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VSG的微电网非等容锂电池SOC均衡方案

微电网锂电池逆变器采用传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制方案和现有基于VSG的荷电状态(state of charge,SOC)均衡方案均无法实现非等容锂电池的SOC均衡。为了实现非等容锂电池SOC均衡,提出了一种基于VSG控制的非等容锂电池SOC均衡方案。通过对传统VSG控制参数和线路阻抗参数进行修正,使逆变器输出有功功率与电池容量成正比,消除了容量对SOC的影响,再以SOC为变量对逆变器输出有功功率进行调节,实现了非等容锂电池的SOC均衡。此外,建立了VSG小信号模型,分析了控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件和实验平台进行仿真和实验验证。结果表明:所提方案能够实现多台等容和非等容锂电池SOC均衡,延长锂电池服役寿命,并验证了控制参数会对系统稳定性造成影响。

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。

基于惠斯通电桥的弯曲应变测量灵敏度研究

惠斯通电桥广泛应用于现代测量技术以及自动控制领域,本文从理论上分析了惠斯通电桥电压灵敏度与组成电路中各元件参数的关系,讨论了影响电桥电压灵敏度的几个关键因素,得出获得最大电压灵敏度的参数条件。分析结果表明:惠斯通电桥的电压灵敏度主要由桥路相邻两侧电阻的比值决定,等臂电桥具有最大灵敏度。同时,考虑到桥路输出电压与组成电路中的电阻相对变化率具有非线性,使用电阻应变片并采用半桥差动方式来搭建实验测试装置,以消除桥路电压非线性带来的影响。最后,利用自主搭建的半桥差动电桥对不同弯曲应变状态下的测量电压灵敏度进行了实验测试。实验结果表明,通过半桥差动连接方式,弯曲应变状态下桥路电压随应变程度呈线性关系。

C波段6MeV轴耦合驻波加速管的研制

为发展紧凑型电子直线加速器,本文研制了一支C波段轴耦合驻波加速管。该加速管包括3个聚束腔单元和9个均匀加速腔单元,总长度约284 mm。根据射频相位聚焦原理进行了初步物理设计,并对整管腔链进行等效电路分析及仿真优化,从而确定了尺寸参数,最后进行了冷测调配及高功率出束实验。基于该流程研发了C波段驻波加速管,其工作频率为5 713.6 MHz,束流能量可达6 MeV,脉冲流强为84.5 mA。

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。

国家级物理实验教学示范中心信息化教学平台建设与实践

信息化教学平台建设的好坏直接关系到教学效果和人才培养质量。近年来,南昌大学物理实验中心建设完成了实验教学网络管理平台,实现了实验内容、空间、时间、人员、仪器设备等的高效利用和开放共享,提高了教学管理水平,促进了教学质量提高。同时,应用信息化手段开发了虚拟仿真实验和实验考试自动评测系统,营造了多元化的教学环境,能够满足对大面积学生开设设计性、开放性实验的教学条件,提高了实验教学效果,激发了学生的实验兴趣和创新动力。另外,构建了大学物理实验精品在线开放课程,为校内外学生提供了优质的物理实验在线学习资源,也为“停课不停学”提供了很好的平台支撑。

975 MHz高功率移相器的研制

移相器是直线加速器射频系统中的关键部件之一,为确保大功率加速器稳定运行,所用移相器需承受高射频功率的传输。基于改变传输线长度的移相方式,本文设计了通过电长度调节和3dB混合耦合调谐的复合式结构,通过分析射频性能优化各部分结构,并对整个移相器结构进行模拟计算,研制了一种高功率移相器。实验测试结果表明,该移相器工作频率为975 MHz,在工作频率处驻波比为1.02,可实现0°~360°线性移相,整个移相范围内插入损耗小于0.45dB。

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。

水利风景区科普建设体系构建初探——以淮安水利枢纽水利风景区为例

江苏水利风景区建设起步早、步伐快、成效好,截至2020年年底已拥有61个国家水利风景区、104个省级水利风景区。现选取淮安水利枢纽水利风景区,开展水利风景区科普建设体系构建研究。一、淮安水利枢纽水利风景区科普资源1.景区概况淮安水利枢纽水利风景区地处江淮生态经济区、淮河生态经济带和大运河文化带"一区两带"核心。

河长制公示牌的社会延展性研究

通过对河长制公示牌社会性研究,认为河长制公示牌作为河长制工作的重要组成部分,一方面是河长制工作的缩影,另一方面又让河长制工作有了延伸和拓展,与社会公众紧密相连。在分析河长制公示牌存在问题的基础上,从公示牌的功能定位、规范设置板块、内容表示方式等方面提出规范和完善的建议。

10 MeV/50 kW脊型加速器输入耦合器的研制

10 MeV/50 kW脊型加速器是一种新型大功率电子辐照加速器,其加速腔中所需射频功率高达100 kW,为此专门研制了高功率输入耦合器。该耦合器主要由陶瓷窗、内外导体及耦合环组成,通过等效电路分析以及仿真计算确定了最终结构。设计采用了可独立拆卸的平板型陶瓷窗和可旋转调节的耦合环,以便于进行脊型加速器调试,并在内外导体和耦合环中设计了水冷回路带走功率传输产生的热量。经过测试,该输入耦合器可在0~2.2范围内调节耦合度,并成功向脊型谐振腔中注入了100 kW的脉冲峰值功率。

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。

机械原理创新性实验项目探索

机械原理创新性实验项目对提升机械创新能力具有重要作用,而构建创新性实验项目为开设创新实验奠定基础。该文建立了“一体两翼两保障”的机械原理创新性实验项目构建思路。以实验指导为体,实验指导中除了常规内容优化外,还需对创新方法在实验中的应用进行指导;以教学方法与创新方法为两翼,其中研究性学习与研究性教学的双研教与学流程有助于提升学生实验自主性;考核方法与实验教学管理为两个保障机制,构建了形成性考核方法、基于共轭分析的实验管理持续改进机制,保障了实验教学目标的实现。

江苏水利网络舆情年度数据分析及思考

充分掌握网络舆情现状、分析研判网络舆情处置回应机制,是新时期政务舆情应对能力建设的迫切要求,是大数据背景下提升舆情引导水平的迫切需求。研究通过大数据软件,对江苏水利舆情的地域、周期、来源、关键词云等进行了数据分析,对几个重点案例进行了分析研判,并结合定量、定性研究结果,对下一步工作提出了意见建议。

矿物粉体/聚丙烯复合材料力学性能研究

为提高聚丙烯基复合材料的力学性能,将不同种类不同质量分数的非金属矿物粉体作为增强体引入聚丙烯中,并根据矿物粉体/聚丙烯复合材料的力学性能确定最佳制备工艺条件。结果表明:非金属矿物粉体的添加对聚丙烯的力学性能都有不同程度的提高。改性滑石和改性硅灰石都能同时增强复合材料的韧性和强度,并且改性滑石的添加量高于改性硅灰石,在实际工业应用中可节约复合材料的生产成本。

基于可拓学的机构实验项目创新设计

为了丰富机械原理实验项目与提升学生创新能力,采用可拓创新方法驱动创新实验项目的设计及训练学生创新设计能力。构建基于建模-拓展-变换-优选等流程的设计实验项目的流程,以及学生应用可拓创新方法的流程。给出具体的机械原理实验建模、拓展、变换、优选的实例,能够拓展机械原理实验内容,为机械原理实验教学提供更多创新实验。以机构创新设计与搭建实验为例,让学生在机构运动方案的功能分析、动作协调、选型设计、方案选优的过程中应用可拓创新方法,能够训练学生机构创新设计能力。

基于分布式下垂控制的微电网分布式储能系统SOC平衡策略

针对孤岛交流微电网中的分布式储能系统(DESS)采用传统的P-f下垂控制时出现的荷电状态(SOC)不平衡问题,提出一种分布式下垂控制。该方案通过在传统的P-f下垂控制基础加入SOC平衡因子控制逆变器输出的有功功率,从而实现不同容量的DESS充电和放电过程中SOC平衡,并且在SOC平衡过程中频率不会发生偏移。当SOC平衡以后,SOC平衡因子为1,控制算法自动变为传统的P-f下垂控制。由于下垂系数一般很小,频率可以保持在规定的范围(±1%)内。此外,通过调节SOC的下垂系数,可以调节SOC的平衡速度。最后,不同工况下的仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。