多绳摩擦提升机多连杆锁绳装置的设计与优化

针对现有锁绳装置锁绳低效、松绳困难、锁绳力不足等问题,设计出一种能够实现在各种载荷工况(尤其重载)下安全、高效地进行锁绳作业的提升钢丝绳锁紧装置(简称锁紧装置)。使用SolidWorks对锁绳装置进行三维建模,采用ANSYS对锁绳装置进行有限元分析;然后对锁绳装置关键部位第一连杆进行优化设计,采用中间复合材料设计方法获得初始优化数据组,并且使用Kriging模型建立响应面模型;最后采用多目标遗传算法进行优化。优化结果显示:第一连杆变形量减小17.46%,最大等效应力减小16.18%,显著提高了锁绳装置的综合性能,为矿井的安全、高效生产提供了保障。

基于无源电压纹波注入的24脉航空交直流变换器

针对航空线性交流直流变换拓扑输入侧电流谐波含量高的问题,本文提出一种基于无源电压纹波注入单元的多脉波航空变压整流器,它由12脉变压器、2组整流桥、1个平衡电抗器和无源电压纹波注入单元组成。结合平衡电抗器和无源电压纹波注入单元,该拓扑利用12脉变压器和2组整流桥实现了24脉波直流输出。本文详细描述了基于纹波电压极性,通过等比例交替调整2组整流桥输出电压矢量幅值,形成新的输出电压矢量,达到脉波倍增的过程;推导了相关表达式。本文对提出的变压整流器的工作模式、等效容量、源侧谐波含量等展开了详细分析;研制了样机,并通过实验研究验证了拓扑的可行性和正确性。

导入25%洛岛红鸡血缘对河南斗鸡相关指标的影响

旨在通过研究河南斗鸡导入25%洛岛红鸡血缘后对其屠宰指标、肌肉特性、血清生化指标和目的基因表达的影响,为河南斗鸡的杂交育种提供理论依据。本试验选用同一批次的120日龄纯种河南斗鸡和导入25%洛岛红血缘的杂交斗鸡各10只(公母各半),共分为4组,每组5个重复,每个重复1只鸡,测定其屠体指标、肌肉特性、血清生化指标,并采用荧光定量PCR检测肌肉发育和葡萄糖转运相关基因的mRNA表达水平,所有数据使用SPSS 23.0进行双因素方差分析。结果表明,杂交斗鸡和纯种河南斗鸡在多项屠体指标上均无显著差异(P>0.05)。鸡胸肌肌纤维直径呈现了显著的群体效应(杂交鸡<纯种鸡,P=0.014)。胸肌肌纤维密度指标的群体与性别间互作效应不显著(P=0.056),其中杂交公鸡的胸肌肌纤维密度极显著高于纯种公鸡(P<0.01)。腿肌的肌纤维密度呈现了显著的群体效应(P=0.002),在公母鸡中均以杂交鸡显著高于纯种鸡。实时荧光定量PCR未检测到肌肉发育相关基因(MyHC、MyoG、MyoD1)和葡萄糖转运相关基因GLUT12在杂交斗鸡和纯种斗鸡间的表达差异,但GLUT4基因在鸡胸肌(P=0.000)和腿肌(P=0.023)中的表达均呈现了极显著的群体和性别间的互作效应。胸肌GLUT4基因的表达在公鸡中以杂交公鸡显著高于纯种公鸡(P<0.01),而在母鸡中则以纯种母鸡显著高于杂交母鸡(P<0.05)。在腿肌组织中,GLUT4的表达以杂交母鸡极显著地高于纯种母鸡(P<0.01),而杂交公鸡相较于纯种公鸡差异不显著(P>0.05)。血清生化指标的分析显示,血清GLO (P=0.004)、CHO(P=0.011)、LDL-C(P=0.014)水平均呈现显著的群体效应,且均以杂交斗鸡>河南斗鸡;而血清A/G比值呈现了显著的互作效应(P=0.013),其中纯种公鸡的血清A/G比值显著高于杂交公鸡(P<0.05)。25%洛岛红血缘的导入显著增加了机体的血脂水平,提高了公鸡骨骼肌的肌纤维密度,并以组织特异性和性别特异性的方式改变了葡萄糖转运蛋白GLUT4基因的表达。

人水共生理念下传统窑洞聚落景观理水智慧研究——以陕北地区为例

中国传统聚落景观营建素有将人水共生作为古人聚居选址及农耕生产的理念和举措。因此,在聚落选址之初,古人对自然山水环境的寻找、观察及借用的用心程度甚至超过聚落后期的建设过程。为了更好地保护和传承半干旱区传统窑洞聚落景观理水智慧,避免本土理水营建技术的消失与断代,以陕北黄土高原区传统窑洞聚落为研究对象,从人水共生哲学思想出发,结合DIKW层次结构模型,构建传统聚落理水智慧解析路径与方法。从聚落选址布局理水智慧、人居营建理水智慧、农耕生产理水智慧和自然生态理水智慧4个方面,开展陕北传统窑洞聚落景观理水智慧的提取与体系构建。以期为当前我国半干旱地区乡村聚落生态人居景观营建和水基础设施建设提供理论与经验借鉴。

百叶外遮阳及中空玻璃光热比对光热舒适度的影响

针对我国5个气候区,采用Comfen软件模拟量化了中空玻璃4种光热比下15种百叶工况对酒店南向外遮阳能耗密度及舒适度的影响规律。结果表明,不同气候区对取暖、制冷、通风及照明的能耗需求差别很大,而建筑能耗、室内舒适度之间相互影响。中空玻璃光热比及百叶工况对室内得热及日光照度产生很大影响,并进一步影响建筑能耗及室内舒适度,得到了不同气候区下总能耗密度、热舒适度及光舒适度各单项指标最优时的百叶工况以及中空玻璃光热比。采用CRITIC赋权法得出各气候区建筑能耗密度及室内光热舒适度的权重系数,进一步对不同工况进行了综合评分,并得出最优方案。

考虑气核生长溃灭效应的螺旋桨梢涡空化初生数值模拟研究

梢涡空化是螺旋桨最早发生的空化类型,其一旦发生会显著增强舰船辐射噪声水平.因此,螺旋桨梢涡空化初生的预报是军舰临界航速确定的关键,长期以来受到船舶领域诸多专家学者的重点关注.微观气核受涡心低压作用而发生暴发式生长是梢涡空化初生的重要机制,而传统欧拉框架下的宏观空化模型用经验参数模化了微观气核的影响而无法对该过程准确模拟,影响对螺旋桨空化初生的准确预报.为了弥补传统模拟方法的不足,本研究发展并使用一种基于气泡动力学并考虑水相可压缩效应的欧拉-拉格朗日空化初生数值预报方法对螺旋桨梢涡空化初生进行了数值模拟研究.与实验结果对比表明,该模型能够准确地预报螺旋桨梢涡空化初生.此外,本研究不仅从微观气核角度探究不同来流气核尺寸对空化初生的影响,还进一步研究梢涡流动特性对气核演变的影响机制,初步探究初生空化在螺旋桨梢涡流场中的发声机理.在空化初生光学判断准则下尺寸越大的气核越容易被梢涡捕获而暴发式生长.气核在梢涡卷吸作用下逐渐靠近涡心低压区.在涡心低压区的持续作用下气核开始暴发式生长,并在半径达到最大后迅速收缩溃灭,产生强烈的正声压脉冲信号.

传统窑洞聚落景观地方性知识图谱构建——以陕北地区为例

【目的】为修正黄土高原地区传统窑洞聚落地域性人居个性缺失、形象趋同等问题,需要准确识别其地域性人居景观特征。【方法】运用人类学中的地方性知识理论,提出传统窑洞聚落地方性知识的挖掘方法及路径,并以陕北地区32个传统窑洞聚落景观为例,对其选址布局、空间形态、院落布局、营建技艺和民俗文化中所蕴藏的地方性知识进行识别、提取与图谱构建。【结果】形成由2个门类、6个大类、27个中类、65个小类构成的陕北传统窑洞聚落景观地方性知识图谱。【结论】研究提出陕北地区传统窑洞聚落景观的在地性保护与传承策略,可为黄土高原地区传统窑洞聚落景观地域性人居景观的保护传承和在地性人居营建提供指导与启示。

基于深度Q网络的近距空战智能机动决策研究

针对近距空战对抗中无人机机动决策问题,本文基于深度Q网络(DQN)算法的框架,对强化学习奖励函数设计以及超参数的选择问题进行了研究。对于强化学习中的稀疏奖励问题,采用综合角度、距离、高度和速度等空战因素的辅助奖励,能够精确描述空战任务,正确引导智能体的学习方向。同时,针对应用强化学习超参数选择问题,探究了学习率、网络节点数和网络层数对决策系统的影响,并给出较好的参数选择范围,为后续研究参数选择提供参考。空战场景的仿真结果表明,通过训练智能体能够在不同空战态势下学习到较优的机动策略,但对强化学习超参数较敏感。

无环流四象限双输入双Buck航空静止变流器

航空静止变流器(ASI)是机载电源系统的关键部分,为进一步提升ASI的工作效率和可靠性,在双输入双Buck逆变技术基础上提出一种高效高可靠性无环流ASI拓扑。该拓扑不仅能够四象限运行和部分功率单级传输,而且实现了所有工作模态下桥臂无环流运行。分析了拓扑的四象限运行工作模态、拓扑的等效数学模型等,研究了基于单极性层叠式双载波调制的无环流ASI主功率管的驱动方式。优化了调节器参数,拓展了变流器闭环控制系统的稳定裕度。开展了该拓扑与全桥逆变等拓扑的开关损耗、工作效率等方面的实验研究。结果表明:该拓扑及其控制方法正确可行,部分功率实现了单级传输,工作效率高,并且具有无桥臂直通风险、无需体二极管续流等优点,为高效高可靠性航空静止变流技术奠定了基础。

含小分子发泡剂的硬质聚氨酯泡沫塑料性能老化研究

在环戊烷(CP)和HFC-245fa混合多元发泡体系中添加不同比例正丁烷(HC-R600),研究在模具中制备的聚酯硬质泡沫性能变化和在两种不同老化条件下泡沫的导热系数和压缩强度随老化条件和时间的变化规律,并用导热系数变化规律与实际箱体的导热系数变化对比。研究表明,增加发泡剂R600后,泡沫流动性提升,导热系数上升,强度性能则保持稳定。在不同老化过程中,导热系数变化结果相近;压缩强度变化不一致,但存在加速关系。实际箱体导热系数变化明显小于相同老化周期内模具发泡的变化。

Design and analysis of active disturbance rejection control for time-delay systems using frequency-sweeping

For the typical first-order systems with time-delay,this paper explors the control capability of linear active disturbance rejection control(LADRC).Firstly,the critical time-delay of LADRC is analyzed using the frequency-sweeping method and the Routh criterion,and the stable time-delay interval starting from zero is accurately obtained,which reveals the limitations of general LADRC on large time-delay.Then in view of the large time-delay,an LADRC controller is developed and verified to be effective,along with the robustness analysis.Finally,numerical simulations show the accuracy of critical time-delay,and demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed controller compared with other modified LADRCs.

链式储能系统储能单元能量均衡控制策略

作为解决新能源并网问题的有效手段,级联H桥储能系统虽有诸多优点,但是由于该结构的直流侧相互独立,在实际使用中容易出现"短板"效应,进而严重影响系统运行的稳定性。基于储能单元差异化充放电的思想,依据储能单元能量状态等相关条件构造出均衡函数。通过该函数计算输出A、B、C三相及相内各功率单元的均衡系数,用得到的均衡系数对系统的调制波进行调整,来改变各功率单元功率管开通和关断的时间,使得各相及相内各功率单元以不同的速度存储和释放能量,以实现相间和相内的储能单元能量的均衡。仿真和实验结果表明,所提出的能量均衡控制策略能够有效地实现相间及相内各功率单元的能量均衡,而且动态性能良好,能量均衡速度快。

级联H桥储能系统均衡系数能量均衡策略

级联H桥储能系统作为解决新能源发电系统输出能量波动性、间歇性问题的有效手段,在实际使用中直流侧储能单元容易出现能量不均衡的情况,从而严重影响储能系统运行的稳定性。依据储能单元差异化充放电的思想,提出了均衡系数能量均衡算法。通过该算法输出A、B、C三相及相内各功率模块的均衡系数,将均衡系数作用于系统的调制波,通过对调制波进行调整,进而使得各储能单元以不同的速度存释能量,最终达到能量均衡的状态。仿真和实验结果表明,所提出的能量均衡控制策略能够有效地实现各相及相内各功率模块储能单元的能量均衡,而且动态性能好,均衡速度快。

基于重复控制的电力弹簧研究

在大力推广新能源的背景下,微电网技术不断发展。由于新能源的不可预测性、分布式电源的动静态特性、大量电力电子装置的使用,使得微电网中电压、频率等一系列电能质量参数受到明显干扰。为解决这一系列问题,电力弹簧(electric spring,ES)控制器的设计和研究便成为当前热点。针对目前电力弹簧谐振控制策略存在的不足,提出准比例谐振控制和重复控制相并联的复合控制方法。准比例谐振控制器实现对基波正弦信号的无静差跟踪,重复控制器作为谐波补偿器抑制电网低次谐波,降低系统谐波总畸变率。分析重复控制器的设计原理,并建立MATLAB模型进行仿真,结果表明,改进后的控制结构具有良好的动态性能和更高的稳态精度,在实现更强的抗谐波干扰能力的同时简化了系统控制算法。

传统村落景观的地方性知识构成及评价研究——以袁家村为例

传统村落景观的地方性知识是一类独特的知识体系,承载着村落景观特有信息,表达的是一个地方区别于其他地方的根本所在。为保护传统村落景观,避免"万村同貌",以国家级传统村落袁家村为研究对象,借助地方性知识理论,阐释袁家村传统村落景观中的地方性知识提取路径、知识类别及构成体系,构建地方性知识多元价值评估模型,对其价值进行评价。基于此,提出袁家村传统村落景观的地方性知识保护与传承策略,为相关研究与实践提供思路。

传统村落景观地方性知识提取及体系构建研究——以关中地区为例

受自然地理环境和社会历史文化的地域性与复杂性影响,传统村落景观的地方性表达是一个地方区别于其他地方的根本差异性所在。为更好地保护传统村落,避免“千村一面”,以陕西关中地区现已公布确认的国家级传统村落为研究对象,运用人类学中的地方性知识理论,提出传统村落景观地方性知识的概念内涵、分类体系和提取路径。从大地格局景观、选址布局景观、空间形态景观、街巷格局景观、院落布局景观和民俗文化景观6个方面,开展关中地区传统村落景观地方性知识的提取与谱系生成,从而构建起传统村落景观“人-地”关系语境下的知识网络,使其具备探索、分析和解决“在地性”风景营建的能力。

一阶惯性大时滞系统Smith预估自抗扰控制

大时滞系统是工业过程控制中的典型难题,将先进控制方法应用于大时滞系统时需要与传统的Smith预估器相结合才能获得理想的控制效果。针对一阶惯性大时滞系统,研究了Smith预估器与线性自抗扰控制技术相结合的设计问题,分析了系统的稳定条件和参数摄动问题。证明了当被控对象参数与Smith预估器参数相同时,闭环控制系统稳定的结论,同时推导了参数不同时控制系统稳定的一个充分条件。另外基于数值仿真,从暂态性能、稳定裕度和抗扰能力三方面分析了系统参数和控制参数摄动的影响作用,这些结果可用于Smith预估器和线性自抗扰控制器参数的整定。

非最小相位时滞系统新型Smith自抗扰控制及其鲁棒性

非最小相位对象是工业控制中的典型难题,尤其当不稳定极点或零点与时滞同时存在时,系统更难实现稳定控制.基于含不稳定极点的一阶时滞对象,通过引入两个比例反馈设计了新型Smith自抗扰控制器,分析了两个反馈的作用机理,并得到了系统模型误差的最大允许边界.当对象参数摄动时,运用仿真研究了系统的频域和时域特性,绘制了不同模型下的最大误差边界值与频率的关系.最后,通过蒙特卡罗试验验证了新型Smith自抗扰控制器的抗扰能力优于改进的Smith-PID控制器.

一阶大时滞对象降阶自抗扰控制的鲁棒稳定性

针对一阶惯性大时滞对象,研究了Smith预估器结合降阶线性自抗扰控制(reduced-order linear active disturbance rejection control,RLADRC)的稳定性和鲁棒性问题.根据劳斯判据得到了使系统稳定的参数选择可行域,并通过数值仿真进行验证;然后基于频域响应分析了稳定可行域内系统的相角裕度范围;最后比较了降阶自抗扰预估控制与单独降阶自抗扰控制对被控对象参数摄动的鲁棒性,并基于蒙特卡罗实验证明了降阶自抗扰预估控制的动态性能更好、鲁棒性更强.这些结论可用于Smith预估器和降阶自抗扰预估控制器参数的设计.

大面积有机半导体二维单晶膜偏振光电探测器件

偏振光电探测器件具有对光场矢量方向的探测能力,可极大地丰富光电探测的信息维度,揭露传统探测方法中所不能发现的隐藏信息,因而在目标探测、地质遥感、机器视觉等方面具有重要的应用价值。利用材料结构的本征各向异性实现偏振响应,有助于规避传统偏振探测需要耦合光学元件所导致的结构复杂和系统庞大等问题,有助于实现器件的小型化与集成化。基于大面积有机半导体二维单晶膜构筑了有机偏振探测器件,利用有机单晶膜中分子结构的长程有序和本征各向异性,获得了二向色性比最高可达2.39的偏振光响应特性。进一步,利用大面积有机二维单晶膜在大尺度范围分子堆积结构的有序性和取向一致性,制备了4×4偏振光电探测器阵列,所有器件的偏振方向一致,展示了良好的一致性和均一性,预示其在大面积偏振器件集成方面的潜在应用。