2000A级海洋可控源电磁发射系统

海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测深海石油、天然气、天然气水合物和其他电性异常目标体的有效方法之一.MCSEM探测的硬件系统由发射和接收两大部分组成,发射系统包括远程甲板监控单元、甲板变频升压单元、光电复合深拖缆、发射机拖体、发射天线和尾标等部件.本文从可控源电磁场中与发射系统相关的参数探讨出发,以大功率电能传输、大电流开关逆变、IGBT控制波形产生等核心要素为框架,深入分析了具有自主知识产权的2000A级海洋可控源电磁发射系统关键技术.实验室测试和海洋试验结果证明,发射机采用的新型干湿舱混合设计方法和GPS秒脉冲长距离传输技术,显著提高了发射电流和散热性能,可在千米水深的近海底实现稳定可靠的远程遥控通信和2000A级的开关逆变,建立DC-10 Hz的大电流人工电磁场源.本文介绍的内容为深海大功率地球物理仪器的设计提供了参考.

长白山区4种针叶林有效叶面积指数遥感精细反演及空间分布规律

[目的]研究快速、准确、宏观获取不同森林类型有效叶面积指数(LAI_(e))的方法,探讨其空间分布规律,为中小尺度森林LAI_(e)遥感产品的开发提供新思路,为林业精细化监测和森林生态系统碳水循环模拟提供科学可靠的技术手段。[方法]以长白山为研究区,基于Sentinel-2A多光谱影像,运用三维卷积神经网络提取研究区4种针叶林型(长白落叶松、樟子松、红松和红皮云杉)的空间分布;采用区分林型和全样本2种方案,分析样地实测LAI_(e)与7种植被指数(增强植被指数、反红边叶绿素指数、改进简单植被指数、归一化水体指数、归一化植被指数、土壤调节植被指数、简单植被指数)的相关关系;利用各林型对应的最优植被指数,构建区分林型和全样本LAI_(e)与植被指数的回归模型,并基于验证样本数据对比区分林型模型、全样本模型和PROSAIL模型在LAI_(e)反演中的精度表现;结合地理因子分析4种针叶林型LAI_(e)空间格局及变化规律。[结果]所有样本组中7种植被指数与相对的LAI_(e)均存在极显著相关关系(P<0.01),除增强植被指数(EVI)与红松LAI_(e)、简单植被指数(SR)与红皮云杉LAI_(e)外,相关系数均大于0.6,但组间LAI_(e)与不同植被指数相关性具有较大差异;红松、长白落叶松和樟子松LAI_(e)与反红边叶绿素指数(IRECI)相关性最高,红皮云杉、红松LAI_(e)分别与EVI、改进简单植被指数(MSR)相关性最高;4种不同林型模型比全样本模型的R2提高12.7%以上,RMSE降低34.5%;研究区内4种林型LAI_(e)范围在0.37~5.86之间,平均LAI_(e)由高至低依次为红松、长白落叶松、樟子松、红皮云杉。红松对海拔、坡度、坡向的变化最为敏感,红皮云杉、樟子松次之,长白落叶松最小。[结论]不同林型LAI_(e)与遥感植被指数的相关程度存在明显差异,区分林型构建回归模型能够提高LAI_(e)反演精度;区分林型后拟合的线性模型精度整体较PROSAIL模型和全样本模型更高,但LAI_(e)高值区域没有PROSAIL模型表现稳定;4种针叶林型LAI_(e)对地理因子变化的反应差异较大。本研究可为精细区分森林类型的中小尺度针叶林LAI_(e)遥感反演研究提供参考。

2019年中国城市大气臭氧污染时空格局及其影响因素研究

基于2019年中国338个城市的1 836个监测站逐小时臭氧监测数据,本研究探讨了不同气候区臭氧质量浓度变化的时空特征,揭示了不同气候区自然因素和社会因素对臭氧污染的相对贡献及其关键影响因子。结果表明:中国城市大气臭氧质量浓度年评价值介于84~193μg/m^(3),年平均质量浓度为141μg/m^(3),城市空气质量良好,但全国仍有22%的城市臭氧年评价值超标,超标天数约占全年的6%。城市臭氧污染具有较强的空间异质性,温带季风气候区城市臭氧污染最为严重,超标城市高达44%,平均超标天数约占全年的10%,臭氧质量浓度等级为轻度污染(济南、淄博和滨州);温带大陆性气候区臭氧浓度等级为优,超标天数仅占全年的1%。城市臭氧质量浓度具有较强的季节特征,总体上春夏高于秋冬,夏季臭氧平均质量浓度最高(109μg/m^(3))、春(108μg/m^(3))、秋(86μg/m^(3))次之,而冬季(67μg/m^(3))最低。冗余分析表明,社会因素(PM_(2.5)和GDP等)是影响城市臭氧质量浓度升高或降低的主导因素,自然因素起辅助作用。不同气候区,自然和社会因素对臭氧的影响具有明显的差异性。本研究可为中国城市有效应对臭氧污染、建设宜居城市提供重要理论支撑。

森林食叶害虫空间分布格局遥感定量反演研究

以Sentinel–2A多光谱影像为数据源,利用卷积神经网络模型提取的受害树种空间分布和多时相PROSAIL模型叶面积指数反演差值确定的失叶率耦合的虫口密度,定量获取长白山南麓虫害空间格局。结果表明:2018—2020年共7个时相LAI反演整体精度在88%以上;红松的适宜参考时相为2019年6月,预测与实测拟合R^(2)为0.82,其余树种及全样本2018年6月最佳;虫口密度与失叶率耦合采用线性函数,R^(2)为0.755;落叶松遭虫害面积6174 hm2最大,云杉受害面积比65.19%最大。虫害导致失叶率计算采用的参考时相为受灾前一年6月;虫口密度与失叶率呈线性关系;不同树种受灾空间格局不同,常绿树种重度灾害比例普遍高于落叶树种。

短期老化对温拌橡胶沥青路用性能的影响

为了研究短期老化对温拌橡胶沥青路用性能的影响,首先利用质量损失实验对其老化前后组成成分的质量变化进行初步的评估与分析;采用针入度、软化点、动态剪切流变实验对旋转薄膜烘箱短期老化前后橡胶沥青材料路用性能的差异性进行比较,同时借助凝胶渗透色谱对作用机制进行分析与验证。研究表明:虽然老化前后橡胶沥青的路用性能稍微减弱,但改性作用仍然在可接受范围内,且均比普通基质沥青高出很多;虽然液态降黏减阻剂本身平均分子质量较小,在短期老化过程中容易蒸发,但这种作用保护了基质沥青当中的轻质组分,有效地减缓了老化进程,温拌橡胶沥青较普通橡胶沥青和基质沥青具有更好的抗老化性能。

消反峰电路对电磁阀性能的影响分析

电磁阀在航天器中应用广泛。消反峰电路是电磁阀控制系统中重要的组成部分,且对电磁阀的性能有显著影响。为了获得消反峰电路对电磁阀性能的影响,基于Maxwell软件对某轴流直动式电磁阀及其消反峰电路进行研究。通过将电磁阀某工况下的静态和瞬态仿真结果与试验数据进行对比,验证了仿真模型的有效性。同时仿真对比了有、无消反峰电路及不同消峰电阻下的电磁阀性能,得到释放响应时间随消峰电阻的增大而减小,而感应电动势随消峰电阻的增大而增大的规律,同时发现消峰电阻对电磁阀性能的影响存在一个转折点,选择此点作为电磁阀控制系统的设计点可以得到更优的方案,进而提出从消反峰电路角度优化电磁阀控制系统的方案,为电磁阀控制系统的优化设计提供参考。

基于开关型霍尔的PMSM改进型位置检测策略

为了克服霍尔传感器的局限,利用低分辨率的信号实现更精确的位置检测,提出一种基于改进最小二乘法和积分型滑模观测器的混合控制策略。首先,利用改进型最小二乘法完成可靠起动与低转速下平稳运行;其次是到达指定切换速度,系统切换运行状态,通过改进最小二乘法对积分型滑模观测器进行不断校正,在减小系统的滞后与累积误差的同时,使输出的位置信号尽可能连续。最后通过改进型位置检测策略与传统一阶加速度位置检测策略进行对照试验,结果表明,所提出的改进型位置检测策略,在电机起动时的位置检测精度提高了30%以上,在电机中高速稳态时转速误差降低至0.5%以内,位置检测误差降低至1%以内,具有较高的位置检测精度。

基于改进型虚拟注入法IPMSM的MTPA控制

针对传统虚拟注入法IPMSM的MTPA控制策略,其在信号注入阶段复杂的坐标变换过程以及信号处理环节由于带通滤波器与低通滤波器级联带来动态响应慢的问题,提出一种改进型虚拟注入法IPMSM的MTPA控制策略。首先,在虚拟信号注入过程直接将高频信号注入到采样滤波得到的id、iq中,简化复杂的开方运算过程;其次,根据改进后的虚拟信号注入方法推导新的MTPA判据公式,对高频响应信号进行信号解调后依次通过低通滤波器和积分器得到最优电流矢量角;最后通过仿真以及搭建8.4 kW的内置式永磁同步电机实验平台验证改进型虚拟注入法的有效性。实验结果表明,改进型虚拟注入法能够有效简化计算,且在消除级联响应后仍具有强鲁棒性,加载实验速度超调仅且只有3 r/min(0.375%),动态响应时间提高约0.2 s。

基于TBS模式的重复经颅磁刺激联合虚拟现实治疗脑卒中单侧空间忽略的效果观察

目的探讨基于θ波爆发刺激(TBS)模式的重复经颅磁刺激(rTMS)联合虚拟现实治疗脑卒中后单侧空间忽略(USN)的效果。方法选择2021年6月至2022年6月嘉兴市第二医院康复医学中心收治的脑卒中USN患者60例,按随机数字表法分为观察组和对照组,每组30例。两组患者均给予常规药物、周围环境调整、USN宣教、针对USN的行为学治疗及虚拟现实治疗,观察组在上述治疗基础上再接受基于TBS模式的rTMS。分别于治疗前、治疗4周后采用线段消切试验、字母涂抹试验、二分线试验、临摹画图试验、凯瑟琳·伯格戈量表(CBS)、简易精神状态检查量表(MMSE)、改良Barthel指数(MBI)对两组患者的USN程度、行为学、认知功能和日常生活活动能力进行评估。结果两组患者治疗后的USN程度4项试验均优于治疗前,且观察组优于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。治疗后两组患者的CBS、MMSE及MBI评估指标均优于治疗前,且观察组优于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。结论基于TBS模式的rTMS联合虚拟现实治疗可有效缓解脑卒中患者的USN程度,改善其行为表现,同时可提高患者的认知功能及日常生活活动能力,其治疗效果优于单纯虚拟现实治疗。

城市综合管廊结构防水综合施工技术应用

本文以某市综合管廊防水施工技术为背景,该管廊结构全部位于地下水位以下,管廊整体防水质量成为施工的重点和难点。文章论述城市综合管廊结构防水综合施工技术应用,提出施工工艺及质量控制要点。

长白山森林水源涵养力与区域经济的关系

以吉林省东部长白山区29个县市区域为研究对象,通过水分平衡模型,对区域内森林2014年的水源涵养力(WCA)进行了估测,并对当地统计部门所公布的2014年30组农林经济指标数据进行归档记录。分别利用Pearson相关分析和极大似然估计回归分析的方法,研究WCA与区域经济指标之间的关系。研究结果表明:以水稻、玉米和大豆为主的粮食作物耕作面积以及总产量,均与WCA之间呈显著负相关关系。此外,大牲畜头数和猪年末存栏数与WCA之间的负相关关系也达到显著水平,而林业产值与WCA之间呈正相关关系。农业人口数量和以大豆为主的粮食单产量对WCA具有促进作用,而农机动力和总人口数却对WCA具有极大的负面影响。

中国城市群热岛效应时空演变及其影响因素分析

基于长期不透水面和MODIS地表温度数据,分析2000—2015年中国城市群扩张及热岛效应时空演变,进而综合采用冗余分析(RDA)、线性回归分析和变异分配分析(VPA)等方法,揭示城市群城市热岛效应的驱动机制。结果表明:城市群内建成区面积快速扩张,不透水面比例从2000年2.08%增长到2015年5.33%,且主要集中于珠江三角洲等沿海城市群;2000—2015年,夏季热岛分布较广,且白天强度高于夜晚。东部以及大部分北部城市群如哈长城市群等,降温强度较大,但其夜晚热岛效应在不同程度增强。冬季夜晚比白天热岛分布广、强度高,北方、西北、东部等地区夜晚热岛效应也在增强;自然环境因素显著影响城市群热岛强度,降水对夏季夜晚热岛强度起显著负贡献(22%),纬度越高,冬季夜晚热岛强度也越高。人为因素显著影响夜晚热岛分布和城市群内热岛强度的平衡,城市植被覆盖显著减少夜晚城市群内热岛分布,灯光强度对夏季夜晚热岛强度起显著负贡献(24%),对热岛比例起显著正贡献(27%),人口密度对夏季夜晚热岛强度起显著负贡献(31%);自然环境因素对热岛强度的贡献占主导,而人为干扰因素对热岛比例的贡献占主导。

鸭绿江流域跨国界地区水土保持功能时空格局研究

以跨境的鸭绿江流域为研究区,基于多源数据,采用遥感解译、InVEST模型等手段,定量分析1988—2018年鸭绿江流域水土保持功能的变化,探讨二者间权衡/协同关系。结果表明:林地及耕地为流域内主要用地类型,2018年中国一侧、朝鲜一侧林地覆盖率分别为76.78%和75.84%;而耕地覆盖率分别为20.02%和21.63%。近30年来,流域水田面积变化率最大,中国、朝鲜两侧分别增长了330.63%和127.52%。1988—2018年间流域中国一侧产水量增加118.40×10^(8) mm,朝鲜一侧产水量增加33.76×10^(8) mm;1988—2018年间流域中国一侧土壤保持量增加111.71×10^(8) t,朝鲜一侧土壤保持量增加102.61×10^(8) t。流域中国一侧水土保持功能呈现明显的协同关系,朝鲜一侧水土保持功能呈现协同—权衡—协同的变化态势。本研究为流域生态系统服务功能提升、可持续发展提供重要数据支撑。

三维套管式加肋相变蓄热单元的传热特性分析

采用数值模拟方法研究了不同模型的相变蓄热单元蓄/放热过程以及入口流体温度对蓄热过程的影响。结果表明:沿轴向方向,不同截面的蓄/放热时间相差很大,轴向方向的自然对流对蓄/放热的影响较小;添加分形肋片提高蓄/放热速率的效果最好;在蓄热过程中,模型4和模型5的蓄热时间相比于模型1均缩短了45.4%;在放热过程中,模型2~模型5相比于模型1的放热时间分别缩短了12.3%、13.7%、27.4%和34.2%;提高入口流体温度可以显著缩短蓄热时间,但蓄热速率的增幅逐渐减小,当入口流体温度高于358.15 K时,入口流体温度对融化时间的影响明显减小。

内三角管式快速蓄放热单元的肋片拓扑优化

针对传统相变蓄热器传热速率低的问题,提出了一种内三角管式的蓄热器,并基于拓扑优化原理,以强化换热为目的,对其进行肋片设计,重构了拓扑结果,进而提取其拓扑特征重新设计肋片,分析了不同肋片设计对传热能力的影响.结果表明:内三角管式蓄热器相比传统圆管式蓄热器,蓄放热性能大大提高;安装拓扑重构肋片的蓄热器可以使蓄、放热时间缩短,传热效率提高;在蓄热过程中,分叉的拓扑特征可以提高自然对流作用;在放热过程中,安装拓扑重构肋片的蓄热器(火积)耗散更小,可逆性更好,换热效率更高.

微重力条件下列管相变蓄热器的传热特性研究及拓扑优化

基于相变蓄热器在航天航空领域的应用,对列管式蓄热器建立物理模型和数学模型,采用数值模拟研究其在不同重力及雷诺数下的传热特性,此外引入基于变密度法的拓扑优化方法对蓄热器进行结构优化,设计出一种不等长拓扑肋片模型,并对比研究各因素对相变材料熔化速度的影响。研究结果表明,相同雷诺数时微重力条件下相变材料的熔化速度相比于有重力条件下的较慢,不同雷诺数时微重力条件下的熔化速度比有重力条件下的熔化速度分别减小了82.7%,86.1%,90.1%。但在微重力条件下,增大雷诺数已不足以有效提升相变材料的熔化速度。与无肋片管相比,经拓扑优化所得肋片模型的强化换热效果明显,在微重力条件下其相变材料熔化时间相比于无肋片管熔化时间缩短了47.83%,表明所设计的拓扑优化肋片模型可有效地减小微重力对蓄/放热速率的影响。

人体平衡能力影响因素综述

平衡能力是人衡量人类身体素质的重要因素之一,它的好坏直接影响人体动作的协调能力,对人类的生产活动起着重要的作用。在体育领域中,平衡能力更是运动员选材和训练的重要指标,在青少年体质监测和预防老年人跌倒的研究中也具有现实意义。本文通过文献资料法和逻辑分析法,梳理近10年关于人体平衡能力的国内外文献,分析平衡能力的测试方法和影响因素,以便在测试不同人群时选择适合的测试方法,并且充分考虑到可能存在的影响因素,使测试结果更加准确。

永磁同步电机目标位置调节的伺服控制系统研制

针对传统三闭环控制方法无法满足一些高性能位置伺服控制的场合,提出一种目标位置调节的永磁同步电机位置伺服控制方法。该方法通过位置给定与位置反馈进行比较,一旦转子旋转至目标位置,就对电机通一个与目标位置角度一致的电压矢量,将转子准确定位在目标位置。将该方法与PID控制相结合,可以实现永磁同步电机快速、平稳、准确的定位。通过实验验证了该方法的有效性。将该方法运用到磨面机控制当中,证明了该方法的实用性。

基于无刷直流电机的无位置传感器控制

针对传统的无刷直流电机无位置传感器控制方法因存在滤波而造成相位延迟,因重构电机中性点需要额外的硬件电路造成成本上升等问题。提出了一种直接通过检测非导通相端电压和母线电压中点的无位置传感器控制方法,方法克服了传统控制方法的缺点,提高了控制性能,降低了硬件成本。同时设计了新的启动方法,避免三段式启动时间长的缺点,实现无刷直流电机无位置传感器的快速启动。经过实验结果表明:所提方法获得的换相点与真实换相点相一致,并将其速度波形与有霍尔传感器控制的无刷直流电机速度波形比较,证明方法的可行性与实用性。

无刷直流电机无位置传感器控制新方法与实现

无刷直流电机的无位置传感器的控制通常采用反电动势法,但此方法存在滤波电路造成相位滞后、启动时反电动势检测困难、重载时换相续流的影响等问题。该文章提出一种根据非导通相端电压检测,无刷直流电机的无位置传感器直接换相方法。该方法克服了传统反电动势法存在的诸多缺陷,提高了换相的准确性,实现了无刷直流电机无位置传感器控制的直接换相。通过理论分析得出换相时非导通相端电压变化情况并进行了深入的研究。经过实验与研究,验证了该方法的可行性。