下贯能耗监测分析用于揭示水下DCM施工中土层变化的方法研究及验证

DCM法加固水下软基,通常根据勘察孔的土层分层情况,针对不同深度的土层性质设置相应的工艺参数进行施工。由于勘察孔数量有限,地层分部通常不均匀,因此必然存在部分土层的施工工艺参数与实际的土层类型不匹配,导致施工参数冗余(浪费材料)或不足(成桩质量有风险)。通常施工中依据处理机电流判断土层变化,但电流不仅与土层类型有关,还与下贯速度有关,只通过电流划分土层容易导致误判。文章通过统计临近勘察孔的施工桩单位进尺的输出能耗,考虑下贯速度的影响,发现单位进尺的输出能耗突变处与勘察孔的土层界面高度相关,可有效指导土层划分,且相对于用电流更为稳定,对优化工艺参数有指导意义。对典型断面进行识别后,经统计发现对于该断面,识别后土层类型与勘察预期不一致的土层占总加固量的15.8%,占底部加固量的54.2%,说明对不同深度的土层类别进行划分是有必要的。

基于三维有限元的DCM平面布置对边坡稳定的影响

在应用于边坡稳定问题时,DCM(深层水泥搅拌桩)的平面布置形式直接关系到其受力的合理性,进而影响边坡的稳定和安全。针对当前工程实践中采用不同DCM平面布置形式解决边坡稳定问题时,其受力机理仍存在一定程度的认识不足,基于三维有限元方法,结合不同的DCM平面布置形式(桩式、横墙壁式、纵墙壁式、格栅式),对加固后边坡从整体稳定、位移和应力等方面进行分析,探讨采用不同DCM平面布置形式加固边坡后的位移和应力分布规律及特点。研究表明:纵墙壁式和格栅式布置相对于桩式布置,边坡整体稳定安全系数显著提高,位移和应力明显减小且分布更为合理,其中纵墙壁式布置优势最为明显。

含双倍压DCM结构的高增益DC/DC变换器

为了增加直流变换器的电压增益,减少开关管的电压应力,将耦合电感倍压单元与二极管-电容(Diode capacitor multiplier,DCM)单元进行组合,提出一种双倍压DCM结构,将该结构引入含输出二极管的非隔离变换器中,不仅能提升该类变换器的电压增益,有效降低器件的电压应力,同时利用结构中的二极管-电容支路作为无源钳位支路吸收漏感能量,提高变换器的效率。并以含双倍压DCM结构的Sepic变换器为例进行了工作模态和工作性能的分析,推导了电感电流临界的工作状态,与同类型变换器进行了对比分析,充分证明了该类变换器具有高增益、低应力的优势。最后,搭建了一个60W的试验样机,验证了上述理论的正确性。

一种高频非理想DCM反激变换器建模与设计

针对反激变换器因高频特性描述不准确而误导补偿参数设计的问题,根据平均开关模型法,建立工作于断续导通模式(DCM)下非理想反激变换器小信号模型,并推导包含高频零极点的控制环路传递函数;分析控制环路幅频特性与相频特性,并搭建基于电流模式控制芯片KP2201的反激变换器SIMPLIS仿真模型,与实验样机进行测试验证。仿真与实验结果均表明,基于所提模型预测的控制环路能够有效描述系统工作特性,在频率响应及动态响应上均具有良好的一致性,为工程应用中设计稳定系统提供参考。

DCM模拟中基于OPSA方法的参数敏感性分析

深层叶绿素最大值(deep chlorophyll maximum,DCM)现象是海洋与湖泊中普遍存在的生态现象。对其进行数值模拟时,参数不确定性是导致模拟结果出现误差的重要原因。基于一个经典海洋生态模式(nutrients-phytoplankton model,NP),本文通过最优参数敏感性分析(optimization parameter sensitivity analysis,OPSA)方法探讨了模式参数不确定性对DCM模拟的影响。研究表明,背景场浑浊度、垂向湍流扩散系数、浮游植物营养盐含量和硝酸盐再循环系数为模式中的敏感参数,它们的扰动将导致DCM模拟发生显著改变。进一步,设计观测系统模拟试验评估了消除敏感参数误差DCM模拟的改进程度。结果显示,去除4个敏感参数误差DCM模拟平均改进了56.83%,约是去除不敏感参数误差平均改进程度(4.51%)的13倍。而且,去除敏感参数误差模拟改进的稳定性更好,变异系数仅为9.44%,去除不敏感参数误差模拟改进的变异系数达到了14.76%,稳定性较差。据此,可优先发展与敏感参数直接相关的动力过程参数化方案,或在有限的观测资源下优先对敏感参数展开目标观测,进而为提高DCM模拟与预测提供科学指导。

DCM模式BUCK变换器的建模与混沌控制

为进一步探索开关变换器的非线性特性和混沌控制方法,对电流断续导通工况下的BUCK变换器进行了研究。通过MATLAB建模仿真,分别研究了电流断续导通模式BUCK变换器工作状态与输入电压Vi、电容C和电感L3种电路参数的影响关系。在选定条件下改变3种电路参数,均观察到了系统从单周期稳定态到倍周期分岔,再到混沌的演化过程。仿真结果表明3种电路参数对系统状态的影响方式互不相同,且相较于电流连续导通模式,断续导通模式具有更复杂的变化规律。在此基础上采用一种混沌控制策略,实现了对断续导通模式BUCK变换器的混沌控制。该控制策略快速有效,仅需0.6μs就可以将系统从混沌态控制到稳定态。此外,该控制策略不需要设定预期的目标轨道,不依赖变换器自身电路参数,仅需调整一个外部可调参数,在验证仿真模型正确的同时也提供了一种有效的混沌控制方法。

基于表面剖分的3DCM空间数据模型研究

3维城市模型 (3 DCM)的研究近年来得到了飞速发展 ,但目前所开发的 3 DCM系统大多属于 3维可视化系统 ,所提供的空间分析与操作功能极为有限 ,究其原因 ,主要是缺乏能有效表达城市 3维实体及其空间关系的 3 DCM空间数据模型。尽管在 3 DGIS数据模型的研究方面 ,许多学者提出了很有价值的模型 ,但这些模型均难以满足城市 3维建模的要求。针对这一问题 ,本文首先分析了城市 3维实体的几何特征及 3 DCM系统要求 ,提出用外表面表示体状实体 ,以便用 TIN对面状和与体状实体进行统一表达 ,在此基础上就可采用单纯形作为 3维实体的基本要素 ,从而归纳导出了基于表面剖分的 3 DCM空间数据模型。作者还以简单建筑物、复杂建筑物、立交桥为例 ,对折面实体、曲面实体和复杂实体的表面剖分与表达进行了研究 ,并开发了实验系统 ,以实例论证了该模型的可行性。

基于有源开关电感网络和DCM单元组的DC-DC升压变换器

针对传统Boost变换器存在升压能力有限、开关器件电压应力大和效率低等问题,基于有源开关电感网络和二极管-电容单元组(diode-capacitor multipliers,DCM)提出了一种新型高增益升压变换器拓扑,该拓扑在实现高增益的同时避免了极大的占空比,并且有效地降低了开关器件的电压应力。详细分析了所提变换器在连续导电模式,断续导电模式和边界导电模式下的工作原理和工作性能,推导了变换器的电压增益、开关管的电压和电流应力大小,并推演出n个DCM单元级联的高增益升压变换器拓扑。与其他文献提出的变换器在电压增益、元器件数量、开关管电压应力等方面进行详细的对比,最后搭建了一台功率约为130 W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真

利用Matlab/Simulink分别建立了电流连续和断续模式的电压控制型Buck变换器的两种模型,通过仿真观察到了混沌现象。该模型成功地模拟了可控功率开关的开关状态及其PWM驱动信号,非常贴近于开关的实际工作状态。对两种模式的模型进行仿真,在电流连续模型中,得出输入电压变化时的V-I相图和系统主要电量的时域波形图,观察到了系统由稳定到混沌的演化过程;在电流断续模型中,得到了负载电阻和电感变化时系统动力学行为变化的相图,从而验证了电流断续模式下混沌现象的存在性。仿真结果均符合理论分析。

基于地层损失比的隧道开挖对临近群桩影响的DCM方法

采用基于地层损失比的位移控制有限单元法(displacement controlled method),对两种不同的给定位移边界条件下的隧道开挖引起的地层损失对群桩带来的影响进行了分析。首先,用隧道开挖引起的洞周位移场的变化来模拟实际的隧道开挖过程,然后,将土体自由位移场施加于2×2群桩来分析桩基的位移和内力,最后得到隧道开挖对群桩的影响,并与已有文献的分析结果进行了对比,得到了较好的一致性。

减小DCM Boost PFC变换器储能电容的方法

在DCM Boost PFC变换器中,输入电流含有初始相位与基波电流相差的三次谐波,不仅功率因数较低,且需要更大的输出储能电容。本文提出一种控制方法,在整个输入电压范围内可以使输入电流仅含有一定量的与基波初始相位相同的三次谐波。与定占空比控制相比,在满足IEC 61000 3 2,Class D谐波标准要求的情况下,可以将储能电容量降低为原来的37%。在满足Energy Star对功率因数要求不低于0.9标准的情况下,输出储能电容最多可以减小为原来的43%。为了简化实现电路,本文进一步提出一种拟合占空比的方法。实验结果验证了理论分析的正确性。

电压型非理想Buck变换器的DCM模式建模与仿真

文章对DCM模式下的非理想Buck变换器进行全阶建模,提高了模型的精度,在此基础上,针对Buck变换器开环系统动态响应慢、相位裕度差等缺点,设计相应的PID控制网络。通过比较补偿前、后控制-输出传递函数的频域仿真,证明所设计的控制器能够改善Buck开环变换器的性能;通过在Simulink中对电路模型和实际电路的仿真比较,验证了文中建模方法的可行性,从而为DC-DC变换器及系统控制电路的设计提供了理论依据。

脉冲序列控制DCM Boost变换器的控制脉冲组合和输出电压纹波研究

深入研究了工作于电感电流断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)的脉冲序列控制Boost变换器,在分析每个开关周期内高、低功率脉冲控制下输出电压变化量的基础上,研究了不同负载下脉冲序列控制DCM Boost变换器在一个功率脉冲循环周期内高、低功率控制脉冲组合方式和输出电压纹波,为脉冲序列控制方案的设计提供了必要的依据。基于PSIM电路仿真,得到了不同负载时的时域波形,仿真结果验证了控制脉冲组合方式、纹波分析结果的正确性及控制方案的可行性。本文的分析方法和研究结论对脉冲序列控制开关变换器的设计和运行具有重要的指导意义。

大容量变流器DCM模式下带逆变器级联系统静态稳定性分析

为了确保级联系统在全负载功率范围的静态稳定,针对DC/DC变流器运行于DCM模式时的级联系统进行了建模及静态稳定性分析。首先,基于开关网络平均法建立变流器DCM模式的小信号模型,通过将逆变器模型简化为电容并联恒功率负载,建立级联系统的小信号模型;然后,通过特征值灵敏度分析控制参数对系统静态稳定性的影响,并在此基础上基于全局寻优法对控制参数进行优化。仿真和试验结果表明:该级联系统模型能够准确反映DCM模式下的系统特性,且在控制参数优化后,系统的静态稳定性得到了有效改善。

双辉等离子渗铬界面层对类石墨碳基涂层力学及磨蚀性能的影响

目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理。方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层,再采用直流磁控溅射(DCMS)技术制备顶层GLC涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构与成分,采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站测试复合涂层的力学性能、断裂韧性、结合强度和抗磨蚀性能。结果 渗铬界面层能够促进GLC涂层的石墨化转变,实现硬度分布的梯度变化(基体为3.65 GPa,渗铬界面层为8.97 GPa,表面为13.15 GPa),有效阻碍了裂纹的扩展。与GLC涂层相比,Cr/GLC复合涂层具有较高的断裂韧性和结合强度(≥50 N),在3.5%NaCl溶液中具有更低的摩擦系数(0.055)和更低的磨损率(3.22×10^(-7)mm^(3)/Nm),其抗腐蚀性和化学稳定性也明显更优。结论 通过界面设计,实现了Cr/GLC复合涂层硬度分布的梯度过渡,提高了复合涂层的断裂韧性以及与316L的结合强度,赋予了复合涂层优异的抗磨蚀性能,为其在海洋苛刻环境下的磨蚀防护提供了有益借鉴。

一维弹道修正引信DCM启动时间快速计算方法研究

根据一维射程修正技术与迫弹特性,分析了弹丸在配备阻尼修正机构前后的阻力系数变化规律,提出一种一维弹道修正引信DCM启动时间快速计算方法,即利用射程修正量与阻尼片作用时间的关系,粗略估算出阻尼片的张开时间,然后重新计算弹道,根据计算出的目标射程与预测弹道落点射程的差值的正负来精确算出阻尼片的张开时间。仿真结果验证了该方法的可行性和正确性。

基于双频率DCM控制的交错反激光伏并网微逆变器

为了提高交错反激光伏并网微逆变器的并网控制性能,提出一种基于电流反馈的并网电流控制策略,并且为了增大微逆变器功率输出范围,进一步提出一种双频率DCM并网控制策略。在双频率控制策略下,反激变换器工作在DCM模式,输出较低功率时采用高频模式,而输出较高功率时采用低频模式,且依据较高开关频率设计电路参数。以额定功率280W、直流输入电压35V、并网电压220V的交错反激微逆变器为例进行了仿真分析,结果表明电流反馈控制具有较高的控制精度和动、静态响应特性,并网电流波形质量良好,采用双频率DCM控制策略在相同电路参数下增大了微逆变器的功率输出范围,且有利于简化控制器和滤波器的参数设计。

基于悬浮颗粒物沉淀理论DCM桩浅表砂层成桩问题分析及应对策略

水下深层水泥土搅拌桩(DCM桩)是一种应用于水下复合地基处理可靠手段,是实现围海造陆、人工岛、大型海底隧道等超级工程水下地基加固处理关键技术之一,然而工程中会遇到在浅表砂层地质条件下局部成桩困难的问题。通过室内模拟试验,基于斯托克斯公式计算不同颗粒沉淀速度的理论,得出了在浅表砂层地质条件下难以成桩的原因是该区域容易发生自由分层沉淀,致使DCM桩局部不能成桩。针对该地质条件的特性,有针对性地提出了相应的应对措施。

虚幻面孔加工有效连通网络的非线性DCM分析

采用让被试从纯噪声图片中产生虚幻面孔的实验范式来实现面孔top-down加工激活模式的提纯,并使用神经理论基础更为完善的非线性动态因果模型(DCM)来分析top-down方式下虚幻面孔加工有效连通脑网络.所得到的最优脑网络模型表明,枕部面孔区(OFA)在虚幻面孔加工中是关键的面孔信息生成器,它能够被顶下小叶(IPL)施加在其上的top-down注意力所调节,实现在纯噪声图片中检测出类似于面孔的特征信息,然后提供给梭状回面孔区(FFA)作进一步的面孔整体信息加工.

DCM模式下双向DC/DC变换器的性能分析

针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以三相电感进行耦合的三相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为实例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出现负值,从而降低变换器的能量损耗,提高变换器的效率。首先,深入分析了运行在Buck状态下的双向DC/DC变换器的DCM模态的稳态性能;其次,分析了变换器的工作状态转换条件,求出各模态转换的临界负载电流,并且通过引入的变比与其他参数之间的关系来具体分析变换器在各种工作情况(CCM/DCM)下的每一相相电流的变化规律;最后,通过仿真和试验的实际数据来验证理论分析的正确性。