mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
仿生超滑表面对Al基体微生物腐蚀防护性能与机制研究

采用电化学刻蚀-表面修饰-全氟聚醚油注入三步法在模板材料纯A l表面制备了仿猪笼草超滑表面,研究了仿生超滑表面对典型腐蚀微生物-硫酸盐还原菌的附着及所致腐蚀的影响。结果表明,仿生超滑表面在静态和动态环境均可明显抑制硫酸盐还原菌的附着,这主要是由于仿生超滑表面作为一种“类液体”表面,无法为细菌的附着提供锚点。同时,全氟聚醚油可通过阻止腐蚀性介质向基体的渗入,抑制基底A l的腐蚀过程。该研究的开展可为海洋微生物腐蚀防护材料的开发提供理论依据和模型。
干燥控制化学添加剂对SiO_2气凝胶薄膜形貌和性能的影响

为了快速制备平整高透过率SiO_2气凝胶薄膜,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二醇甲醚(EGME)为溶剂,氟化铵为催化剂,甲酰胺(FORM)等为干燥控制化学添加剂(DCCA),通过浸渍提拉法制备SiO_2气凝胶薄膜。采用傅里叶变换红外分析仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、表面孔径吸附仪对材料的结构和性能进行表征,紫外-可见分光光度计(UV-Vis)考察了材料的减反性能。结果表明,所制SiO_2气凝胶薄膜的比表面积为890.9 m~2/g,孔径集中分布在22.6 nm处,孔容集中分布在0.69 cm~3/g,400~800 nm范围平均透过率可达95.71%。这种均匀、平整、致密的膜层,是理想的光学减反膜。
黄钠铁矾渣制备镍锌铁氧体及其表征

利用化学共沉淀法,以黄钠铁矾渣为原料制备镍锌铁氧体。以正丁胺为沉淀剂,在室温条件下,通过共沉淀铁、镍、锌(镍、锌由硫酸锌、硫酸镍按Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4比例补加)制备镍锌铁氧体样品。采用SEM、XRD和FT-IR对该样品进行表征。结果表明,制备所得的样品为镍锌铁氧体。同时,通过磁滞回线显示,镍锌铁氧体比饱和磁化强度为9.04 A·m~2/kg,比剩余磁化强度为0.65 A·m~2/kg,矫顽力为2.47 kA/m,具有软磁材料的低比剩余磁化强度和低矫顽力的特性。
烧结时间对双钙钛矿Sr_2FeMoO_6晶体结构及微结构的影响

采用高温固相反应法制备了样品Sr_2FeMoO_6,根据烧结时间不同分别记为1,2和3~#。采用X射线衍射技术研究了烧结时间对物相的影响,并对其晶体结构进行了分析。X射线衍射结果表明烧结时间的增加能有效提高晶体的结晶性和阳离子有序度,其1,2和3~#样品的Fe/Mo阳离子有序度分别为90.0(2)%,94.0(5)%和95.3(4)%。采用扫描电子显微镜对该系列样品的微结构进行分析,结果表明随着烧结时间的增加,晶粒越来越大,空洞逐渐减少,晶界越来越清晰,晶粒尺寸越来越均匀。采用粒径分布计算软件对3个样品的粒径进行分析,得到1,2和3~#样品的粒径分别为0.97,1.12和1.58 μm。
概率统计法在页岩气储量静态评估中的应用

页岩气赋存于大面积连续分布、低孔超低渗、富含有机质的页岩中,采用大段水平井压裂改造方可获得商业开发,因此地质认识难度大、储量参数和储量计算结果不确定程度大。采用概率统计法,通过储量静态评估模型构建、储量期望曲线分析,对页岩气储量参数、储量的不确定程度提出定量评估方法,较好地解决页岩气储量参数难以确定问题。客观地描述储量及储量分布,为页岩气储量评估、勘探开发规划和部署提供可借鉴方法。
走滑断裂特征对油气勘探方向的选择--以塔中北坡顺1井区为例

通过三维地震精细解释,运用断距分析、断层生长指数等方法,探讨了塔中北坡顺1井区走滑断裂的几何学特征、活动期次及其成因机制。该区走滑断裂及其伴生构造具有明显的分层特征,同时又具有分段差异:西段构成基底走滑卷入的"负花状"构造,东段则表现为盖层滑脱型。加里东中期(Ⅲ幕)基底走滑断裂已开始活动;海西早期,走滑断裂再次活动,上奥陶统桑塔木组厚层泥岩起到滑脱层的作用,基底走滑断裂剪切引起的盖层变形,在志留系发育伴生雁列正断层及其地堑、地垒组合;海西末期,挤压应力沿NE走向释放减弱而出现构造分异,基底走滑断裂西段再次复活,并与雁列正断裂上下贯通构成"负花状"构造;之后在印支期持续活动,发育断层相关褶皱等。海西末期―印支期,基底卷入型走滑断裂油气运移通道的开启、志留系等构造圈闭的定型与主成藏期具备良好的时空配置关系,走滑断裂附近可发育奥陶系岩溶。
鄂尔多斯盆地长7段致密油成藏物性下限研究

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密砂岩储层在湖盆中心大面积分布,成藏期的储层物性下限是决定油气是否充注储层的重要参数。运用恒速压汞和纳米CT扫描技术分析了长7段湖盆中心渗透率小于0.3×10~-3 μm~2、孔隙度小于12%的致密砂岩储层的物性及微观孔喉特征。结果表明,其平均孔隙半径为160 μm,喉道半径不超过0.55 μm,均值为0.33 μm。在分析致密油成藏期储源压差、原油物理性质及盆地流体特征的基础上,结合致密储层油气驱替模拟实验及最小流动孔喉半径法,综合确定了研究区长7段致密油成藏期油气开始充注时的孔喉下限为14 nm,孔隙度下限为4.2%,渗透率下限为0.02×10~-3 μm~2,要达到含油饱和度超过40%而实现致密油的大面积连续分布,孔喉半径下限应为0.12 μm,孔隙度下限为7.3%,渗透率下限值为0.07×10~-3μm~2。
土库曼斯坦阿姆河右岸地区盐下碳酸盐岩气藏类型及油气富集因素

土库曼斯坦阿姆河右岸地区盐下中上侏罗统卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩油气资源丰富,但是油气分布规律的研究相对滞后,通过对典型气藏解剖,分析了油气藏类型,探讨了油气富集高产的主控因素。结果表明,该区盐下碳酸盐岩发育有构造气藏、岩性气藏和构造-岩性复合气藏3大类及背斜气藏、断背斜气藏、逆冲断裂背斜气藏、生物礁岩性气藏和构造-岩性气藏等5小类气藏。海西期基底古隆起控制了大气田的形成,喜马拉雅期挤压构造运动形成了逆冲断裂油气聚集带,沉积相带控制了气藏含油气丰度,盐膏岩盖层保存条件好,形成断背斜气藏。大型完整背斜构造与高能礁滩体相配,是西部查尔朱阶地天然气富集高产的主控因素;逆冲断裂背斜构造圈闭与大规模的缝洞型储集体配合,是东部别什肯特坳陷和基萨尔褶皱隆起区天然气富集高产的主控因素。
塔里木盆地西南部皮山北新1井白垩系油气成因

皮山北新1井位于塔里木盆地麦盖提斜坡皮山北1号背斜构造高部位,该井在白垩系获得油气,但油气源存在较大争议。原油轻烃特征表明,该井原油具有Ⅰ型母质类型来源的特征;原油饱和烃特征表明,生烃母质以泥质岩为主,但与塔河、玉北奥陶系原油有一定差异。原油二维色谱分析表明,该井原油与玉北、塔河、巴楚泥盆系原油均位于海相泥页岩的范畴;原油碳同位素特征表明,该井原油母质类型差于玉北奥陶系及巴楚巴什托石炭系原油。该井原油成熟度高于玉北奥陶系原油。通过该井白垩系油气与其周缘塔西南4套主力烃源岩生标特征的对比,认为皮山北新1井白垩系原油主要来源于塔西南海相石炭系烃源岩;天然气生源母质类型与塔西南柯克亚气田类似,有侏罗系腐殖型有机质来源天然气的贡献。皮山北新1井白垩系新层系油气成因研究将有助于拓展塔西南中新生界碎屑岩油气勘探领域。
西藏羌塘盆地抬升冷却历史及意义

以地质构造背景及热演化程度为约束,运用磷灰石裂变径迹分析方法,对羌塘盆地进行了低温热年代学研究。羌塘盆地记录的抬升冷却年龄可划分为2大阶段:第一阶段主要为早白垩世晚期-晚白垩世(108.7~69.8 Ma);第二阶段主要为始新世中、晚期-中新世晚期(44.4~10.3 Ma)。第一阶段抬升冷却年龄是班公湖-怒江洋关闭后进一步会聚挤压造成羌塘盆地中央隆起地层抬升冷却的记录。第二阶段抬升冷却年龄可进一步划分为3期,分别对应44.4~30.8,26.1~22.6,10.3 Ma,其中渐新世晚期-中新世早期(26.1~22.6 Ma)为主隆升期。第二阶段抬升冷却年龄反映了印度板块与欧亚板块碰撞及之后强烈挤压造成羌塘盆地抬升冷却过程。磷灰石裂变径迹方法确定的羌塘盆地抬升冷却年龄表明,青藏高原在44.4 Ma开始挤压隆升,在26.1~22.6 Ma青藏高原大规模整体隆升,青藏高原形成,在中新世晚期(10.3 Ma)以来青藏高原继续挤压隆升。
考虑可交易路票策略的随机用户均衡模型及算法

为了弥补以往路票均衡模型中假设出行者知道准确路径费用的不足,对可交易路票策略下的随机用户均衡(SUE)分配问题进行了研究.首先,明确了在给定路票策略下交通网络达到均衡状态时的网络流量均衡和路票市场均衡条件;然后利用2个构造函数的相关数学性质建立了等价的通用型路票SUE模型,在出行者感知误差服从Gumbel分布假设下,将该模型化简为Logit型路票SUE模型,并给出了路票均衡价格唯一性的充分条件.由于传统MSA算法无法求解路票SUE模型,因此提出一种高效收敛的拉格朗日对偶算法.算例结果表明,该算法在不同步长序列和离散参数水平下均具有较好的收敛性,而且步长序列对算法收敛速度的影响比离散参数的影响更加显著.
添加湿空气对湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除性能

借鉴大气环境中暖湿气流和冷空气交汇形成降水的原理,开展了在湿法脱硫净烟气中注入适量湿空气促进细颗粒物(PM_(2.5))凝结长大脱除的研究,数值计算了脱硫净烟气与湿空气混合后的水汽过饱和度及可凝结水汽量分布特性.采用实际燃煤试验平台,在脱硫净烟气中添加湿空气来建立细颗粒凝结长大所需的过饱和水汽环境,考察了湿空气温湿度、添加量和脱硫净烟气温度等对细颗粒物脱除的影响.结果表明:添加适量湿空气可有效促进湿法脱硫净烟气中PM_2.5脱除,混合气体过饱和度、可凝结水汽量随烟气与湿空气的相对湿度的升高及二者温差的增大逐渐增加;脱除效率随烟气温度的上升以及湿空气添加量和相对湿度的增加而增加,因此添加湿空气的方式特别适合于脱硫净烟气温度较高(≥55~60 ℃)的场合.
输电塔-线体系风雨致振控制研究

为了研究风雨作用下被动减振装置对输电塔-线体系的控制效果,基于调谐质量阻尼器原理,设计了双向调频减振装置。利用有限元软件SAP 2000建立了输电塔-线体系有限元模型;通过线性滤波法模拟了脉动风速时程;根据降雨形成特征和雨滴谱与强降雨的关系,运用力学平衡和动量定理,得到了雨荷载;根据风雨荷载的组合原则,得到了风雨荷载的时程曲线。运用非线性动力时程分析方法,验证了该双向调频阻尼装置的有效性。
土壤微细粒全量测量在甘肃花牛山矿区的应用

在甘肃柳园花牛山矿区开展土壤微细粒全量测量的试验工作,试验结果显示:主成矿元素Pb、Zn异常衬度高、富集系数大,在该区域发生强烈富集,且与Ag、Sb、As、Au、Hg、Cu正相关性高;土壤微细粒全量测量地球化学勘查方法圈定的成矿元素地球化学异常具有Pb-Zn-Ag-Au-Sb-As-Cu-Hg多元素异常组合特征,且异常分布范围与深部矿体较为一致,表明该方法可以有效地指示深部铅锌矿体,可作为戈壁荒漠区寻找铅锌矿的有效方法。
一种低纹波的推挽变换器控制算法研究

提出一种基于双闭环控制和重复控制的推挽变换器设计方法。针对车载蓄电池的输出电流纹波精度要求,通过理论分析对推挽变换器进行建模,并优化设计了推挽变换器平均电压外环电流内环的双闭环控制器参数;同时根据车载逆变器的应用环境,采用一种重复控制策略有效抑制电压误差中的交流分量,简化了控制器的设计。通过实际试验数据,验证了所设计的控制器的可行性和优越性。
单轴音圈电机在磁悬浮系统中的应用研究

提出了一种针对单自由度音圈电机的控制方法,以实现音圏电机在竖直方向上的快速响应以及精确控制。通过实验测量的方式,获得音圏电机在竖直方向上的受力-位置的关系,并将其应用于该控制系统中。基于该受力-位置关系,在控制系统中设计了反馈线性化单元和PID控制单元。最后通过一套自行设计的实验装置验证了所提出的控制方案的可行性,实验结果表明,该系统的静态误差小于1μm,阶跃响应速度小于50 ms,轨迹跟踪的最大误差小于20 μm且最大延迟时间小于5 ms。
云桂高速铁路新型全封闭路堑基床动响应特性研究

膨胀土地区路堑基床病害是高速铁路建设中倍受关注的问题。结合云桂高速铁路工程实际,以典型膨胀土新型路堑基床为基础,借助有限差分软件FLAC3D,建立了三维路堑基床动力分析模型,探讨了列车荷载作用下新型全封闭路堑基床动力特性,并结合现场试验进行了分析。分析结果表明:数值模拟结果可较好地反映基床动响应变化规律,且与现场实测变化趋势相同;基床竖向动应力随深度呈指数型衰减,基床竖向动位移随深度呈幂函数型衰减;路基面动位移值为0.95 mm,满足高速铁路规范要求;基床动响应特征受服役环境影响显著,浸水条件下会引起基床表层动应力及振动速度增大;铺设防排水结构层可改善基床内的动应力分布,并减小路基面的动位移及增强基床抗振性能。研究成果可为膨胀土地区高速铁路工程实践及理论研究提供参考。
高速大容量数据存储技术的研究综述

从存储介质、存储阵列控制器角度,对目前高速大容量数据存储技术的研究现状进行系统综述。针对目前逻辑分析仪、示波器等数据信号分析的不足,为满足工厂后续新机型产品电路板中由大规模集成芯片组成的板件数据信号分析、板件深度修理的需要,将多通道、高速采集、大容量存储于一体,提出研制一款多通道高速大容量数据采集仪,并从研制必要性、研制原则、功能分析以及研制方案方面,对采集仪的研制思路进行系统诠释。
类节理岩石直剪试验力学特性的数值模拟研究

节理岩体的剪切特性是主导岩体工程稳定性的关键因素。基于PFC2D离散元颗粒流程序,结合室内试验结果对比分析,选取合理的细观参数进行数值模拟,分别从细观角度研究了节理岩石的裂纹发展、能量转化及声发射现象等特性,从宏观角度研究了节理岩石的强度模型和破坏形态。结果表明:节理岩体主要呈现磨损和剪断两种破坏形态,不同的破坏形态对应不同的强度模型;随着剪切变形增加,岩体沿节理面发生破坏,弹性阶段以法向裂纹为主,而塑性阶段切向裂纹起主导作用,滑移区R、P裂纹贯通形成破碎带,节理面产生较大滑移;在应力达到峰值强度前,边界能主要转化为应变能,法向裂纹生成较多;越过峰值强度后,摩擦能快速增长,并伴随大量切向裂纹产生。与室内试验结果相比,PFC2D较好地模拟了节理岩体剪切力学特性,弥补了室内试验中无法进行细观特性研究的缺陷,对于节理岩体后期研究提供了一些参考。
损伤和剪胀效应对裂隙煤体渗透率演化规律的影响研究

煤层瓦斯渗透率是影响瓦斯抽采和动力灾害防治的重要参数。为了研究煤体损伤和剪胀变形对渗透率的影响,首先引入损伤变量反映煤体损伤破坏状态,建立了基于体应变增量的煤体损伤本构模型。并采用Hurst指数表征裂隙表面粗糙度,基于裂隙表面的分形特征,建立了裂隙渗透率在压缩和剪切作用下的演化模型。通过对TOUGH2和FLAC~(3D)软件进行二次开发,建立了基于双重孔隙模型的TOUGH2(CH_4)-FLAC气-固耦合数值分析工具。采用本软件对煤样单轴压缩过程进行模拟分析,结果表明:煤体的破坏是损伤单元累积和贯通的结果,最终形成贯通煤体的损伤带是造成煤体失稳破坏的主因;围岩内的渗透率增加区域与损伤区位置基本一致,其中裂隙系统的渗透率增加幅度最大可达2个数量级;剪切破坏区的裂隙发生剪胀变形,引起裂隙渗透率大幅增加。建立的理论模型与数值计算工具为制定瓦斯治理措施提供了理论指导。
大尺寸真三轴页岩水平井水力压裂物理模拟试验与裂缝延伸规律分析

采用真三轴物理模型试验机、水力压裂伺服系统、声发射定位系统以及压裂液中添加示踪剂等方式,在真三轴条件下对大尺寸页岩水平井进行了水力压裂物理模拟试验,通过裂缝的动态监测和压裂后剖切等分析了裂缝的扩展规律,并对页岩压裂缝网的形成机制进行了初步探讨。结果表明:(1)水力裂缝自割缝处起裂并扩展、压开或贯穿层理面,形成相对较复杂的裂缝形态;(2)裂缝中既有垂直于层理面的新生水力主裂缝,又有沿弱层理面扩展延伸的次级裂缝,形成了纵向和横向裂缝并存的裂缝网络;(3)水力裂缝在延伸过程中会发生转向而逐渐垂直最小主应力;(4)水力裂缝在扩展过程中遇到弱层理面时的止裂、分叉、穿过和转向现象是形成页岩储层复杂裂缝网络的主要原因,而弱结构面的大量存在是形成复杂裂缝的基础。其研究结果可为页岩气藏水平井分段压裂开采等提供有力技术支持。
季节冻土区水盐迁移及土体变形特性模型试验研究

为研究盐渍化冻土水分、盐分迁移规律以及变形特性,探索寒区旱区土壤盐渍化机制,配制了不同含盐量的粉质黏土进行模型试验。试验结果表明,温度、水分、盐分和土体变形之间相互耦合。温度降低有利于盐晶体析出和未冻水结冰;反之,温度升高易于晶体溶解和冰融化。水盐相变过程中伴随能量的释放或吸收,影响土体温度。盐分改变了流体的动力黏度和土体冻结温度,并且盐分结晶使土体产生较大的吸力,加剧了未冻水含量的变化。水分是盐分迁移的介质,盐分以离子形式随未冻水迁移。降温期水分盐分向上迁移,升温期迁移方向相反。迁移速率与吸力有关,冻结缘附近吸力最大,速率最快。盐渍化冻土的变形是盐分和水分共同作用的结果,含盐量较低时冻胀和融沉是土体变形的主要因素;当含盐量较高时盐胀和溶陷占主导作用。
强降雨作用下堆积层滑坡稳定性分析

强降雨作用易造成堆积层滑坡发生,带来严重的生命财产损失。基于Green-Ampt(GA)模型,同时考虑湿润锋以上饱和带渗流作用,推导了一种新的滑坡降雨入渗函数,弥补了GA模型只适用于无限长坡的不足。为考虑降雨入渗对土体条块强度的影响,采用整体抗剪强度准则评价滑坡稳定性,并在受力分析时考虑了湿润锋以上饱和带渗透力作用,建立了滑坡稳定性系数表达式。研究结果表明:滑坡降雨入渗的尺寸效应非常明显,湿润锋扩展速率随着坡长的增大而增大,当滑坡无限长时新降雨入渗模型与GA模型计算结果相同,说明GA模型是新模型的一个特例。此外,降雨初期,滑坡稳定性下降较快;随着降雨的持续,稳定性下降速率逐渐放缓。与模型试验结果对比表明,提出的降雨入渗模型和评价方法计算结果与试验揭示的现象一致,证明了该方法的可靠性。
胶结充填体压缩破坏前兆多参数表征

借助自主设计的由加载控制系统、应变采集系统、电阻同步采集系统以及红外成像系统等组成的多参数、同步监测系统,研究了充填体在单轴压缩过程中的应力-应变、电阻率以及温度变化规律,分析了充填体在破坏失稳应力-应变、电阻率以及热效应异常前兆特征,并对比了不同监测信息对同一事件破坏的敏感度和差异性。结果表明:充填体的电阻率和热红外信息时空演化进程与其压缩变形破坏整个过程基本相符,且具有明显的阶段性;在整个加载破坏过程中,观测到的电阻率前兆信息点要早于热红外前兆点、应力前兆点;与应力-应变、温度变化相比,电阻率变化规律具有明显的反对称性;电阻率变化规律能详细地表现充填体受压过程中每个阶段内部结构变化特征,而热红外信息则主要体现充填体塑性屈服前的表面结构温度演化特性。运用多参数评价充填体加载破坏前兆特征,能克服单纯考虑某一参数变化方法预警可信度低、错误率高的缺点。该方法是一种能全面、精准地掌握采场充填体稳定状态的有效方法。
软土场地地铁车站结构地震反应特性振动台模型试验

作为地铁车站结构地震破坏机制大型振动台系列模型试验之一,开展了近、远场强地震动作用下软弱粉质黏土场地框架式地铁车站结构体系的大型振动台模型试验。测试分析了模型地基的加速度、孔压、地表震陷和模型结构的加速度、应变、水平位移反应等。结果表明:地震波在模型地基的传播过程中呈现出自下而上低频增大、高频减小的现象;强地震动作用下模型地基的基频明显降低,呈现出明显的低频聚集(放大)、高频滤波效应;模型地基的孔压比增长较小,在不同特性地震动作用下模型地基孔压比的发展过程存在较大的差异,并显示出显著的空间效应;近、远场地震动作用下模型地下结构的加速度反应存在明显差异,模型地下结构对软土地基地震动加速度反应的影响具有显著的空间效应;模型地下结构相对变形小、未出现明显上浮现象,地震动频谱特性对其侧墙的变形模式和大小存在显著的影响;模型结构中柱为地震损伤最严重部位;模型结构整体损伤情况较轻、处于非破坏状态。
砂质泥岩三轴卸荷流变力学特性试验研究

流变对工程岩体的长期变形稳定具有十分重要的影响,但目前关于卸荷流变的试验研究中通常只考虑恒轴压卸围压的应力路径,与隧洞开挖过程中围岩的应力调整过程存在一定的差距。以砂质泥岩为试验研究对象,设计进行了加轴压卸围压和恒轴压卸围压条件下的分级卸荷流变试验。试验结果表明:恒轴压卸围压和加轴压卸围压方案下岩样的流变变形趋势总体一致,但相同初始围压条件下,加轴压卸围压试样破坏的围压相对较高,偏应力相对较大,但长期强度与破坏应力的比值相对较小;在围压卸载至岩样临近破坏时,加轴压卸围压方案下岩样的流变应变增长速率明显较快,试样破坏的更加突然;恒轴压卸围压条件下岩样的破坏形态相对简单,一般只存在一条完整的剪切破坏面,而加轴压卸围压条件下岩样的破坏形态要复杂得多,除了控制性的剪切破坏面之外,还伴随有一定数量的次生剪裂纹和张拉裂纹,而且初始围压越大,试样的次生裂纹越多。因此,在隧洞围岩长期变形稳定分析过程中,单纯的恒轴压卸围压流变试验不能满足工程实际需求,应该尽量丰富岩石力学试验的应力路径,以便较好地模拟工程岩体应力的实际变化过程,研究成果为隧洞围岩的长期变形稳定性研究提供了较好的研究思路。
低围压循环荷载作用下饱和粗粒土的动力特性与骨干曲线模型研究

基床层是铁路路基的核心组成部分,一般为粗颗粒土,厚约2.5~3.0 m,长期直接承受行车荷载的反复作用,其在动载反复作用下的变形特性是评价路基工作性能的关键要素之一。为研究粗粒土在列车循环荷载作用下的应力-应变特性,开展了一系列应力控制的单向循环加载大型动三轴试验,模拟列车动载和路基粗粒料填筑实际情况,包括不同动应力幅值(模拟不同列车轴重)、不同围压(模拟不同埋深)的动三轴持续振动试验。结果表明,在循环荷载作用下,土体刚度变化与振动次数、围压关系密切。根据动应力幅值大小的不同,循环荷载作用下饱和粗粒土的动应变随振次的发展形态可分为3种类型:稳定型、破坏型和临界型。根据试验所得出的动应力-应变关系曲线特点,建立了含围压和循环振次的骨干曲线模型。与传统的骨干曲线模型相比,该模型能反映土体刚度随循环振次的变化,更能反映列车往复作用的实际情况;同时该模型能用于估算路基土体动强度,对铁路路基核心层的动力变形稳定性评价和基于动力变形控制的路基设计具有参考价值。
直升机总体设计思路和方法发展分析

直升机总体设计对于型号研制成功与否有着极为重要的影响。随着直升机相关学科以及信息化技术的发展,直升机总体设计亦从传统的原准机设计法、参数统计法等发展到现代的多学科设计优化法。特别是系统工程和并行工程思想以及现代项目管理理念在航空产品研制中的应用,对直升机的总体设计思想产生了重大影响,推动着直升机总体设计向智能化、综合化和系统化方向发展。首先,简要回顾了直升机总体设计技术的发展历程,介绍了传统设计方法和现代设计方法在型号中的应用及其相互之间的差异;然后,重点分析了系统工程和并行工程思想、现代项目管理理念、直升机新构型以及数字化技术对直升机总体设计思想和方法的影响;最后,展望了直升机总体设计方法的未来发展趋势。
基于切换仿射系统的风电电压稳定控制

为了提高基于固态变压器的永磁风电并网系统的电压稳定性,在低压直流侧通过双向DC-DC对超级电容器储能装置进行充放电管理。建立了基于Boost电路的切换仿射线性系统模型,根据Lyapunov稳定性分析法划分各子系统的运行区域,构造切换律,保证系统在任何情况下二次稳定。同时结合储能电路的充放电控制策略维持母线电压稳定,既减少了开关次数,又增强了系统的鲁棒性。仿真研究表明,在风速改变和电网电压跌落两种工况下,直流侧电压波动、超级电容器充放电电压和充放电电流均变小。该方案可以快速准确地抑制直流母线电压波动,改善并网风力发电机组的电能质量和稳定性。
基于机会约束规划的主动配电网分布式风光双层优化配置

提出了一种基于机会约束规划的主动配电网(ADN)分布式风光双层随机最优潮流优化配置模型。上层模型以兼顾传统配电网的投资收益与配电自动化成本的年利润最大为目标函数,通过蒙特卡罗(MC)随机模拟和前推回代法获取系统静态安全机会约束;下层模型以分布式电源(DG)有功削减最小为目标函数,考虑包括DG有功功率削减限制、有载调压变压器电压调节、DG功率因数调节等主动管理(AM)措施及系统静态安全机会约束。给出了结合遗传算法、MC随机模拟和前推回代法的模型求解方法,通过判断上层模型是否满足静态安全机会约束起动下层模型。算例仿真结果表明,该方法在满足置信水平的机会约束下可有效避免小概率事件的负面影响,且在适应多容量渗透率边界下获得兼顾安全经济环境优化的ADN规划方案。
电力变压器油箱形变破裂建模及仿真

电力变压器内部短路故障过程中油箱鼓包、破裂、甚至爆炸屡有发生,其引发的喷油及起火等次生灾害严重威胁到运行人员人身及周围设备和环境安全。为揭示故障油压骤升与油箱形变和破裂的机理和过程,论文将这一复杂现象视为故障压强和油箱应力两个问题进行建模和求解。首先,建立变压器故障压力模型、油箱瞬态力学模型以及压力场-结构场耦合模型,从能量转换的角度理论描述故障电能与油压和应力之间的对应关系;其次,建立360 MV?A/220 kV变压器3D有限元模型,利用多线性各向同性硬化模型近似油箱箱体的应力应变关系;第三,仿真计算不同故障能量及位置下变压器内部故障压强与油箱应力分布和变化特征。仿真结果表明:故障能量、油压幅值以及油箱应力大小之间存在正相关性;及时切除故障及加固油箱箱壁应力集中区域等措施可以有效提高油箱的耐压和防爆能力,减少或避免喷油及火灾等次生灾害的发生。
基于PCHD模型的VSC-HVDC的无源控制及滑模辅助改进控制

无源控制因具有全局稳定性且不存在奇异点,逐渐被应用到基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)控制中。提出一种设计方法较为简单的基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源控制策略,然后加入辅助滑模控制以提高其鲁棒性。在Matlab/Simulink中的仿真实验表明,所提两种控制策略与优化后的PI控制策略相比,具有较好的动态性和鲁棒性。
应用于动模试验系统的风电模拟技术研究

研究了应用于动模试验系统的风电模拟控制技术,针对风电模拟系统与实际风力发电机组转动惯量的悬殊性,提出一种风力机模拟控制方法,实现了实际风力发电机组动态特性的准确模拟;针对动模系统电网条件特性,提出采用PI控制器并联多谐振控制器的改进控制策略,实现了风电模拟系统在谐波畸变及不平衡等非理想电网条件下的稳定运行,同时在双馈风电模拟系统中采用协调控制策略实现了双馈风电模拟系统的低电压穿越功能。接入某电力系统动模试验系统进行实验,实验结果验证了所提模拟控制方法与改进控制策略的有效性。
基于混合整数凸规划的含风力发电机组配电网无功补偿优化配置

提出一种基于混合整数凸规划的配电网无功补偿电容优化配置新算法。利用风力发电机组发电功率的多状态离散概率模型,以安装补偿电容所带来的经济效益最大为目标函数,考虑二阶锥松弛后的潮流约束方程和节点电压约束,对含风力发电机组的配电网中补偿电容器的安装位置和容量进行优化配置。基于二阶锥的凸多面体近似等价方法,将配电网无功优化问题描述为混合整数线性规划问题,利用更通用的求解器求得该问题的最优解。在含风电分布式电源配电网中分别对所提方法进行验证,仿真结果表明,该算法计算效率高,且能得到计及风电随机波动影响的最优方案。
电励磁磁通切换电机励磁故障下发电运行研究

针对电励磁磁通切换电机(EE-FSM)的独特定子结构配置,提出一种在励磁绕组发生故障、无励磁磁场时,以开关磁阻发电机(SRG)模式运行的控制策略。首先分析了EE-FSM以SRG模式运行的基本原理,然后以一台12/10 EE-FSM为研究对象,提出一种6相SRG发电运行控制方案。在此基础上,采用有限元法分析了电机以SRG模式运行时的磁场分布、电枢绕组磁链、电枢电流以及电功率输出能力等电磁特性。分析结果表明,EE-FSM在励磁绕组故障条件下可运行于SRG模式,从而可改善EE-FSM发电运行状态的可靠性。
不同吸附剂对GIS局部放电特征气体变化规律的影响

为提高化学诊断法用于气体绝缘组合电器(GIS)绝缘状态判断的准确度,需评估吸附剂对GIS内局部放电产生的特征气体的吸附特性影响。在小型模拟试验平台上设置针-板电极放电模型,研究了不放置吸附剂、分别放置5A、F-03和KDHF-03吸附剂时GIS局部放电特征气体的变化规律。试验结果表明:加入吸附剂后,SO_2、SOF_2、SO_2F_2、HF四种主要特征气体的含量有不同程度下降;5A型吸附剂对SOF_2、SO_2F_2的吸附能力明显弱于F-03和KDHF-03; 3种吸附剂对SO_2、HF的变化规律影响基本一致,吸附剂存在时SO_2的含量处于定量限范围,且对HF的吸附率均超过96%。诊断特征量C (SOF_2)/C(SO_2F_2)可有效降低利用化学诊断法进行GIS绝缘状态评估时吸附剂类型带来的干扰。
提高直流微电网动态特性的改进下垂控制策略研究

从理论上分析了功率扰动对输出电压的影响因素,提出一种阻性虚拟阻抗加补偿虚拟阻抗的改进下垂控制策略,阻性虚拟阻抗实现直流微电网稳态时的功率分配,补偿虚拟阻抗提升其动态性能;通过对一个简单的直流微电网进行小信号建模,给出了补偿虚拟阻抗的参数设计过程。仿真和实验结果表明,补偿虚拟阻抗下垂控制策略能够提升母线电压的动态特性,阻尼特性增强。
开关频率恒定与占空比调制相结合的PMSM-DT C控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在转矩脉动和磁链脉动大以及开关频率不恒定等问题,提出一种基于简单占空比的开关频率恒定永磁同步电机直接转矩控制。分析了电压矢量在不同转速和定子磁链位置对电磁转矩和磁链的影响,并设计了一种简单的占空比计算方式。PWM调制采用矢量控制的思想,使得逆变器开关频率恒定。仿真和实验结果表明,该方法能有效减少转矩和磁链脉动,保证逆变器的开关频率恒定,控制简单,动态性能好,鲁棒性强。
基于谐波特征与核Fisher判别分析的孤岛检测方法研究

提出一种基于谐波特征与核Fisher判别分析的孤岛检测方法,并对其进行研究。该方法首先从并网逆变器的输出电流和公共连接点(PCC)处电压信号中提取谐波幅值组成特征矢量,然后利用核Fisher判别分析(KFDA)对其进行类别划分,判断是否发生孤岛效应。实验结果表明,所提出的方法比传统的被动式孤岛检测方法检测速度更快,在功率平衡状态下依然能准确检测孤岛的发生,且不易受系统暂态过程的影响;同时,由于未向系统中加入扰动信号,不会对电能质量产生影响,克服了主动式孤岛检测方法的不足,具有较高的准确性与可靠性。
高压大容量五电平逆变器共模电压抑制研究

以一种新型五电平逆变器为研究对象,首先对其工作原理进行了分析;然后根据开关状态分布特点提出一种消除共模电压的调制策略,该调制策略不仅能实现系统共模电压为零,同时还解决了飞跨电容电压平衡问题;最后在Matlab/Simulink环境下对传统调制策略和该文提出的新型调制策略进行对比研究,结果验证了所提出方案的有效性。
特高压输电线路潜供电流的暂态特性研究

潜供电弧属于自由空气中的长间隙交流电弧,其燃弧时间与电流暂态特性密切相关。该文将潜供电流分解为稳态分量和自由分量,分别建立了对应的电路模型。采用EMTP计算了潜供电流的暂态过程。潜供电流的发展可分为3个阶段:前期,电流快速振荡,迅速衰减;中期,电流有比重较大的直流分量,衰减缓慢,易造成电流不过零,对熄弧产生影响;后期,电流自由分量衰减完毕,以稳态分量为主。自由分量是潜供电流暂态过程的决定性分量。分析了电弧电阻、并联补偿度、中性点小电抗及故障位置等参数对潜供电流暂态过程的影响;基于等效阻抗网络和拉普拉斯变换方法,推导了自由分量的振荡频率和衰减系数与系统参数的关系。区别于潜供电流的稳态分量,仿真与理论分析均表明潜供电弧电阻对自由分量起关键作用,电弧电阻值越大,自由分量衰减越快,越有利于熄弧。
高压断路器合闸弹簧动态特性及储能状态检测方法

弹簧操动机构中合闸弹簧的储能状态影响高压断路器合闸特性。将合闸过程中弹簧的加速度信号分为两段,利用前段信号计算弹簧能量释放速度,基于动态时间规整算法获得待检测弹簧与标准弹簧能量释放速度的最小空间距离。利用后段信号提取弹簧的本征频率,基于离散频谱校正法对本征频率进行校正。对最小空间距离和本征频率进行数据融合,求取两者的加权欧氏距离作为检测特征值。实验结果表明,加权欧氏距离小于0.5时CT20操动机构的合闸弹簧的储能满足标准压力±5%的要求范围。
基于脉冲调整的四桥臂逆变器死区补偿策略

为防止桥臂直通加入死区时间会导致逆变器输出能力下降以及输出波形畸变,需要进行死区补偿。四桥臂逆变器开关状态多,电压矢量分布复杂,死区补偿实现困难。对死区效应及其产生机理进行分析,归纳各相电流极性与对应脉冲调整方案的关系,将基于脉冲调整的死区补偿策略应用于四桥臂逆变器。该补偿策略在同一电流极性下脉冲调整具有一致性,易于实现,仅需判断电流极性即可确定脉冲调整方案,达到校正基矢量作用时间的目的,补偿死区效应。分别在三相平衡及不平衡工况下对基于脉冲调整的四桥臂逆变器死区补偿策略进行仿真和实验分析,结果表明该补偿策略能提高逆变器输出能力,减小波形畸变程度,有效补偿了死区效应。
高频隔离型电动汽车快速直流充电器研究

研究了一种新颖的高频隔离型电动汽车快速充电直流变换拓扑结构,在传统移相全桥变换器基础上加入简单的辅助网络实现移相全桥ZVZCS,为确保滞后桥臂实现ZVS,将移相全桥ZVZCS结构与半桥LLC谐振电路通过共享滞后桥臂相结合构成混合全桥-半桥电路,变换器以串联形式输出,由PWM移相来控制。论述了为改善传统移相全桥ZVS电路缺陷已提出的一些改进型结构,详细分析了所提出的混合型变换器的工作原理和工作特性,最后研制了15 kW的实验样机,验证了该结构的正确性和优越性。
两逆变器并联ipt系统的环流消除方法研究

采用一种基于相量调节的环流消除方法,用以解决高频逆变器并联时产生的环流问题。首先详细分析了LCCL型两逆变器并联感应电能传输(IPT)系统的拓扑结构以及环流产生的原因;其次,以一次绕组电流为参考,计算出支路的虚拟有功无功分量,并分析其与相量调节控制目标的对应关系,给出环流消除的控制策略;最后,以两个并联高频逆变器的IPT系统进行实验验证,实验结果表明,此IPT系统的直流电源最大输出总功率约为1.4 kW,系统整体效率(DC-DC)可达89.82%,且两个高频逆变器之间的环流得以有效控制,证明了该方法的有效性。
控制增益对永磁同步电动机自抗扰控制性能的影响

在永磁同步电动机自抗扰控制系统中,当系统的实际控制增益已知时,采用实际控制增益的控制器可获得良好的控制性能,但当系统的实际控制增益未知时,采用估计控制增益的控制器会对系统性能产生影响。将估计控制增益与实际控制增益的比值定义为增益比,分析了它对闭环系统的阶跃响应、抑制噪声性能、抗扰性能以及对连续变化输入的跟踪性能的影响。理论分析表明:增益比越大,则系统阶跃响应的上升时间越短,抑制噪声的效果越好,但抗扰性能越差;增益比越接近于1,系统对连续变化输入的跟踪性能越好。仿真和实验验证了理论分析的正确性。
微扩张管道内幂律流体非定常电渗流动

研究了电渗驱动下幂律流体在有限长微扩张管道内非稳态流动特性. 基于Ostwald-de Wael幂律模型, 采用高精度紧致差分离散二维Poisson-Nernst-Planck方程及修正的Cauchy动量方程, 数值模拟了初始及稳态时刻微扩张管道内幂律流体电渗流流场分布情况, 研究了管道截面改变对幂律流体无量纲剪切应变率及无量纲表观黏度的影响, 以及无量纲表观黏度对拟塑性流体与胀流型流体流速分布的影响. 数值模拟结果显示, 当扩张角和无量纲电动宽度一定时, 电场驱动下的幂律流体在近壁区域速度响应都很快; 初始时刻, 近壁处表观黏度的变化受到剪切应变率变化的影响, 从而影响了三种幂律流体速度峰值的分布, 出现拟塑性流体流速在扩张段上游及扩张段近壁处速度峰值均为幂律流体中最大、而在扩张段下游三种幂律流体速度峰值相近的现象; 稳态时刻, 幂律流体速度剖面呈现塞型分布, 且满足连续性条件下, 幂律流体流速随扩张管半径增大而减小, 牛顿流体流动规律与宏观尺度下流动规律相同; 初始时刻, 在相同电动宽度、不同壁面电势作用下, 幂律流体在扩张管近壁处剪切应变率分布的差异导致表观黏度分布的差异, 并最终导致拟塑性流体与胀流型流体流速分布的差异.
基于随机森林算法的农耕区土地利用分类研究

基于随机森林算法,采用多季节、多时相光谱信息、纹理信息和地形信息进行分类研究,选出最佳分类方案对农耕区土地利用信息进行提取,并利用随机森林算法对所有特征变量进行降维,将降维后的变量分别用于随机森林、支持向量机和最大似然分类法,分析不同分类方法对农耕区土地利用类型提取的适用性。研究结果表明:基于随机森林算法的多源信息综合分类方案进行土地利用信息提取效果最佳,总体精度85.54%,Kappa系数0.8359;利用随机森林算法进行特征选择可以在有效降低数据维度的同时保证分类精度;3种分类方法中,随机森林算法总体分类精度81.08%,分别较支持向量机和最大似然法高9.46%和5.27%。利用随机森林分类法结合多源信息能够有效对农耕区土地利用类型进行分类,为土地类型的划分提供了快捷可行的方法。
干旱绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化特征研究

基于Penman-Monteith公式设计一定梯度的灌水定额和灌水次数双因素组合试验,通过2012-2014年连续3a免冬、春灌膜下滴灌棉花田间定位试验研究,测定分析土壤盐分时空变化规律及其对棉花产量的影响。结果表明:膜下滴灌棉花生育期0~30cm土壤盐分变幅大于40~100cm,较小的灌水定额和灌水次数使0~30cm盐分变幅增大,棉花苗期和花铃期变幅最为明显。灌水定额对土壤剖面盐分变异程度影响弱于灌水次数。增加灌水定额有利于减小棉花各生育阶段0~30cm土壤盐分含量。土壤剖面盐分呈"C"形分布,0~40cm土壤盐分含量灌水12次比灌水16次大1.74%,50~80cm土层土壤盐分含量灌水16次比灌水12次大1.71%,灌水次数对90~100cm土层土壤盐分影响不明显。同一灌水次数下,460mm灌溉定额籽棉产量最高,适宜灌溉定额下,16次灌水次数籽棉产量高于灌水12次籽棉产量。灌溉水利用效率随灌水定额的降低和灌水次数的增加而提高,在南疆水资源短缺情况下高频次小定额灌溉可获得最大的灌溉水利用效率。当0~30cm初始土壤含盐量(2.03g/kg)小于3.0g/kg时,棉花生育期460mm灌溉定额、16次灌水次数,不会产生土壤盐分累积情况,可作为南疆干旱区免冬、春灌适宜棉花灌溉制度。
电极法测定土壤硝态氮精度的提高方法

离子选择性电极为土壤硝态氮含量分析提供了一种快速、低成本的技术方案。以提高基于电极法的土壤硝态氮检测精度为目的,探讨了电极信号特点与环境因素对检测精度的影响;从硬件电路和软件测量模型两方面研究减少误差、提高精度的方法;进行了有、无阻抗变换-滤波模块电极电势信号采集的对比实验,并通过软件编程将不同测量模型(线性回归模型与温度校正模型)嵌入到检测仪表,进行了温度变化时土壤硝态氮检测的对比实验。结果表明,设计的硬件抗干扰电路可以使测量仪表准确采集混杂在高频噪声中的离子选择性电极电势信号(误差和波动均小于1mV),具有良好的准确度和抗干扰能力;当温度变化时,嵌入温度校正模型时仪表测量的相对误差不大于8.20%,与离子色谱法(参考值)进行相关性分析的相关系数R达到0.9986,可有效减小由温度变化引起的电极测量误差,提高检测精度。
基于高光谱图像与果蝇优化算法的马铃薯轻微碰伤检测

针对通常采用的反射高光谱无法准确检测随机放置马铃薯表面轻微碰伤的问题,提出了一种用V型平面镜的高光谱并结合果蝇优化算法(FOA)检测马铃薯轻微碰伤的方法。试验搭建了V型平面镜反射高光谱图像采集系统,分别采集随机放置下的轻微碰伤和合格马铃薯的高光谱图像,每张高光谱图像包含平面镜1反射图像F1、相机直接采集图像F2、平面镜2反射图像F3,分别提取F1、F2、F3感兴趣区域的平均光谱拼接成马铃薯的属性矩阵。采用标准正态变量变换(SNV)预处理后的光谱矩阵进行全波段的支持向量分类机(SVC)建模,预测集的识别率仅为84.11%;为了提高模型的性能,采用蚁群算法(ACO)进行变量优选,优选出9个变量建立的SVC模型预测准确率为95.32%;分别用网格搜索法(Grid search)、遗传算法(GA)和FOA对SVC的惩罚参数c和核函数参数g进行寻优,通过比较分析,FOA-SVC对训练集和预测集的识别准确率均达到100%。试验结果表明,用V型平面镜的高光谱结合FOA-SVC能够准确检测马铃薯的轻微碰伤,可为马铃薯的轻微碰伤在线检测提供技术基础。
膜下滴灌施肥番茄水肥供应量的优化研究

为揭示膜下滴灌施肥番茄对不同灌水量和施肥量的响应,基于2012-2013年田间随机分块试验,采用Tukey HSD方差分析方法研究了不同水肥供应对番茄生长、产量和水分利用效率的影响,进一步采用多元回归分析确定温室番茄田间管理推荐的灌水量和施肥量。结果表明,在2012年,移植后23d,灌水量和施肥量对番茄株高影响极显著,水肥交互作用对番茄株高影响显著;在整个生育期,番茄茎粗与施肥量差异显著;不同灌水处理之间平均叶片扩展速率无显著性差异,叶片扩展速率对施肥处理的敏感性大于灌水处理;干物质积累量与施肥量和灌水量均正相关,施肥量对番茄干物质积累量影响显著,施肥对番茄干物质积累量的影响大于灌水;灌水和施肥对番茄产量影响显著,水肥交互作用对番茄产量影响极显著,在2012年,W1(100%ET_0)处理的番茄平均产量最大,比W2(75%ET_0)、W3(50%ET_0)处理分别高5.99%和13.54%,番茄果数与产量呈正相关关系,单果质量与番茄产量无相关关系;灌水量对番茄水分利用效率的影响极显著,作物耗水量与灌水量正相关,与施肥量无显著性关系,施肥对作物耗水有促进作用。根据2年田间试验结果,综合考虑番茄产量和水分利用效率,推荐番茄灌水量为151.12~207.76mm,施肥量为453.58~461.08kg/hm~2,其中,氮肥用量为213.45~216.98kg/hm~2,磷肥用量为106.72~108.49kg/hm~2,钾肥用量为133.41~135.61kg/hm~2。
双垄耕作施肥喷药覆膜机工作参数优化

为进一步改进双垄耕作施肥喷药覆膜机工作性能,以作业机前进速度、土壤升运器速度、覆土侧流槽角和覆土直流槽角为自变量,采光面地膜机械破损率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了各因素与采光面地膜机械破损率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对采光面地膜机械破损率影响的主次顺序为:土壤升运器速度、作业机前进速度、覆土侧流槽角和覆土直流槽角;作业机最佳工作参数为:土壤升运器速度0.67m/s、作业机前进速度0.70m/s、覆土侧流槽角75°和覆土直流槽角48°。验证试验表明,采光面地膜机械破损率均值为0.216%,较优化前有显著下降。
田间原位综合耕作试验台设计与应用

土壤耕作试验台是开展耕作与种植机具性能试验的关键装备,通常采用室内土槽的形式,但室内重塑的土壤难以反映田间土壤固有的结构性和耕性。本文在前期工作的基础上具体阐述了田间原位综合耕作试验台原理,所设计的原位综合耕作试验台充分发挥室内土槽试验系统在控制精准、互换性强、测试对象及试验内容丰富等优势,为不同种类的牵引型与驱动型耕作部件的试验研究提供了专用的装备。试验台采用框架导轨的结构形式,整体吊装运输。在田间工作时4个立柱支撑在地面铺放的轨道上实现整体横向进位和纵向移动,兼顾长途运输、田间移位、以及在试验区测试过程精准定位的方便性。各种耕作部件都可挂接在多功能测试台车上完成测试,台车配有功能完备的传感器且设置动力驱动模块,提供驱动型耕作部件的驱动和信号测试功能。试验台的轨道提供测试台车的导向并通过电力拖动系统牵引测试台车,牵引速度在0~1m/s范围内可调。试验台的升降由4个立柱上端的同步电机驱动,满足旋耕、犁耕、开沟器等测试过程的刀具入土及耕深控制要求。立柱的整体升降配合测试台车上的螺杆调节装置可以实现最大80 cm的深度调节。试验台配备完备的供电及控制系统,提高了田间试验的电气化程度。经检验所设计的原位综合耕作试验台满足多因子多水平田间测试的要求,节约试验用地并提高了效率。
秸秆-土壤-旋耕刀系统中秸秆位移仿真分析

秸秆-土壤-旋耕刀之间的相互作用机理对于分析耕作过程有着重要作用。为研究秸秆-土壤-旋耕刀的宏观及微观相互作用,对系统中的秸秆位移进行了仿真分析。首先建立了秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型;其次,对仿真结果与室内土槽实验结果进行对比分析,在土槽实验中采用示踪器方法测量秸秆位移;仿真中导出每个时刻的秸秆位置用来描述秸秆仿真位移;最后,利用仿真数据对秸秆位移进行三维分析。实验和仿真都在恒定前进速度0.222m/s和耕深100mm及4种转速(77、100、123、146r/min)下进行。实验与仿真结果皆显示秸秆位移随着转速增加呈现增加的趋势;秸秆的水平运动位移总是大于同转速下的侧向位移;高转速下的实验与仿真位移误差约为40%,低转速下为70%。利用拟合的误差方程和仿真值可以估算秸秆的水平和侧向位移值,估算值与实验值误差为8.7%和9.3%。通过追踪不同位置的秸秆颗粒发现:初始位置不同的秸秆颗粒具有不同的运动:位于正切刃内侧的秸秆在刀刃切开土壤时,沿正切刃边缘滑出;而位于侧切刃下方的秸秆在开始时被侧切刃挤压随刀刃一起运动,而后随土壤一起被抛起;远离旋耕刀工作范围的秸秆,则因受土壤扰动影响而仅有微小的位移。紧靠侧切刃及过渡刃周围的秸秆颗粒在考察时间段内被直接旋耕入土。可以利用秸秆的垂直方向受力情况,优化旋耕刀刃口曲线提高秸秆在旋耕过程中直接入土的比例;还可以整合秸秆水平和侧向位移及分布,寻找最优工作参数使秸秆在3个方向都能均匀分散,从而提高秸秆分布均匀度。
蔬菜钵苗高速移栽机吊杯式栽植器参数优化

为了获取高速状态下蔬菜钵苗移栽机吊杯式栽植器的最佳工作参数,设计了移栽参数可调的栽植器试验台,并进行了钵苗移栽土槽试验。采用二次正交旋转中心组合设计法,以移栽速度、特征参数和吊杯倾角为影响因子,以直立度合格率、株距变异系数和栽植深度合格率为响应值,利用SAS 9.1软件进行回归分析和响应曲面分析,探究单因子及交互因子对响应值的影响效应,并结合非线性优化计算方法,对栽植器的结构参数和工作参数进行优化计算。结果表明:在满足栽植频率大于90株/min的高速移栽状态下,各因子对直立度合格率的影响贡献由大到小为吊杯倾角、特征参数、移栽速度;对株距变异系数的影响贡献由大到小为移栽速度、特征参数、吊杯倾角;对栽植深度合格率的影响贡献由大到小为移栽速度、吊杯倾角、特征参数。优化所得栽植器最佳参数条件:移栽速度为0.47m/s、特征参数为1.18、吊杯倾角为87°,此时理论最优值为直立度合格率98.01%、株距变异系数5.93%、栽植深度合格率89.25%,优化后验证试验表明直立度合格率为96.6%,株距变异系数为6.1%,栽植深度合格率为87.8%,试验结果与理论结果一致,所建立的回归模型合理;优化后直立度合格率、栽植深度合格率较优化前分别提高5.8、3.6个百分点,也高于国家和行业标准规定的指标值。
气力式杂交稻精量穴直播排种器设计与试验

为实现杂交稻大田精量穴直播,解决杂交稻直播时因芽种流动性差和细长形状造成种箱中芽种架空或堵塞的问题,设计了一种气力式杂交稻精量穴直播排种器。阐述了其基本结构和工作原理,分析了梳种条对芽种的助吸作用;研究了充种区芽种的受力情况,建立了芽种不同姿态被吸附时吸室真空度方程。试验研究了有无梳种装置,排种盘转速以及排种盘群组吸孔直径、排种盘转速、吸室真空度3因素综合作用对排种性能的影响。试验结果表明:梳种条对芽种起到搅动、梳理作用,有利于提高排种器的充种性能;当排种盘转速为15r/min,吸室真空度为3.5kPa,排种盘群组吸孔直径为1.6mm时,气力式杂交稻排种器的排种性能最好,其合格率为86.5%。田间试验结果表明,排种器田间播种能够满足杂交稻大田精量旱穴直播的农艺要求。
级联全桥型直流断路器控制策略及其动态模拟试验

高压直流断路器作为直流线路中的分断装置,是构建直流电网的关键设备,可促进大规模风电并网技术的发展。文中详细描述了级联全桥混合式高压直流断路器的工作原理,与基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联的断路器拓扑相比,该拓扑中全桥模块间的电压平衡更易于实现。针对该断路器拓扑提出了快速故障检测方法和预转移控制策略,以缩短断路器的分断时间,搭建了低压动态物理模拟系统,并通过动态模拟试验验证了断路器的分断原理和控制策略。
基于配电管理系统的“花瓣”型配电网供电恢复控制策略

针对中新广州知识城20kV“花瓣”型配电网内部多电源合环运行、外部电源不满足“N -1”的问题,提出了基于配电管理系统的“花瓣”型配电网供电恢复控制策略。该供电恢复控制策略基于配电管理系统直观便捷的图形化建模工具、丰富冗余的电网运行信息以及成熟通用的状态估计算法,通过数据有效性检查、电网故障判断、供电恢复策略计算、控制策略执行,可以有效消除不良数据的影响、可靠识别故障原因、合理选择备用电源、优化切除过载负荷,实现“花瓣”型电网的供电恢复自动闭环控制。此外,还提供了相关异常处理及防误措施,以提高供电恢复控制策略工程应用的可靠性。供电恢复控制策略的功能正确性通过了实验室模拟测试验证,可靠性经过了典型自动化信息样本的分析评估。
模块化多电平换流器半实物仿真平台设计与实验验证

电平数较多的模块化多电平换流器(MMC)系统含大量高频开断的开关器件,其多模块的拓扑结构和复杂的协调控制导致基于纯物理装置的仿真实验建模面临诸多困难。针对这一问题,设计了一种MMC控制器并开发出样机,建立了基于实时数字仿真器(RTDS)和物理控制装置的半实物混合仿真实验平台。其中,一次系统采用2.5μs小步长,能实现上百电平MMC系统的高精度仿真。控制器采用了多核技术,将并行的阀控部分分配在不同核之间,满足了实时控制的要求。通过多个稳态和暂态实验对平台实验能力和控制器的合理性进行验证,结果表明,此平台可灵活实现不同调制和控制策略,各项控制目标响应迅速且跟踪准确。所建立实验平台可以用于主电路设计论证、控制策略研究测试、控制器参数优化、柔性直流系统同大电网的交互研究等领域。
一种新型模块化多电平换流器

柔性直流输电技术应用于架空线路场合面临的关键问题是如何实现直流线路故障的快速隔离,一般认为采用全桥拓扑的换流器是较好的方案。文中提出一种基于类全桥子模块的新型模块化多电平换流器(SFBSM-MMC),与采用全桥的换流器相比,该新型换流器在同样实现直流线路故障快速隔离的同时,还兼具了经济性。介绍了SFBSM-MMC的拓扑结构、工作模式和直流故障隔离原理,并对其基本控制策略、预充电策略和直流线路故障隔离策略进行了设计,最后通过仿真验证了预充电策略和直流线路故障隔离策略的可行性。仿真结果表明,SFBSM-MMC在快速隔离直流线路故障方面具有优良的性能,适合基于架空线路的柔性直流输电工程应用。
主动配电网背景下无功电压控制方法综述

为适应高渗透率、大规模分布式电源的接入,主动配电网成为当前及未来智能电网研究的趋势。文中综述了主动配电网背景下分布式电源接入、需求侧管理和拓扑结构等因素对配电网电压分布和电压稳定性的影响;从集中控制和分散控制两个方面总结了主动配电网的无功电压控制方法。结合当前研究现状的分析,总结了各种因素影响下主动配电网的无功电压控制研究中存在的一些问题和不足,指出了主动配电网无功电压控制研究中亟待解决的几个问题。
天然气分布式能源站综合价值分析

由于天然气发电成本居高不下,使得其应用的经济性较差,但天然气发电作为清洁能源,兼具污染小、运行灵活、系统经济性好等特点,且在应用于分布式发电时,既可实现能源的梯级利用,提高能源利用效率,又可以对系统的安全稳定起到积极的作用。然而目前天然气分布式能源的价值并没有得到很好的体现,这是制约天然气这一清洁高效能源规模化推广的重要因素。针对这种情况,提出以综合价值来量化分析天然气分布式能源站的总体效益水平。文中首先分析了天然气分布式能源站的价值指标,并在此基础上建立基于价值链构成的天然气分布式能源站综合价值模型。该模型从分布式能源站自身、电力系统、用户及社会环境多角度剖析了燃机发电的价值。通过对某天然气分布式能源站的算例分析表明,综合价值模型能更全面、真实地衡量天然气分布式能源站的价值,从而为能源站的规模化推广提供依据和参考。
混压同塔线路跨电压接地故障对距离保护的影响分析

不同电压等级同塔(混压同塔)输电线易发生跨电压故障,这种故障类型对输电线路继电保护提出了更高的要求。接地距离保护是高压输电线路的主保护之一。混压同塔跨电压接地故障对故障线路接地距离阻抗继电器测量阻抗的影响因素包含两方面,一是相邻线路与本线路之间的零序互感,二是另一条故障线路的故障电流。文中综合考虑以上因素,以单相跨单相接地的跨电压接地故障类型为例,首先提出了适用于混压同塔跨电压故障的故障电流计算方法,然后以此为基础提出两种因素作用下故障线路接地距离继电器的测量阻抗计算方法,最后分析了另一电压等级线路与本线路电源电动势相角差与测量阻抗的关系,并分别给出了接地距离保护正确动作与不正确动作时的此相角差范围,并且给出了相应的解决措施。在PSCAD软件中建立了500kV/220kV同塔四回线路模型,验证了理论分析的正确性。
基于SVR逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法

针对行驶过程中轮胎侧滑量、路面性质等不确定性因素导致传统拖拉机二轮运动学模型难以准确描述拖拉机运动轨迹的问题,提出了一种基于SVR(Support vector regression)逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法。采用粒度支持向量回归(Granular support vector regression,GSVR)方法建立了拖拉机前进航向的逆向模型,实时获得实际转弯曲率与运动学理论转弯曲率的函数关系,逆向模型对纯追踪导航模型输出进行,校正提高了纯追踪导航控制方法的适应性和动态性能。拖拉机导航系统的路径追踪路面试验结果表明:当行驶距离大于125m、行驶速度为1.2m/s时,直线追踪最大横向偏差小于0.0614m,较常规纯追踪模型导航方法具有更好的直线追踪性能;田间试验结果表明:该导航控制方法适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机自动对行作业。
生活电器用电效用概念及其评估方法

结合经济学中效用理论,提出了用电效用思想与概念。用电效用是在传统的能效基础上,从电力用户的主体地位角度表征电器用电价值,对指导电力需求侧节能减排和参与需求响应具有关键作用。首先,对典型生活电器分类,给出了不同类别电器的温度和时间效用函数。进一步,提出了生活电器用电效用分级思想,并给出分级方法与其在优化中的应用。最后,以典型家庭环境为例对生活电器用电效用水平进行了评估并进行节能优化,结果表明效用等级的提高意味着能耗的节省,可在保障用户满意度的基础上实现良好的节能效果。
智能配电网的自适应级联方向闭锁保护方案

针对未来智能配电网提出一种基于通用面向对象变电站事件(GOOSE)的自适应级联方向闭锁保护方案。定义了保护的参考方向整定规则和闭锁方向规则,使保护方案能够根据故障位置自适应改变闭锁方向。利用GOOSE在保护之间交换方向闭锁信号,使得保护之间具有互操作性。新方案具有良好的适应性,能够适应含多微网的闭环或开环运行的配电网,允许配电网工作于孤岛或并网等模式,并能快速切除线路和母线等多种元件故障。在电压互感器断线、断路器失灵以及通信失效等异常情况下,该保护方案仍具有很高可靠性。
基于博弈论的配电网中多级微电网优化配置分析

随着分布式发电和微电网技术的发展,未来配电网中将分布着多种规模不同的微电网系统,投资主体也将呈现多样化趋势,为配电网规划设计带来巨大挑战。文中探讨了配电网中的多级微电网结构,选取用户、以能源服务公司为代表的投资开发商和电力公司为参与者,分析了不同投资主体的利益关系,综合考虑分布式电源投资费用、购售电费用、补贴、环保收益、供电可靠性收益等因素,建立了基于不同投资主体的经济模型。结合博弈分析方法,提出了一种基于博弈论的配电网中多级微电网优化配置模型。从经济性角度,以光蓄微电网为例,探讨分析了竞争博弈模式下不同投资主体的优化配置方案,为未来配电网中微电网的设计和建设提供了参考。
计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型

为应对电源与电网规划建设脱节导致的“弃风”等问题,文中提出一种将电源电网协同规划的模型。同时,鉴于需求侧在电力供需平衡中的潜力,将电力需求侧的能效电厂也纳入电力规划统筹考虑,提出了源网荷协同规划的概念与模型。另外,针对风电等新能源发电给电力系统带来的不确定性,从随机性和模糊性两个角度予以分析和建模,并在源网荷协同规划模型中计及双重不确定性。最后,通过IEEE 30节点系统的算例应用,表明该模型能够有效协调电源与电网的规划建设方案以及能效电厂项目的开展,实现系统总成本最小化,并可合理确定风电机组建设规模,保障资源优化利用。
选相及方向元件在风电接入系统中的适应性分析

对传统选相及方向元件在风电接入系统中的适应性进行了研究分析。传统选相和方向元件均基于故障序分量网络分析,故障期间风电系统正负序阻抗相差较大且幅值远大于常规电网的特点使得风电侧正负序电流分支系数具有较大偏差,从而造成了基于正负序电流分支系数近似相等的传统选相和方向元件并不适用于风电接入系统。PSCAD建模仿真和现场故障录波数据验证了适应性分析结论。最后基于适应性分析结论给出了风电接入系统的选相和方向元件建议。