塔克拉玛干沙漠粉尘释放通量研究

土壤风蚀产生的粉尘颗粒物严重影响空气环境质量,为了探明粉尘释放规律,有必要研究不同高度层风速和摩阻风速对粉尘释放通量的影响机制。通过分析塔克拉玛干沙漠观测站不同高度层风速和平均摩阻风速,利用DPM模型计算粉尘释放通量,综合分析摩阻风速与粉尘释放通量的相互关系。结果表明:(1)不同观测日不同高度层的风速变化各不相同,2 m高度层风速的变化范围是0.05~7.73 m/s,4 m高度层风速的变化范围是0.09~7.19 m/s,10 m高度层风速的变化范围是0.5~8.09 m/s。(2)4月1-30日各个观测日24 h内平均摩阻风速分别为0.42、0.34、0.27、0.34、0.16、0.32 m/s,变化范围为0.16~0.42 m/s。(3)DPM模型研究发现实测跃移通量约为模拟值的129%,模拟值与实测值相关性较好,R2为0.91。

机电伺服系统有限时间自适应反步控制方法研究

机电伺服系统存在未建模动态及不可避免的未知扰动,会严重影响系统的伺服性能。针对未知扰动下机电伺服系统惯性负载的角位移跟踪控制问题,考虑未建模动态对系统的影响,提出一种基于有限时间的模糊自适应指令滤波反步控制方法,能有效补偿系统中的未知扰动和未建模动态,具有良好的惯性负载角位移跟踪控制效果。针对系统中存在的未知外部扰动及未建模动态,结合滤波反步法和模糊控制理论,使用模糊逻辑系统逼近未知非线性动态同时构造自适应控制器。考虑到微分计算带来的计算爆炸问题,构建有限时间指令滤波器,降低了系统的计算复杂度,并通过设计滤波误差补偿机制,对滤波误差项进行补偿,保证滤波信号的逼近能力,提升系统跟踪控制性能。通过稳定性分析,证明所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差在有限时间内收敛。最后通过仿真实验,验证了所提控制方法的有效性。

一种具有高ESD泄放电流的AlGaN/GaN HEMT器件

为满足AlGaN/GaN HEMT器件的高静电放电(Electrostatic discharge, ESD)防护需求,提出了一种用于泄放静电电荷的具有掺杂沟槽的GaN HEMT防护结构。通过在沟道层下方引入沟槽,提高了GaN HEMT在面对ESD事件时的电流泄放能力,同时将沟槽设置在栅极与漏极之间,降低了沟槽对栅极控制的影响,保证了栅极的稳定性。对所提结构在ESD条件下的电流泄放能力进行了仿真验证,结果表明,相比于常规的GaN HEMT结构,沟槽结构GaN HEMT的泄放电流提高了32.7%,并且当沟槽与栅极距离大于0.3μm时,沟槽对阈值电压几乎没有影响。

高墩大跨径连续刚构桥梁中跨合龙施工技术研究——以芦沟河特大桥为例

在高墩大跨径连续刚构桥梁施工中,中跨合龙是桥梁建设的重要一步。以芦沟河特大桥为例,针对现场施工特点,详细研究分析合龙配重、顶推等重要环节的具体操作,通过计算得出合龙配重的重量及位置,并运用迈达斯2022软件确定顶推力大小等核心数据,以确保桥梁合龙顺利完工。

排桩基坑施工对暗挖电缆隧道的扰动影响研究

通过三维有限差分仿真计算,分析了排桩基坑水平变形与地表沉降、邻近电缆隧道的变形和受力影响,在此基础上研究了坑隧间距对电缆隧道的变形及安全性的影响。研究结果表明:基坑开挖后有隧道一侧地表沉降小于无隧道一侧;电缆隧道结构的纵向受力是影响结构安全的主要因素,纵向拉应力最大位置位于远离基坑侧墙脚;坑隧间距与电缆隧道安全系数呈非线性递增关系。

锦界选煤厂原煤设施改造案例分析

锦界选煤厂原煤仓现阶段缓冲能力只有8 h,为缓解缓冲能力不足导致井下和地面生产组织协调的矛盾,新增一座直径30 m的4号原煤仓,原煤缓冲能力增加2.8万t。新增4号煤仓后,原煤仓可以保持高料位运行,降低了原煤入仓时的落差,可以有效降低块煤破损率,提高了块煤产率,初步估算每年可增加块煤54万t。原煤缓冲能力增加后,选煤厂可以组织生产对产品细分增加产洗小块产品,每年约增加100万t,进一步挖掘产品价值。同时,在3号原煤仓上增加分级设备后将-40 mm末煤供应北元化工和神木化工,+40 mm块煤返回至选煤厂洗选加工作为产品销售,经济效益显著。

粒K均值聚类算法

K均值聚类属于无监督学习,具有简单易用、可解释性强和聚类效果佳的优点。然而,其算法收敛速度慢,参数难以确定,易陷入局部解。为了克服K均值聚类的固有缺陷,结合粒计算理论,提出了一种新型的聚类模型:粒K均值聚类算法。样本在单特征上粒化成粒子,多特征上的粒子形成粒向量;进一步定义多种粒距离公式,用来度量粒子之间的距离。根据粒距离度量,提出一种粒K均值聚类方法,并设计粒K均值聚类算法。样本粒化是在全部样本空间中进行相似度比较,反映了样本的全局特性,使得聚类收敛迭代次数较少,更容易得到全局最优解。采用多个UCI公开数据集进行实验,从收敛速度、K值影响与聚类效果多方面进行比较,其结果表明所提出的K均值聚类方法具有收敛速度快及聚类效果佳的优点。

海上光伏施工一体化智能装备研究

针对桩基固定式海上光伏项目预制桩施工效率低、成本和安全风险高等难点,从桩基设计趋势、施工需求和现有设备特点等方面进行分析,提出了一种适应于海上光伏预制桩施工的一体化智能装备及其施工方法,与传统打桩船的技术经济指标对比后表明,海上施工一体化智能装备在海上光伏桩基施工中具有一定优越性,总结了后继装备研制和施工方法改进的思路。

BIM技术在桥梁施工中的运用研究--以芦沟河特大桥192 m超高墩为例

为保证192 m超高墩芦沟河特大桥的顺利施工,将BIM技术及整体式高效施工平台运用于芦沟河特大桥左幅7号高墩的施工阶段。先通过Revit软件进行精细化建模,再导入Navisworks软件中进行施工方案设计与动画模拟。研究结果表明,经碰撞检测及内部三维分析后发现问题2处,对其改进后运用于实际施工中,提前85 d完成192 m超高墩封顶。另外,Revit软件可实现快速建模,但在实际工程中运用BIM技术时应结合详细的地勘资料,才能保证设计、施工方案的准确性。经原有造塔机局部优化后的整体式高效施工平台可运用于超高墩大跨径连续刚构桥施工阶段,在一定程度上能加快施工进度。研究成果可为超高墩大跨径连续刚构桥的施工过程提供实际经验,保障施工的顺利进行。

塔克拉玛干沙漠土壤粒度分布特征及其对粉尘释放的影响

塔克拉玛干沙漠是中国西北的重要粉尘源区,研究区域粒度分布特征及粉尘释放量有助于评估区域大气环境质量及其气候效应。基于此,按照空间分布特征及下垫面类型(农田、沙丘、荒漠)环塔克拉玛干沙漠采集地表土壤样品138个,利用Mastersizer2000激光粒度仪分析土壤粒度组成,利用DPM模型计算粉尘释放通量,以期揭示塔克拉玛干沙漠地表土壤微团粒粒度分布特征及其对粉尘释放通量的影响,研究结果表明:1)138个样品中流动沙丘和沙垄的粉砂和黏粒含量累计之和最少,约占10%~18%左右,属于砂质土和砂壤质土。农田(绿洲、林带区)样品多为草甸土,粉砂和黏粒累计含量约占50%~80%,戈壁(荒漠区)样品中粉砂和黏粒的含量差异较大,砂质土和砂壤土的粉砂和黏粒的含量累计之和约占20%~30%。2)地表土壤微团粒中粒径较小的是细砂和粉细砂,可用3个对数正态分布群体表示,即:粉细砂群体、细砂群体、粗砂群体,中值粒径依次为90、225、500μm,标准偏差分别为1.02、1.53、1.08,各占比例约为30%、49%、21%。3)塔克拉玛干沙漠粉细砂和细砂的粉尘释放量最大,中砂粗砂次之,极粗砂最少,其最大差值的数量级为10^-2μg/(m^2·s)。研究结果可以较好地反映不同下垫面粉尘释放差异,对定量评估区域乃至全疆的粉尘释放量等具有重要意义。

基于自适应积分滑模与扰动观测的多PMSM同步控制

为了克服多电机差速失步振荡及同步稳定性变差等问题,提出了基于新型自适应积分滑模和扰动观测的多PMSM同步控制方法。首先,构建了一种改进型偏差耦合同步控制结构。其次,设计了基于新型自适应积分滑模(new adaptive integral sliding mode control,NAISMC)的PMSM控制器。同时,利用滑模扰动观测器(sliding mode disturbance observer,SMDO)对电机负载扰动进行观测,并与改进的偏差耦合同步控制结构相结合,提出了基于NAISMC与SMDO的多PMSM的改进型偏差耦合同步控制方法。最后,进行了实验分析。其结果表明所提出的同步控制方法能有效地保证4个电机具有良好的同步性能,提高了其抗扰动的能力,确保了多电机同步的稳定性。

混合T型多电平逆变器及其调制策略

为了提高逆变器输出电压增益、增加交流输出电平数、降低开关器件电压应力,提出一种混合T型电压源开关电容多电平逆变器。直流侧采用单电源输入结构,开关电容网络无需H桥即可实现交流侧多电平输出,开关器件承受电压应力低。结果表明,所提逆变器具有较强的扩展能力,输出电压增益高,并且T型结构使得逆变器具备更多电平的输出能力。该逆变器结构简单,并且随着输出电平增多,开关器件电压应力保持不变,具有在高压大功率工况应用的潜力。该文给出了所提逆变器的电路结构、工作原理、调制策略及其扩展方法,并通过仿真与实验对所提逆变器进行验证。

开关电容单相九电平逆变器及其调制策略

提出一种基于开关电容技术的单相九电平逆变器,该逆变器由开关电容网络、辅助双向开关以及全桥单元组成。通过电源与电容的串并联转换,该逆变器能够以较少的功率器件产生更多的输出电平,简化了拓扑结构,降低了系统成本,并且该逆变器单电源输入的特点拓宽了其应用范围。该逆变器控制简单,不需要额外的均压电路及复杂的控制回路即可实现电容电压的平衡。详细论述了逆变器的工作原理、调制方案、电容参数设计原则以及拓扑对比分析。最后,通过实验对所提逆变器的稳态性能、动态性能及其并网工作性能进行验证分析,证明了该逆变器结构及其调制方案的正确性与可行性。

用于橡胶金属粘合的化学粗化工艺

将化学粗化工艺用作橡胶金属粘合前处理。对比了它与喷砂、磷化对45钢表面粗糙度、表面张力、微观形貌和成分的影响。结果表明,化学粗化后45钢的表面粗糙度适中,表面张力高,无因弯曲变形而剥落失效的风险,适用于橡胶金属粘合前处理。

智能变电站继电保护运维防误技术分析

智能变电站的出现为电力系统的运维工作带来了许多便利和挑战。其中,继电保护系统作为电力系统的安全守护者,承担着检测异常和保护设备的重要任务。然而,由于智能变电站的设备具有复杂性和高度自动化的特点,继电保护系统面临误操作的风险。该背景下,分析了智能变电站继电保护运维防误技术,介绍了新型的运维防误技术,以确保电力系统的稳定运行和安全性。

库尔勒市霜冻特征及其驱动力分析

利用库尔勒市气象局2003—2012年春、秋季最低地面温度、最低气温、云量、风速和海平面气压等气象要素资料,分析该地区的霜冻特征以及最低地面气温和其它气象要素之间的关系,结果表明:(1)库尔勒市霜冻主要出现时段为10月、11月以及次年的3月;(2)最低气温与最低地面温度之差介于-3～8℃,其中在3～5℃之间占总数的72.5%;(3)当08时海平面气压低于1015 hPa时,发生霜冻的概率仅为4.8%;气压超过1025 hPa时,出现霜冻的概率达84.7%;(4)通过最低气温、云量和风速建立的最低地面气温预报方程,分别对最低地面温度和霜冻做出预报,其中最低地面温度预报的准确率在70.7%～83.5%之间,霜冻预报的准确率为89.9%,效果良好。

单电源自均压九电平逆变器及其调制策略

在分布式可再生能源发电系统中,传统多电平逆变器存在电路结构复杂、功率器件多、控制复杂等缺点。针对上述问题,提出一种基于开关电容结构的单电源均压九电平逆变器,该逆变器由开关电容网络、辅助双向开关以及全桥单元组成。基于开关电容结构的串并联转换工作,所提逆变器能够以较少的功率器件产生更多的输出电平,拓扑结构简单、输出谐波含量低。逆变器电容自均压的优点简化了控制算法,并且单电源输入的特点拓宽了其应用范围。采用特定谐波消除法对逆变器进行调制,进一步减小了输出电压谐波含量,降低了器件的开关频率。最后,通过实验对所提逆变器的稳态及动态工作性能进行验证分析,证明该逆变器及其调制策略的正确性与可行性。

一种单相双输入九电平逆变器及其调制策略

由于传统多电平逆变器存在电路结构复杂、功率器件多、控制复杂等缺点,提出一种单相双输入九电平逆变器,通过2个直流输入电源与电容的串并联实现九电平输出,拓扑结构简单,能够以较少的功率器件和电容数量产生更多的输出电平,谐波含量低,并且其多输入结构适用于分布式发电和微电网等领域。首先给出逆变器的电路结构和工作原理,然后设计逆变器调制策略,并分析电容充放电过程及其对电压波动的影响,实验结果验证了所提九电平逆变器及其调制策略的有效性和可行性。

单相中点箝位开关电容多电平逆变器及其控制

提出一种单相电压源中点箝位开关电容多电平逆变器,该逆变器利用直流母线箝位电容对电源电压进行分割,通过控制电源与电容的串并联实现逆变器多电平输出,并且可以通过扩展进一步提高逆变器的输出电平数量和电压增益。为实现电容的电压平衡,同时降低其电压纹波,逆变器的调制过程考虑了开关的冗余状态,且开关管之间互补工作,调制策略简单。对所提逆变器的工作原理、调制策略、电容电压及相关参数进行了详细分析,并给出了拓扑结构的扩展方法。最后,分别通过仿真和实验,对所提逆变器的稳态性能和动态性能进行了验证。

塔克拉玛干沙漠腹地近地表输沙方向探测研究

利用塔克拉玛干沙漠腹地2008年3月-2018年2月实时探测的近地表沙粒运动数据,结合同步观测的气象和土壤等环境数据,分析了该地区近地表输沙方向特征,并基于输沙方向的观测事实,评估了几起沙风风向和输沙势为指标判定输沙方向方法的不确定性。结果表明:(1)塔克拉玛干沙漠腹地近10 a间累计发生风沙活动3 609.8 h,约占总观测时长的4.1%,春、夏、秋、冬起沙时长分别占总起沙时长的39.2%、45.1%、11.8%和3.8%;(2)起沙时风向主要为N-ESE 6组风向,占总起沙时长的68.8%;(3)利用起沙风风向确定的各方向起沙时长百分比分布与实测结果基本一致,二者相关系数r为0.94,各方向的输沙势百分比与起沙颗粒数二者的相关性较好,相关系数r为0.84~0.93。上述研究结果表明起沙风风向适合判定各方向起沙时长百分比;如果考虑起沙风风速变化,输沙势与各方向的输沙量百分比则更加一致。