应用型电子直线加速器用C波段大功率速调管研究与开发

为满足C波段应用型直线加速器功率源要求,研制了一支C波段大功率速调管。通过对电子枪结构模拟计算并利用正反向组合式聚焦线圈调整过渡区磁场,完成了电子光学系统设计,电子注通过率达到100%,电子注波动率为4.8%。综合应用一维至三维计算程序对注-波互作用段开展参数优化及PIC仿真,最终确定了6个谐振腔的速调管方案。腔体加工冷测调配后焊接形成整管,并开展了高功率测试,在电子注电压为115 kV、电流为79.6 A条件下,馈入频率为5712 MHz、功率为100 W的信号时,该速调管可输出的峰值功率为3.52 MW,增益为45.5 dB,效率为38.5%,达到了预期研制目标。

弹载GNSS虚拟参考站差分定位技术研究

针对高动态目标定位的长基线实时解算需要,本研究采网络多基站融合技术,结合基准站与线性内插模型算法,生成虚拟参考站伪距观测值,并将虚拟参考站作为基准站与目标进行伪距差分解算,从而解算高动态目标的位置轨迹。通过静态目标与高动态目标的实测数据验证,在有3个基准站的情况下,静态数据的定位精度达到0.399 m;而高动态目标在目标与基准站共视卫星个数不少于6颗的情况下,定位中误差不超过2.750 m;而与光学雷达、多测速雷达等其他外测设备的实测综合轨迹相比,两者之间位置差异的均方根值为6.390 m,基本满足高动态目标的定位需要。

基于VDCG的直流微电网退役锂电池SOC均衡方案

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator,VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge,SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池SOC均衡,而退役锂电池储能系统(retire lithium battery energy storage systems,RLBESS)的容量和电压等级均难以保持一致。针对此问题,提出了一种基于VDCG的适用于不同电压等级及容量的RLBESS组间SOC均衡方案。该方案在传统VDCG的基础上建立U-P_(m)关系式并引入SOC均衡因子,能够根据初始SOC状态自动调节锂电池的功率分配,并保持良好的电压质量。建立了所提方案的小信号模型,分析了关键控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对不同工况进行有效性验证。仿真结果表明:所提方案能够在锂电池电压等级不一致工况下实现RLBESS的SOC均衡,具有良好的可扩展性。

基于GA-SA-BP神经网络的锂电池健康状态估算方法

锂电池健康状态(state of health,SOH)可表征锂电池的老化状况,准确估算SOH对锂电池可靠运行至关重要。为解决模拟退火算法(simulated annealing,SA)和遗传算法(genetic algorithms,GA)优化的BP神经网络收敛效率低、易陷入局部最优无法到达全局最优解的问题,提出一种GA-SA-BP神经网络算法来提高SOH估算精度。首先,分析NASA公开数据集数据各个健康因子(health indicator,HI)与SOH相关性,选取与SOH相关性更高的锂电池输出电压、输出电流、容量和等压降放电时间4个HI作为BP神经网络的输入值,以提高SOH估算精度。其次,提出GA-SA-BP神经网络算法来估算SOH,通过在陷入局部最优时跳出局部最优找到全局最优解,以便进一步提高SOH估算精度。最后,NASA锂电池数据集和锂电池实验测试平台取得的结果表明,与传统BP神经网络、GA-BP神经网络和SA-BP神经网络相比,所提方案提高了SOH估算精度,在部分数据缺失的情况下仍具有效性。

应用型电子直线加速器用C波段大功率速调管物理设计

为满足C波段直线加速器功率源要求,本文设计了一支C波段大功率速调管。该速调管主要由电子光学系统、注-波互作用段及收集极构成,利用EGUN程序及一维、二维大信号计算程序等对各部分开展迭代优化后,对整管进行模拟仿真计算,最终完成了一支工作频率为5712 MHz、由6个谐振腔组成的大功率速调管物理设计。仿真结果表明,在工作电压120 kV、工作电流83.3 A条件下,输入功率为100 W时,该速调管得到了4.65 MW稳定输出功率,效率达到46.5%,增益达到46.7 dB。

低血糖指数食品的研究进展

随着人们对大健康概念的认识加深,以及对身体健康重视度的增强,极大程度地促进了低血糖指数(GI)食品的发展,长期食用低GI食品对降低糖尿病患者餐后血糖水平、减少胰岛素需求、改善饱腹感有重要作用。综述了不同食品组分及加工方式对食品GI的影响,以及低GI食品的常见种类和开发现状,并对低GI食品发展存在的问题进行探讨,展望了低GI代餐食品的未来发展趋势。

新教学模式下电气工程类学科前沿课程教学设计案例——新能源技术应用专题

“双碳”模式、能源转型等新形势给山西电气工程各类人才培养带来深刻变革。电气工程类学科前沿是高等学校电气工程及其自动化高年级本科生专题讲座、电气学科硕士研究生的重要必修课程,是本科生了解专业前沿知识、研究生全面了解学科特色的课程。该文针对学科前沿课程新形势下的教学模式展开探讨,并以新能源技术应用专题教学设计为例,优化教学过程、整合教学的数字化资源,以达到提高教学效果的目的。

计及电池储能单元时间约束的微电网储荷协调控制方案

在微电网内光伏、风力机等可再生能源发电装置发生故障或天气状况不佳,输出的能量不足以支撑负荷时,要求微电网内的电池储能系统(BESS)具有一定的负荷支撑能力。基于此,提出一种计及BESS时间约束的孤岛微电网储荷协调控制方案。该方案根据BESS时间约束和系统频率约束条件,利用两级多代理(MAS)对微电网内非关键负荷进行管理,使BESS能留有足够的容量支撑关键负荷在供电恢复前正常运行和保证频率在规定的范围内。同时,为保证所有BESS同时给负荷供电以减少切负荷量,提出基于两级MAS的BESS组间荷电状态(SOC)均衡方案。仿真结果表明:所提方案能同时实现BESS的时间约束、SOC均衡和频率控制。

基于改进型P-E下垂控制的低压交流微电网不同容量储能单元SOC均衡策略

针对现有基于有功-电压(P-E)下垂控制的荷电状态(SOC)均衡方案未考虑容量差异对分布式储能单元(DESU)SOC均衡影响且SOC均衡过程伴随着电压质量下降的问题,提出适用于不同容量DESU的SOC均衡策略。分析传统P-E下垂控制工作特性,得到SOC、电压和频率调节机理。在P-E下垂控制中引入SOC、电压和频率调节项,并引入多代理技术计算SOC调节项中的SOC平均值。改进后的P-E下垂控制在无需中央控制器/本地脉冲控制器和不影响电压质量的前提下,消除不同容量DESU组间SOC不均衡差,并克服负荷波动引起的电压下降和频率上升问题。建立所提方案小信号模型,通过分析根轨迹确保设置的控制参数保持系统稳定。仿真模型和实验平台获得的仿真和实验结果证实提出策略的可行性。

基于无通讯的微电网储能系统主动SOH协同控制方案

针对传统有功功率-频率(P-f)下垂控制无法实现交流微电网内分布式电池储能系统(DBESS)健康状态(SOH)均衡问题,提出一种基于无通讯的微电网DBESS主动SOH协同控制方案。该方案研究下垂控制调节SOH机理,将DBESS放电深度(DOD)信息加入传统下垂控制,使DBESS能根据SOH状态平移下垂曲线,调节DBESS逆变器输出有功功率,实现DBESS组间SOH协同控制。建立小信号模型分析控制参数对系统稳定性的影响。该方案属于主动控制方案,具有无通讯和分流电阻、造价低的优点。通过仿真模型和实验平台对所提策略的可行性和有效性进行验证。

孤岛微电网不同尺寸DESUs的SoC均衡方案

为实现孤岛微电网中不同尺寸(容量和电压)分布式储能单元(Distributed Energy Storage Units,DESUs)的荷电状态(State of Charge,SoC)均衡,提出一种基于P-ω下垂控制的改进型控制方案,在无需中央控制器和通信的前提下实现不同尺寸DESUs的SoC均衡,延长DESUs的使用寿命。在分析传统下垂控制原理和SoC的基础上,阐明所提方案实现不同尺寸DESUs的SoC均衡机理。仿真和实验结果说明:所提方案能够消除尺寸参数差异对SoC均衡的影响,通过SoC均衡因子的调节实现不同负荷下不同尺寸DESUs的SoC均衡。

运动疗法与营养干预对血液透析肌少症患者影响的Meta分析

目的评价运动疗法及营养干预对血液透析肌少症患者的影响。方法计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science、中国知网、维普资讯中文期刊服务平台、万方数据知识服务平台等数据库中有关运动疗法联合营养干预应用于血液透析肌少症患者的随机对照研究,检索时间为自建库起至2021年12月31日,采用RevMan 5.3软件进行Meta分析。结果最终纳入英文文献9篇,为运动疗法联合营养干预与单独运动疗法或营养干预比较。Meta分析结果显示,运动疗法联合营养干预对血液透析肌少症患者握力、腿部负重力量、骨骼肌质量指数、瘦体重、步行速度、6 min步行距离及30 s坐立测试有影响,差异有统计学意义(P<0.05)。结论运动疗法联合营养干预对改善血液透析肌少症患者握力、腿部负重力量、骨骼肌质量指数、瘦体重、步行速度、6 min步行距离及30 s坐立测试效果较好。

茶多酚对花生蛋白美拉德反应产物抗氧化性及加工特性的影响

为了研究美拉德反应有害产物抑制剂——茶多酚对产物特性的影响,以花生蛋白和葡萄糖为原料制备花生蛋白美拉德反应产物(PP-MRPs),在PP-MRPs中添加茶多酚,检测产物的DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和总还原能力,并分析了PP-MRPs的荧光强度、表面疏水性、蛋白二级结构以及起泡性和乳化性。结果表明:适当升高温度能提高PP-MRPs的抗氧化活性;同一温度下,茶多酚的添加提高了PP-MRPs的抗氧化能力,其中对DPPH自由基清除能力的影响显著(P<0.05);随着茶多酚添加量增加,PP-MRPs的荧光强度降低,且对色氨酸残基和酪氨酸残基的荧光猝灭效果较好;PP-MRPs的表面疏水性较未添加茶多酚时显著增强,α-螺旋和无规则卷曲含量变化显著,但变化范围较小;PP-MRPs的起泡性显著下降,乳化稳定性显著上升,泡沫稳定性和乳化性则呈现先增加后减小的趋势。一定含量的茶多酚提高了PP-MRPs的抗氧化性,改善了蛋白加工特性。

双碳背景下电气专业课程体系改革

现有电气工程及其自动化专业课程的教学体系侧重于传授传统电力系统相关知识,未融合双碳背景下新型电力系统的知识。基于此,对现有电气工程及其自动化专业课题体系进行介绍,分析其不能完全适应双碳背景下电力行业的原因,并提出双碳背景下电气工程及其自动化专业课程体系改革意见,以期为我国培养适应双碳背景下新一代电力人才,助力我国早日实现双碳目标。

锂电池健康状态均衡技术综述

锂电池健康状态(State of Health,SOH)均衡技术是电池管理系统(Battery Management System,BMS)的关键技术之一。实现锂电池SOH均衡可使系统内所有锂电池同时达到报废标准,降低锂电池维护和更换费用,提高锂电池容量利用率。文中对SOH定义和不均衡影响因素进行介绍,指出影响SOH均衡的因素。从主动均衡、被动均衡和复合均衡三个角度出发,对目前发表的锂电池SOH均衡方案进行分类和总结。重点分析现有主动、被动和复合SOH均衡方案原理、优缺点及面临的问题。同时指出锂电池SOH均衡技术未来发展及改进方向,以期实现锂电池SOH均衡技术突破。

工业机器人位置稳定时间不确定度的研究分析

针对工业机器人位置稳定时间的精度问题,企业和检测机构不断研究改进检测方法。通过激光跟踪仪和CompuGauge的对比实验,搭建不确定度测量模型,采用A、B类方法对测量重复性、数字分辨率、示值误差和坐标对齐进行分析并评定不确定度分量,得出激光跟踪仪和CompuGauge的扩展不确定度分别为U1≈0.11 s和U2≈0.19 s,最终|En|≈0.5。实验结果表明:激光跟踪仪的结果较集中、稳定,精度更高,但受坐标对齐的影响最大,而CompuGauge操作方便、省时,不依赖于机器人模型,但受示值误差的影响最大。

不同耕作施氮处理对稻田N_(2)O通量和田面水中无机氮的影响

【目的】探索不同耕作施氮处理对稻田氧化亚氮(N_(2)O)通量和田面水中无机氮质量浓度的影响。【方法】设置4种耕作方式(免耕T、微耕C、旋耕R和粉垄S)以及2个施氮量(常规施氮225 kg/hm^(2)(N1)和减量施氮150 kg/hm^(2)(N2)的双季水稻田间试验,测定不同时期施用氮肥后稻田N_(2)O通量以及田面水中无机氮质量浓度,分析不同时期施用氮肥后1、3、5 d稻田N_(2)O通量与田面水中无机氮质量浓度之间的关系。【结果】①不同时期施用氮肥后田面水中的铵态氮(NH_(4)^(+)-N)质量浓度较高,施用氮肥后1 d田面水中的NH_(4)^(+)-N快速上升到峰值后迅速下降。分蘖期和孕穗期施用氮肥后,TN1(免耕常规施氮)处理田面水中的NH_(4)^(+)-N较其他处理提高4.7%~532.6%。氮肥作基肥以及在分蘖期和孕穗期施用后,所有处理田面水中的硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N)质量浓度较低,NO_(3)^(-)-N质量浓度在0.08~0.20μg/mL之间,NO_(2)^(-)-N质量浓度低于0.12μg/mL。②氮肥作基肥以及在分蘖期和孕穗期施用后,TN_(2)处理稻田N_(2)O通量较其他处理低。③稻田N_(2)O通量与不同时期施用氮肥后1~5 d田面水中NH_(4)^(+)-N质量浓度显著负相关,相关系数为-0.509~-0.300。【结论】施用氮肥后NH_(4)^(+)-N是田面水中无机氮的主要形态,施用氮肥后1~5 d田面水中的NH_(4)^(+)-N质量浓度显著影响稻田N_(2)O通量。

滴灌水氮管理对玉米种植土壤无机氮含量和氧化亚氮排放的影响

[目的]获得玉米种植土壤氧化亚氮(N_(2)O)减排的滴灌施肥模式,揭示不同滴灌灌水量和施氮比例下土壤无机氮含量对土壤N_(2)O排放的影响。[方法]在移动防雨棚内开展2季玉米3种滴灌灌水量(W60、W80和W100分别为田间持水量的50%~60%、70%~80%和90%~100%)和2种滴灌施氮比例(等N量为180 kg·hm^(-2),其中,F55为50%氮肥作基肥土施、50%氮肥作滴灌施肥,F37为30%氮肥作基肥土施、70%氮肥作滴灌施肥)的田间试验,测定生育期内土壤N_(2)O通量和不同生育时期土壤无机氮含量,计算不同生育时期和全生育期土壤N_(2)O排放量,分析土壤N_(2)O通量与土壤无机氮含量之间的关系。[结果]2季玉米土壤的N_(2)O排放规律相似;相同施氮比例下,W100水分处理下土壤N_(2)O排放通量在多数玉米生育时期高于W60和W80,表明高水分处理下土壤N_(2)O排放通量高于中、低水分处理;相同水分处理下,除夏季玉米苗期外,土壤N_(2)O排放通量施氮比例F55比F37更低。从整个生育时期土壤N_(2)O累积排放量来看,春季玉米种植土壤W60F55处理N_(2)O累积排放量低于其他处理,W80F55次之,夏季玉米种植土壤则是W60F37和W80F55处理的N_(2)O累积排放量均较低。另外,2季玉米的土壤N_(2)O通量与硝态氮和亚硝态氮含量之间显著相关,相关系数分别为0.433~0.579和0.396~0.532。[结论]W80F55处理(田间持水量的70%~80%,以及50%氮肥作基肥土施,50%氮肥作滴灌施肥)降低种植玉米的土壤N_(2)O排放。此外,土壤硝态氮和亚硝态氮含量显著影响土壤N_(2)O排放。

响应面法优化小麦发面饼的制作工艺研究

选用中筋小麦粉为主要原料制作小麦发面饼,以感官评分、比容、质构特性和色度为指标,采用单因素试验研究水添加量、高活性干酵母添加量、发酵时间、烤制温度和烤制时间对小麦发面饼品质的影响,并以感官评分为响应值设计响应面试验,优化小麦发面饼的制作工艺。结果表明:小麦发面饼的最佳制作工艺条件为水添加量52%、高活性干酵母添加量1.4%、发酵时间85 min、烤制温度210℃和烤制时间14 min。在此工艺条件下,小麦发面饼色泽金黄、香味浓郁、松软可口,综合感官评分为91.50分。该制作工艺易于调控,可应用于实际生产中。

移动服务机器人位置准确度的测量不确定度研究

为了分析移动服务机器人位置准确度测量结果不确定度的影响因素,依据GB/T 40327—2021《轮式移动机器人导引运动性能测试方法》,利用激光跟踪仪对移动服务机器人位置准确度进行测量,研究了其位置准确度数学模型,分析了测试过程中引入的不确定因子。通过实例计算,评定出服务机器人的扩展不确定为Uc=19.364 mm(k=2),结论为其自身的精度对测量结果影响较大,同时环境因素、设备本身的精度和测量方法等也是位置精度测量不确定度的来源。结果表明该方法分析结果可靠,评定结果可作为人员操作比对、不同测量仪器的测量精度比较等对测量结果影响的研究依据。