机械谐振系统实验平台动力学特性及实验方法研究

为了改善自动控制原理及相近课程的教学效果,促进一体化课程建设,研制了机械谐振系统实验平台。首先,建立了实验平台的数学模型,详细分析了所提出的机械谐振系统的非线性动力学特性,讨论了实验平台系统的L_(2)稳定性和李雅普诺夫稳定性;其次,介绍了实验平台的软硬件组成及其实际应用方法;最后,用仿真实验和物理实验对机械谐振系统实验平台进行了验证。结果表明:通过机械谐振系统实验平台,能直观地展示二阶系统的时域响应特性与频率响应特性,以及PID、LQR和基于李雅普诺夫函数的抑振控制器的控制特性。所设计的机械谐振系统实验平台能够更好地辅助完成控制工程相关课程的教学任务,并为控制工程科研工作提供技术支持。

鲜食玉米果穗含水率近红外光谱无损检测影响因素

为了获取鲜食玉米果穗高质量近红外光谱,该研究基于近红外漫反射光谱技术开展试验参数对鲜食玉米果穗光谱特征影响及建模验证探究。根据果穗棒状特征,搭建多维度综合试验装置,采集光源类型、光强大小、探测距离和光源角度共4类不同参数下的900~1700 nm光谱数据,进行卤素灯杯与光纤光源、卤素灯杯功率20与40 W、探测距离10~50 mm和30°、45°及60°卤素灯杯夹角的对比试验,分析光谱差异及曲线分布规律,采用标准差和光谱面积极差指标进行光谱质量评价。进一步开展建模验证试验,针对30°和45°卤素灯杯夹角下的光谱,经多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)、一阶导数(first derivative,FD)和趋势校正(detrending,DT)预处理后,应用偏最小二乘回归(partial least squares,PLS)和支持向量机(support vector machines SVM)方法建立了含水率预测模型,并对建模性能进行了对比。试验结果表明,卤素灯杯、功率20 W、探测距离40 mm对应所选果穗的光谱响应充分、干扰少,与果穗特征相匹配,曲线采用标准差和光谱面积极差分别为0.83和187.2,综合光谱曲线质量评价和建模性能对比,卤素灯杯夹角45°优于30°。通过SNV预处理后的SVM预测模型具有更好的性能,校正集和预测集决定系数分别为0.943、0.880,均方根误差分别为0.708、0.932,剩余预测偏差为2.956。该研究结果可为基于近红外漫反射光谱技术的鲜食玉米果穗内在品质无损检测提供技术支撑。

玉米粮堆通风干燥过程中热湿传递模拟及试验

为了准确预测玉米粮堆通风干燥过程中的热湿分布变化,明确适宜的通风条件。该研究基于干储一体仓,运用局域热非平衡理论,考虑玉米呼吸热,建立玉米粮堆通风干燥热湿传递模型,探究不同因素对通风干燥过程的影响,并进行通风干燥试验,分析玉米含水率、温度以及粮堆空气的温湿度分布变化情况。结果表明:建立的热湿传递模型可有效模拟仓内玉米粮堆通风干燥的过程,玉米监测点的温度、含水率模拟值与试验值的相对误差分别为1.4%~12.1%、0.3%~14.5%,平均值分别为4.8%、6.5%;通风前期玉米粮情存在一定的不均匀性,内层玉米的升温速率与干燥速率快于外层。随着通风过程的持续,上述不均匀性逐渐降低。综合考虑不同条件下玉米温度和含水率的变化,适宜的通风条件为空气相对湿度低于75%、通风风速为0.09~0.23 m/s,风温随大气条件而定。玉米通风干燥中试试验的单位能耗为890.2 kJ/kg,节能效果显著。研究结果可为玉米通风干燥技术和操作工艺的优化提供理论支持。

基于RBF的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制

虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术可以使并网逆变器具有与同步发电机类似的外特性。VSG系统暂态稳定性的主要影响因素是虚拟惯量和阻尼系数,但现有的控制策略在参数调节过程中存在灵活性不足的缺点,不能有效解决系统暂态稳定性和暂态恢复时间的问题。针对这一问题,提出动态调节阻尼补偿量的概念。将阻尼系数和阻尼补偿量共同作为系统的等效阻尼系数,设计了基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制策略,实现了参数之间的解耦,使系统的阻尼随着系统频率的变化进行动态调整。通过建立VSG数学模型,确定了参数的具体取值范围。最后,在仿真平台上搭建VSG系统,分别在出力波动和低压穿越两种工况下验证了所提控制策略相较于传统RBF控制策略的优越性。

拖曳阵列流致噪声的混合高斯建模与抑制

湍流边界层压力起伏导致拖曳阵列流噪声难以精确建模与抑制,为此分析了拖曳阵列流噪声的产生机理与统计特性。针对非高斯分布的拖曳阵列流噪声,发展了混合高斯模型建模方法,同时建立了多通道的拖曳阵列中声源信号的低秩模型,并对流噪声和声源信号模型中的参数通过期望最大算法进行求解,最终实现了水听器接收信号中的流噪声与声源信号成分分离。对实际湖试数据进行流噪声抑制与目标方位估计,结果表明,在不影响定位结果的前提下,最大旁瓣级抑制达到8~10 dB。

基于LMI滑模变结构的倒立摆系统稳定控制

以一级倒立摆为研究对象,利用牛顿法建立数学模型,针对其不确定性和稳定性问题,采用指数趋近律,利用线性矩阵不等式方法(LMI)辅助滑模控制策略推导设计出滑模变结构控制器,并结合最优控制理论和饱和函数优化系统参数,提高控制性能。通过Matlab对一级倒立摆系统进行性能仿真验证。仿真结果表明:优化改进后的滑模变结构控制方法在克服系统自身参数的不确定性和外界干扰的同时,有效地抑制了系统抖振,且系统响应快、超调小。

粒子群算法和灰狼算法的融合

为了解决传统粒子群算法(PSO)容易“早熟”、陷入局部最优以及灰狼算法(GWO)收敛速度慢的问题。首先,采用GWO算法的个体极值更新策略来实现个体包围式向最优值趋近,融入PSO算法的速度更新策略来实现群体向最优值的趋近,并且在原始粒子群算法基础上加入线性惯性权重递减来提高算法的收敛速度,从而提出了一种基于灰狼算法和改进的粒子群算法(IPSO)的融合优化算法(GW-IPSO);其次,通过6个经典算例进行仿真试验,将融合算法与PSO算法、IPSD算法、灰狼和粒子群结合算法(GW-PSO)进行对比;最后,应用融合算法对二级直线倒立摆的控制器设计进行参数寻优。结果表明:针对6个标准测试函数,混合算法的30次试验结果平均值更接近最优值,且标准差几乎都是最小的;应用在倒立摆控制问题上,系统在5 s左右进入稳定状态。融合后的GW-IPSO算法能够在一定程度上避免早熟和陷入局部极值的问题发生,并且能够很好地应用于控制器设计过程中参数寻优问题。

三级倒立摆的自动摆起与稳定控制

采用非线性逆系统轨迹控制实现三级倒立摆的自动摆起,并设计了变增益LQR控制器将其稳定在竖直倒立位置.首先,三级倒立摆从静止下垂状态摆起到竖直倒立位置的过程,从数学角度看是一个两点边值问题,通过求解该两点边值问题获得摆起的标称轨迹,利用逆系统方法设计前馈控制,同时结合增益调度反馈控制使摆起过程稳定;其次,在稳定控制阶段,采用基于逐点线性化的变增益LQR控制器,实现倒立摆的稳定控制.仿真实验验证了本方案的有效性.

基于变增益LQR的三维吊车防摆控制

建立了三维吊车系统的数学模型,采用分离变量法建立了三维吊车的时变线性模型,并讨论了系统的可控性。针对变绳长吊车系统的防摆问题,设计了变增益LQR控制器,有效地实现了三维吊车的防摆控制。对比仿真实验结果证明变增益LQR控制方法具有较强的自适应性和稳定性,显著提高了控制性能。

彭庆洲教授从肝脾肾论治创伤骨折后骨质疏松症经验

彭庆州主任医师,现任郑州市骨科医院正骨科科主任、中国医师协会骨科医师分会委员、中国医师协会骨科医师分会外固定与肢体重建工作委员会全国委员等。他擅长治疗创伤骨科疾病,尤其精于闭合手法复位微创内(外)固定技术治疗四肢骨干及关节内骨折。从目前国内外研究现状出发,对创伤骨折后骨质疏松症及创伤骨折后骨质疏松症的中医学病名基本概念做出界定,指出从肝脾肾论治创伤骨折后骨质疏松症的重要性,进而指出中医学对于本病的认识及治疗方法,为临床治疗本病提供了新的思路及方向。接着,介绍了本理论是从临床治疗出发,依据典籍,为随后“肝脾肾论治创伤骨折后骨质疏松症”的理论阐述奠定了基础。然后,通过论述本病的发病病机及对治疗时局部与整体相结合、辨证与辨病相结合的分析,引出了肝脾肾论治创伤骨折后骨质疏松症的治疗观点。中医药治疗创伤骨折后骨质疏松症具有悠久的历史及独特的理念,疗效显著。最后,论述要以调肝为关键,注重养肝、补肝、疏肝,调理肝气是治疗创伤骨折后骨质疏松的核心;认为本病的基本病机是肝脾肾亏虚,在补肾、补脾益气、调肝的同时,活血化瘀是治疗创伤骨折后骨质疏松的关键;在此基础上对本病的整体治疗给出建议,增强对患者骨量的调充,达到提高疗效的目的。通过总结,得到以下结论:肝脾肾论治创伤骨折后骨质疏松症确有疗效,值得推广。

多相架空输电线路综论

本文概述了一种新型的输电方式──多相输电的发展情况及其优势，指出了存在问题，希望能引起有关方面的兴趣与重视。

逆系统轨迹控制二级倒立摆自动摆起

将逆系统轨迹控制应用于二级倒立摆的自动摆起控制系统,离线求解非线性方程两点边值问题,得到系统的参考轨迹;采用逆系统前馈控制和基于H∞控制的增益调度反馈控制对参考轨迹进行精确跟踪,实现二级倒立摆的自动摆起;当两摆杆摆起到竖直倒立位置后,采用变增益H∞反馈控制器进行稳定控制.仿真实验结果表明,该方案在较短的摆起时间内实现了二级倒立摆两摆杆的自动摆起,稳定性和鲁棒性明显提高.

模拟同步发电机励磁绕组时间常数的补偿

在利用小型同步发电机仿真大型同步发电机时,需要提高时间常数。本文提出一种方法,在可控硅励磁控制系统内引入励磁电流反馈进行T_(do)的补偿,理论与实践证明,该方法具有经济、精确、方便等优点,宜于在模拟同步发电机的励磁系统实施。

独活寄生汤联合轻手法推拿治疗非脊髓型颈椎病临床研究

目的:探讨独活寄生汤联合轻手法推拿治疗108例非脊髓型颈椎病的临床疗效。方法:选取非脊髓型颈椎病患者108例作为对象,根据患者所用治疗方法的不同,将108例患者分为对照组和治疗组,各54例。对照组采用独活寄生汤加减进行治疗,治疗组采用独活寄生汤联合轻手法推拿进行治疗,1周为1个疗程,比较两组患者3个疗程后的临床疗效情况。结果:两组患者治疗后VAS评分均明显低于治疗前(P<0.05),治疗组患者治疗后VAS评分明显低于对照组(P<0.05)。治疗组治愈19例,治愈率为35.19%,显效30例,显效率为55.56%;对照组治愈14例,治愈率为25.93%,显效26例,显效率为48.15%,治疗组愈显率显著高于对照组(P<0.05)。治疗后,两组颈椎疼痛的区域FA值明显下降低,ADC值明显升高,且治疗组患者变化幅度比对照组更加明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,治疗组眩晕、头痛、肢体麻木及心悸评分均低于对照组,存在统计学差异(P<0.05)。治疗后,两组患者C5-C8的ISNCSCI评分均明显升高,且治疗组比对照组升高更明显,存在统计学差异(P<0.05)。结论:与单独采用独活寄生汤治疗非脊髓型颈椎病相比,应用独活寄生汤联合轻手法推拿治疗非脊髓型颈椎病的临床疗效更为满意。

中药熏洗治疗未成熟期创伤性骨化性肌炎26例疗效分析

目的观察中药局部熏洗治疗未成熟期创伤性骨化性肌炎的临床疗效。方法将52例未成熟期创伤性骨化性肌炎患者随机分为2组,每组各26例,分别采用中药熏洗和石蜡外敷进行治疗,两组均治疗8周后统计疗效,根据评价标准进行观察,对有效率进行统计学分析。结果中药熏洗组有效率为76.92%;石蜡外敷组有效率为30.77%,两组差异有统计学意义(P<0.05),中药熏洗组疗效明显优于石蜡外敷组。结论中药熏洗能够有效抑制骨化性肌炎骨块生长,改善肢体功能。

显微镜下精索静脉结扎术治疗精索静脉曲张对精浆线粒体功能障碍的影响

目的 分析显微镜下精索静脉结扎术治疗精索静脉曲张对精浆线粒体功能障碍的影响。方法 选取2020年2月至2021年9月在蠡县医院接受不孕症评估的105例精索静脉曲张不育男性患者,均接受显微镜下精索静脉结扎术。在术前和术后3个月收集两次精液样本,分析精浆线粒体活性、精子核DNA的完整性和线粒体呼吸评估。结果 患者术后3个月Ⅰ级细胞较术前增多,Ⅲ级细胞较术前减少(P<0.05),Ⅱ级细胞和Ⅳ级细胞与术前比较无统计学差异(P>0.05);患者术后3个月Ⅰ级细胞和Ⅱ级细胞百分比较术前增多,Ⅲ级细胞和Ⅳ级细胞占比较术前减少(P<0.05)。患者术后3个月DNAⅠ级量和Ⅱ级量较术前升高,DNAⅢ级和Ⅳ级量较术前减少(P<0.05)。患者术后3个月的呼吸控制率(RCR)、V3、V4等参数较术前升高(P<0.05)。患者术后3个月的精子浓度、活动精子率、正常形态精子率较术前升高,不活动精子率、血清活性氧代谢物(ROM)和精子脂质过氧化物(LPO)水平较术前降低(P<0.05)。结论 精索静脉曲张患者呈现出更高百分比的DNA断裂细胞和线粒体不活跃的精子,显微镜下精索静脉结扎术能保持精索静脉曲张患者DNA完整性并显著改善精浆线粒体功能障碍。

重构中性点的曲折接线变压器分析

论证了用于１０ｋＶ配电网的接地变压器的技术经济性能，论证表明采用曲折绕组接法的接地变压器加消弧电抗器方案技术上与经济上都是优越的，理论上澄清了某些易于出错的概念。

限制性液体复苏在骨盆骨折伴失血性休克急救中的应用观察

目的分析限制性液体复苏在骨盆骨折伴失血性休克急救中的应用效果。方法选取在我院急救的骨盆骨折伴失血性休克患者98例,按抽签顺序分为两组,各49例。对照组实施常规液体复苏,研究组采用限制性液体复苏,对比两组患者实验室结果、并发症发生率及病死率。结果研究组血小板、血细胞比容较对照组明显升高,血液凝血酶原时间、血乳酸明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);研究组酸中毒、DIC、多器官功能障碍综合征(MODS)发生率及病死率较对照组降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在骨盆骨折伴失血性休克急救中实施限制性液体复苏,可降低并发症发生率及病死率,改善患者预后。

预测模糊自整定PID集成控制系统在温度控制中的应用研究

设计了一种基于预测的模糊自整定PID温度控制技术,它采用计算机模型预测与模糊PID自整定控制器相结合的控制技术,具有精确度高、稳定性好的特性,对非线性、时变性和大滞后性的温度控制对象具有良好的控制效果,适用范围宽。

上海光源红外光束线主动反馈控制器的设计

主动反馈控制器用来抑制外来机械振动对上海光源红外光束线稳定性的影响。介绍了控制器的设计背景、光路布局和工作原理,讨论了控制器中关键部件的探测器和执行器的选择方法,并给出了控制器的校正补偿电路图及最终的测试结果。校正补偿电路的设计是对被控制对象的测试和数学模型采用频率特性法而实现的,对时域阶跃响应、光源的模拟抖动测试及其相应的幅度频谱等进行了测试,结果表明该控制器的设计能够显著地抑制红外光束的光斑位置抖动,最大工作带宽250 Hz,最大稳态误差5μm。