用的研究工作极为重要。该研究试图利用分光色度仪,结合Python计算机语言编程,采用邻近等明面插值等方法,提出了一套可操作的从CIE到Munsell颜色系统转换的方法,以实现土壤颜色从CIE到Munsell颜色系统的方便、快速、高精度转换,达到土壤颜色的客观、定量、标准化测定。由分光色度仪测得样品CIELAB颜色值,利用CIE和Munsell两大颜色系统的已有的转换模型和方法,由CIELAB值计算获得Munsell明度值V和色品坐标,以Python语言编制程序,实现样品的明度值和色品坐标的自动计算。进而采用邻近等明面数学插值法和色度变换图确定Munsell系统H和C值。以《中国标准土壤色卡》的419张色片和22个土壤与古土壤样品进行验证,结果表明利用本文方法色调(H)测定值与色片标准值相比较,仅有12张色片存在误差,验证准确率为97%。《中国标准土壤色卡》的明度值(V)、彩度值(C)测定值与标准值之间相关系数分别为0.987(p< 0.001)和0.976(p<0.001),测定结果与标准值之间存在极显著相关关系。土壤与古土壤样品测定值与目视判别色调差异较小,主要差别是明度和彩度,这可能与目视判读受个人主观、光学环境等因素影响所致。基于过去已有的由CIE到Munsell颜色系统转换方法,该研究利用Python计算机语言编程编写了程序代码,实现CIELAB值到Munsell明度V值和色品坐标的转换过程的自动计算,并提出一种基于邻近等明面新的插值方法,转换步骤简明,易实现,为土壤颜色的快速、定量获取提供途径。
钢板弹簧迟滞特性建模及重载货车的动态响应分析

结合一种提出的钢板弹簧迟滞模型,建立了精确的重载货车整车模型,并讨论钢板弹簧线性化对整车动态响应的影响。基于钢板弹簧动态试验和改进的Maxwell-slip模型建立精确的动态迟滞模型,并采用1/4车辆模型分析其动态特性。运用集中参数法建立重载货车整车模型,结合实车偏频试验验证整车模型的准确性。与钢板弹簧线性化的整车模型对比,讨论模型线性化所引入的误差。结果表明,钢板弹簧的幅频特性依赖于加载幅值,随着加载幅值增大,动刚度逐渐减小;钢板弹簧的线性化忽略了刚度渐变特性及阻尼效应,致使重载货车的频率加权加速度均方根值略有偏大、悬架动扰度显著增大,而钢板弹簧输出力偏小,从而为载重货车的动态行为预测及系统设计带来了较大的误差。
基于扫频采样的飞秒激光大尺寸测距方法研究

作为一种高精度测量工具,飞秒激光具有优于传统激光技术的特性,已被广泛应用于工业生产、航空航天、科学研究等领域。扫频采样法在很大程度上改善了机械振动、扫描速度过慢等问题,对飞秒激光的绝对测距性能提升有着重要的意义。基于扫频采样原理,提出了一种利用飞秒激光的大尺寸距离测量方法,并对该技术的测量原理、干涉光谱和解调算法等方面进行了研究。首先,根据飞秒激光的锁模生成原理和压电陶瓷的压电效应,介绍了飞秒激光器连续扫描重复频率的方法。在此基础上,结合传统的光学采样法原理,解释了扫频采样法的测距原理,推导并讨论了光纤延迟线的长度对扫描距离的影响。然后,搭建了基于扫频采样的飞秒激光测距系统,在线性导轨上进行了远距离的测量实验,同时设计了基于迈克尔逊干涉原理的He-Ne激光参考光路。根据实验环境修正了空气群折射率,分析了测量距离对光谱条纹峰值和宽度的影响,测量了不同目标位置处的激光扫描距离。在50.4m的测量范围内,扫描距离从0.56mm增加到1.12 mm,充分验证了光纤延迟线对提升大尺寸测距能力的重要性。周期性的频率扫描可产生互相关条纹,通过对测量光谱条纹进行希尔伯特变换处理,解算出实时的频率变化量和采样倍乘系数,从而获取被测的距离信息。此外,为了减小系统的时间延迟误差,提高测量的准确性,采用差分原理对算法进行了改进。在希尔伯特算法基础上,分别对频率和距离进行差分处理,解算距离信息。实验结果表明,经过对比,采用基于距离差分的改进算法处理数据,性能结果较好。算法改进后,系统在50m范围内的测量精度从11μm提高到4μm,相对精度从2.2×10~(-9)提高到8×10~(-8),测距准确性明显提高。通过分析重复性测量数据,并与增量式激光干涉仪结果比对,测量误差的标准差从10μm提高到2μm,最大相对稳定性从2×10~(-9)提高到4× 10~(-8),测距稳定性明显提高。因此,该方法有较为优秀的大尺寸测距能力,具有同时实现高精度、大尺寸、快速绝对测距的潜力,在未来的精密光谱测量领域有着很大的前景。
基于机器学习的电子束选区熔化成形件密度预测

电子束选区熔化技术,以其快速加工复杂几何形状、真空熔炼、成形件残余应力小、粉末可回收等优点,是近年来快速发展的一种增材制造技术。但该技术加工参数众多,目前很难建立起直接且准确的加工参数与成形件性能的关系。通过调节电子束选区熔化技术的扫描速度、束流、基板温度、粉层厚度等四种参数,制备了一系列 Inconel718立方体样品,并测试获得其密度性能。利用线性回归、支持矢量回归和神经网络等三种机器学习算法建立了四种加工参数与密度的关系。算法结果表明:线性回归因其模型容量小,预测精度最差;神经网络模型容量大,但易出现过拟合,预测精度较好;支持矢量回归的模型容量适当,且解释性良好,预测精度最高。
辐射槽面喷雾冷却传热特性试验

针对表面结构强化喷雾传热机理不明确的现状,在辐射槽道结构表面上,以蒸馏水为工质,研究了喷雾流量、槽道深度对传热特性的影响;通过测定液体离开待冷却表面温度、喷雾液体相变量,结合试验照片,探讨喷雾冷却传热机理。研究发现,热流密度随喷雾流量和表面温度的增大而增加;辐射槽面相比光滑表面具有更好的传热性能,槽道深度越大,效果越好,特别是在喷雾冷却的沸腾区。试验现象和曲线证明快速运动的薄液膜是决定喷雾冷却非沸腾区传热的关键;但在沸腾区,汽泡破裂与液滴对接触壁面的冲击更为重要。当槽道深度超过液膜厚度时,再增加槽道深度对提升非沸腾区传热不利,但深槽面能提供更多的汽化核心,有利于沸腾区传热强化。槽结构影响研究、相变量测定以及传热机理探讨丰富了喷雾冷却理论,为进一步完善模型奠定了基础。
混合动力汽车BSG用分块SRM优化及试验

克服普通开关磁阻电机(SRM)固有缺陷,提出了一种混合动力汽车皮带式驱动起动/发电机(BSG)用新型容错式分块SRM,并分析其电磁特性。为提高容错式分块SRM的输出转矩,对影响电机输出转矩的关键结构参数进行优化处理,分析优化后电机的静态特性和动态特性。为研究分块SRM的容错性能,对比分析普通SRM和优化后分块SRM的互感和缺一相故障下的电磁特性。设计并制造出一台试验样机,对样机开展静态特性和负载运行的试验研究。仿真和试验结果表明,优化后的分块SRM输出转矩更大,比普通SRM的动力性能和容错性能更好。通过对新型容错式分块SRM进行优化和容错性分析,为设计安全可靠的BSG用电机提供了理论指导。
界面涂层对厚规格热轧钢/铝复合板界面结构与力学性能的影响

针对厚规格钢/铝复合板坯料厚度大、组元差异显著、难以直接轧制复合等特点,采用等离子涂覆技术与热轧复合工艺相结合成功制备了厚规格钢/铝复合板,通过结合界面剪切强度测试和SEM、EDS等检测方法,分别探究了轧制道次、温度与压下率对界面结构与力学性能的影响规律。结果表明,与直接轧制复合相比,经表面喷涂处理后的界面结合强度明显提高,且拉剪断裂面均位于钢与涂层界面。在单道次轧制条件下,随着轧制压下率增加,钢/涂层的微观界面得到改善,界面结合强度逐渐提高。在400~500 ℃范围内,钢/铝界面扩散层厚度随轧制温度提高呈增加趋势、界面结合强度先增大后减小。由于变形的不协调性,增加轧制道次会破坏前一道次界面复合结果,导致结合强度剧烈下降。当轧制温度为450 ℃、单道次压下率为40%时,钢/铝复合板界面剪切强度达66 MPa,符合相关标准要求。研究成果为厚规格钢/铝复合板生产制备提供了一种新途径。
用过期切片面包制备环保超级电容器活性炭电极材料

考虑到世界上每天产生大量的过期面包等过期食品,以过期切片面包为原材料,经碳化、1 mol·L~(-1) KOH活化并用稀盐酸中和及去离子水和乙醇洗涤后,制备了过期切片面包活性炭(EBAC)。对过期切片面包活性炭的表面形貌、物相结构、表面官能团、比表面积和孔径分布分别通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氮气吸脱附(BET)进行了表征。在以3 mol·L~(-1) KOH为电解液的三电极体系中,进行了活性炭电极材料的电化学性能测试。充放电曲线显示,在0.5 A·g~(-1)电流密度下,电极材料比电容达到352 F·g~(-1);在5 A·g~(-1)的电流密度下循环1000次后,比电容保持在99.87%,展示出良好的循环稳定性。交流阻抗测试得到的Nyquist图和Bode图则近一步说明了过期切片面包活性炭具有良好的超级电容器性能。
高导热膨胀石墨/棕榈酸定形复合相变材料的制备及储热性能研究

采用棕榈酸(palmitic acid,PA)作为相变材料,膨胀石墨(expanded graphite,EG)作为添加基质,通过"熔融共混-凝固定形"工艺制备了PA/EG定形复合相变材料以提高相变材料的综合性能。预测并制备了21种不同配比的定形复合相变材料,对其形貌结构和孔隙率进行了微观表征与理论分析,并在此基础上对样品进行了传热性能分析、热物性测试、热稳定性研究和储热性能分析。SEM形貌分析显示所使用工艺可使棕榈酸能较好地被吸附于膨胀石墨的孔隙结构并使之均匀分布;DSC测试结果表明定形复合相变材料[70%(质量) PA]的焓值为193.01 J/g,纯PA的焓值为275.35 J/g,对应于熔点分别为61.08℃和59.53℃。EG的添加,可有效提高相变材料的热导率。当样品密度为900 kg/m~3,EG含量为30%(质量)时,定形复合相变材料的热导率为14.09 W/(m·K),相比于纯PA[0.162 W/(m·K)]提高约87倍;对制备的样品进行50次循环稳定性实验,EG含量为24%(质量)和30%(质量)的样品形态均未出现明显变化,表现出良好的充放热循环稳定性。
基于STA-K均值聚类的电化学废水处理过程离子浓度软测量

针对电化学废水处理过程出口离子浓度无法在线检测的问题,提出了一种基于状态转移的K均值聚类算法的软测量建模方法。在分析内部反应机理的基础上,结合物料平衡和吸附动力学定理建立电化学过程的机理模型;由于单一的软测量模型难以满足实际的精度要求,提出一种基于状态转移的K均值聚类算法将原始数据集进行聚类,应用状态转移算法对K均值算法的初始聚类中心进行优化,同时,引入离群值矩阵动态迭代同时实现数据聚类和异常值检测;最后,对聚类后的不同训练子集分别建立子模型,综合各子模型得到基于多模型切换方法的软测量模型。通过某废水处理厂的现场数据进行实例验证,结果证明了所建立的电化学废水处理过程离子浓度软测量模型合理有效。
改良Yokoyama术联合内直肌后退术治疗高度近视眼限制性内下斜视的疗效

目的分析改良Yokoyama术联合内直肌后退术治疗高度近视眼限制性内下斜视的临床疗效。方法回顾性系列病例研究。选取2013年2月至2016年12月中南大学湘雅医院眼科收治的高度近视眼限制性内下斜视患者9例(14只眼),所有患者行改良Yokoyama术,即将上直肌颞侧1/2肌束与外直肌上方1/2肌束于肌止端后12~14mm处联结,并联合内直肌后退术,观察术前及术后6个月眼位、眼球运动的改变,行眼眶CT检查观察术前、术后眼外肌及眼球位置的变化。统计学分析采用Mann-Whitney U检验。结果9例(14只眼)高度近视眼限制性内下斜视患者中女性5例、男性4例,年龄(60±10)岁,高度近视眼病史(33.33±6.61)年,屈光度数(-23.32±5.95)D,眼轴长度(33.04±2.63)mm,术中内直肌退后(7.2±2.1)mm(4.0~10.0mm)。术后6个月,内斜视度数由术前的130(80~140)三棱镜度(PD)减小到0(0~10)PD,下斜视度数由术前的20(15~25)PD减小到0(0~5)PD;外转受限由术前的-3(-4~-1)级降低到-1(-2~0)级,上转受限由术前的-2(-4~-1)级降低到0(-1~0)级,差异均有统计学意义(Z=-2.67、-2.70、-3.35、-3.24;P=0.008、0.007、0.001、0.001)。共3例患者手术前后眼眶CT 图像纳入对比分析,术前CT可见上直肌、外直肌分别向鼻侧及下方移位,眼球后部紧贴颞上方眶壁;术后CT可见眼球移位角度的平均缩小比率为28.97%,眼球后部回纳肌锥内。结论改良Yokoyama 术联合内直肌后退术能有效矫正高度近视眼限制性内下斜视,恢复眼球在眼眶内的解剖位置,明显改善眼球运动功能,6个月随访临床效果满意。
慢性自发性荨麻疹:奥马珠单抗治疗作用机制与疗效评估

慢性自发性荨麻疹皮疹反复发作,常伴剧烈瘙痒,严重影响患者生活质量。慢性荨麻疹欧洲指南推荐抗IgE单克隆抗体(奥马珠单抗)作为唯一三线治疗方案用于加倍剂量抗组胺药仍不能控制病情的慢性自发性荨麻疹患者。尽管目前大量研究已证实奥马珠单抗治疗慢性自发性荨麻疹的安全性和有效性,但尚未完全阐明其作用机制。本文综述奥马珠单抗在慢性自发性荨麻疹治疗中的作用机制,并对治疗中的疗效预测与监测指标进行探讨。
T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域蛋白3抑制银屑病患者CD14~+单核细胞分泌白细胞介素12

目的评估T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域蛋白3(TIM-3)对银屑病患者外周血CD14~+单核细胞分泌白细胞介素12(IL-12)的调控。方法收集2017年11月至2018年3月在山西省人民医院就诊的寻常型银屑病患者47例(银屑病组)和健康志愿者19例(对照组),分离外周血单个核细胞,使用Toll样受体(TLR)配体刺激培养后,流式细胞仪检测CD14~+单核细胞中TIM-3的表达和IL-12的分泌情况。使用抗TIM-3中和抗体封闭TIM-3通路后观察CD14~+单核细胞下游信号通路及分泌IL-12的变化。两组间数据比较采用t检验,相关性分析采用Pearson检验。结果在未刺激条件下,CD14~+单核细胞分泌IL-12的水平较低,银屑病组CD14~+TIM-3~+细胞比例(12.20%±2.83%)显著高于对照组(9.91%± 1.77%,t=3.270,P=0.001 7)。TLR配体刺激后,银屑病组CD14~+IL-12~+细胞比例(13.49%± 2.80%)显著低于对照组(28.97%± 8.97%,t=10.71,P< 0.000 1),但CD14~+TIM-3~+细胞比例(6.80%± 1.11%)仍显著高于对照组(4.85%± 1.37%,t=6.064,P< 0.000 1)。对照组和银屑病组CD14~+TIM-3~+与 CD14~+IL-12~+细胞比例呈显著负相关(r=-0.473和r=-0.371,P< 0.05)。封闭 TIM-3通路可诱导CD14~+单核细胞中细胞因子信号抑制物1表达降低,信号传导及转录激活因子1磷酸化增加,促进皮损部位分离的角质形成细胞所诱导的CD14~+单核细胞分泌IL-12增加。结论在银屑病中,TIM-3在CD14~+单核细胞介导的固有免疫应答中发挥重要的负性调控作用。
华北板块南缘六盘山盆地固参1井马东山组泥页岩段古沉积环境研究

以六盘山盆地固参1井白垩系马东山组泥页岩段为研究对象,通过元素地球化学测试分析,采用CaO/( MgO·Al_2O_3 ) 、Sr /Cu、Rb /Sr、Sr /Ba、Sr丰度、Th /U、V/Cr、V/( V+Ni) 、Fe /Mn和( Al+Fe) /( Ca+Mg)等一系列古气候、古盐度、古氧化还原条件和古水深判别指标,对固参1井马东山组泥页岩沉积古环境进行探讨。结果表明:马东山组泥页岩沉积时期总体为年平均古气温应大于15℃的温暖潮湿气候,水体为半深湖—滨浅湖的半咸水—咸水环境,沉积物是在贫养—厌氧环境中形成的。古气候、古盐度、古氧化还原条件及古水深在垂向上存在3个相对变化的旋回,且古气候与古水深、古还原条件呈正相关性,与盐度呈负相关性。适宜的古水深、较强的还原条件,稳定匮乏的碎屑供给等古环境因素相对变化的3个旋回共同控制了马东山组泥岩、页岩、钙质泥岩、泥灰岩组合的非均质的页岩油气储层。
蓝细菌微生物席主导的芙蓉统均一石生物丘:以河北涞源祁家峪剖面为例

基于中等尺度的构造特征,常常将微生物碳酸盐岩划分为四个类型:纹层状的叠层石、凝块状的凝块石、贫乏构造的均一石、树枝状的树形石;在其中,均一石被定义为相对贫乏构造和非晶质的中等构造,而且作为“隐秘微生物”的同义语曾经与凝块石相混用。华北地台的芙蓉统,包括长山组和凤山组,可以进一步划分为3个淹没不整合面型三级沉积层序;在这些三级层序的强迫型海退体系域中,常常集中产出各种微生物碳酸盐岩所主导的生物丘,河北涞源祁家峪剖面的芙蓉统就是一个较为典型的实例。在该剖面,两套较为典型的均一石生物丘灰岩构成了较为壮观的沉积学现象,其内部特别的非均一组构与贫乏构造的宏观特征形成了强烈的反差,从而将这些均一石生物丘特征化,包括: ①钙化蓝细菌化石如基座菌、葛万菌,以及可以类比于第谷菌的丝状蓝细菌鞘化石; ②底栖鲕粒; ③肾型菌状的钙化生物膜残余物; ④海绵木乃伊; ⑤底栖鲕粒填充的生物潜穴; ⑥包覆着海绵木乃伊和生物潜穴的微叠层石。这些特征,表明了这些均一石生物丘可能形成于蓝细菌细胞外聚合物质( EPS)复杂的钙化作用,而且这样的EPS是蓝细菌微生物席及其内部的多重状生物膜的基本有机基质构成。由于均一石缺乏现代可以类比的典型实例,而且在其命名之后也很少描述在在古老的地层记录中,所以,河北涞源祁家峪剖面芙蓉统中的均一石生物丘为了解均一石形成的复杂机理提供了一个最为典型的实例。
双有源桥变换器低平均电流的调制研究

为减小双有源桥变换器的IGBT开关通态损耗,该文提出一种降低电感平均电流的优化混合控制法,通过切换不同的控制模式保持双向变换器电感平均电流最小,以提高功率传输效率。论文通过对扩展移相控制(extended phase shift control,EPS)工作原理分析、各开关时刻电感电流及功率传输分析,建立平均电流数学模型,通过分析不同模态的平均电流确立调制方案,并通过效率分析验证方案的可行性。
基于时间辅助信息的感应电机预测电流控制

模型预测控制具有滚动优化、反馈校正的优点,近年来在电力电子领域受到广泛关注,很多学者提出了诸如预测磁链控制、预测转矩控制、预测电流控制的电机控制方法,其中预测电流控制无需进行权重设计,具有直接输出电压矢量的特点,算法相对简洁,容易实现。预测控制在采取简单的事件触发机制时,电流轨迹超出边界后才会触发算法选择新的电压矢量;但由于不可避免的系统软硬件延迟,当新矢量作用于电机时,电流轨迹已经大幅超出边界。为此,提出一种电压矢量时间辅助切换机制,减小电流超出边界圆的几率,有效抑制电流畸变;并针对预测电流控制矢量轮询相互独立的特点,应用多核数字信号处理器(digital signal processor,DSP),将并行处理技术引入预测电流控制,提高系统的在线实时性。在两电平感应电机实验平台上进行测试,实验显示系统的处理速度提升了22%;同时,针对采样频率对开关频率的影响进行测试,发现提升系统的在线实时性有助于降低逆变器的开关频率。
电动汽车用V 型磁钢转子永磁电机的电磁振动噪声削弱方法研究

电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电磁激振力,不同转子结构会对磁场产生不同的影响,通过优化转子隔磁桥结构进而改变电机定子齿部的电磁激振力,降低电机的振动噪声。分别建立优化前后电机的电磁场有限元模型,仿真得出作用于电机定子齿部的电磁激振力;建立优化前后电机结构3D有限元模型,计算电机结构的径向模态频率;通过对电机定子结构的振动响应进行有限元仿真,得到电机定子结构的振动响应频谱。最后,通过ANSYS Acoustics有限元仿真分析得到电机电磁噪声特性。通过对比优化前后的结果可知,优化后的电机在保证电磁性能的前提下有效降低了电机的振动噪声,并通过实验验证了仿真结果的有效性。
基于预测电流控制算法的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略

针对传统开关磁阻转矩脉动抑制策略中采用电流滞环控制方法带来的电流动态跟踪能力弱而引起转矩脉动大这一问题,提出一种基于线性转矩分配函数策略下的无差拍电流预测方法,提高电流跟踪特性,减小因电流跟踪能力弱引起的转矩脉动。根据电机运行中电流分布特征及电流变化率,灵活选择 “正压零压”、“负压零压”等PWM调制模式,确定最佳的功率变换器励磁、续流、退磁模式组合,提高在不同运行模式下电流控制的准确度,在不增加开关频率或改变滞环宽度条件下,使实际电流时刻跟踪给定。搭建三相12/8极开关磁阻电机仿真模型及实验平台,考虑磁场饱和、高速运行、低速运行、负载突变等工况,对转矩脉动指标进行对比。实验结果表明,在线性转矩分配策略下电流预测控制策略能有效减小开关磁阻电机的转矩脉动,提高电机运行效率。
计及AC-UHVDC 系统无功补偿和谐波特性的 UHVDC 交流滤波器可靠性建模

特高压直流输电(ultra high voltage direct current, UHVDC)故障对电网影响严重,建立精确的可靠性模型十分必要。交流滤波器(AC filter,ACF)子系统与交流母线并联,可补偿无功,减少谐波。谐波过大或无功不足均可能导致 UHVDC降额。提出一种计及无功补偿和谐波特性的ACF可靠性模型,用矩阵组合将单一型号滤波器状态空间(state space,SS)合并成ACF所有配置方案的SS模型。由ACUHVDC基波潮流确定ACF需提供无功容量等级,进而将配置方案分组。由谐波潮流计算各配置方案的谐波指标,若谐波电流超标,将配置方案移至容量等级较低分组。根据分组情况,合并配置方案为五状态容量模型。算例表明,配置方案按无功补偿分组后,可能会因不满足滤波指标而被移至0% CL分组,故0% CL状态概率可能比75% CL、50% CL或25% CL状态高。
基于PFDL 的阴极开放式PEMFC 系统无模型自适应预测控制

为使得阴极开放式质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的运行保持最优输出性能,提出一种基于偏格式动态线性化的无模型自适应预测控制策略,实现电堆的性能优化。通过偏格式动态线性化的方法,将阴极开放式PEMFC这一非线性时变系统等价转换为动态线性化数据模型,继而实现对非线性控制对象的控制。在搭建的测控平台上进行实验,验证动态线性化数学模型的正确性以及控制策略的可靠性。通过与传统的PID控制策略对比,所提出的控制策略能够快速准确地使电堆输出较高的功率,证明了该控制策略具有优越性同时使得系统具有较好的动态性能,有利于质子交换膜燃料电池的长远稳定运行。
下垂控制三相逆变器阻抗建模与并网特性分析

分布式发电系统因接入电网时的线路阻抗较大,使得并网逆变装置与电网构成的互联系统易产生谐波震荡,威胁其稳定运行。阻抗分析法是一种较为有效的并网稳定性研究方法。该文首先利用谐波线性化方法建立下垂控制三相并网逆变器含功率外环和相角扰动时的完整序阻抗模型,阐述功率外环引起的二倍镜像频率耦合效应,并分析下垂系数对模型的影响,通过下垂控制与电流控制型并网逆变器阻抗曲线对比说明下垂控制具有更好的并网特性。同时,通过阻抗分析法对下垂控制三相并网逆变器与电网组成的互联系统的稳定性展开研究,提出采用虚拟阻抗的方法来提高互联系统相位裕度,改善系统鲁棒稳定性。通过仿真和实验,验证了上述结论的正确性。
基于二阶段鲁棒优化模型的混合交直流配电网无功电压控制策略研究

交直流配电网(AC/DC distribution network,HADDN)作为主动配电网迅速发展的重要分支,其关键技术之一是以无功电压控制为核心的优化运行技术。该文提出一种基于二阶段鲁棒优化模型的混合HADDN无功电压控制方法,该方法可有效协调传统无功电压设备和交/直流变流站,寻求鲁棒最优的协调控制方案,有效应对可再生能源的不确定性。此外,由于所提模型属于一种双层规划问题,该文采用列约束生成解耦算法,并由Matlab平台调用商业求解器实现求解,保证了模型求解的快速性和有效性。最后,通过改进的IEEE 33节点混合HADDN算例分析,结果表明本中所提方法可有效降低系统运行成本,并能维持系统电压在规定范围内,与传统无功电压控制方法相比具有明显优势。
GIS 变电站开关操作瞬态电磁骚扰研究进展

随着智能变电站的发展,GIS开关操作瞬态电磁骚扰问题更加突出,需要引起重视。该文介绍了国内外在GIS开关操作瞬态电磁骚扰试验、仿真和防护3个方面的研究进展,分析存在的问题,并给出解决思路。试验研究方面:建议采用光学效应传感器测量以解决D-DOT和B-DOT传感器低频带宽的不足;研制GIS隔离开关操作骚扰试验平台,可开展就地化保护装置端口的电磁骚扰测量。仿真研究方面:建议完善GIS套管模型以计及辐射损耗和对波形的调制作用;建议发展基于全波模型的地电位差传导骚扰和空间电磁场仿真。防护研究方面:推荐了互感器二次中性点和二次电缆屏蔽层的接地方式;建议在制定就地化保护装置电磁兼容抗扰度标准之前,可以基于GIS隔离开关操作骚扰试验平台开展抗扰度试验。
配电网供电能力曲线的规律与机理

配电网的供电能力不仅是最大供电能力(total supply capability,TSC)的一个点,而是一条曲线,即供电能力(boundary supply capability,BSC)曲线。实际配电网BSC曲线的大多数点都相对TSC有所下降。该文初步揭示了BSC曲线下降规律与机理。首先,观察N供一备、分段联络等典型接线,发现了BSC曲线的下降规律。其次,揭示BSC曲线下降是备用机理和分配机理共同作用的结果:备用机理指馈线间的“一对多”备用关系会造成BSC值下降;分配机理指N-1后一回馈线的负荷在多回馈线中分配后转移,补偿了BSC的下降。然后,进一步发现了备用/分配机理对 BSC作用的定量计算公式。最后,用IEEE-RTBS-BUS4扩展算例验证了该文机理及公式的正确性。
基于VMD 初始化S 变换的混合动力系统电能质量扰动检测与分类

针对分布式能源(distributed energy,DG)接入配电网时电能质量(power quality,PQ)的监测问题,该文采用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)初始化S变换技术,对接入配电网的DG类型以及因操作事件改变而产生的不同特征PQ扰动进行检测并分类识别。首先,从PQ扰动信号中提取F1、F2特征量,作为接入混合动力系统分布式能源分类的标准;其次通过VMD初始化S变换,从S变换矩阵中提取F3~F7特征量作为模糊C均值(fuzzy c-means,FCM)聚类算法的输入,对每种分布式能源接入条件下由于操作事件改变引起的PQ扰动进行分类。在所提方法和现有方法之间进行百分比准确性比较,验证所提算法的有效性;最后提出电能质量评价指标,并在该指标下对9类扰动情况的电能质量影响因子进行评估。
基于改进Benders 分解的储能、分布式电源与配电网多阶段规划

随着分布式能量采集及能源存储装置的接入,配电系统将承担起局部地区分布式资源整合者的角色。针对计及储能、分布式电源的配电网规划问题,提出多阶段经济规划方法,通过协同考虑设备选址定容、网架扩展及配电网动态重构等优化目标,建立基于二阶锥松弛的多变量协调规划模型;为求解此大规模混合整数非线性优化问题,提出改进Benders分解方法,将模型分解为规划主问题与运行子问题,提出常规B e n d e r s分解未涉及的混合整数子问题最优割集生成方法,建立主、子问题迭代求解方法,算例从规划成本、计算效率等方面检验了所提模型与算法的有效性。
自然覆冰对限功率运行风力机变桨特性的影响

针对自然覆冰环境下风力机桨距角变化问题,以300kW风力机为研究对象,采用限功率运行控制方式,通过现场试验研究自然覆冰环境下风力机变桨特性。结果表明:限功率运行时桨距角随风速增加呈上升态势;相较于洁净环境,轻度覆冰导致b -v曲线整体降低,当功率限定值分别为50、100、150kW时,桨距角平均值分别降低2.3°、3.9°、 4.5°,平均降幅分别为35.7%、51.5%、80.3%;风速增加会减弱轻度覆冰对桨距角的影响程度,功率限定值的提高会加大轻度覆冰对桨距角的影响程度;轻度覆冰后,b -v曲线随功率限定值增加而整体降低,每增加50kW功率限定值,桨距角平均降低35%~45%。该文试验数据和研究结果可为自然覆冰环境下风力机的机组控制提供参考,对其稳定合理运行具有重要意义。
基于贝叶斯网络刻画风–光–荷相关性的配电网概率潮流计算

针对风速、光照强度和负荷之间相关性不易描述的难题,基于大数据思维,提出基于数据挖掘的贝叶斯网络模型,准确、全面、完整地刻画风–光–荷之间非线性相关性,以此为基础完成概率潮流计算。首先,分析贝叶斯网络的基本原理,给出建立贝叶斯网络模型的方法和步骤;然后,以实测风速、光照强度和典型负荷数据为原始样本,通过贝叶斯网络获得合成样本,再分别考察原始样本与合成样本的数字特征、概率密度、累积分布和散点图,验证模型的有效性;最后以改造后的IEEE 33节点配电网为例,完成概率潮流计算,计算结果验证了贝叶斯网络模型的有效性。
基于实验标定及双时间尺度随机逼近理论的内置式永磁同步电机参数辨识

提出一种内置式永磁同步电机的参数辨识方法,实现了定子电阻、永磁体磁链和交直轴电感的高精度辨识。该方法首先通过实验获取定子电阻与温度、永磁体磁链与温度和交直轴电流的关系表达式,然后基于双时间尺度随机逼近理论对交直轴电感进行在线辨识。理论分析证明了该在线辨识算法的收敛性和最优性,并给出其关键参数的取值准则,以确保算法具备良好的动态特性和稳态精度。实验结果表明,新辨识方法不仅具有较快的收敛速度,而且相比于传统的递推最小二乘算法精度更高。
基于阶梯式广义预测控制的汽包炉机组协调系统优化控制

面对煤炭清洁高效利用和现阶段电网的调度方式,汽包炉机组协调系统的控制性能还远未达到实际需求。从实际工程应用出发,在考虑汽包炉机组动态特性的基础上,以阶梯式预测控制算法为核心,融合传统的前馈控制和解耦控制理念,提出一种基于阶梯式预测控制的汽包炉机组协调系统优化控制方案。结果表明:与传统DEB400直接能量平衡控制相比,该方案减少了主蒸汽压力的波动,能够大幅提升汽包炉机组协调系统的控制性能,从而更好地保证了机组的安全、稳定、经济、灵活运行。
基于电流突变量的直流电网区内双极短路故障定位方法

多端柔性直流电网的故障定位方法是保障直流电网安全可靠运行的关键技术。该文针对现有故障测距方法存在的问题,提出一种基于电流突变量的直流电网区内双极短路故障定位方法。它利用直流线路两端的电流突变量计算定位系数来定量表示短路点在线路中的位置,即故障点至本线路一侧保护的距离与线路全长的比值。为了避免线路保护区出口处短路引起的距离误判,引入判区依据K以确保故障定位只在区内短路时有效,该定位方法采用改进电压梯度法快速启动。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端柔性直流电网模型,验证了所提出的定位方法可以在发生区内双极短路故障时可靠定位,并且几乎不受直流电网传输功率和过渡电阻的影响,具有很高的准确性和适用性。
资源富集岛蓄–氢–冷联合可再生能源消纳系统设计及调度策略研究

远洋海岛的和平开发与利用在我国的海洋战略中占有极其重要的地位。对于远洋海岛中需要通过船运对负荷中心岛进行能量支援的资源富集岛而言,其离岸可再生能源消纳设备(renewable energy absorption facility,REAF)的高效运行至关重要。针对此问题,该文设计兼顾蓄–氢–冷多能源形式的制氢装置,有效提升了REAF系统能源吸收效率;同时,基于快速决策树剪枝算法及强化学习式蒙特卡洛算法设计包含蓄–氢–冷的REAF系统的综合调度策略。仿真算例表明,该文提出的决策树快速剪枝算法及改进强化学习式蒙特卡洛算法能够有效提升REAF系统调度策略的能源消纳能力。最后探讨进一步提升基于这2种算法的REAF系统调度策略性能的路径。
基于双层模型预测结构的跨区域AGC 机组协同控制策略

随着高渗透率风电并入多区域互联的交直流电网,风电渗透区域容易出现自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组调频容量不充足,难以有效抑制风电功率随机性带来的频率波动问题。为此,该文提出基于双层模型预测结构的跨区域AGC机组协同控制策略,实现多区域间共享调频资源。该控制策略在上层采用经济性模型预测控制实现跨区域AGC机组稳态功率优化分配;在下层采用分布式模型预测控制实现多区域AGC机组动态频率优化控制。以含风电场的三区域交直流互联电网为例,仿真结果表明:与传统的AGC控制方式相比较,该文所提出控制策略不仅能有效维持联络线断面安全和抑制频率波动,而且降低了多区域AGC机组联合调频成本。
一种基于Wasserstein 距离及有效性指标的最优场景约简方法

随着可再生能源的发展,电力系统中不确定性因素增多。精确地模拟可再生能源场景,对大规模新能源并网调度、规划有着重要意义。针对该问题,提出一种基于Wasserstein概率距离的场景约简0-1规划模型。并对聚类有效性指标进行分析,提出包含内部有效性及外部有效性的指标体系,依据聚类有效性指标确定最佳聚类数。算例以爱尔兰岛风电预测–实测数据为基础生成初始场景集,根据聚类有效性指标确定的最佳聚类数对初始场景进行场景约简,验证了所提方法的合理性与有效性。对比分析了传统场景约简方法,结果表明,场景约简0-1规划模型有着更好的精准性与适用性。
级联H 桥混合型有源电力滤波器直流电压控制

由级联H桥变流器与LC单调谐无源滤波器串联所构成的混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter, HAPF),为高压大容量场合下的谐波治理提供了一种低成本解决方案。传统的直流电压控制方法调节的是变流器输出电流中的有功分量,但HAPF中LC滤波器较大的基波阻抗极大地限制了该方法动态响应速度。该文提出一种改进的直流电压控制方案,该方法通过改变变流器基波调制电压来实现直流电压的调控,对比分析表明,该方法具有更好的动态性能。同时,针对级联H桥三相直流电压不平衡的问题,文中结合HAPF的输出特性,对现有的相间均压控制方法进行优化,提出一种简单的零序和负序电压合成算法。仿真实验和样机现场运行结果验证了所提直流电压控制策略的有效性和可行性。
不同草本植物根土复合体无侧限抗压强度增量与根系分布特征关系

研究草本植物根土复合体无侧限抗压强度增量与根系分布特征关系,可以为草本植物根系固土能力计算及草种选择提供依据.用应变控制式三轴仪测定了种植在PVC管内3种草本植物根土复合体及素土柱体的无侧限抗压强度,2013WinRHIZO根系分析系统测定了根系分布特征.结果表明:①和素土柱体相比,在0~25 cm深度范围内非洲狗尾草、鸭茅、紫花苜蓿根土复合体无侧限抗压强度增量($\Delta c$)分别为4.75、4.00、 1.11 kPa,在25~50 cm深度范围为3.20、2.33、0.83 kPa. ②紫花苜蓿的根系平均直径(${D_{\rm{a}}}$)、根长密度(${\rho _{{\rm{Len}}}}$)、根表面积密度(${\rho _{{\rm{SA}}}}$)与另2种草差异极显著. ③非洲狗尾草、鸭茅的$\Delta c$与含根量(Q)、${\rho _{{\rm{Len}}}}$、${\rho _{{\rm{SA}}}}$、根体积密度 (${\rho _{{\rm{RV}}}}$)和Da显著或极显著相关,紫花苜蓿的$\Delta c$与${\rho _{{\rm{Len}}}}$、${\rho _{{\rm{SA}}}}$极显著相关,与${\rho _{{\rm{RV}}}}$、$Q$和${D_{\rm{a}}}$不相关.结果表明在草本植物根系的$Q$、${\rho _{{\rm{Len}}}}$、${\rho _{{\rm{SA}}}}$、${\rho _{{\rm{RV}}}}$和${D_{\rm{a}}}$等分布特征值中${\rho _{{\rm{Len}}}}$、${\rho _{{\rm{SA}}}}$与根土复合体$\Delta c$显著相关,可用它们来预测根系的固土能力,在受试的3种植物中非洲狗尾草根系固土能力最强.
评价数据中的用户偏好建模:一种基于隐变量模型的方法

互联网应用中的评价数据包含丰富的用户观点和偏好信息.为了能更准确地发现用户偏好,综合考虑用户的评分和评论数据,基于贝叶斯网提出了一种针对评价数据的用户偏好建模方法.首先给出了从评论数据中抽取不同评论属性的方法,然后分别从评分和评论出发确定了用户偏好模型的初始结构约束和初始参数约束,最后给出了基于约束条件的用户偏好建模方法.实验结果表明,与单独评分或者评论数据构建的用户偏好模型相比,综合考虑评分和评论数据的用户偏好模型能更准确地估计用户偏好.
LEO-LEO红外激光掩星CO_2浓度测量技术研究

利用基于近地轨道(LEO)卫星组网的红外激光掩星(LIO)技术,可对地球大气温室气体垂直廓线进行主动探测,为全球温室气体浓度廓线的测量提供新手段。介绍了基于LIO技术的大气温室气体浓度廓线的测量原理,针对最主要的温室气体CO_2建立了LIO信号链路模型,通过仿真分析了工作波数对CO_2探测精度的影响,并基于误差最小的仿真结果对CO_2探测波数进行优化选择。采用所选波数对LIO技术的探测性能进行分析,最终得到可用于CO_2浓度廓线探测的波数为4771.6215cm~(-1)和4772.0240cm~(-1)。在5~35km高度的有效探测范围内,实现了0.6~1.4km的垂直分辨率,CO_2浓度探测的相对随机误差小于0.8%,最小相对随机误差(0.229%)出现在10km处。研究结果为星载LIO大气探测系统原理样机的设计提供了重要参考。
基于张量模式噪声补偿的室内可见光通信系统的信道估计

针对现有中继转发式室内可见光通信系统中信道估计算法存在的导频数量过大、估计效率和精度低的问题,提出基于张量模式噪声补偿的信道估计方法。首先,充分利用可见光通信系统发射数据的特点设计了一种适合在接收数据中进行噪声补偿的导频结构。然后,在PARATUCK2张量分解框架下,构造了这种导频模式的含噪通信系统模型。最后,结合张量分解方法,设计了一种以导频所得噪声补偿对实际噪声进行估计的方法,完成所有信道参数的计算。仿真实验结果表明,将基于张量模式噪声补偿的估计算法应用在中继转发式室内可见光通信系统中,可以在加快寻优迭代速度的同时提高估计精确度,充分验证该算法的有效性和可行性。
数据–知识融合的机器学习(2):泛化风险

该文首先概述数据驱动的机器学习模型(data-driven model,DDM)的有关理论研究成果。在此基础上,论证数据–知识融合的学习模型(knowledge-guiding & data-driven model,KDM)在问题的局部学习空间和全域学习空间的泛化性能。结果表明,在有限样本和一定的假设前提下,KDM在局部学习空间的泛化误差以接近概率1收敛于某泛化误差界;在全域学习空间的泛化误差以概率1-d收敛于某泛化误差界,该界比DDM的泛化误差上界更紧。因此,与单纯 DDM相比,KDM的学习过程更加高效、可靠,能够更好地应对实际问题中的少样本学习问题。
后外侧入路解剖复位固定小转子在老年人股骨转子间骨折治疗中的应用

目的观察经后外侧入路解剖复位固定小转子治疗老年人股骨转子间粉碎性骨折的可行性和临床疗效。方法股骨转子间粉碎性骨折19例,年龄60~84岁,根据Evans-Jensen股骨转子间骨折分型为ⅡB型13例、Ⅲ型6例。经后外侧入路显露并复位小转子,小转子行螺钉固定,股骨远近端用动力髋部螺钉(dynamic hip screw,DHS)或股骨近端锁定钢板(proximal femoral locking plate,PFLP)固定。术中直视术后X线观察小转子复位情况。用Sanders髋关节创伤后功能评分进行功能评价,分析疗效。结果19例患者均获小转子解剖复位。19例患者随访平均18个月,依据Sanders髋关节创伤后功能评分,优7例(36. 8%),良12例(63. 2%),总体优良率100%,不同分型、不同性别疗效差异无统计学意义(P值分别为0.842、0.181)。结论经后外侧入路能充分显露小转子周围结构,可解剖复位小转子,是一种治疗老年人转子间粉碎性骨折的有效可行方法。
基于气穴模型的动压轴承动态油膜刚度计算方法

针对雷诺方程很难准确反映动压轴承高速转动过程中引起的周向惯性效应、动态挤压效应等的影响,进而导致油膜动态刚度计算精度难以满足高精度轴承设计的现状,提出用ADINA软件先求解瞬态油膜压力分布和瞬态油膜力,得到轴心轨迹,然后结合差分计算模型计算油膜动态刚度的方法。该计算方法基于流固耦合和气穴模型,定义油膜和轴的流固耦合时,采用任意的拉格朗日-欧拉(ALE)算法有效避免了油膜网格畸变的问题,再现轴心动态平衡过程和三维流场压力分布的动态发展过程,得到瞬态过程中的动态油膜力和动态油膜刚度。试验结果和基于流固耦合和气穴模型的计算结果对比分析发现两者基本吻合,说明该基于流固耦合和气穴模型的数值仿真计算方法是可行和有效的。
大型轴流泵泥沙磨损特性研究

为探讨大型轴流泵的泥沙磨损特性,采用非均相流模型、Particle模型和Tabakoff磨损模型和滑移壁面边界条件,研究泥沙在轴流泵内部的流动规律及磨损机制。结果表明:叶片头部及叶片工作面的泥沙体积分数和磨损率最大,导致叶片头部、工作面磨损速度和程度大于背面;粒径对泥沙的运动轨迹有显著影响,而含沙量的改变对泥沙的运动轨迹影响不大;颗粒在叶轮中的运动速度与粒径呈正相关关系,粒径大的沙粒向叶片工作面运动的趋势更为明显,说明粒径为影响泥沙运动轨迹的一个主要因素,含沙量为一个次要因素;随着泥沙粒径的增大,磨损率范围增大,磨损强度也相应增大,随着含沙量的增大,叶轮内各处磨损率均增大,说明粒径和含沙量均是加快轴流泵磨损的重要因素。
阿贝尔范畴粘合上的表现维数

在阿贝尔范畴中引入了表现维数的概念,并讨论了短正合列中对象间表现维数的关系.进一步地,令R_(ab)(A,B,C)为阿贝尔范畴粘合,证明了在一定条件下,阿贝尔范畴B的表现维数有限,当且仅当阿贝尔范畴A与C的表现维数有限.
基于深度选择性差异及背景先验的显著性检测

为了解决基于二维图像的显著性检测方法中出现的光噪声、前景背景相似、多目标遮挡等问题,有效地突出显著区域并抑制背景区域,基于颜色、深度信息提出一种基于深度选择性差异及背景先验的显著性检测模型.首先,根据深度图质量进行颜色以及深度特征所占比例的调节;其次,依据深度图的内在特性,计算图像的基于深度选择性差异的显著性;然后,基于所获取的边界背景集合和基于深度先验的背景集合,计算图像的基于背景先验的显著性;最后,对前期得到的2个显著图进行融合及调整,并对显著图进行优化,得到最终的显著性检测结果.实验结果表明,该模型能较好地反映颜色以及深度信息对显著性检测的影响,计算结果更符合人类视觉.
无刷直流电机回馈制动功率级实时仿真

为提高电机系统测试效率及降低测试成本和风险,提出了回馈制动运行状态无刷直流电机(brushless DC motor, BLDCM)功率级实时仿真方法.该方法以功率级电流源模拟真实BLDCM绕组,可与电机驱动器交互电功率.采用双线性变换和逆Z变换方法推导了基于线电压的虚拟BLDCM数值模型,分析了功率级虚拟BLDCM回馈制动过程的电流路径以及电压和电流关系,给出了回馈制动运行时数值模型所需虚拟绕组线电压的获取方法.构建了功率级虚拟BLDCM实验平台,并进行了回馈制动实时仿真.应用MATLAB软件进行了BLDCM回馈制动的离线仿真以验证实验结果的准确性.结果表明,该方法无须改变驱动器硬件结构,可准确模拟BLDCM的稳态和瞬态过程,有效实现BLDCM回馈制动功率级实时仿真.
基于联合文件系统的Docker容器迁移方案

为了解决Docker容器在线迁移过程中由容器迁移产生冗余Docker镜像的问题,利用联合文件系统容器层文件与镜像层文件通过联合挂载统一显示以及容器内操作过的文件存在于容器层的特性,提出一个Docker容器在线迁移方案.该方案在迁移容器数据时,采用仅迁移容器层数据的方式,有效避免了冗余Docker镜像的生成.基于上述设计方案,在当前最具代表性的2类联合文件系统存储驱动(aufs和overlay2)上进行了验证实验.实验结果表明,在容器迁移过程中,不仅实现了容器数据的迁移,而且并未产生多余Docker镜像.
扁钢加固半榫、透榫及燕尾榫抗震性能试验研究

为了解决木结构古建筑榫卯节点老化抗震能力下降的问题,以木结构古建筑加固的无损性和可逆性为原则,以保留榫卯节点半刚性特点为出发点,以是否设置活动槽和加固件是否与柱螺钉连接为区分,设计了4种不同形式的扁钢加固装置,并将其应用在半榫、透榫和燕尾榫节点.以宋《营造法式》中大木作二等材为原型,按照缩尺比例为1∶3.52制作了3组试验模型,其中半榫、透榫和燕尾榫节点各4个.进行试验的节点均为反复加载过的有损节点,通过静力推复试验,对比榫卯节点加固前后的破坏状态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能参数.试验结果表明:榫卯节点加固前后滞回曲线都有明显的"捏缩效应",榫卯节点间存在摩擦滑移,加固后的节点依然具有半刚性的特点;加固前后的榫卯节点的阶段耗能和累积耗能随水平位移荷载的增大呈抛物线式增长;4种加固装置对榫卯节点的刚度、峰值荷载和耗能能力都有提高作用,带螺钉加固装置的加固效果最为明显,提高加固件与木构件之间的有效连接可以提高榫卯节点的抗震性能;提出改进和进一步提高4种加固装置加固效果的建议.
煤炭地下气化地质选址原则与案例评价

21世纪以来,煤炭地下气化技术水平快速发展,以煤层水平井和移动注气技术应用为基础的现代煤炭地下气化技术日益成熟,具备了产业化示范的技术基础。煤炭地下气化的技术流程包括气化炉选址、气化炉建炉、气化炉点火、气化过程测量与控制、地下水污染防治与控制、气化炉闭炉,而地质选址是煤炭地下气化项目规划、规模化稳定生产及地下水污染防治的保障条件和先决条件。首先概述了煤炭地下气化的3种主要技术路线。依据现代煤炭地下气化技术路线,提出了地质选址评价的基本原则。地质选址需从煤炭储量、煤层条件、地质构造、水文地质条件、顶底岩层稳定性、煤种、煤质等多个角度,围绕气化炉建设、稳定气化和环境影响进行全面评价。在此基础上,以内蒙古哈日高毕矿区为例,进行了煤炭地下气化地质选址案例分析。基于三维地震解释成果和波阻抗反演数据体,研究了目的煤层的空间展布及断层发育特征。通过对拟声波反演结果进行分析,获得了目的煤层顶底板岩性的分布特征。基于地震属性和视电阻率测井曲线,采用多属性神经网络反演对目的煤层及顶底板的富水性进行了研究。基于蚂蚁体属性技术对目标层段的裂隙发育特征进行了分析。最后,从煤层展布及构造特征、岩性分布特征、富水情况、裂隙发育规律方面对案例研究区进行了地质选址综合评价,以此作为科学选址的决策依据。
煤炭地下气化中的地质问题

煤炭地下气化是弥补我国天然气供需缺口的多元化途径之一。然而,该项技术历经80余年现场试验目前仍未产业化应用。煤炭地下气化炉的载体为地质体,煤矿床地质禀赋约束了特定地下气化项目的可行性,推进这一过程必须跨越地质风险瓶颈。立足于这一战略需求和基本认识,简要回顾历史并提出问题,从资源禀赋、选址评价、环境安全3个方面评述了国内外关于煤炭地下气化地质因素的认识与进展,提出了推进煤炭地下气化产业化的地质工作建议。分析认为,煤炭地下气化地质工作贯穿于规划布局、炉址选择、气化生产、燃后处理整个过程,系统性地质工作尚不到位是煤炭地下气化长期未能实现产业化的重要原因,需要从战略高度上充分理解我国煤炭资源禀赋对当前地下气化技术的适应性,国外严格的选址“标准”启示我们加大对难采、劣质、零散煤炭资源原位规模性气化技术研究探索的力度,高温因素与静态地质体叠加所潜在环境地质安全问题需要正视并积极应对。基于上述地质思考,建议对煤炭地下气化技术应持谨慎的乐观态度,不宜保守,更不宜盲目,鼓励选择适宜地质条件开展工业性试验探索。将煤炭地下气化作为一项保障国家长远能源安全的战略措施,围绕煤炭地下气化资源评价选区与战略规划、气化炉勘查与选址评价技术、高安全广适性地下气化工艺技术、生产地质动态监测预警技术、地下气化地质保障系列规范5个方面,推进并组织论证和实施“煤炭地下气化地质风险评价与预测关键技术”计划。其中,煤炭地下气化资源评价选区与战略规划是打破目前“难以产业化”僵局的基础,需要立足于我国煤炭资源特性及赋存条件实际,总结国内外地下气化工业性试验经验,建立全国统一的煤炭地下气化资源评价技术准则,评价全国或大区煤炭资源对当前地下气化技术的适应性程度。然后,提出可供分步实施的典型地质条件国家级先导性试验区建议。
采掘诱发高势能溃砂灾变机理与防控研究与展望

采掘诱发高势能溃砂是威胁矿山生产和矿工生命安全的重大灾害,其发生机理与防控原理不同于矿井突水和浅部流砂,具有突发性强、蓄能高、破坏力大、防控困难等特点,亟需在以往研究基础上,对高势能溃砂灾变机理和防控原理开展研究。结合矿山深部开采和高强度开采实际,以赋存-形成-运移-预测-防控为主线,采用地质勘查与建模、物质成分和结构测试、野外及井下长期观测、监测预警、透明土离心模型试验、渗水力模型试验、理论研究和数值模拟等方法,围绕矿山采掘诱发高势能溃砂启动与灾变机理、高势能水砂混合流在采动覆岩裂隙带和垮落带中的运移规律、高势能溃砂注浆扩散凝固机理、挡砂墙渗透失稳机理等关键科学问题,重点研究高势能渍砂形成的地质背景、启动判据、灾变机理、运移规律、辨识评价和防控原理等内容,建立高势能溃砂的危险源辨识、预测评价、灾变机理、运移规律、预警救援、治理恢复的系统防灾减灾救灾的渍砂防控理论及关键技术体系。研究结果将为解决我国采掘诱发高势能溃砂、突破高势能溃砂灾害防控的技术瓶颈提供理论支撑。由于工程诱发灾变过程和结果的不确定性,将高势能渍砂防控向深层次、多结构、多维度、多决策的综合防灾减灾体系拓展,是今后矿山重大地质灾害防控的重点方向。
煤层气低产井高压氮气闷井增产改造技术与应用

我国煤层气储层地质条件复杂,低产煤层气井普遍存在。低产井增产改造是中国煤层气行业迫切需要破解的重大理论和瓶颈技术难题。本文所研究的低产井是指投产后经过一个时期排采生产,储层水和煤层气已经大量产出,气产量较低的生产井。这类低产井的一个重要储层属性是双低压特征,即低水压和低气压。针对这类双低压低产井,研究开发了高压氮气闷井储层保护型增产改造技术,并在潞安矿区余吾井田进行了工程试验,获得了预期增产效果。余吾井田山西组3号煤层区域上为低压低渗储层,煤层气井的产量普遍偏低。两口试验井LA-011和LA-016于2008年投产,经过4a的排采生产,平均日产量只有31m~3/d和20m~3/d;两井各进行过一次水力压裂二次改造,增产效果仍不明显。两口井试验前的储层压力梯度只有1.0kPa/m左右,具有典型的低压低产特征。高压氮气闷井增产改造试验于2012年10月进行,分别泵注高压氮气34800 m~3和44960 m~3,泵注结束后关井闷压92h和112h,在井口压力降低到1.0MPa以下时开井排采。在高压氮气闷井期间,实时监测了试验井周边邻井的套压变化,分析高压氮气在煤层中的运移方向,试验结束后进行了1~3a的排采生产。结果表明:①在高压氮气泵注阶段,位于不同方向邻井的套压不同程度升高,这一方面表明高压氮气具有区域性面状穿透扩展和造缝现象,并清晰指示了高压氮气在煤层中的造缝穿透运移方向,而且高压氮气新生裂缝扩展方向不再受控于原始的区域地应力场方向,主要与排采后均化的局部地应力场有关。②试验前后同一时间段的产量对比表明,氮气闷井改造具有“单井改造,多井增产”的区域性增产效果:即2井(LA-011和LA-016)改造,受到影响的5口井(LA-011,LA-016,LA-013,LA-014和LA-015)同时增产。③增产效果显著,两口试验井日产气增加1.2~8.9倍,3口邻井日产气增加1.4~3.7倍。高压氮气闷井技术是低压低产井改造增产的有效技术,对煤层气低压低产井增产改造具有推广应用价值。
深部矿井水害特征、评价方法与治水勘探方向

煤矿区深部含水层具有大埋深、高水压等特点,是深部煤层开采水害防范的主要对象。在分析深部矿井水害特征基础上,探讨了深部矿井地应力对裂隙水介质的力学作用机制,阐述了深部矿井裂隙水介质呈现“高承压、弱富水”的力学原因;基于古岩溶成因演化理论,结合水文地质勘探和野外调查,分析探讨了华北型煤田奥陶纪石灰岩顶部“古风化壳”的岩溶充填结构特征,并将奥陶紀石灰岩顶部“古风化壳”划分为“隔水充填带、弱隔(透)水充填带、富(透)水带”3种岩溶充填结构类型,给出了各类型确定的关键指标和阈值,明确了奥陶纪灰岩顶部存在隔水层的理论依据。将深部矿井煤层开采底板突水划分为“完整底板突水模式”和“集中破碎带底板突水模式”,分析了深部煤层开采底板含水层高水压作用下沿用传统的突水系数法(T_s法)评价底板突水危险性的局限性,引入隔水层厚度(M)和含水层钻孔单位涌水量(q)2个指标,结合突水实例分析,提出了“修正的突水系数法”(T_s-M-q法,适用于完整底板突水模式);在实验和实例分析基础上,提出“渗-流转换”突水评价法(适用于集中破碎带底板突水模式)。最后,基于深部矿井水害特征及突水模式,结合深部含水介质赋存、构造发育特征和地应力场方向,阐述了深部矿井水害精准查治一体化勘探关键技术。