mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
高性能DSP软核中DMA控制器的设计与验证

为解决数字信号处理器(digital signal processor, DSP )的数据供给问题，设计了一个可高效搬运数据的部件--直接存储器访问控制器(direct memory access controller，DMAC)。采用了模拟验证方法和基于断言的验证方法对设计进行了功能验证。传统的模拟验证方法目前仍是主流的功能验证方法，但基于断言的验证方法是今后集成电路验证的发展方向。模拟验证方法虽具有使用简单，不受设计规模影响的优点，却不能证明设计的完备性，而基于断言的验证方法虽具有验证完备性，但能够验证的设计规模有限。把两者结合起来，就能够发挥各自的优点。实验结果表明，把两者结合起来进行验证，确实能够提高验证质量。
无线传感网中基于BP神经网络的数据融合方法

在森林火灾监测中，为减少无线传感网中大量冗余和无效的数据，增加节点的生命周期，优化无线传感网络的收敛速度，提高火情报告的准确度，提出了一种改进的基于BP神经网络的数据融合方法。该方法在节点上能融合多种传感器数据，根据节点的处理能力，加速BP神经网络的收敛速度，有效地节省能耗。模拟算例结果表明，该方法应用于火灾监测传感网，能有效地提高监测精度，降低节点能耗，提高无线传感网对森林火灾监测的效能。
应用矿物学未来和发展--第十一届国际应用矿物学大会综述

以"应用矿物学未来和发展"为主题的第十一届国际应用矿物学大会于2013年7月8～10日在绵阳召开，会议发表的技术报告内容涉及环境与医用矿物学、工业矿物、生物矿物学与生物材料、先进材料、工艺矿物学、矿业与冶金、矿物结构与表面、矿物与微生物的相互作用、固体废物处理与资源化等9个方面。
纳米零价铁去除溶液中 U(Ⅵ)的还原动力学研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),用来去除溶液中的 U (Ⅵ),讨论了溶液pH值、nZVI质量浓度、接触反应时间和温度对去除效果的影响,并从nZVI对U (Ⅵ)的还原角度探讨了还原动力学规律。研究结果表明:nZVI对溶液中的U (Ⅵ)有很好的去除效果,其去除过程包括还原沉淀和吸附,其中还原过程符合准一级还原动力学模型;溶液pH值对去除效果有明显的影响,在溶液pH值为5.0时,去除率达到最大值96.27%。温度对去除效果有一定的影响,表观速率常数 k_(obs)随反应温度的升高而增大,还原速率与反应温度的关系符合Arrhenius定律,反应活化能 Ea 为16.54 kJ/mol ,低于一般化学反应的活化能(60~250 kJ/mol),表明该反应较易进行。
受火作用铝合金梁的临界温度及其参数分析

基于ANSYS 数值模拟结果，首次对铝合金梁在火荷载作用下的响应行为进行模拟。系统比较了简支、铰支、固支、一端固支另一端简支等几种典型边界约束条件下铝合金梁的抗火特性，着重讨论了各自的临界温度并与已有规范进行了对比，在此基础上考察了端部约束条件、载荷比、载荷类型等因素对铝合金梁弯曲屈曲失效行为的影响。结果表明：设计规范公式计算出的临界温度偏于保守，比有限元结果低2.5%~16.7%，而有限元更能反映真实情况；对于不同的约束情形，铰支梁的抗火能力最强，其次是固支梁，简支梁的抗火能力最差；载荷比越大，铝合金梁的临界温度越低，抗火能力越弱，载荷比由0.3增加到0.7时，简支梁和一端固支另一端简支梁的临界温度减小约43℃，固支和铰支梁的临界温度分别减小37℃和30℃；载荷类型对铝合金梁的影响较小。本文研究为铝合金结构抗火设计提供了理论依据。
基于证据理论的深基坑工程施工风险综合评价

为综合考虑不同风险因素对风险评价结果的影响，针对目前不完全信息下深基坑工程施工风险评价无法利用定性评价信息——专家评语的问题，建立了基于证据理论的深基坑工程施工风险综合评价方法。首先，在风险识别的基础上建立深基坑工程施工风险评价指标体系；然后，提出基于证据理论的风险综合评价模型，利用层次分析法确定指标的权重，根据专家评语计算指标mass函数，通过线性加权法对指标mass函数进行合成，建立了基于风险等级信度的决策规则。通过实例分析验证了方法的合理与实用性，此方法可为其它同类工程提供借鉴。
基于云模型的围岩稳定性分类

围岩稳定性分类具有模糊性和随机性特点。基于云模型理论探讨了围岩稳定性分类新模型，以综合分析围岩稳定性评价的模糊性和随机性。该模型依据围岩稳定性评价因子分类标准，计算各评价因子隶属于不同围岩稳定性等级的云数字特征，并结合评价因子权重和正向正态云发生器，得到待评样本的综合确定度，以确定围岩稳定性级别。实例应用结果及与其它评价方法对比结果表明，该模型应用于围岩稳定性分类是有效可行的，且具有计算过程简便，结果可靠的优点，也为其他类似问题分析提供了参考。
静电式同位素辐射能量收集器的研究

针对目前无线传感网络节点对长寿命微能源的需求,提出了将同位素辐射能量转换为电能的静电式振动能量收集原理.该原理利用同位素~(63)Niβ辐射能实现平行板悬浮-质量块结构的自由阻尼振动,并通过可变电容电路实现充-放电振荡循环,从而实现电能的转换.通过分析运动状态和能量转化过程,给出了结构的运动状态和能量输出方程,并使用Matlab/Simulink对输出特性进行了数值模拟和基于Ansys的结构优化设计.根据仿真和优化的结构尺寸设计出了满足最大平均输出功率的微电子机械器件结构.结果表明:所设计的结构在一阶固有频率为500 Hz,两极板间距离为75μm,外接电阻为90 kΩ时平均输出功率最大为0.416μW,转化效率8.25%.
考虑半渗透边界的隧道周围超孔隙水压力消散解

通过引入衬砌半渗透边界条件，将Terzaghi-Rendulic固结理论和Burgers黏弹性模型相结合建立土体固结–流变耦合模型，采用复变函数解法推导出求解黏弹性介质中半透水隧道周围超孔隙水压力的消散表达式，并以上海地铁二号线某区间隧道为工程背景分析了不同衬砌透水程度对隧道周围超孔隙水压力消散与分布的影响规律。研究发现，随着衬砌与土体相对渗透系数的增大，隧道外壁处超孔隙水压力的消散速度不断增快；隧道周围土体距离衬砌外壁越远，其初始超孔隙水压力越小，土体的超孔隙水压力消散速度也越慢。
基于岩石长期强度特征的岩质边坡时效变形过程分析

基于对岩体流变特性的认识，从岩石材料内在物理力学性质受环境影响随时间劣化与岩石内部细观损伤积累的角度出发，通过引入岩体细观表征单元体的强度退化模型，开展岩质边坡的时效变形与破坏特征的研究。首先模拟了含顺坡软弱结构面边坡的时效破坏模式，分析了软弱结构面分布和强度劣化特性对边坡长期稳定性的影响；其次对一含有明显的软弱结构面的软硬互层岩质边坡，进行了时效变形破坏的实例分析。由于岩体的流变特性，岩体强度参数随时间的推移而逐渐衰减，致使边坡稳定程度降低。特别是对于含有明显的软弱结构面及软岩层的边坡，软弱结构面及软岩层的长期强度特性不容忽视。对含有明显的软弱结构面的软弱互层边坡蠕滑破坏的控制和治理，应在顾及时间效应的基础上，着重考虑长期强度、渗控和开挖卸荷等主要因素。研究成果可望对类似边坡的安全评价和设计提供一定的参考。
高应力软岩近距离巷道工程的掘进扰动与稳定性

针对高应力近距离巷道工程的开挖掘进及稳定性问题，进行了理论分析、数值计算及现场监测等一系列研究。首先，在某矿山深部巷道工程的地质与施工条件基础上，采用理论方法分析了掘进爆破扰动应力传播规律及其对邻近巷道或硐室围岩稳定性的影响，并给出了扰动波在岩体中的衰减方程。然后，根据相关理论，采用FLAC软件进行了一次爆破掘进长度和开挖工序等掘进方案的数值分析，结果表明：在动荷载（爆破掘进）作用下，由施工巷道开挖时所产生的变形会直接影响到邻近硐室或巷道周边岩体，应力释放区域较大；当一次爆破掘进长度较小时，由于整段巷道的扰动次数较多而会引起变形增大，但初始速度较小，则反之。最后，采用监测的方式，对施工巷道进行了开挖扰动分析，结果表明：相距为20 m左右的两条巷道，开挖爆破扰动程度较大区域在后掘巷道掘进工作面的前后10～20 m范围之内，而对本条巷道扰动程度较大范围一般距掘进工作面25 m左右；并按照扰动程度大小可分为破坏区、影响程度较大区和影响程度较小区，破坏区和影响区一般位于掘进面30 m以内。
基于Lorenz系统的数值天气转折期预报理论探索

以Lorenz系统为研究对象,对数值天气转折期预报中的动力学特征进行了理论研究,通过对Lorenz系统平衡点稳定性的讨论,得到了区分准稳定区域和准不稳定区域的分界曲面,由此标定出准稳定区域和准不稳定区域。在准稳定区域, Lorenz曲线保持相对稳定,能够在该平衡点周围周期运动;在准不稳定区域, Lorenz曲线可能会从这个平衡点周围跃过分界曲面而进入另外一个平衡点周围,即发生突变,这是Lorenz系统的一个重要动力学特征;对数值天气转折期预报与气候突变检测、预测给出一种新理论和新方法。
高绒度掺硼氧化锌透明导电薄膜用作非晶硅太阳电池前电极的研究

将自行研制的具有优异陷光能力的掺硼氧化锌用作p-i-n型非晶硅太阳电池的前电极,并且将传统商业用U型掺氟二氧化锡作为对比电极.相比表面较为平滑的掺氟二氧化锡,掺硼氧化锌表面大类金字塔的绒面结构会在本征层生长过程中触发阴影效应,形成大量的高缺陷材料区和漏电沟道,进而恶化电池的开路电压和填充因子.在不修饰掺硼氧化锌表面形貌的情况下,通过调节非晶硅本征层的沉积温度来消弱高绒度表面形貌引起的这种不利影响,对应的电池开路电压和填充因子均出现提升.在仅有铝背电极的情况下,在本征层厚度为200 nm的情况下,以掺硼氧化锌为前电极的非晶硅太阳电池转换效率达7.34%(开路电压为0.9 V,填充因子为70.1%,短路电流密度11.7 mA/cm~2).
氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用及其对黏土土性影响

以湛江黏土为研究对象，采甩选择性化学溶解法，利用浸泡法、改进型渗透仪与柔性壁渗透仪除去土中游离氧化铁、无定形氧化铁和络合铁胶体，比较分析除去氧化铁胶体前后土的物理与力学性质指标、矿物成分以及结构变化特点，探讨氧化铁胶体的界面活性、胶结特性及其与黏土矿物的交互作用。结果表明，湛江黏土的结构强度受黏土矿物——氧化铁胶体的电性引力和镶嵌孔隙的氧化铁胶结状态的控制是导致其具有高灵敏性、强结构性的根本原因。氧化铁胶体对湛江黏土的水稳性、稠度、.黏附性、渗透性、压缩性、灵敏性、结构强度均有重要影响。氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用的本质并不是通过改变和破坏矿物晶格结构来改变黏土矿物性质，而是通过改变土颗粒间的联结状态及粒间力来控制微观结构形态，进而影响土的基本性质。氧化铁胶体对土性的影响程度与其赋存状态、老化结晶.程度、水化程度密切相关，除了游离氧化铁、无定形态的氧化铁也是构成湛江黏土胶质联结的蓴要组成部分。
光梯度力驱动纳谐振器的非线性动力学特性研究

光梯度力作为纳谐振器的一种新型驱动方式,得到了广泛关注。本文研究了光梯度力的固有非线性特性,建立了光梯度力驱动圆环与辐条谐振系统的动力学模型。揭示了入射光功率以及几何参数对系统的非线性动力学响应的影响规律。研究表明:光梯度力会引起系统呈现刚度软化效应,随着入射光功率增大,系统主共振峰值明显增大,且谐振频率随着振幅增大而产生较大偏移;两环初始间隙增大,系统振动幅值和谐振频率均下降;辐条厚度越大,系统主共振峰值和谐振频率均减小。因此,可以通过调节入射光功率来实现圆环辐条谐振器的频率调节,为光梯度力驱动纳谐振器动力学设计和性能预测提供理论参考。
介质加载复合光栅结构的色散特性研究

提出了一种用于Smith-Purcell器件的介质加载金属光栅周期慢波结构。通过采用本征函数法和单模近似法求解了介质加载金属光栅的“热”色散方程,在同步点得到了注-波互作用的一阶和二阶增长率,分析了光栅槽宽和槽深对色散特性的影响,并研究了电子注参数及其与光栅表面距离等主要参数对增长率特性的影响。结果表明:通过介质加载金属光栅有利于减弱色散,随着介质相对介电常数、槽宽度以及深度的增大,色散曲线变平缓且向低频区移动;当电子注参数变化时,一阶增长率曲线从整体上粗略地描述增长率变化趋势,二阶曲线则更精细地描述增长率相应值的变化。利用软件MAGIC对该结构的色散特性进行了二维模拟,模拟结果与理论计算值符合良好。
质子与羟基碰撞的含时密度泛函理论研究

采用将含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法,研究了不同入射速度下质子与羟基碰撞的反应动力学。计算了碰撞前后质子动能和羟基动能的变化及羟基电子和质子的运动。计算结果表明,质子沿垂直羟基分子轴方向入射时,质子与羟基碰撞后,质子被反弹且动能损失并俘获了羟基中氧的一部分电子,而丢失部分电子的羟基则获得动能以伸缩振动的形式向计算边界平动。随着入射质子的初动能增加,质子从羟基中俘获的电子增多,碰撞后羟基的键长变长,羟基振动变强而伸缩振动频率降低。此外,还发现质子的入射方向对碰撞过程的激发动力学有很大的影响。质子从不同的方向入射时,质子的入射初动能越大,其损失的动能越多且损失的动能与入射初动能呈线性关系,而入射方向对质子动能损失的影响很小。在质子入射初动能较低(小于25 eV)的情况下,羟基获得的动能与质子入射初动能呈线性关系且与入射方向无关;在质子入射初动能较高(大于25 eV)时,当质子沿羟基分子轴方向入射时,羟基动能的增量远大于质子沿垂直于羟基分子轴方向入射时羟基动能的增量。
饲料中植物油替代鱼油对大西洋鲑肝细胞油酸跨膜吸收的影响

以[1-~(14)C]油酸(oleic acid;18:1n-9, OA)为指示剂, 研究了不同饲料油源饲喂下大西洋鲑肝细胞膜脂肪酸组成受到改变时该细胞对OA吸收的状况, 以探讨植物油(Vegetable oil, VO)替代鱼油(Fish oil, FO)对大西洋鲑肝细胞脂肪酸跨膜吸收的影响, 为大西洋鲑饲料中植物油替代鱼油的可行性提供理论依据。试验先以鱼油和大豆油为油源配制两种全价配合饲料, 分别饲喂大西洋鲑幼鲑5个月, 使其产生不同的脂肪酸组成。在饲养结束后, 分离并培养试验鱼肝细胞, 将细胞与[1-~(14)C]OA及37.5 μmol/L OA(1/30, mol/mol, 0.3 μCi/瓶)共孵育2h, 收集并测定细胞内OA放射活性, 再计算细胞内OA吸收量[nmol/(h·million cells)]。同时, 试验采取RT-PCR方法测定了细胞脂肪酸运送蛋白(Fatty acid transport protein, FATP)、脂肪酸移位蛋白(Fatty acid translocase, FAT/CD36)的基因表达量。结果表明, FO和VO组肝细胞对OA吸收分别为(0.924±0.258)及(0.888±0.179) nmol/(h·million cells), 两组间无显著差异(P>0.05)。RT-PCR的检测结果表明, FAT/CD36和FATP基因表达量在FO与VO两组间均无显著差异(P>0.05)。结果表明, 从植物油替代鱼油不影响大西洋鲑肝细胞对长链脂肪酸的跨膜吸收方面来看, 大西洋鲑饲料中以植物油替代鱼油具有可行性。
光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究

为了探讨光照对微囊藻形态的影响, 研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现, 随着光强的增加, 6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80-200 μmol/(m~2·s)时, 群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大, 而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异; 对多糖含量分析发现, 高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果, 而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株, 高光强促进群体形态变化的作用机理不同: 光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大, 而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外, 对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现, 高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高, 且胞内微囊藻毒素含量增加显著, 推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。
盐度对暗纹东方鲀生长、非特异性免疫和抗氧化酶活力的影响

实验比较不同盐度处理对暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)的生长、非特异性免疫和抗氧化酶活力的影响。实验设置6‰、12‰、18‰、24‰和30‰ 5个盐度处理组, 淡水组设为对照组。分别在实验的第1、第5、第10、第15、第20、第30、第40和第50天进行取样测定, 并进行溶菌酶、碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力测定。当盐度≤18‰时, 鱼的生长受影响较小, 而在盐度为24‰和30‰的高盐度组中鱼体生长受到较大抑制, 并且死亡率随着盐度的增加而增高。经盐度处理后, 溶菌酶和碱性磷酸酶活力先逐渐增加, 在达到最高峰后又逐渐降低, 在24‰和30‰的高盐度组中, 最终酶活力显著低于对照组水平。超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活力也呈现出先增加后降低的趋势, 最终保持与对照组相似的水平。结果表明, 高盐度(24‰和30‰)对暗纹东方鲀的生长、非特异性免疫和抗氧化酶活力均有显著的影响。
塔河油田高精度三维地震采集参数优化研究

塔河油田以奥陶系缝洞型储层为主,高精度三维地震勘探技术是提高该区小尺度缝洞体识别能力的重要手段。通过采集参数优化来降低高精度三维勘探成本,对于塔河油田勘探开发具有非常重要的意义。利用塔河油田现有高精度三维采集试验区采用可细分面元观测系统采集的资料,进行观测系统退化试验,按照相同面元尺寸不同覆盖次数、相同覆盖次数不同面元尺寸,将原始观测系统退化成若干子观测系统,分别抽取相应的资料进行叠加、叠后偏移和叠前偏移处理,从信噪比、分辨率、"串珠"反射数量与清晰度以及河道刻画等方面对不同子观测系统资料的处理结果进行评价。综合勘探成本与奥陶系缝洞型储层的预测识别能力之间的关系,提出了该区高精度三维地震勘探的关键采集参数建议,给出了应用该建议参数采集的相邻区块资料与试验区资料的效果对比。
适用于水平井轨迹设计的深度域随机模拟反演技术

大牛地气田储层横向岩性变化剧烈、纵向砂泥叠置,具有非常强烈的非均质性,为典型低渗特低渗油气田。为进一步提高储量动用率,2012年针对大牛地气田实施水平井规模化整体部署。水平井整体部署成功率的提高所面临的难题是在单砂体精细刻画的基础上进行水平井轨迹设计。通过攻关研究,形成了适用于水平井轨迹设计的深度域随机模拟反演技术,通过利用测井资料的准确深度信息,有效解决了A靶点及导眼井测井数据测深不够,无法准确标定的难题。经数百口水平井部署及跟踪证实,该技术不仅极大提高了目标砂体埋深预测精度,同时有效降低了井间合成记录标定的误差,地层对比关系正确可靠,反演外推能力明显提高,有力地支撑了大牛地气田2012年10×10~8 m~3及2013年9×10~8 m~3天然气产能建设任务的圆满完成。
智能变电站二次设备集成方案讨论

随着智能变电站二次设备应用的日趋成熟，将现有二次设备按照需求进行集成整合将是今后智能变电站的发展趋势。对智能变电站过程层、间隔层和站控层设备的集成方案进行了讨论，重点针对过程层合并单元和智能终端集成方案进行了分析；对间隔层保护装置、集中式测控装置、多功能测控装置、智能组件、故障录波和网络分析仪集成等方案进行了详细论述；对站控层一体化监控系统的集成进行了讨论。结合当前工程实际应用情况，提出在110kV及以下电压等级智能变电站试点应用合并单元智能终端集成装置、保护测控集成装置较为可行，为今后智能变电站的发展建设提供参考。
基于浮动车数据的快速交通拥堵监控

浮动车技术是近年来智能交通系统中所采用的、获取道路交通信息的先进技术手段之一,可作为大规模实时交通监控的数据源.由于浮动车数据规模庞大,从大量移动对象中有效处理流数据是其中一大难点.采用相似轨迹聚类的思想,结合与拥堵特征相关的交通参数,提出了拥堵同伴发现算法.该算法能从浮动车轨迹流数据中筛选出可能发生拥堵的浮动车数据,从而对拥堵区域变化趋势进行概化预测,由预测结果决定负载处理方式.此外,设计基于预测的多优先级调度算法用以实现整个监控流程.提出的方法可有效降低处理浮动车数据的代价,实现快速交通拥堵监控.通过在城市路网中大规模出租车轨迹数据上的实测,验证了这种算法的有效性和优势.
用于中高压弱馈线路的方向距离继电器

弱馈线路是一种比较常见的电网接线运行方式。文中结合电网中的两个故障案例，分析了当接地距离Ⅰ段的定值若按超范围整定，且运行线路空载或负荷很轻时，在线路背后出口发生接地故障时非故障相的接地距离继电器误动的原因。通过分析证明可用零序方向元件闭锁接地距离Ⅰ段继电器以防止误动的可靠性。
大型核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则

针对中国目前应用最为广泛的压水堆核电机组，分析了核电机组涉网保护与电网安全运行的相互作用和影响，提出了核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则。在全过程动态仿真程序已有的压水堆核电机组模型基础上，研究了电网电压、频率扰动引起的核电机组和电网的动态特性，着重分析了超速保护、过励限制和保护、频率异常保护、主泵保护等涉网保护和电网高频切机、低频减载等安全自动装置的动作特性、相互影响及其协调关系。结合实际电网算例，验证了相应的协调配合原则，为核电厂及其所接入电网参数整定、定值优化及协调控制等提供了参考。
基于服务追踪和预约逻辑的多间隔联闭锁实现方案

在变电站智能人机接口和控制中心分别同时操作线路间隔母槽隔离开关和母联间隔断路器的特定情境下，隔离开关位置的改变将导致母联闭锁失效。提出了含预约逻辑的多间隔联闭锁实现方案，解决多主体操作不同间隔设备的并发行为而导致的误操作问题。分析了多间隔联闭锁的预约机制，介绍了IEC 61850-7-2标准第2版中的控制命令状态机和服务追踪技术，提出了含预约逻辑变量的闭锁功能逻辑节点（CILO）闭锁模型，以及基于控制命令解析的预约逻辑算法。进一步提出了基于服务追踪和预约逻辑的通用多间隔联闭锁体系架构并设计了其信息交互流程。
海上风电场数字化发展设想

分析了海上风电发展的现状、组成和特点，针对中国传统风电开发存在的问题和海上风电发展的实际情况，提出以控制决策智能化、监控系统一体化、数据信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本特征的数字化海上风电场概念。根据技术成熟程度和数字化、智能化水平提出数字化海上风电场的5个发展阶段，深入研究分析了各阶段的技术特点。最后，给出了完整的数字化海上风电场技术实现方案，并指出数字化海上风电场未来的发展方向。
光伏发电系统并网点电压升高调整原理及策略

以光伏发电系统并网点电压升高为研究对象，从电力系统功率传输理论的角度分析了光伏发电系统并网点电压升高的原因。主要对光伏发电系统基于有功功率和无功功率的电压调整原理及调整策略进行了研究，提出了基于瞬时电压—电流控制的动态电压调整策略。特别针对基于瞬时电压幅值—无功电流的I_Q（U）电压调整策略，搭建了3kW光伏发电系统实验平台，对提出的I_Q（U）方法进行了实验验证，取得的实验结果验证了所提出的电压调整策略的有效性。
城市移动应急电源的优化调度

建设电力应急管理平台、建立和完善电力应急服务机制对提升电力系统应急保障能力意义重大。与此相关的一个重要问题是如何合理调度现有的移动应急电源，以提高城市电力系统应急处理能力进而最大限度地降低停电损失。现有电力应急方面的研究多侧重于应急指标体系的构建和应急平台的建设，而对于城市移动应急电源的优化调度研究还未涉及。在此背景下，构造了城市移动应急电源的双目标优化调度模型，以各失电用户总停电损失之和最小为主目标，以移动应急电源的富余容量最小为次目标。之后，针对该模型包含了非线性的最大值函数和符号函数而难以求解的问题，通过引入0-1变量等措施将原模型转化为混合整数线性规划问题，并提出了一种基于分层序列法的求解方法。最后，用算例说明了所提出模型和方法的基本特征。
采用广域反馈信号的电力系统稳定器投运条件

电力系统低频振荡阻尼控制是目前广域闭环控制的研究热点，其中采用广域反馈信号的电力系统稳定器（PSS）是主要控制方式之一。广域PSS的投运条件是运行人员主要关注的问题之一，但目前鲜有相关研究。文中以实际工程应用为背景，提出了广域PSS的"退出""投入"和"激活"3种运行状态及相互转换关系；同时提出了广域PSS的3个激活条件，包括本地功率、爬坡和频率条件，分别对应本地控制机组出力改变、非本地机组出力改变和非低频振荡频率的系统振荡3种特殊系统运行状态，以针对这些特殊状态确定广域PSS是否投运。随后的RTDS硬件在环测试结果表明，激活条件与运行状态切换相结合的广域PSS投运条件可有效保证其不起坏作用。广域PSS投运条件的研究及测试结果将为今后采用广域反馈信号的PSS在实际工程中的应用提供参考价值。
考虑网络抗毁性的配电网网架多目标规划

复杂网络理论中的网络结构抗毁性从自身连接性角度描述了网络抵御破坏的能力。文中将其引入配电网网架规划中，建立了以投资、维护、运行费用之和最小，以及网络抗毁度最大为目标的配电网网架多目标规划模型，并采用向量序优化方法优化该多目标模型。向量序优化理论包括排序比较和目标软化等核心思想，能确保以很高的概率求得足够好的解，计算量大大减少，可以满足配电网规划寻求最优或次优方案的工程需要。算例优化结果表明，采用向量序优化求解配电网网架规划可以找到较优的规划方案，且与现代启发式算法相比，计算时间更少，搜索效率更高。
用于逆变器分布式控制的切换式环网通信与同步方法

针对并联运行三相逆变器模块分布式控制问题，提出采用高速切换式光纤环网搭建分布式控制网络，每一个逆变器模块作为环网中的一个节点。结合具体的环网通信协议，计算切换式光纤环网一个开关周期内完成数据通信的时间，得出切换式光纤环网的应用范围。为了实现并联运行逆变器模块电流均衡并避免产生环流，采用环网中各节点精确同步的控制策略，使各个子节点产生相同的开关驱动脉冲。提出3种应用于切换式环网的节点同步方法，通过分析3种同步方法的时间延迟和同步精度，得出适合并联运行三相逆变器模块的双光纤环网拓扑结构。该结构简单可靠、同步精度高。搭建了切换式光纤环网实验平台，验证了切换式光纤环网通信时间计算方法和节点同步方法分析的正确性。
基于FPGA的三电平空间矢量脉宽调制算法半实物实验方案

以三电平二极管中性点钳位牵引逆变器电机系统为研究对象，首先对各扇区的几何对称性与矢量作用时间之间的密切关系进行了详细分析。在此基础上，探讨了一种简化三电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法。然后，给出了该算法基于现场可编程门阵列（FPGA）的详细设计方案，并通过简化乘法器、高效率除法器等关键性设计，避免数字处理器进行大量三角函数运算，减少硬件资源占用，同时兼具FPGA速度快、可移植性好、模块复用率高等特点。最后，通过基于FPGA与dSPACE的半实物实验平台的实验研究，验证了该简化三电平SVPWM算法的正确性及其基于FPGA设计方案的可行性。
采用带预处理的区间Hull算法求解区间直流潮流

随着间歇性能源接入电网，电网的潮流具有一定的随机性。考虑高压输电网中直流潮流的不确定性问题，文中提出了一种带预处理的区间Hull（P-Hull）算法来求解区间直流潮流。该方法首先通过预处理，形成主对角占优的区间系数矩阵，然后利用区间Hull算法得到系数H-矩阵。为了提高结果的精度，分别利用向上近似和向下近似方法处理H-矩阵的比较矩阵，进而采用迭代方法求得区间直流潮流分布的上下界。采用9节点系统，将文中所提出的算法与蒙特卡洛算法进行比较，揭示了误差主要受网络参数不确定性的影响。此外，采用IEEE 57和IEEE 118节点系统分别对P-Hull算法、区间Hull算法、Krawczyk算子迭代法以及高斯消去法在精度和计算时间上进行比较分析，可以看出P-Hull算法能够得到最高的精度，并且其时间复杂度远小于蒙特卡洛算法。
九开关变换器脉宽调制策略

相对于传统的背靠背式十二开关变换器结构，九开关变换器结构在开关数目上减少了25%，在变换器的成本、体积方面体现出了自身的优势。文中详细介绍了新型九开关变换器的脉宽调制策略，并总结了九开关变换器的无死区调制方法。在此基础上，提出一种新型交叉调制方法，解决了原有脉宽调制方式在调制深度方面的不足，并以六开关单相变换器结构为例进行了仿真分析。
用于储能系统的梯次利用锂电池组均衡策略设计

以北京奥运会纯电动大巴车用淘汰锰酸锂电池为研究对象，在研究车用淘汰电池容量和内阻特性的基础上，分析其梯次利用于电池储能系统可能带来的更严重的电池组一致性问题。结合电池一致性评价方法，分析了基于电池组容量利用率的均衡判据。针对电池储能系统削峰填谷的应用特点，提出了以电池组容量利用最大化为目标的在线均衡策略。最后，设计了电池组充电均衡电路并搭建了电池组均衡测试平台进行实验，验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。
模拟电机端口特性的电力电子负载系统设计

针对电机驱动器的性能测试和功率考核需求，提出一种利用电力电子负载模拟电机端口特性的负载模拟系统，可取代交流传动试验平台用于各类电机供电电源的性能测试。采用实时数字仿真技术获得电机实际接入时的端口电流状态，并控制功率变换器准确跟踪上述电流，使变流器具有与实际电机相同的端口电压电流特性。在电机空载启动和突加机械负载两种典型工况下进行了模拟，仿真和实验结果表明，电机模拟器具有与实际电机一致的端口特性，从而验证了所提方案的有效性。
基于动态相量法的逆变型分布式电源微电网建模与仿真

微电网中变流器的电磁暂态过程加剧了微电网的动态特性分析难度，为了快速准确地分析微电网的动态特性，文中采用动态相量法建立了逆变型分布式电源微电网的动态相量模型。通过MATLAB/Simulink分别用动态相量模型和电磁暂态模型对含2个逆变型分布式电源的微电网进行仿真分析，仿真结果表明，动态相量模型在较高精度范围内近似电磁暂态模型，验证了模型的正确性和有效性。而且，所提出的动态相量模型在保证较高精度的同时，提高了仿真速度，节省了仿真时间，为复杂微电网的建模提供了一种新方法。
基于数字双环控制的功率因数校正控制算法

提出一种基于数字控制的新型功率因数校正（PFC）控制算法。电流环采用改进的占空比控制，考虑数字控制特点加入电流项和电压项校正因子，并给出了电压项校正因子自适应算法；电压环采用具有前馈补偿的线性化比例—积分算法，引入输出电压滑动平均滤波法消除电压环对电流环的恶化影响以提升系统动态响应性能。文中以Boost电路PFC变换器为例阐明了算法的基本原理，搭建了基于数字信号处理器数字控制的千瓦级Boost电路PFC变换器硬件系统实验平台。仿真和实验均验证了算法可在宽输入电压、宽输出功率工作条件下实现接近单位功率因数的控制效果，输入电流总谐波失真低于5%，并且具有良好的快速动态响应性能。
基于PXI的MMC-HVDC系统快速控制原型设计

相比传统高压直流输电，模块化多电平换流器型高压直流输电（MMC-HVDC）的一次系统与二次系统都更为复杂，并且控制器的特性一定程度上决定了MMC-HVDC系统的性能。使用快速控制原型技术可以加快MMC-HVDC系统的控制器开发。基于面向仪器系统的PCI扩展（PXI）开发了MMC-HVDC系统的快速控制原型。首先，在PXI环境中设计了MMC-HVDC系统的控制策略，开发调试了控制程序，配置了输入/输出板卡及端口，实现了快速控制原型。其次，建立了基于实时数字仿真器（RTDS）的MMC-HVDC一次系统模型。最后，建立了RTDS-PXI混合实时仿真系统。混合实时仿真实验结果表明，所设计的快速控制原型可以进行MMC-HVDC系统启动、子模块电容电压均衡、母线电压和有功功率调节等控制，具有优良的稳态与暂态性能。
基于双馈感应发电机风电场等效建模中控制器聚合方法分析

在对风电场进行等效建模时，一般以风电机组运行状态相近为原则进行分群聚合，从而得到风电场的多机等效模型。如果在保证精度的情况下能够对运行状态有明显差异的风电机组进行聚合，将有助于建立更加简化的风电场等效模型。以基于双馈感应发电机（DFIG）的风电场为研究对象，针对承受风速有显著差异的DFIG机组的聚合问题，提出了相应的DFIG机组转子侧控制器聚合方法。该方法通过调整等效控制器的控制参考值，来提高风电场等效模型的稳态和动态精度，从而实现风速差异显著的DFIG机组的聚合。文中给出了基于控制参数调整的DFIG风电场单机等效建模流程，为建立具有良好精度的风电场等效模型提供了一种不同于分群聚合的思路。最后，通过仿真算例对所提方法进行了分析和验证。
基于LLC谐振变换器的电力电子变压器

提出了一种基于LLC谐振变换器的三级型降压式电力电子变压器（PET）拓扑结构。所述结构的输入侧高压级为二极管钳位三电平整流电路，以降低开关器件耐压等级；隔离级采用了三电平LLC串联谐振型DC/DC变换器，其每个主开关电压应力是输入电压的一半，并且在全负载范围内工作在软开关状态，可降低PET的损耗，提高其效率；输出侧低压级为两电平三相四桥臂逆变电路，以应对大量存在的不平衡和非线性负载。对所述的PET结构进行了控制方案设计，并做了仿真研究。仿真结果表明：该PET结构在实现了传统变压器隔离、变压和能量传递等功能的基础上，还具备电能质量调节功能，可有效避免系统与负载之间因不平衡或畸变而对彼此产生的影响。
离心压气机预旋及扩压器调节扩稳研究

以增压器无叶扩压离心压气机为研究基础，进行了压气机预旋导叶及扩压器设计，对单预旋、固定扩压器及预旋、扩压器耦合调节等不同情况下的离心压气机特性进行了数值分析，研究了进口预旋及扩压器可调的压气机扩稳特征。结果表明:压气机进口预旋在保持压气机最高效率特性基本不变的同时可以使压气机的流量范围拓宽16.7%，叶片式扩压器则可明显提高压气机最高效率约1.7%。在无叶扩压离心压气机的基础上，采用进口预旋和叶片式扩压器耦合调节控制的方法可在拓宽压气机喘振裕度的同时可使压气机工作效率提高约1.2%。
一种模块化多电平换流器的子模块优化均压方法

模块化多电平换流器（MMC）的子模块（SM）电容电压均衡问题是MMC工程应用急需解决的难点之一。文中针对采用电容电压进行排序，根据电流方向触发导通的传统电压均衡方法进行了改进和优化，引入了双保持因子，降低SM的开关频率，以减小开关损耗。同时，还通过引入能量均衡因子，使SM间的能量保持相对平衡，在保证换流器正常运行的前提下，对桥臂SM采用分组排序的均压策略，从而达到减小排序运算量，提高SM电容电压排序速度的效果。最后，通过在PSCAD/EMTDC下搭建11电平的MMC仿真模型，对所提出的方法进行了验证，仿真结果证明了所提出的优化均压方法的正确性和有效性。
天津低能见度特征初探

本文通过对天津气象站历史能见度资料和边界层观测站能见度、相对湿度、气溶胶观测资料进行分析，获取天津低能见度基本特征，在此基础上，基于WRF-Chem大气化学模式模拟了2010年10月和2011年1月天津地区大气水平能见度。结果表明：天津地区低能见度事件主要发生在每年11月至次年1月，在获取PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度、相对湿度的基础上可较好地推算大气水平能见度，利用 WRF-Chem大气化学模式和拟合公式，可以有效的进行能见度等级模拟和预报。
从天气动力学角度看云物理过程在降水预报中的作用

文章讨论了深湿对流过程中的天气动力学过程（宏观过程）与云物理过程（微观过程）对云的形态特征、天气现象演变的影响和它们在降水过程中的作用，从天气动力学的角度阐述了雷暴移动发展过程，比较了不同性质云的降水量估算等基本问题。
锋生作用对2011年梅汛期湖北暴雨的影响

利用常规气象资料、湖北人工气象站和自动气象监测站雨量资料、NCEP再分析0.5°×0.5°等资料，对锋生函数在2011年6月中上旬梅雨期三次暴雨过程中的作用进行了诊断分析。结果表明：（1）2011年湖北梅雨在单阻型环流场形成和维持的过程中，先后出现了三种不同特征的暴雨过程。三次过程均在中层出现锋生。（2）中层锋生主要由垂直锋生造成，有利于对流不稳定的发生。低层锋生主要由水平锋生造成，有利于水汽输送和辐合抬升。当中层和低层均有锋生，且中层为垂直锋生、低层为水平锋生时，有利于降雨强度的加强。（3）先出现中层锋生后出现低层锋生可能为短时降雨，先出现低层锋生后出现中层锋生可能为长历时降雨。（4）低层的垂直锋消与水平锋生完全抵消说明低层水平辐合不够强，且对流稳定，不利于强降雨的发生。
基于大尺度模式产品的误差订正与统计降尺度气象要素预报技术

应用自适应卡尔曼滤波方法，对大尺度模式要素预报进行误差订正和降尺度精细化气象要素预报。并通过对订正系数科学选取的研究，改进了滤波方法的应用效果。通过对大尺度模式系统进行误差订正，改善了大尺度模式预报的准确率，提高了模式要素，如2 m温度、10 m风等预报的精度，并基于改善了的大尺度模式预报场和高分辨率观测场，生成降尺度函数，得到高精度的气象要素预报产品，为精细化气象要素预报服务提供了有效的方法。
1978-2008年城市化对北京地区气温变化影响的初步分析

应用北京地区20个常规站1978-2008年经均一性序列多元分析方法均一化处理的气温数据，初步分析了北京地区城市化对年平均和不同季节日最高、最低以及平均气温的影响。结果表明，1978-2008年，年平均日最低、平均气温空间分布自北向南、自西向东，温度逐渐升高，在城区达到最高，日最高气温表现为从西向东南逐步升高，在城区形成较为明显的热岛。温度变化趋势表明，各站日最低气温、平均气温、最高气温均呈升温趋势。城市化对北京地区城区及近郊区站点日平均气温和最低气温影响最大，对自北部佛爷顶至昌平到城区一带站点的最高气温影响最大。城市化对北京（观象台）站的增温影响最为明显，对城区站点温度平均的增温影响次之，对全市站点温度平均的增温影响最小。城市化对观象台站、城区站点平均、全市站点平均日平均气温、最低气温的年平均、各季节均非常显著，其中在秋季影响最大，对日最高气温的影响则是在夏季最大。
2012年早春河南一次高架雷暴天气成因分析

利用常规观测、新一代天气雷达、雷电定位监测和1°×1° NCEP分析资料对2012年早春河南一次伴有多种天气现象的高架雷暴(elevated convection)成因进行了天气学分析，建立了高架雷暴天气的流型配置模型。结果表明：(1)本次高架雷暴发生在中纬度暖性低槽发展东移的环流形势下，边界层顶以上近中性条件不稳定性层结（偏向于很弱的条件不稳定）在高空槽前正涡度平流和低层暖湿平流的强迫作用下，使得700 hPa以上出现较大范围的较强上升运动，地面冷高压后部偏东气流对高架对流的产生具有冷垫作用。(2)出现高架雷暴的大气低层存在较强的逆温层，700 hPa暖温度脊前的西南暖湿低空急流为高架雷暴的产生提供了充足的水汽和能量，并使低层逆温层顶以上出现弱条件不稳定层结和较高的露点，两者结合导致弱的最不稳定对流有效位能MUCAPE，其值在10~50 J·kg~(-1)之间，高架对流是由逆温层顶附近及其以上的暖湿气块被抬升而造成的，对应1.0~3.0 m·s~(-1)的雷暴内最大上升气流。(3)此次高架雷暴发生在强斜压环境中，有较强的动力不稳定，中低层0~6 km和0~3 km垂直风切变值分别为(3.0~3.7)×10~(-3)和(5.0~5.3)×10~(-3) s~(-1)。(4)本次过程-10℃、-20℃ 层高度分别在5、6.5 km，弱对流云顶高度多在6~8 km或以上，超过了冻结层高度，易导致雷电发生。(5)从流型配置模型看，高空暖性低槽、中高层强烈发展的温度脊、700 hPa强西南暖湿低空急流和边界层冷中心、冷温度槽、地面冷高压等是值得关注的影响系统，当这些天气系统有利配置时，应注意低层逆温层、中层弱条件不稳定层结的建立以及高架雷暴发生的可能性。
一次华南-江南持续暴雨的大尺度水汽场和中尺度特大暴雨模拟诊断分析

按天气学方法，对2010年6月华南-江南持续暴雨作大尺度水汽场诊断分析，同时用三重嵌套WRF中尺度模式，模拟6月19-20日"高空槽-西南涡-切变线-低空急流"系统造成的江南特大暴雨过程，并且对模拟中尺度暴雨雨带和雨团作高时空分辨率诊断分析。诊断物理量包括：可降水量、对流可降水量、水汽及云水、云冰通量和通量散度、水汽权重平均风速、凝结函数降水率等。模拟与诊断分析表明，华南-江南持续性暴雨大尺度水汽场特征是，因东亚"中高纬度正距平-中低纬度负距平-副高偏强偏西-季风槽异常活动"，造成孟加拉湾和南海上空的大尺度水汽进入大陆；中尺度特大暴雨发生在上游区有暖湿急流、并处于风场辐合的"水汽+云水+云冰"（总水物质）饱和高值区；因凝结函数降水率和总水物质通量散度降水率均为风场（散度场）中垂直运动产物，模拟的凝结函数降水率随模式时空分辨率提高而逐渐逼近于模式的显式降水物理过程，当模式分辨率达到4 km，可模拟出"西南涡-切变线"系统中，有凝结函数降水率为1~3 mm·min~(-1)的中尺度雨团生消；且模式大气中的云水、云冰碰幷增长降水率，可用其通量散度描述，并且应与凝结函数降水率相叠加。从而表明，模拟中尺度雨带和雨团发生、发展的天气学动力因素，只能是天气系统风场，即是模式的高时空分辨率散度场决定模式大气垂直运动，进而决定凝结函数降水率和总水物质通量散度降水率，它们一起构成了模式显式降水（率）。
2009年豫南一次强暴雨过程的位涡方程诊断分析

利用中尺度WRF模式、NCEP/NCAR再分析格点资料及常规气象观测资料，对2009年8月28-30日河南省南部一次强暴雨过程进行中尺度数值模拟，借助模式输出的模拟数据计算位势涡度及位势涡度方程收支，并利用位涡收支方程对此次暴雨过程进行诊断分析。结果表明，WRF模式对此次暴雨过程的模拟效果较好，模拟暴雨强度及落区与实况较一致，位势涡度能够较好地反映此次暴雨过程的动力及热力特征。位涡异常高值区与暴雨中心有较好的对应关系，暴雨中心大致位于位涡高值中心东南侧。位涡收支方程中各收支项同样能够反映此次暴雨过程的动力、热力性质。暴雨发展过程中大气中低层位涡局地增加，位涡局地变化大值中心对应暴雨中心。各收支项中，引起中低层位涡局地变化的贡献主要来源于潜热加热作用、水平平流作用、垂直输送作用及摩擦作用。其中潜热加热与水平平流作用对暴雨区中低层正变位涡起正贡献作用，潜热加热作用有利于位涡局地增加，水平平流作用易于低层位涡向流场辐合区聚集，引起局地位涡增加；垂直输送及摩擦作用对中低层位涡变化表现为负贡献作用，垂直作用易于将中低层位涡向高层输送，使得低层位涡减小，高层位涡增加。在摩擦作用下，低层位涡被大量耗散，使得中低层位涡局地减小。
曲轴连杆颈圆度准在线测量与补偿系统

提出一种曲轴连杆颈圆度准在线测量与补偿系统,依据随动过程连杆颈中心与砂轮中心距离恒定的运动特征设计基于砂轮同心摆臂、V形基准块的圆度测量机构,通过摆臂自重力实现连杆颈偏心旋转驱动下的跟随扫描,采用柔性牵引索实现磨削过程V形基准块对连杆颈的捕捉与分离操作,继而实现连杆颈圆度状况的准在线测量。从运动学角度分析V形基准块中线上测量探头的扫描角与随动磨床引导轴转角位置的精确几何关系,通过微变等效模型建立从探头位移信号求解圆度偏差信号的方法。在MQG1000型数控曲轴随动磨床上的应用测试以及JL4G15D型曲轴试样的圆度分析数据表明,所研究准在线测量与补偿系统具有结构紧凑、检测效率高、连杆颈圆度补偿效果好的特点。
旋转轴唇形密封混合润滑理论模型和试验验证

基于旋转轴唇形密封的反向泵送机理,采用流量因子统计学方法同时考虑密封唇表面粗糙峰接触的影响进行唇封性能的理论分析,建立唇封的混合润滑模型,模型耦合考虑流体力学分析,粗糙峰接触力学分析以及变形分析。求解雷诺方程得出油膜压力和切应力,利用GREENWOOD-WILLIAMSON接触模型计算粗糙峰与轴之间的接触压力,采用影响系数法进行变形分析。基于所建立的混合润滑模型,结合一种典型的唇封结构,对评价唇封性能的泵送率和摩擦扭矩进行数值计算,并通过自主研制的台架试验验证了唇封混合润滑模型的正确性。由于表面粗糙峰是导致旋转轴唇形密封产生泵送效果的原因,利用验证的理论模型对粗糙度对泵送率、摩擦扭矩和接触面积的影响进行分析。
类均值核主元分析法及在故障诊断中的应用

核主元分析在应用过程中,通常采用累积贡献率法确定核主元个数,舍弃一些贡献率较小的核主元,导致数据样本部分信息的损失,影响故障诊断的效果。针对这一情况,提出一种类均值核主元分析法,它将输入空间的数据样本映射到高维特征空间后,先求出各类映射数据的类均值矢量,然后在类均值矢量张成的子空间上对类均值矢量进行主元分析,利用构建的类均值核矩阵,建立类均值核主元算法。由类均值核主元形成的特征矢量包含原数据样本的全部变异信息,并且维数低于故障类别数,能够在类均值矢量基础上实现无信息损失的数据降维。将改进算法应用于滚动轴承故障诊断,结果表明,它具有比传统核主元分析更强的综合原始变量信息的能力,能更好地提取数据样本的类别信息,快速实现故障模式的准确识别。
电力电子装置在电力系统中的应用

电力电子装置能够促进电力系统向可持续发展和智能化转型。从发电、储能、微型电网、输电和电能质量5个方面，介绍了电力电子装置在电力系统中的主要应用。从提高电力电子装置可靠性、安全性、经济性和标准化的视角，综述了可靠性评估、故障运行管理、硬件在回路仿真和电力电子标准模块的研究工作。最后阐述了电力电子装置在电力系统应用中亟待解决的难题。
基于特征空间降噪的局部保持投影算法及其在轴承故障分类中的应用

实际机械振动信号不可避免受到各种各样的噪声干扰,导致机械状态诊断结果误判等问题。目前的降噪算法主要都是针对时域振动信号,所需计算时间较长、占用存储空间较大。流形学习算法处理对象是样本特征空间数据,提出一种直接对样本特征空间进行奇异值分解降噪方法,再对降噪后的特征空间利用局部保留投影算法进行维数约简,通过1NN算法对设备运行状态进行识别。轴承故障仿真试验表明,与直接对时域信号进行降噪相比,所提方法能有效保证局部保持投影算法的降维效果,同时加快计算速度及减少所占存储空间。
自适应总体平均经验模式分解及其在行星齿轮箱故障检测中的应用

总体平均经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition, EEMD)是针对经验模式分解(Empirical mode decomposition, EMD)存在的模式混淆问题而提出的,对分解信号加入高斯白噪声,改善信号的极值点分布,经过多次平均,从而达到减小模式混淆的目的。然而,EEMD分解效果取决于添加噪声的幅值、筛选次数等参数的选择。目前的研究通常是人为选择这些参数,具有较大的盲目性和主观性,因此分解结果差强人意。为了解决以上问题,提出一种新的自适应总体平均经验模式分解方法。该方法基于EMD的滤波特性,在提取本征模式分量(Intrinsic mode function, IMF)的过程中自适应改变加入噪声的幅值,并对每个IMF自动选择不同的筛选次数,可以更好地削弱模式混淆。通过仿真试验验证了该方法的有效性,并将该方法应用于行星轮故障检测中,取得了比EEMD更好的故障检测结果。
机械设备运行可靠性评估的发展与思考

针对某台具体的机械设备进行运行可靠性评估是个性问题，基于大样本条件并依赖概率统计数据得到的平均可靠性难以满足个体设备的运行可靠性评估需求。归纳传统可靠性理论应用于机械设备运行可靠性评估时面临的问题，回顾相应的改进方法。阐述以动态建模与故障机理分析、信号处理与故障特征提取为理论基础的机械设备运行可靠性的技术内涵，赋予运行可靠性新的含义，定义运行可靠度。提出基于机械设备状态信息的运行可靠性评估方法，通过建立设备运行状态信息与可靠性之间的映射模型，实现运行可靠度的计算。参考国际标准ISO3945，将评价回转机械运行状态的绝对振动量转换为量纲一的可靠度指标；对轴瓦松动维修前后两种状态下的汽轮发电机组、连续运行退化至失效状态下的滚动轴承分别进行运行可靠性评估，取得了良好效果。引出机械设备运行可靠性评估有待解决的问题，为后续研究提供参考。
液压电磁阀多物理场耦合热力学分析

电磁阀为涉及机械、电、磁和热等多物理场耦合复杂异构系统，其寿命和可靠性很大程度上取决于运行过程中产生的热。基于对某自动变速器液压比例电磁阀的结构和工作原理分析，采用二维轴对称有限元法，建立电磁阀的多物理场耦合热力学模型，仿真两种使用环境中不同工作电流下电磁阀内部的热变形及温度分布。仿真结果表明，使用环境和工作电流导致温度过高或者应力过大都是电磁阀热失效的重要原因；而且电磁阀内部的最高温度或最大应力与工作电流具有近似的线性增长关系，尤其是在散热条件差的使用环境下，电磁阀内部更易快速达到较高的温度和热应力，势必降低电磁阀的寿命和可靠性。通过与试验结果的对比分析，验证了该热力学模型具有较高的精度，可用于电磁阀的可靠性设计。
混合驱动水下滑翔机动力学建模与海试研究

从能量的角度出发，引入黎曼几何和仿射联络，基于微分几何理论建立混合驱动水下滑翔机动力学微分几何模型。基于上述模型，分析混合驱动水下滑翔机系统驱动方式、姿态调节方式及其航行过程中所受外部力与力矩作用，同时针对目前所研制的混合驱动水下滑翔机纵垂面"之"字形剖面滑翔运动进行数值模拟分析，得到控制输入量与混合驱动水下滑翔机运动特性之间关系，并将数值模拟结果与南海试验数据进行对比，验证了该动力学微分几何模型的有效性，为改善混合驱动水下滑翔机系统设计及其动力学行为预报提供参考依据。
带集中质量及转动惯量的弹性车轴模型及振动分析

随着列车运行速度不断提高，轮对质量、转动惯量以及轮轴弹性对轮轨系统振动影响越来越明显，在车辆-轨道耦合系统动力学研究中不应再被忽视。利用假设模态法，得到带有集中质量及转动惯量的弹性车轴振型函数，与等直梁的振型函数进行对比，并在此基础上建立考虑轮对弹性振型的车轴模型和车辆系统动力学模型。采用数值计算方法，得到扁疤激励下车辆-轨道耦合系统轮轨力、垂向加速度及其功率谱密度。与传统刚性车轴处理方式相比，所提的方法能更为准确地反映轮轴振动、轮轨力冲击和衰减特性等。
相位编码脉冲压缩方法在空气耦合超声检测信号处理中的应用

由于声波在空气介质中的衰减及气固界面巨大声阻抗差导致空气耦合超声透射信号信噪比差，大大影响检测结果的可靠性及缺陷定量精度。针对上述问题，基于雷达系统相位编码脉冲压缩技术的基本原理讨论匹配滤波器的设计及其在空气耦合超声检测中的实现，分析不同巴克码信号、带宽及载波周期数对脉冲压缩效果的影响，并以玻璃纤维复合材料(Glass fiber reinforced polymer，GFRP)试样为对象，对比用单频正弦及相位编码脉冲压缩方法获得的透射超声信号信噪比及C扫描缺陷定量精度。试验结果表明选择换能器中心频率作为13位巴克码信号带宽时，脉冲压缩信号主瓣脉宽最小、幅值最大；相位编码脉冲压缩后超声信号信噪比较单频信号提高了12.4 dB，缺陷边缘更清晰且定量精度较单频信号提高了12%。说明在空气耦合超声检测中采用相位编码脉冲压缩技术能显著提高接收信号信噪比及缺陷定量精度。
土壤有机硫矿化研究进展

土壤有机硫矿化是硫生物地球化学循环关键过程之一,其过程具有复杂性和影响因素的多样性。在科学试验中,培养系统和方程模型的选择对研究硫矿化的准确性至关重要。综述了目前国内外土壤有机硫矿化研究中应用的主要3种培养系统和6个动力学方程模型,同时阐述了微生物和酶对有机硫矿化过程的直接影响和土壤的理化性质等因素的间接影响,以及各影响因素之间的相互协同作用,旨在了解土壤有机硫矿化特征、规律、机理、研究方法以及模拟模型的研究现状,并在此基础上,提出包括有机硫矿化模型的有效性、适用性以及有机硫矿化影响因素的联合作用在内的各方面需进一步深入探讨。
煤炭高污染风险区土壤重金属地球化学垒研究

对煤炭矿区地球化学垒进行研究是了解矿区土壤元素迁移、富集及污染状况的重要途径。以大柳塔矿区周围耕地土壤为研究对象,在采集52个耕地样点的基础上,对样品重金属含量、富集状况进行了分析,并运用不同的标准对污染状况进行了评价。结果显示经过20多年的煤炭开采,对大柳塔矿区耕地土壤中重金属富集和污染有显著贡献,矿区耕地表层土壤重金属明显积累,除Zn外,重金属元素表层含量明显高于下层11% ~ 52%,形成明显的人为地球化学垒,表层各重金属的富集系数EF在1.7 ~ 3.3之间,富集不是十分强烈,重金属含量虽然高出土壤环境背景值,但明显低于国家土壤环境质量二级标准,土壤尚属清洁。矿区土壤因矿业活动造成的重金属污染是一个缓慢的过程,部分重金属元素的积累量已经接近轻度污染,应引起高度重视。
外源有机酸对红蛋植物吸收和转运镉的影响

采用溶液培养试验,研究了外源草酸和柠檬酸对镉富集植物红蛋吸收及转运镉的影响。结果表明,外源草酸或柠檬酸的加入均不同程度地增加了红蛋对Cd的耐性,表现在生物量增加,根部的镉含量提高,影响大小依次为草酸 >1/2(草酸+柠檬酸) >柠檬酸,其中草酸处理效果最明显,地下部镉含量比未加有机酸处理增加了67.20%。有机酸的加入也促进了植株地上部镉的累积,除了柠檬酸处理外,植株地上部Cd含量比未加有机酸处理降低了27.83%。草酸或/和柠檬酸的加入虽未提高红蛋体内镉的迁移系数,但却增加了各处理植株地上部重金属迁移总量,从而提高了修复重金属污染地的效率。可见,草酸或/和柠檬酸的添加能够促进红蛋对重金属镉的吸收和累积,且植株的重金属迁移总量相当可观,可作为一种潜力植物用以修复镉污染土壤或水体。
不同开垦年限白浆土土壤磷库特征

以我国三江平原地区不同开垦年限的白浆土为研究对象,采用Hedley等首次提出经Agbenin J. O. Tiessen H改进的方法对土壤磷库组成成分进行研究,即连续浸提法对土壤中不同形态磷素变化特征进行研究,结果表明:长期开垦施肥可显著增加土壤中活性无机磷(Resin-Pi和NaHCO_3-Pi)和有机磷(NaHCO_3-Po)的含量,NaOH-Pi随开垦年限增加含量升高,且其占总无机磷的比例随开垦年限增加而增加,开垦0 a最低(3.89%),开垦30 a后比例达到最高值(41.98%)。难溶性无机磷(1MHCl-Pi 和Conc-HCl-Pi)占总无机磷的比例随开垦年限增加而降低(65.98% ~ 30.98%),NaOH-Po是有机磷库的主要组成部分(57.91% ~ 84.41%),开垦0 a比例最高(84.41%),开垦30 a后比例最低(57.91%)。在开垦前20 a有机磷是该地区白浆土土壤磷库的主要组成部分。
东北红松阔叶林土壤有机碳空间分布异质性研究

红松阔叶林是北方森林系统的一种典型类型,在北方森林结构与功能中占有重要的地位。为了解红松阔叶林土壤有机碳空间分布规律,本试验采用线样法调查了红松阔叶林土壤有机碳在剖面层次、坡向以及海拔高度方面的异质性。结果表明,红松阔叶林土壤有机碳存在明显的剖面、坡位垂直分异性和坡向水平分布异质性。随剖面深度加深有机碳含量逐渐减少,腐殖质层土壤有机碳对剖面土壤有机碳贡献率达44.2% ~ 68.4%;土壤有机碳含量受山体坡位和坡向综合影响,阳坡腐殖质层和淀积层有机碳含量分布按坡位由高到低为:坡中部 >坡上部 >坡下部,而阴坡腐殖质层有机碳含量则在坡下部最高,坡中部最小;阳坡有机碳密度表现为坡中部 >坡下部 >坡上部,而阴坡有机碳密度随海拔升高呈显著下降趋势。
免耕和秸秆还田对土壤酶活性和微生物群落的影响

利用在中国科学院封丘农业生态实验站的玉米-小麦轮作保护性耕作定位实验平台,研究了免耕+秸秆还田、免耕、常耕 + 秸秆还田、常耕4种耕作方式对玉米生长期内土壤酶活性和土壤微生物群落的影响。结果表明:土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性为免耕处理大于常耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理,以免耕 + 秸秆处理最高,常耕处理最低;玉米不同生育时期,脲酶和碱性磷酸酶分别在苗期和吐丝期出现峰值,转化酶和脱氢酶在苗期较低,增加至吐丝期达到峰值,至成熟期又降至低值;微生物各类群数量表现为免耕处理大于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理;土壤脲酶、碱性磷酸酶和转化酶与细菌、真菌、放线菌数量呈显著或极显著正相关关系,脱氢酶仅与放线菌数量呈极显著相关关系。
利用植被指数-地表温度特征空间反演干旱区土壤干湿状况

土壤干湿状况是监测土地退化的重要指标之一,是植物物生长发育的关键因素;准确地估计土壤湿度在时空上的分布状况对理解生态系统有着重要的意义,且对干旱区农业生产及生态重建也具有重要价值。研究分析了两种植被指数(NDVI,MSAVI)构建的特征空间参数的特征;同时,在考察点尺度上,分析了旱情指数TVDI与土壤含水量的关系;并揭示了研究区TVDI的空间分布规律;结果表明:T_s/MSAVI空间和T_s/NDVI空间干边的拟合系数均大于0.90,湿边拟合的效果稍差,而T_s/1MSAVI构成的特征空间其拟合的干湿边更易相交,与地表温度结合,更能表示地表湿度的变化情况;TVDIM与TVDIN同土壤含水量表现为极显著负相关,且TVDIM与土壤含水量的相关性大于TVDIN与土壤含水量的相关性;T_s/MSAVI特征空间和T_s/NDVI特征空间反演的旱情指数TVDI,在空间分布上是较为相似的。
黑河下游土壤的细土颗粒粒径组成和质地类型的空间分布规律初步研究1

研究利用遥感数据及模糊c均值聚类方法对我国西北典型干旱区黑河下游的土壤细土颗粒粒径组成和质地类型的空间分布规律进行了初步研究。收集并分析了该地区的地形参数(坡度、沿剖面曲率和沿等高线曲率)、植被指数(NDVI)及地质数据,设计了16个野外典型样本采集点及9个独立样本用于结果验证。利用沉降法和筛分法测定了细土的颗粒粒径组成。以模糊隶属度为权重,运用加权平均法计算得到土壤砂粒、粉粒及粘粒含量和质地类型的空间分布,结果与9个独立采样点进行对比,无显著性差别。表明该方法在极端干旱区黑河下游地形较平缓地区适用性较强,结果能够满足应用需求,可为该区域的地表过程研究提供宝贵的数据支持。