船舶自抗扰无模型自适应航迹控制

[目的]旨在研究船舶在真实海况下航行面临复杂环境干扰的影响,控制船舶克服干扰,实现航迹跟随、智能航行。[方法]首先,将无模型自适应控制(MFAC)算法引入自抗扰控制器(ADRC)中,设计改进自抗扰无模型自适应控制(ADRC-MFAC)算法,通过ADRC跟踪系统的实时状态、识别系统所受未知扰动,根据MFAC建立输入数据(舵角)与输出数据(航向角、角速度)之间的非线性关系,实现稳定的航向控制。然后,结合自适应视线(LOS)制导策略,通过动态航向控制实现对航迹的精准控制。[结果]仿真结果表明,所设计的控制器能够控制船舶快速航行至预设轨迹并沿轨迹行进,在复杂环境扰动下仍能够实现理想的航迹控制。[结论]研究成果不依赖船舶具体模型,可为船舶航迹控制提供参考。

论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题

煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题,明确了煤炭地质勘查工作定位,提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路,拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围,对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为:(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应,还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点,需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式,在关注“煤”的同时,加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究,推动煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源协同勘查与开发利用。(4)针对煤炭智能化开采面临的地质保障问题,加强多手段协同技术开展开采扰动条件下地下水渗流介质及流场演化规律研究,瓦斯(煤层气)逸散和突出机理等隐蔽致灾因素研究,为矿井水、气灾害防治等隐蔽致灾地质因素勘查和资源化利用提出精准分析与预测预报。(5)针对新条件下,煤炭地质勘查工作提升至煤炭生态地质勘查工作的发展需求,提出采用地质手段开展生态环境治理修复新思路,核心是通过人工干预和修复被扰动或破坏的生态地质层,形成与周边地质和生态条件等功能相协调的人造地质体。

接触氧化除铁除锰工艺中微生物的协同作用

以辽宁农村地区二个典型接触氧化除铁除锰水厂为研究对象,采用16S rRNA高通量测序技术对工艺各单元的微生物群落结构进行分析.结果发现,接触氧化除铁除锰工艺各处理单元中的微生物群落结构显著不同,Proteobacteria(43.86%)是接触氧化除铁除锰工艺中的优势菌门,Gallionella和Flavobacterium是主要的除铁锰功能菌属.相关性分析结果表明,Rhodoferax(0.71%)和Sulfurospirillum(0.75%)等菌属与菌落总数,铁和锰浓度之间呈显著正相关关系,说明尽管其相对丰度较低,但仍在系统中发挥着不可或缺的作用.通过分子生态网络与拓扑特性的深入分析以及COGs功能预测,揭示了Gallionella,Flavobacterium,Pseudomonas和Rhodoferax等菌属间的协同作用关系.不同处理单元对微生物群落结构产生了显著影响,但对这些微生物的代谢影响较小,表明形成的微生物共存系统相对稳定,对水中铁锰离子的高效稳定去除有着重要作用.

电纺碳纳米纤维/石墨烯气凝胶薄膜的可控制备与电磁屏蔽性能研究

随着信息技术的迅猛发展,高功率电子设备包括卫星通信、宽带雷达、无线网络和便携式数字硬件等在医疗卫生、电子安全和国防安全领域广泛应用,电磁干扰、辐射污染以及信息泄露等问题则随之产生。目前,如何制备具有优异力学性能、电导率和电磁屏蔽性能的石墨烯基薄膜材料仍然是一个巨大的挑战。因此,本工作以氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)水溶液和电纺碱处理聚丙烯腈(Alkali-treated polyacrylonitrile, aPAN)纳米纤维为原料,通过水热还原和冷冻干燥得到气凝胶,进一步通过预氧化和高温退火处理获得碳纳米纤维增强的石墨烯气凝胶(GCA),并通过液压机压制得到石墨烯基气凝胶薄膜,系统研究了薄膜的电导率、电磁屏蔽和光热转化性能。结果表明,在加入碳纳米纤维后,GCA膜的电导率可以提升至20.5 S/cm。对于电磁屏蔽性能,可从73.7 dB(GA)增加到78.8 dB(GCA-10),且气凝胶膜的整体屏蔽效果可以达到99.999 995%以上。此外,该气凝胶膜还呈现出优异的光热转化性能,有望应用于光吸收和原油传输等领域。

羰基铁粉作为微波吸收材料的研究进展

目的介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉(Carbonyl Iron Powder,CIP)在吸波领域中的应用。在CIP材料的基础上,使用不同的改性方法,开发“轻、宽、强、薄”的CIP微波吸收材料,实现对微波的高效吸收。方法综述近年来羰基铁粉作为吸波材料的研究现状,介绍和分析不同改性方法,如形貌改性、涂覆改性、复合改性等对羰基铁复合材料吸波性能的影响。结论CIP作为微波吸收材料,可以通过不同改性方法来改善缺点,制备的复合材料更符合当下社会对吸波材料的需求,与传统CIP材料相比,CIP复合材料作为微波吸收剂,具有更大的潜力。

基于扩张状态卡尔曼原理的海浪滤波算法

针对海浪干扰下船舶控制系统存在的无效舵问题以及风、流干扰下观测器存在的静差问题,提出一种基于扩张状态卡尔曼原理的海浪滤波算法。该方法首先对船舶一阶Nomoto模型进行离散化,基于带遗忘因子的最小二乘法对模型中的参数进行辨识;以海浪二阶传递函数与一阶Nomoto模型建立用于海浪滤波的四阶状态方程,并以Nomoto模型中环境干扰与未建模动态组成的综合干扰项为扩张状态建立五阶状态方程,基于卡尔曼滤波算法设计海浪滤波器,在实现海浪滤波的同时消除干扰环境下状态观测静差问题。仿真结果表明,本文提出的海浪滤波算法能够有效的滤除船舶航向的高频信号并正确的估计出船舶的运动状态,显著减少了船舶航行时的无效舵问题。

基于无迹粒子PHD滤波的序贯融合算法

针对在杂波、漏检和非线性情况下,粒子概率假设密度滤波(particle probability hypothesis density filter,P-PHDF)算法估计精度不高、滤波发散及粒子退化等问题,提出了一种基于无迹粒子概率假设密度滤波(unscented particle-PHDF,UP-PHDF)的序贯融合算法。利用无迹粒子滤波(unscented particle filter,UPF)实现PHDF,由UKF算法得到更好更优的重要性密度函数并从中采样,使粒子的分布更接近多目标概率假设密度分布;另外,为进一步提高滤波算法的性能,实现基于雷达和红外传感器的UP-PHDF序贯融合算法,通过两传感器交替滤波保证目标状态的可观测性。在复杂环境下,仿真结果表明该算法的估计精度和稳定性明显优于单传感器P-PHDF算法。

玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的试验研究

针对生物质热化学转化过程中产生焦油的诸多不利影响,利用催化裂解法将焦其化为小分子燃气,可达到双效降低焦油含量并提高燃气热值的目的。本研究利用500℃条件下慢速热解获得的玉米秸秆炭和木屑炭作为催化剂,在自制的焦油催化裂解装置中,研究裂解温度为700、750、800、850、900、950和1000℃时,两种催化剂对焦油的催化裂解效果。结果表明:两种催化剂对焦油裂解具有良好的催化性能;随着裂解温度升高,裂解气中H_2含量逐渐增加,CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_6等含量均逐渐减少,裂解气热值和密度逐渐降低;比较来看,木屑炭对焦油的催化性能优于玉米秸秆炭;焦油裂解产气率随裂解温度升高而增加,在反应温度为1000℃时,玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的产气率分别为91.98%和94.11%。总体来看,玉米秸秆炭和木屑炭既对生物质焦油具有良好的催化性能,又为催化裂解反应提供炭源。

建筑环境与能源应用工程专业生产实习新模式探索

建筑环境与能源应用工程专业生产实习效果好坏,直接决定该专业大学生从学习到工作转变进程的快慢。目前,建筑环境与能源应用工程专业教学过程中存在重理论、轻实践的现象,生产实习大多以参观为主,不能达到提升大学生理论结合实践能力的目的。针对目前生产实习效果差的问题,沈阳农业大学工程学院拟通过建立一种新的生产实习模式来解决。一方面加强校内外实习基地建设,与四家企业达成基地建设意向,建成三个校内基地,同建筑环境与能源应用工程专业相关校内部门达成实习协议;另一方面,调整生产实习组织和考核方式,增加暑期实习。最后,通过毕业生就业去向对比发现这种实习新模式在毕业生就业方面起到了积极作用。这表明,建筑环境与能源应用工程专业生产实习新模式卓有成效。

秸秆成型燃料气化气作为车载燃料的试验研究

以改变进入气化炉空气的温度,从而改变当量比的方法研究了秸秆成型燃料气化产出气的成分变化规律。研究结果表明:气化气成分变化明显,热值大幅度提高,达到了改变气体成分的目的。初步研究了秸秆成型燃料气化气作为机动车燃料的适应性和动力性能,着重分析了尾气中CO,HC及NOx的排放规律及主要影响因素。研究结果表明:秸秆成型燃料气化气对汽车发动机有良好的适应性;尾气排放完全符合GB18285-2005的相关规定,其中,CO,HC的排放量仅为排放限值的5.56%和1.11%。

生物质炭化技术研究进展

针对生物质炭化技术相对滞后的现状,从生物质特性研究入手,在分析炭化机理的基础上,重点评述了生物质炭化影响因素和工艺装置的研究进展。指出原料、预处理方式和工艺参数是影响生物炭产量的3个主要因素,并对比了窑炭化、固定床炭化、螺旋炭化、微波炭化和流化床炭化的优缺点,为后续生物质炭化技术发展指明方向。

浅析丘东LPG装置中重接触塔的作用

重接触塔作为一种较新型的单元操作设备,在近几年来国内引进的几套LPG装置中被广泛采用,从其运行情况来看,对于装置冷量的合理利用以及装置C3收率的提高,其效果是比较显著的。笔者在充分研究了国内引进的LPG装置中重接触塔技术的基础上,针对丘东LPG装置的特点。

板桥凝析气田地下储气库建造技术

介绍了大港油田地下储气库建设中运用的圈闭有效性评价技术、地下储气库原始库容量和储气库容量指标评价方法、井数和油管尺寸优化技术、多功能注采一体化管柱设计技术、过油管射孔技术等。同时,总结了地下储气库地面建设特点和配套技术研究的成果。为今后国内同类型油气藏地下储气库建设提供有用的资料,有助于提高我国利用砂岩油气藏建设地下储气库的总体设计技术水平。

高当量比生物质氧气气化试验研究

以固定床气化炉为反应器、秸秆成型燃料为原料、纯氧为气化介质，通过改变进氧气量来调节气化当量比，试验研究高当量比（0．31—0．40）对气化结果的影响。发现随着当量比的增加，气化反应温度逐渐升高、碳转化率和气体产率逐渐增加、产出气热值逐渐降低、产出气中焦油含量逐渐降低。试验结果表明：高当量比生物质氧气气化的方法可行；通过增大当量比的方法提高反应温度，可有效降低产出气中的焦油含量。

外界刺激响应型电磁干扰屏蔽材料的研究进展

在现代高精尖技术突飞猛进的背景下,如何抑制电磁干扰成为目前材料领域广为研究的重要课题。电磁干扰屏蔽材料有助于吸收或反射电磁辐射,从而作为一种屏障以阻挡电磁辐射。然而,随着科技的发展,传统的电磁干扰屏蔽材料已无法满足日益复杂的应用场景的需要,不能实现易于调谐且响应灵敏的屏蔽效能、吸收损耗、反射损耗。外界刺激响应型电磁干扰屏蔽材料则有望解决这一问题,这类材料的特点是:电磁响应性能可以根据特定的应用要求或实时的环境变化自行调整。综述了应变响应型、温度响应型、湿度响应型三种外界刺激响应型电磁干扰屏蔽材料的最新研究进展,包括材料的结构特点、主要成分、制备方法和响应机制,对未来发展和研究方向进行了展望。

煤矿采区高密度三维地震深度域资料解释方法

时间域地震资料解释比较成熟,深度域处理技术已经走向煤炭领域,但煤矿采区高密度三维地震深度域资料解释实际应用还存在很多问题。通过煤炭地震深度域层位标定、深度域断层解释、深度域底板成图的摸索应用,参考时间域解释的流程,初步建立在煤炭高密度三维地震深度域资料中直接解释煤田地质成果的方法。以淮北祁南矿三维叠前深度偏移地震资料应用为例,通过深度域、时间域地震数据的对比剖析,断层解释、回采面地震属性显示及底板成图,取得精度更高的结果,利于一线技术人员直接运用深度域地震资料来指导煤矿生产。

生物质流化床气化技术应用研究现状

按所得产品不同,可将生物质气化技术分为制氢、发电和合成液体燃料3大类。文章介绍了生物质流化床水蒸气气化制氢、催化气化制氢和超临界水气化制氢的工艺特点;分析了生物质流化床气化发电的技术、经济可行性;简述了生物质流化床气化合成液体燃料的研究现状;指出气化产出气化学当量比调变、焦油去除问题和合成气净化是生物质流化床气化技术应用的主要瓶颈,认为定向气化是今后研究的主要方向。

煤系地层下的小断层识别影响因素探讨

在煤矿开采阶段,精准识别出小断层,对煤矿安全开采极为重要。针对煤系地层小断层发育的内在特征,基于反射波的运动学以及动力学特征变化的基础理论,建立了煤系地层小断层地质模型及其正演模拟分析,从理论模型上研究了煤系地下小断层变化引起的地震响应特征,分析了在地层速度、地层厚度以及地震波主频影响下的煤系地层小断层弹性波运动学及动力学变化规律,探讨了煤系地层小断层影响因素变化对小断层识别的影响。通过巷道实际揭露的资料,分析了小断层地震响应特征。不仅能为物探人员解决地震信息解释小断层的识别精度提供方向,也为地震信息解释煤系地层小断层提供了基础依据。

基于谷歌地球的三维地震勘探技术的应用

野外施工是地震勘探的一个环节,工区的地形地貌对野外施工和施工质量有很大的影响,在地震勘探的踏勘、设计、施工过程中需要借阅大量的地形图来指导野外生产。谷歌地球是一款全球卫星地图集成软件,被广泛应用到各个行业,其最大特点就是能够提供大量清晰度很高的卫星图片,对于地震勘探来说,有很高的使用价值。作者通过对谷歌地球软件功能的探索,结合地震勘探各个环节的特点,描述了基于谷歌地球软件技术如何来进行踏勘;如何借助第三方软件来实现地震勘探物理点批量展布来辅助施工设计;如何指导野外生产施工等等,通过实例应用,取得了良好的效果,提高了工作效率,节省了大量的资源。

应用分频解释技术预测无煤带

无煤带的问题影响着煤矿的采面划分,巷道布局及安全采掘施工,如何圈定无煤带的边界是煤矿开采非常关键的问题。通过对无煤带地质特征及其地震响应特征的分析,采用短时窗离散傅立叶变换的分频解释技术,分析频率数据体中调谐振幅随频率变化,获得了煤层与无煤带间存在着明显的频谱差异,从而得到高于传统分辨率的频谱数据。实现了分频解释技术在无煤带预测中的应用方法,地质效果较好。