基于优化动力学模型的路径跟踪控制研究

针对一般路径跟踪模型预测控制器在高速大曲率工况下适应性差的问题,提出了一种基于优化动力学模型的自适应预测时域控制策略。首先,为解决经典动力学模型在较高侧向加速度工况下精度不足的问题,建立了包含侧倾转向和变形转向特性的优化模型,实现了车辆状态的较高精度预测;其次,为解决高速大曲率工况下固定预测时域控制效果不佳的问题,提出了基于二维高斯函数的自适应预测时域策略,以低算法复杂度实现了预瞄距离的实时调整;最后,通过CarSim/Simulink联合仿真实验验证了控制器在双移线道路上的控制效果,结果表明,横向位置峰值误差降低45.1%,横摆角峰值误差降低72.4%,设计的控制器对极限工况有更好的适应性。

1961—2020年松花江流域作物生长季降水主模态气候特征及其异常成因分析

选用1961—2020年5—9月松花江流域95站逐日降水观测资料、JRA-55逐月再分析资料及海表温度资料,分析该地区作物生长季降水主模态气候特征及其异常成因,探讨其形成机制及前兆信号。结果表明:松花江流域作物生长季降水主要存在两类空间模态,即全流域一致型和东西反相型。20世纪80—90年代主要模态为全流域一致型,21世纪前10 a以东西反向型为主,近年以全流域一致型为主。降水全流域一致型模态受中高纬系统和低纬系统共同影响,降水东西反相型模态主要受欧亚中高纬度环流的影响,影响松花江流域降水的环流主要位于贝加尔湖和鄂霍茨克海地区。全流域一致型降水水汽收支均为西边界水汽输入、东边界水汽输出;降水偏多时,南、北边界均为水汽输入,偏少时为北边界水汽输入、南边界水汽输出。东西反相型降水的南、北边界和东、西边界水汽收支均为一收一支。

基于响应面法与MOGA算法的竹集成材榫接合椅子节点力学分析及优化

竹集成材是符合“双碳”目标的可持续发展绿色材料,具有“以竹代木”的巨大潜力。本研究借助竹集成材优良材料性能,基于榫卯结构特性,以竹集成材榫接合椅子为例,运用有限元法(FEM)进行椅子静载荷及耐久性分析,探究竹集成材榫接合椅子及榫接合节点力学特性,搭建响应面模型求解竹集成材T型椭圆榫接合节点榫卯尺寸与其最大等效应力、总形变和最小安全系数的关系,并运用MOGA多目标遗传算法以形变最小化、安全系数最大化为优化目标,进行榫卯尺寸优化。结果表明:竹集成材榫接合椅子静载荷分析所得椅子最大等效应力为6.818 MPa,位于座面大边与椅后腿榫接合节点;最大等效应变值为4.245×10^(-3),位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点;椅子发生的最大形变为4.433 mm,分布在椅子靠背位置。椅子耐久性分析所得最大等效应力及最大等效应变均位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点,分别为4.999 MPa和3.113×10^(-3);椅子整体发生的最大形变为3.251 mm,位于椅子靠背上端。由竹集成材T型榫接合节点响应面分析可知,椭圆榫接合节点的最大等效应力及最大形变随着榫头厚度a及榫头长度l的增大而减小,安全系数随之增大,榫卯尺寸对T型榫接合节点力学强度的影响以榫头厚度a和榫头长度l为主,榫头宽度b影响不显著。运用MOGA算法优化竹集成材椭圆榫尺寸,优化结果与实际试验结果的相对误差为3.93%,相对误差较小,证明优化方法及结果有效。本研究为竹集成材椭圆榫的加工生产提供参考,并为竹集成材榫接合椅子的榫卯尺寸设计提供科学优化方法。

外加剂对锡尾砂充填料流动特性及抗压强度影响规律研究

充填料浆的流动特性及强度特性对矿山充填质量有着重要影响。为研究外加剂对锡尾矿充填料浆流动特性及充填体抗压强度的影响规律,选用混凝土复合泵送剂、液体早强剂开展了不同添加量条件下充填料浆塌落度、扩展度,以及3、7、28 d充填体单轴抗压强度试验。结果表明:复合泵送剂的添加大幅增加了锡矿尾砂的塌落度及扩展度,有效改善了充填料浆的流动特性。泵送剂在改善充填料浆流动性的同时会影响充填体的强度,针对锡矿全尾砂充填料浆泵送剂较为合理的添加量范围为0.5%~0.8%。早强剂对锡矿尾砂充填体早期强度影响显著,添加后充填体前期抗压强度大幅度增大,同时对后期充填体抗压强度影响较小,针对锡尾矿充填料早强剂较为合理的添加量范围为0.05%~0.15%。

涡轮导叶端壁安装间隙泄漏流气动特征数值模拟研究

为研究导叶端壁安装间隙泄漏流的影响,本文围绕某双级涡轮开展了数值研究,分析了导叶端壁有无间隙、间隙大小等因素对涡轮流场和性能的影响。结果表明,端壁安装间隙的泄漏流仅在后半段形成,前半段受通道内较大压力的影响形成主流入侵现象,主流入侵范围占间隙出口面积的44%以上;随间隙宽度的增大,主流入侵现象呈增强趋势,这必然使得端壁侧面面临极大的热负荷;泄漏流流出后卷起泄漏涡,并引起端区气流欠转,导致下游动叶负荷降低,且影响了动叶通道端区旋涡演化,其带来的涡轮级效率差异为0.41%~1.12%,总功率差异为0.38%~0.82%。

意愿与能力结合下中国流动人口住房租购需求——285个地级以上城市差异特性及城市和个体交互影响

基于全国流动人口动态监测调查数据和城市数据,综合主观购房意愿和购房支付能力,构建流动人口多元化住房租购需求类型,探究其在285个城市间的空间格局,分析城市和个体两个层面的影响因素及二者的交互效应。研究发现,流动人口住房租购需求空间分异明显,东南沿海大城市带的流动人口租房需求旺盛,黄土高原和西南地区的流动人口有较强购房意愿但缺乏支付能力。城市和个体因素均产生了影响。流动人口在经济发达的城市租房需求较高,在公共服务完善的城市购房需求较高;定居意愿、在婚状态、家庭迁移和不稳定就业促进了购房需求;跨省流动、乡城流动、年龄、就业状况等个体因素的作用因城市因素而异。研究结果深化拓展了对流动人口住房需求的认识,为合理解决新市民住房问题提供依据。

向下兼容:“内卷化”就业市场中青年择业行为的类型划分与形成机制

在日益“内卷化”的就业市场中,部分青年的择业行为表现出“向下兼容”的特点。通过对15名活跃于就业市场的不同类型青年进行深度访谈,按照就业目的和就业能力将青年群体的“向下兼容”择业行为划分为四大类型,即迂回求进型、价值追求型、精准匹配型、乐天知命型。运用社会学的相关理论,对不同类型的“向下兼容”择业行为的形成机制进行剖析。“向下兼容”是青年面对“内卷化”就业市场的变通,政府、学校与社会要在拓展青年职业发展空间、培育积极向上择业观、推进就业信息精准供给、强化就业帮扶四个方面着力,以回应青年群体择业行为的新特征。

基于扭矩闭环的人-车协同转向舒适性控制策略研究

为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速度与车速、方向盘力矩的非线性关系;其次,根据此非线性关系与操纵动力学稳态特性得到驾驶员期望回正力矩,再通过考虑车厢侧倾以及悬架导向装置变形的修正线性三自由度模型和轮胎模型对回正力矩进行精确计算,进而构建扭矩闭环控制器;然后,经扭矩闭环控制器计算得到的补偿助力力矩与基本助力力矩进行叠加获得最终的控制力矩。最后,通过Matlab/Simulink软件建立扭矩闭环系统仿真模型,验证了修正动力学模型的准确性,同时也验证了所提出的控制策略能有效减小方向盘力矩的波动,提升了驾驶员的舒适性。

酶在植物多糖研究中的应用进展

植物多糖是植物生命活动所必需的生物大分子,其研究主要集中在提取分离、结构修饰、结构解析及生物活性等方面。酶作为常见的生物催化剂,因其高效、专一的特性,在植物多糖研究中的应用也越来越广泛。该文概述植物中淀粉、纤维素、果胶、半纤维素等多糖的结构信息,并介绍淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、半纤维素酶等的分类和作用方式;总结酶在植物多糖提取、结构修饰及在结构分析中的应用研究进展,以期深化对酶、植物多糖的理解以及开发多糖在食品、生物医药和其他领域的应用。

团体体育游戏对大班幼儿情绪调节能力影响的实验研究

探究团体体育游戏对大班幼儿情绪调节能力的影响。采用实验法,将日照市高科蓝天幼儿园60名大班幼儿(两个自然班)划分为实验班和对照班,每班30人,实验班体育游戏课内容为团体体育游戏,对照班保持原有课程不变,实验时长6周,每周干预3次,每次40 min。测试指标为修订版情绪调节核验表(ERC)。研究表明:团体体育游戏在本实验中能够改善大班幼儿情绪调节能力,实验组大班幼儿情绪调节维度得分提高,不稳定、消极维度得分降低。团体体育游戏可以作为大班幼儿改善情绪调节能力的有效干预措施。

数字信号处理技术在环境感知中的应用现状浅析

智能网联汽车作为近几年出现的新概念汽车产品,在保障日常出行的安全性和便利性方面发挥了巨大的作用。数字信号处理技术作为现如今数字化时代的一项主流技术,其应用领域也延伸到了智能网联汽车的环境感知技术当中,文章在详细分析数字信号处理技术基本原理的基础上,对其在智能网联汽车环境感知技术中的应用现状进行了总结分析,对数字信号处理技术助力智能网联汽车的发展,实现无人驾驶甚至自动驾驶具有现实意义。

基于圆柱型表面织构的配流盘摩擦特性研究

建立了带有圆柱型微观织构配流盘的油膜弹流润滑模型,采用有限差分法求解雷诺方程,迭代之后求得符合误差允许的离散近似解。将得到的数值解导入MATLAB中绘制出微观织构配流副油膜特性云图。通过对比不同工况下带有微观织构与不带微观织构的配流盘之间的油膜摩擦特性差异,发现织构表面的配流盘能有效提高油膜的承载力,减少配流盘与缸体之间的接触,减小摩擦系数,改善润滑条件。

科学教育视角下科学实验展演的实证研究——以第3届至第5届全国科学实验展演汇演优秀作品为例

如今,加强国家科普能力建设、推动科学教育发展已成为时代刚需,将科普资源转换成科学教育资源尤为重要。在众多科普资源中,科学实验展演以其展演内容新颖、创作视角独特的优势脱颖而出,成为促进科学教育“加法”的重要途径。采用实证研究法,分析第3届至第5届全国科学实验展演汇演优秀作品的来源及成因,并基于使用与满足理论框架,归纳出优秀作品的4个共性,即科普知识、高阶能力、情绪价值、价值共鸣。结合天津师范大学物理与材料科学学院的参赛经历,分别从选题、创作及实验3个方面提供思路,以进一步优化科学实验展演、推动科学教育的发展。

配用CuCr合金电极的真空介质开关电弧阳极热过程分析

真空介质开关电弧的主要成分源于故障电流开断过程中触头电极在极间产生的金属蒸气,且真空电弧的微观动力学行为直接影响开关的开断能力。文章通过建立真空介质电弧双温磁流体动力学模型,研究配用不同配比CuCr合金触头电极材料的真空介质开关在故障电流开断下阳极热过程的变化情况,得到阳极触头表面温度和熔池范围沿径向和轴向的分布。仿真结果表明,开断故障电流的增大及电极合金材料中Cu含量的增大均会导致输入阳极的能流密度增大。在200 A电弧电流作用下,阳极表面温度未达到CuCr合金的熔点,未发生熔化;而在6 kA电弧电流作用下,阳极温度先后达到Cu和Cr的熔点,电极熔化程度随合金中Cr含量的增大而减弱。

页岩油微运移研究进展及意义

页岩油微运移是指石油由页岩层系中的富有机质层产生,并向其紧邻且孔渗性较好的贫有机质层发生短距离运移的现象。勘探实践显示,微运移可有效改善贫有机质层含油性及其品质,甚至优于部分富有机质页岩层系,是页岩油勘探突破的重要层段。因此,对页岩油微运移现象进行系统研究具有必要性。在回顾国内外已有研究基础之上,首先明确了页岩油微运移的示踪主要包括岩石热解参数、烃组分、生物标志化合物、非烃化合物、同位素等指标,基本原理是根据运移烃与滞留烃地球化学性质分异进行判别。分析表明,微运移会导致贫有机质页岩层系生烃活化能分散状分布,生烃门限偏早,且轻组分以游离态在贫有机质层中的聚集可进一步增加生油层和储油层烃组分分异程度,进而影响页岩含油性与可动性特征。基于油气运移及其地质色层效应,揭示了微运移贯穿油气生成、排出和滞留全过程,是连接页岩层系各个油气聚集要素的桥梁,影响了页岩油的差异富集。综合地球化学和地球物理方法是未来开展页岩层系中微运移精细识别的有效途径,将为揭示陆相页岩油动态差异富集提供新视角。

碳中和背景下水体溶解有机质碳汇潜力解析的实验设计

该文将科技前沿和实验教学相结合,设计了水体DOM碳汇潜力解析探索型实验。该实验设计采集典型水体的DOM样品,开展生物降解培养实验,综合运用总有机碳分析仪、紫外-可见吸收光谱仪和分子荧光光谱仪,定量分析总体溶解有机碳(DOC)的生物可降解性,解析DOM中有色组分和不同类型荧光组分的降解转化特征。实验结果可用于环境DOM的碳汇潜力评估和机理解析。该实验有助于学生理解碳中和前沿科学理论,掌握现代仪器分析技术的原理、操作和数据处理分析方法,培养创新思维和实践能力。

豆类不溶性膳食纤维的提取、功能特性及应用研究进展

豆类是一种重要的粮食作物,其营养丰富,具有清热解毒、健脾益胃等功效。不溶性膳食纤维是豆类作物中重要的活性成分之一,主要存在于豆类加工副产物豆粕、种皮中,具有多种生物活性,在食品、医药和功能食品领域具有巨大的开发潜力。该文比较分析豆类不溶性膳食纤维的提取纯化方法,总结豆类不溶性膳食纤维的理化性质、功能特性及其在面粉制品、肉制品及乳制品中的应用,旨在为豆类不溶性膳食纤维的理论研究与开发应用提供参考。

一种基于误差累积电路的自适应同步整流控制方案及其实现

针对LLC传统同步整流方案整流精度不高、自适应同步整流方案精度高却需要高成本的高速数字控制器的缺点,设计了一种误差(同步整流管导通损耗)累积电路,通过低成本的MCU和V-I积分电路,将N个周期内同步整流管的续流时间累积为一个电压信号,与设定值相比较以决定下N个周期同步整流管的调整策略。在仿真测试中,同步整流管占空比稳定在47.7%,关断同步整流管后体二极管续流时间小于2 ns,较好地满足了高效率、低占空比损失以及低成本的设计要求。

感恩拓延-建构理论干预在抑郁症患者延续性护理中的价值

目的 探讨感恩拓延-建构理论干预在抑郁症患者延续性护理中的价值。方法 选取2021年5月至2022年5月浙江省绍兴市第七人民医院收治的抑郁症患者600例,按照随机数字表法将其分为对照组和研究组,各300例。对照组采用常规延续性护理,研究组采用感恩拓延-建构理论指导的延续性护理。比较两组干预前后抑郁改善情况[抑郁症状群量表(PHQ-9)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)]、功能失调情况[功能失调态度量表(DAS)]、幸福感[总体幸福感量表(GWB)]、医学应对方式[医学应对方式问卷(MCMQ)]、生活质量(世界卫生组织生活质量-100量表)。结果 干预后,两组PHQ-9、HAMD评分均低于干预前,且研究组低于对照组(P<0.05);干预后,两组DAS评分低于干预前、GWB评分高于干预前,且研究组DAS评分低于对照组、GWB评分高于对照组(P<0.05);干预后,两组屈服应对、回避应对得分低于干预前,面对应对得分高于干预前;且研究组屈服应对、回避应对得分低于对照组,面对应对得分高于对照组(P<0.05);干预后,两组心理、独立性、社会关系及总分高于干预前,且研究组高于对照组(P<0.05)。结论 在抑郁症患者中应用感恩拓延-建构理论指导的延续性护理能够改善抑郁症状及生活质量,优化患者医学应对方式,干预效果显著,值得临床推广应用。

甘孜州姑咱镇3种代料配方对平菇生长及产量的影响试验

在甘孜州姑咱镇探究以青稞、巨菌草、玉米秸秆为栽培料栽培平菇(Pleurotus ostreatus)对子实体的菌丝生长速度、第一潮菇产量等物理指标的影响。结果表明,99%巨菌草+1%石膏(A配方)处理的菌丝体生长速度最快,44%巨菌草+55%玉米秸秆+1%石膏(B配方)次之,50%玉米秸秆+49%青稞+1%石膏(C配方)最慢。在出菇率方面,A配方出菇率最高,B配方次之,C配方最低。A配方的第一潮菇产量最高,C配方次之,B配方最低。