考虑PWM波形特征的纳米晶磁心损耗模型的研究及验证

磁心损耗精确预测对于电力电子变压器的优化设计至关重要。然而,传统的磁心损耗模型在复杂激励下适用性较差,尤其对于占空比可调、高次谐波含量丰富的PWM波磁心损耗预测,计算精度显著下降。基于Jordan损耗分离模型,建立了一种考虑PWM波形特征的磁心损耗计算方法。首先,该方法根据激励波形特征,推导出相应的波形系数及等效频率来计算PWM波激励下的动态涡流损耗,将Jordan模型的适用范围从正弦拓展到PWM波激励下的磁心损耗计算;然后,分析了不同占空比激励下激励波形有效频率及高次谐波含量变化对损耗系数的影响,并对其进行数学表征,实现了整个占空比范围内磁心损耗的精确预测;最后,搭建了高频非正弦激励下软磁材料磁特性测量平台,针对1K107B纳米晶材料,测量了两种典型PWM波激励下的损耗数据。实验结果表明,所建立的磁心损耗模型具有较高的计算精度,相比于传统的Steinmetz改进公式,整体精度提高了25%。

Trajectory compensation for multi-robot coordinated lifting system considering elastic catenary of the rope

The multi-robot coordinated lifting system is an unconstrained system with a rigid and flexible coupling.The deformation of the flexible rope causes errors in the movement trajectory of the lifting system.Based on the kinematic and dynamic analysis of the lifting system,the elastic catenary mod-el considering the elasticity and mass of the flexible rope is established,and the effect of the deform-ation of the flexible rope on the position and posture of the suspended object is analyzed.According to the deformation of flexible rope,a real-time trajectory compensation method is proposed based on the compensation principle of position and posture.Under the lifting task of the low-speed move-ment,this is compared with that of the system which neglects the deformation of the flexible rope.The trajectoy of the lifting system considering the deformation of flexible rope.The results show that the mass and elasticity of the flexible rope can not be neglected.Meanwhile,the proposed trajectory compensation method can improve the movement accuracy of the lifting system,which verifies the ef-fectiveness of this compensation method.The research results provide the basis for trajectory plan-ning and coordinated control of the lifting system。

基于等效复数磁导率的利兹线绕组损耗计算模型

绕组损耗是高频变压器总体损耗的重要组成部分,是影响磁性元件体积、效率和温升的关键性参数。由于利兹线的高频损耗小而广泛应用于高频变压器绕组,但其复杂的三维扭转结构导致准确、快速地计算绕组损耗十分困难。解析方法需要进行简化和近似处理,难以准确地表征绕组的高频涡流特性,有限元数值方法需要对每匝绕组精细化建模,导致计算资源耗费严重。采用具有等效复值材料特性的区域替代绕组区域的均匀化技术,能够实现二维磁场对涡流效应的表征,降低了精细化建模的计算成本。但等效区域的材料特性需要利用数值方法获得,增加了计算的复杂性。因此该文通过分析利兹线损耗机理,考虑利兹线截面形状对等效区域材料特性的影响,实现了圆形利兹线绕组等效复数磁导率的明确解析描述。建立了圆形利兹线绕组损耗计算模型,验证了等效复数磁导率计算邻近效应的准确性,实现了较宽频率范围内绕组损耗的准确预测。

计及安全性与舒适性的智能车辆换道轨迹规划研究

针对当前智能车辆在换道过程中的安全性以及乘员舒适性问题,本文提出一种基于风险场评估轨迹的二次筛选方法。首先,在Frenet坐标系下,将车辆运动解耦为横向和纵向两个维度,基于五次多项式生成所有横向d-t曲线簇和纵向s-t曲线簇;其次,由车辆的动力学特性和三圆碰撞模型设计轨迹初筛评价函数,选取合格轨迹作为候选轨迹;最后,参考人工势场理论的思想,引入行车过程中风险场的概念,根据换道效率,换道风险值和横、纵向冲击度建立总损失函数评价候选轨迹以进行二次筛选,选取最佳轨迹并完成可视化。为检验算法的可行性,通过搭建双车道的道路环境,设计障碍车不同速度和加速度的多场景进行弯道换道的仿真验证。研究结果表明,本文所提算法能够满足换道的安全性和舒适性需求。同时,在正常换道场景下,乘员在换道过程的97.5%时间处于舒适状态,在紧急避障场景下也能达到平衡安全性与舒适性的目标。

基于温度--应力试验的混凝土温度应力仿真

为分析早龄期混凝土的温度变形和温度应力,使用ABAQUS有限元分析软件,考虑混凝土的热膨胀系数和弹性模量随等效龄期的变化规律,通过现有的堆石坝面板混凝土温度—应力试验测试数据建立温度—应力试验试件有限元分析模型,开展混凝土温度变形对应的温度场和应力场的数值仿真研究。研究结果表明:使用等效龄期,考虑早龄期混凝土热膨胀系数、弹性模量的时变性,可以提高温度应力场仿真模拟的精度,为实际工程提供更安全的设计依据。

考虑锂电池温度和老化的荷电状态估算

针对锂离子动力电池工作环境复杂且电池老化导致内部参数辨识精度低与荷电状态估计误差大的难题,本文提出了一种多新息最小二乘法与平方根容积卡尔曼滤波估计锂离子电池荷电状态的联合算法,实现动力电池在全服役周期内多温度条件下的状态估算。首先,为解决传统最小二乘法对历史数据利用率低的问题,在最小二乘法中融入多新息理论,采用一阶RC等效电路建立电池模型,利用多新息最小二乘法对电池内部参数进行参数辨识;然后,采用平方根容积卡尔曼滤波估算电池SOC;最后,通过多温度全寿命的电池实验数据对本文所提算法进行验证,并且与扩展卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波算法进行对比,证明本文提出算法的有效性。实验结果表明:本文提出的多新息最小二乘-平方根容积卡尔曼滤波算法在多温度全寿命条件下,能够准确反映动力电池内部参数和精确估算电池SOC,电压平均绝对误差不超过40 mV,SOC的估算误差控制在2%范围内。

基于LoRa通信的无线发射台信号智能监测技术研究

为实现大面积无线发射台信号覆盖监测,有效地抵御监测过程中多径干扰和频率选择性衰减等干扰因素的影响,研究基于LoRa通信的无线发射台信号智能监测技术。在无线发射台发出信号后,转换成数字信号进行对比,识别出有效发射台信号后,通过级联型LoRa组网方式以及LoRa通信技术,将数据发送到服务器中存储,实现无线发射台信号的传输。利用循环位移因子对基带产生的Chirp信号完成调频扩频调制,扩展信号频谱,增强信号抗干扰能力以及传输可靠性,增强信号监测的效果。实验结果表明:该方法能够在距离LoRa终端设备2.5 km处依旧接收到发射台信号,丢包率为12%,能够准确地监测到无线发射台是否存在发射信号。

碳纳米管改善面板混凝土早龄期变形研究

在水利工程中大体积混凝土开裂问题普遍存在,而早龄期变形是大体积混凝土早龄期开裂的主要驱动力。为了研究碳纳米管(CNTs)对面板混凝土(FSC)早龄期变形的影响,采用温度—应力试验,研究两种温度养护历程下基准面板混凝土和掺入CNTs面板混凝土的应力与应变发展规律。基于成熟度理论,分离出早龄期温度变形与徐变,得到FSC早龄期时变热膨胀系数与徐变度发展曲线。试验结果表明:相较于基准组,CNTs的掺入可以减少FSC早龄期自收缩,降低早龄期热膨胀系数,从而减少温度变形,增加早龄期拉伸徐变度,可以有效改善FSC早龄期变形,降低FSC早龄期开裂风险。

浮动基多机悬吊系统动力耦合响应分析

为了研究浮动基多机悬吊系统在不规则波作用下的动力耦合关系,首先利用动量定理和动量矩定理建立了浮动基机器人动力学模型,其次利用达朗贝尔原理建立了悬吊系统的动力学模型,并提出了系统动力学的耦合关系分析步骤;最后结合实例,仿真分析了浮动基多机器人协调悬吊系统在不同波高、不同波长比和不同起吊速度下动力耦合响应过程。结果表明,该系统的理论研究进行了补充和完善,同时也为浮动基多机悬吊系统在实际的吊运过程中,判断安全的吊运环境提供技术支撑。

膀胱癌组织LncRNA SPINT1-AS1表达及临床意义

目的检测膀胱癌组织长链非编码核糖核酸(LncRNA)丝氨酸肽酶抑制剂Kunitz 1型反义核糖核酸1(SPINT1-AS1)表达并探讨其临床意义。方法选取安阳市第三人民医院泌尿外科2018年1月至2023年2月收治的328例行腹腔镜下根治术膀胱癌患者作为研究对象,RT-qPCR检测膀胱癌组织和切缘正常组织LncRNA SPINT1-AS1的表达。比较不同临床病理特征患者癌组织LncRNA SPINT1-AS1的表达;随访至2023年5月,分析膀胱癌组织LncRNA SPINT1-AS1的表达与腹腔镜下根治术后复发的关系;Cox回归分析探讨影响膀胱癌患者腹腔镜下根治术后复发的危险因素。结果LncRNA SPINT1-AS1在膀胱癌组织的表达高于切缘正常组织(P<0.05);肌层浸润、TNM分期≥Ⅱb期、最大肿瘤直径≥3 cm、多发病灶、有淋巴结转移患者膀胱癌组织LncRNA SPINT1-AS1的表达分别高于非肌层浸润性、TNM分期<Ⅱb期、最大肿瘤直径<3 cm、单发病灶、无淋巴结转移患者(P<0.05);随访期间患者腹腔镜下根治术后复发率为15.88%(47/296);肌层浸润(HR=1.692,95%CI:1.157~2.475)、TNM分期≥Ⅱb期(HR=1.784,95%CI:1.187~2.682)、多发病灶(HR=1.837,95%CI:1.200~2.810)、膀胱癌组织LncRNA SPINT1-AS1表达(HR=1.557,95%CI:1.195~2.029)均为腹腔镜下根治术后复发的危险因素(P<0.05)。结论膀胱癌组织LncRNA SPINT1-AS1表达高于切缘正常组织,肌层浸润、TNM分期≥Ⅱb期、多发病灶及癌组织LncRNA SPINT1-AS1表达均为膀胱癌腹腔镜下根治术后复发的危险因素。

圆形利兹线绕组高频损耗三维快速计算模型

绕组损耗作为高频变压器总体损耗的重要组成,是影响磁性元件体积、效率和温升的关键参数。利兹线复杂的三维绞合结构,可以有效降低高频集肤效应与邻近效应引起的附加绕组损耗,广泛应用于高频变压器。然而,利兹线绕组内部的涡流分布极为复杂,现有解析计算方法需要对模型进行较多简化和近似处理,难以精确表征利兹线绕组高频涡流效应。数值计算方法需要对利兹线进行精细化建模,造成计算资源的严重耗费。因此,如何准确、快速计算利兹线绕组损耗对高频磁性元件的优化设计具有重要意义。该文通过分析利兹线绕组损耗机理,并基于解析法与有限元数值法,建立一种同时考虑绕组端部效应及圆形利兹线绞合结构的绕组损耗三维快速计算模型。最后,针对两种不同利兹线绕组的变压器模型,从计算精度和计算成本的角度分别进行详细的实验研究与对比分析。结果表明,所提模型实现了宽频范围内圆形利兹线绕组损耗的精确、高效计算。

基于镜像法的高频圆导线变压器漏感计算模型

高频变压器漏感是影响固态变压器功率传输特性及运行可靠性的一个重要参数,在设计阶段需要对其进行快速、精确的预测。由于数值法计算成本高昂,难以满足变压器设计阶段快速预测漏感的要求,目前常采用解析法计算漏感参数。基于一维磁场假设的计算模型忽略了绕组端部效应的影响,无法准确估计漏感。多数二维计算模型虽然考虑了横向漏磁通的影响,但泊松方程的求解及电流密度的级数表征导致其计算过程过于繁琐。因此,该文基于镜像原理准确提取磁芯窗口区域的漏磁场,推导该区域直流漏磁能量的解析表达式,并引入计及绕组集肤效应和邻近效应的频率相关因子,揭示宽频区间内漏感的衰减规律,建立能够同时考虑频变特性和绕组端部效应的漏感解析计算模型。最后,搭建漏感测量平台,针对具有不同孔隙率的变压器样机开展详细的实验研究。结果表明:所建模型的最大相对误差不超过5%,验证了该模型的准确性和有效性。

基于智能优化算法的高频变压器电磁结构优化设计

高频变压器(HFT)作为电力电子变换器等功率变换装备的核心部件,其优化设计是实现高功率密度、高效率和高可靠性的重要环节。为有效解决高频条件下显著的涡流效应和复杂紧凑的结构使变压器损耗难以准确计算、针对绝缘设计裕量不足的问题,本文提出计及高频效应和结构效应的电磁场建模方法,构建了高频变压器多目标协同优化设计方案。首先建立了低成本与高效率兼备的磁心损耗计算模型。其次,根据面积等效原理推导了考虑绕组结构效应的近似Dowell模型,实现绕组损耗的高精度计算。然后提出了考虑绕组端部效应和频率影响的漏感计算模型,减小漏感对于结构和频率的依赖性。在此基础上,采用一种新型多重绝缘结构,提高绕组间的绝缘耐压水平。最后,基于改进的非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅱ)和自由参数扫描法建立了高频变压器的优化设计流程,根据筛选的最优设计方案研制了一台高频变压器样机。

基于最小能耗的双机器人协调搬运系统负载分配

针对由两台机器人组成的紧协调搬运系统,以期望轨迹下的最小能耗为目标,研究了双机器人紧协调搬运系统的负载分配方法。首先,在被搬运物期望运动轨迹下,结合机器人动力学和双机器人末端力约束关系,确定了被搬运物动态载荷和机器人关节力矩之间的关系。其次,取双机器人关节力矩的平方和作为系统最小能耗优化的目标函数,为保证被搬运物在搬运过程中不会因为过大的内力而导致变形和损坏,在目标函数中引入抓取矩阵的特定伪逆。然后,考虑机器人关节力矩约束,将目标函数的求解问题转化为二次非线性规划问题,并使用遗传算法进行了寻优。最后,以两台节卡Zu 5机器人搭建协调搬运平台,在期望搬运轨迹下,测得双机器人末端力与关节力矩,通过与理论计算值的比较,验证了负载分配的合理性和能耗优化方案的有效性。

基于Maxwell方程和R-L分数阶导数的高频激励条件下纳米晶材料磁滞特性预测模型

准确预测高频激励条件下纳米晶材料的磁滞特性,对电力电子变压器等高频电力设备磁性元件的优化设计具有重要意义。该文基于Maxwell方程和Riemann-Liouville(R-L)分数阶导数,建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。首先,根据Maxwell方程,首次推导出计及趋肤效应影响的涡流磁场强度解析式;其次,针对现有静态磁滞特性和异常效应建模方法未考虑趋肤效应影响的问题,依据R-L型分数阶导数理论,建立有效描述带材内部磁通密度分布不均时纳米晶静态磁滞特性与异常效应综合预测模型,并提出一种考虑频率效应的阻尼系数ρ和非整数阶n的解析计算方法;最后,基于磁场分离理论,建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。通过与纳米晶材料1K107B在高频激励下实测磁滞回线进行对比,验证该文所建预测模型的有效性。相较于经典模型,该文所建模型对磁滞回线的预测精度提升了35.8%。

后冬奥时期河北省冰雪运动数字化融合推广策略及实施路径

后冬奥时代,数字化融合推广手段将在推动冰雪运动产业持续健康发展中扮演更重要的角色。数字化融合推广具有拓宽参与边界、丰富文化内涵、提升用户体验、优化资源配置等多维价值。为适应冰雪运动发展需要,构建了基于数据智能化、内容丰富化、体验沉浸化、合作网络化的数字化融合推广体系。其中,基于大数据与人工智能技术的算法推广策略,要开展数据驱动的个性化精准营销,构建全面的数据监测与反馈机制;基于多平台渠道的内容推广策略,要以各擅所长的分平台传播为基础,以优势互补的联动式传播为核心,以突出文化的内涵式传播为重点。对基于扩展现实技术的体验推广策略和基于冰雪资源网络的合作推广策略分别进行阐述。最后,为确保策略的有效实施,还需完善法律法规与政策、强化市场资源配置功能、构建多元社会支持网络、加强专业人才队伍建设。

基于FAERS数据库的秋水仙碱相关神经毒性风险分析

目的 评价秋水仙碱相关神经系统不良事件(nAEs)的风险及特征,为临床用药安全提供参考。方法 基于美国食品药品监督管理局(FDA)不良事件报告系统(FAERS),检索2004年1月1日至2022年12月31日的秋水仙碱相关nAEs报告,采用比例失衡法和贝叶斯分析法对nAEs及缺血性、出血性中枢神经系统血管疾病不良事件进行信号挖掘,并分析事件发生时间及患者结局。结果 共提取秋水仙碱相关nAEs 906例,报告例数排名前3位的不良事件分别是头痛(ROR_(025)=1.09,IC_(025)=0.30)、感觉减退(ROR_(025)=1.79,IC_(025)=1.09)、意识丧失(ROR_(025)=1.62,IC_(025)=0.99),在缺血性和出血性中枢神经血管疾病中均不存在信号。秋水仙碱相关nAEs发生时间中位数为30 d,7.42%的患者死亡。结论 秋水仙碱在缺血性和出血性中枢神经血管疾病中未检测到信号,但临床应警惕一些其他罕见神经毒性不良事件,加强监测。

腰骶椎结核单纯后路手术联合局部置管早期持续化疗的临床疗效

目的 探讨单纯后路病灶清除植骨融合内固定联合局部置管早期持续病灶内化疗治疗腰骶椎结核的临床疗效。方法 回顾性分析2014年1月至2018年1月西安交通大学附属红会医院收治的32例腰骶椎结核患者的临床资料,患者均采用单纯后路病灶清除植骨融合内固定联合局部置管早期持续化疗(即术中局部置管、术后1个月内经导管向病灶内持续注入异烟肼)。所有患者腰、骶椎结核均以单节段椎体及椎间隙破坏为主;22例存在椎旁或椎管内少量脓肿,但脓肿范围局限在病变节段范围内,未发生远处流注及两侧腰大肌侵袭。记录手术时间、术中出血量、卧床时间、围手术期并发症、导管注入抗结核药物情况及药物不良反应,评估手术前后疼痛视觉模拟量表(VAS)评分和美国脊柱损伤协会(ASIA)分级,通过腰椎正侧位X线片或三维CT评估植骨融合情况,监测红细胞沉降率(ESR)、C-反应蛋白(CRP)变化。结果 手术时间(116.2±15.4)min,术中出血量(320.2±103.4)m L,卧床时间(4.7±1.2)d;无大血管或神经损伤、硬脊膜破裂病例,伤口均一期愈合,无深部感染发生。随访时间12~24个月(平均15个月)。患者术后4~10个月均获骨性融合;术后3个月ESR、CRP均恢复正常,末次随访VAS评分和后凸Cobb角较术前明显改善(P <0.05)。22例术前存在神经损伤的患者末次随访时均有不同程度恢复;末次随访未见结核复发,随访期间无结核药物严重不良反应发生。结论 对以椎体及椎间隙破坏为主、椎旁或椎管内脓肿范围局限、伴节段不稳及神经损伤的单节段腰骶椎结核,予以单纯后路手术联合局部置管早期持续病灶内化疗可获得满意疗效。

基于GMS摩擦力补偿和干扰观测器的高精度速度控制

为了降低机械轴系摩擦力扰动对于伺服控制器在低速运动控制精度的影响,进一步提高传统伺服控制器对于稳定平台的控制能力,提出了一种基于广义Maxwell滑动(generalized Maxwell-slip,GMS)摩擦力模型前馈和干扰观测器的高精度摩擦力补偿方案。首先在传统控制基础上引入GMS摩擦模型前馈补偿对摩擦扰动进行初步的补偿;然后,通过加入干扰观测器,对残余扰动及其他扰动进行第2次的抑制。利用实物平台对控制方法的低速运动性能进行了测试,对比设计的控制算法和传统PI控制器的控制结果,验证提出的控制策略抑制摩擦扰动的效果。结果表明,基于GMS摩擦力前馈和干扰观测器的控制方案有效的补偿了摩擦非线性、模型不确定性等因素对于控制系统的影响。新方法可将稳定平台低速运动时的控制误差降低到0.015°/s,在实际工程中具有较高的应用价值。

LOXL3对肝癌免疫微环境、化学治疗耐药和免疫治疗预测影响的研究

目的运用生物信息学方法研究赖氨酸氧化酶3(LOXL3)基因在肝癌组织中的表达和对患者生存情况的影响,分析LOXL3基因对肝癌免疫微环境的影响,并对肝癌的化学治疗耐药和免疫治疗疗效进行预测。方法通过TCGA数据库和ICGC数据库分析LOXL3基因在肝癌细胞中的表达情况;采用GSEA富集分析LOXL3可能富集的相关通路;通过TIMER数据库和TISIDB分析肝癌患者中LOXL3基因表达情况与免疫细胞浸润的关系;通过GDSC数据库分析LOXL3基因与治疗中肝癌对化疗药物耐药的关系。并通过TIDE数据库对肝癌患者免疫治疗的疗效进行预测,使用Kaplan-Meier分析LOXL3基因对患者生存情况的影响。结果对于TCGA和ICGC数据库,两个数据库的结果均显示在肝癌组织中LOXL3的表达高于正常组织(P<0.05)。LOXL3对TGF-β、Wnt-β-Cantenin、Hypoxia和PI3K/AKT等通路有一定的激活作用。免疫细胞浸润水平发现,LOXL3在肝癌组织中的表达水平与B细胞(r=0.463,P<0.05)、CD8+T细胞(r=0.469,P<0.05)、CD4+T细胞(r=0.557,P<0.05)、巨噬细胞(r=0.71,P<0.05)、中性粒细胞(r=0.528,P<0.05)和树突状细胞(r=0.654,P<0.05)均呈一定的正相关。化疗敏感性分析表示在肝癌组织中,对于阿昔替尼、紫杉醇、顺铂、阿糖胞苷、喜树碱、长春碱等化疗药物,低表达LOXL3基因人群对其耐药。但在免疫治疗预测中,低表达LOXL3人群能从免疫治疗中有一定的获益。生存分析显示,高表达LOXL3的患者预后较差。结论LOXL3在肝癌组织中高表达,能激活免疫相关通路,对一些化疗药物敏感,同时免疫治疗能获益,因此可作为肝癌新型分子标志物。