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动力电池主动均衡技术的研究

动力电池主动均衡技术的研究

作者：孙志浩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池作为综合性能最为优异的动力电池,被广泛的使用在电动汽车上作为其动力来源。但由于单节电池的各项性能指标都无法满足电动汽车的使用需求,通常需要将多节单体电池通过串并联构成电池组以获得更高的输出电压及输出功率。但是... 详细信息

锂离子电池作为综合性能最为优异的动力电池,被广泛的使用在电动汽车上作为其动力来源。但由于单节电池的各项性能指标都无法满足电动汽车的使用需求,通常需要将多节单体电池通过串并联构成电池组以获得更高的输出电压及输出功率。但是,受制于现有的锂电池制造技术,各单体电池间的性能差异是不可避免的。且随着使用环境的变化和使用时间的增加,这种性能差异会被逐渐的放大,最终影响电池组的正常使用和电动汽车的正常工作。本文分析了导致单体电池不一致性问题的各种原因,总结了这一问题可能造成的负面效应。通过实验标定了四节三洋18650锂电池开路电压以及工作电压与电池荷电状态(State of Charge,SOC)对应的关系曲线。研究了一种简单的SOC估算方法,以此为基础分析对比了SOC、开路电压以及工作电压分别作为均衡变量的优缺点与可能性。为了充分利用电池能量,提高均衡效率,本文设计将一种基于有源钳位技术的双向反激变换器作为均衡系统的主电路。该拓扑结构适用于集中式主动均衡技术,使得能量能够在任意一个单体电池与电池组之间进行双向流动。首先详细分析了此种拓扑的工作原理,论证了其实现软开关的可能性,然后设计了变换器的主要参数。最后,通过Matlab仿真验证了理论分析和参数设计的正确性和可行性。设计了一个完整的主动式均衡系统,包括主要的信号采集电路以及一种适用于集中式主动均衡的开关阵列。然后制定了清晰的均衡流程与策略,能够帮助整个系统提高主动均衡的速度与效率。完成所有软硬件设计的基础之上,搭建完整的均衡系统样机,制定均衡策略,以四节三洋18650串联电池组作为测试对象,进行相关均衡实验,评估均衡系统的均衡效果,证明了其对单体电池不一致性的改善作用。

关键词：电池均衡单体不一致性双向反激变换器均衡策略

海拔高度和品种对毕节烤烟多酚类和类胡萝卜素类物质含量的影响研究

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海拔高度和品种对毕节烤烟多酚类和类胡萝卜素类物质含量的影响研...

作者：孙志浩河南农业大学

学位级别：硕士

为探明贵州省毕节市立体生态类型及烟叶质量特征,阐明几个主栽烤烟品种在立体分布的情况下的烟叶质量风格特色和生态条件的关系,提出适合毕节特色优质烟叶生产的立体优化布局方案,为特色优质烟叶生产提出科学建议,2015～2016年在贵州省... 详细信息

为探明贵州省毕节市立体生态类型及烟叶质量特征,阐明几个主栽烤烟品种在立体分布的情况下的烟叶质量风格特色和生态条件的关系,提出适合毕节特色优质烟叶生产的立体优化布局方案,为特色优质烟叶生产提出科学建议,2015～2016年在贵州省毕节烟区采用随机区组合计,研究了海拔高度、品种及其互作对烟叶多酚类物质含量和类胡萝卜素含量的影响,主要试验结果如下:1、海拔高度、品种及其互作对多酚类物质含量和类胡萝卜素含量贡献率不同,海拔对总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭的贡献率分别为12%、2.0%、74%、30%,对总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素的贡献率分别为31%、58%和17%;品种对总酚、绿原酸、芸香苷、莨菪亭的贡献率分别为52%、57%、8.0%和17%,对总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素的贡献率分别为5.5%、2.0%和6.0%;海拔与品种互作对总酚、绿原酸、芸香苷、茛菪亭的贡献率分别为35%、41%、15%和48%,对总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素的贡献率分别为40%、20%和 22%。2、不同海拔高度多酚类物质和类胡萝卜素物质含量有较大差异,总酚、芸香苷、总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素随着海拔高度的升高而增加;莨菪亭含量随着海拔高度的升高而表现出降低的趋势,且莨菪亭含量在3个海拔高度间也存在一定的差异,低海拔地区莨菪亭含量显著高于高海拔和中海拔地区,而在高海拔地区与中海拔地区差异不显著;绿原酸含量在3个海拔高度间差异显著,高海拔地区绿原酸含量最高,中海拔地区含量最低,低海拔地区介于两者之间。3、不同品种间的多酚类物质和类胡萝卜素物质含量有一定的差异,表现为红花大金元总酚和绿原酸含量最高,其次为K326,毕纳1号含量最低,且3个品种间存在一定的差异性;毕纳1号的芸香苷、莨菪亭、总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素含量最高,红花大金元次之,K326最低,且在3个品种间存在一定的差异。4、海拔高度与品种互作效应表明,高海拔地区与红花大金元互作条件下总酚、绿原酸β-胡萝卜素、叶黄素和总胡萝卜素含量较高,与毕纳1号互作时总酚、芸香苷和总胡萝卜素含量较高;中海拔高度与K326互作条件时总酚、绿原酸、芸香营、莨菪亭、总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素含量较高,与红花大金元互作时莨菪亭含量较高;低海拔高度与毕纳1号互作条件下绿原酸、茛菪亭、β-胡萝卜素和叶黄素含量较高,与红花大金元互作时芸香苷含量较高。海拔高度与品种互作对多酚类物质和类胡萝卜素物质含量的影响结果说明海拔高度、品种与海拔高度互作是影响烤烟多酚类物质和类胡萝卜素物质含量的关键性因素。

关键词：海拔高度品种互作多酚类物质类胡萝卜素类物质烤烟

串珠镰孢霉D-泛解酸内酯水解酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

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生物工程学报 2005年第3期21卷 390-395页

作者：柳志强孙志浩江南大学生物工程学院生物催化研究室无锡214036

利用D_泛解酸内酯水解酶N末端序列,并根据NCBI中公布的D_泛解酸内酯水解酶cDNA序列设计了一个特异引物,该引物结合Oligo(dT) 1 5,以串珠镰孢霉(Fusariummoniliforme)CGMCC 0 5 36mRNA反转录得到的总cDNA为模板进行扩增,获得约1 5kb左右... 详细信息

利用D_泛解酸内酯水解酶N末端序列,并根据NCBI中公布的D_泛解酸内酯水解酶cDNA序列设计了一个特异引物,该引物结合Oligo(dT) 1 5,以串珠镰孢霉(Fusariummoniliforme)CGMCC 0 5 36mRNA反转录得到的总cDNA为模板进行扩增,获得约1 5kb左右的片段,将其克隆到T载体上进行测序,对测得的序列进行分析,重新设计了一对引物,并在引物两端分别加上限制酶EcoRⅠ和SalⅠ的识别位点序列,利用热启动PCR成功地扩增出了D_泛解酸内酯水解酶基因,基因片段长度为114 6bp ,该序列同来源于尖镰孢霉菌(F .oxysporum)AKU 370 2菌株的编码D_泛解酸内酯水解酶cDNA结构基因的同源性为90 0 6 %。将所得片段定向克隆到pTrc99a载体中,转化至JM10 9感受态细胞,筛选出了阳性克隆。经IPTG诱导阳性菌,进行SDS_PAGE电泳,检测出在约4 0kD处有一蛋白表达带。对两株重组基因工程菌的比活力进行测定,结果分别为37U和4 1U。

关键词：串珠镰孢霉菌,D-泛解酸内酯水解酶基因,cDNA,克隆,原核表达

基于WIFI网络通信远程控制下位机控制电路设计

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基于WIFI网络通信远程控制下位机控制电路设计

作者：孙志浩内蒙古大学

学位级别：硕士

基于WIFI网络通信远程控制下位机控制电路,是以AT89S52单片机为核心控制部件,组成自来水厂蓄水池实时信号采集电路,并以WIFI为通讯方式将蓄水池情况实时上传给中央控制室,并执行中央控制室下达的控制指令,实现中央控制室对自来水厂的实... 详细信息

基于WIFI网络通信远程控制下位机控制电路,是以AT89S52单片机为核心控制部件,组成自来水厂蓄水池实时信号采集电路,并以WIFI为通讯方式将蓄水池情况实时上传给中央控制室,并执行中央控制室下达的控制指令,实现中央控制室对自来水厂的实时监控与控制。论文介绍了利用WIF工组建无线局域网的方法,重点阐述了下位机控制电路的设计,包括液位,温度信号采集模块,A/D转换模块,继电器控制水泵电路,看门狗电路,电源模块。随着无线通信技术,计算机技术,自动化技术以及其他IT技术的发展,利用无线技术实现上下位机通信传输的成本会逐渐降低,系统的稳定性和可靠性将逐步提高。

关键词： WIFI 无线局域网下位机控制

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CBTC系统安全通信协议的研究

CBTC系统安全通信协议的研究

作者：孙志浩西南交通大学

学位级别：硕士

CBTC （Communications-Based Train Control,简称CBTC）系统的通信过程是通过DCS （Data Communication System,简称DCS）子系统完成的。高实时性与高安全性的通信离不开DCS系统的支持,DCS系统可以保证传输层及以下各层的传输安全,但... 详细信息

CBTC （Communications-Based Train Control,简称CBTC）系统的通信过程是通过DCS （Data Communication System,简称DCS）子系统完成的。高实时性与高安全性的通信离不开DCS系统的支持,DCS系统可以保证传输层及以下各层的传输安全,但是不能保证传输层以上的处理安全。随着CBTC技术的发展,数据的通信及处理安全问题引起广泛关注。CBTC系统中,传输层采用面向无连接的、非安全的UDP协议,因而很难保证传输层到应用层的处理安全,也随时面临消息的重复、丢失、插入、次序错乱、错误以及传输超时等等威胁。与CBTC系统安全通信最直接相关的就是安全通信协议。在DCS系统的安全防护下,本文参照我国颁布的RSSP-I铁路信号安全通信协议,设计了CBTC系统的安全通信协议。协议采用序列号、时间戳、超时、目的地和源地址标识、反馈报文、双重校验等措施来防御以上威胁,同时,安全通信协议采用线性反馈移位算法及循环冗余算法对系统中的安全用户数据报文进行双通道的加密运算,保证安全用户数据报文的安全传输处理。RSSP-I协议大多应用于既有铁路,本文在其基础上加入地址信息验证及安全连接管理功能,并将其应用到城市轨道交通领域。为了验证安全通信协议设计的正确性,按照安全通信协议的设计,开发了一套软件模拟系统,可以模拟CBTC系统中的ATS （Automatic Train Supervision,简称ATS）服务器、区域控制器以及车载控制器三种设备。国内对安全通信协议的研究大多为网络仿真及数学的形式化验证,鲜有基于DCS系统的实验验证。实验验证法既能克服网络仿真软件的数据说服力差的缺点,又能灵活验证安全通信协议的功能设计。本文在西南交通大学DCS系统上进行了半实物仿真,西南交通大学DCS系统采用成熟商用设备,其DCS设计方案已经应用在现有的城市轨道交通线路中,与现场设备保持高度一致,所得的测量结果真实可靠,具有说服力。在西南交通大学DCS系统上经过多次测量,并参考IEEE1474.1标准中对于网络延时及数据处理的要求,结果显示,经过DCS系统中的IPSec及无线加密处理,经过安全通信协议算法的处理,系统的网络处理延时及链路建立时间可以满足CBTC系统的日常运营。针对仿真软件的测试表明,软件很好实现了安全通信协议的功能,并能够保证系统在发生故障时导向安全。

关键词： CBTC 安全通信协议 RSSP 半实物仿真 DCS

老年2型糖尿病患者中轻度认知功能障碍的影响因素

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老年2型糖尿病患者中轻度认知功能障碍的影响因素

作者：孙志浩山东第一医科大学

学位级别：硕士

目的:探讨2型糖尿病患者的糖化血红蛋白(HbA1c)和血清胰岛素样生长因子-1(IGF-1)与认知功能障碍之间的关系,并进一步探讨认知功能障碍的影响因素。方法:选取2015年11月-2017年12月在我院神经内科及内分泌科住院治疗的156例老年(年龄≥60... 详细信息

目的:探讨2型糖尿病患者的糖化血红蛋白(HbA1c)和血清胰岛素样生长因子-1(IGF-1)与认知功能障碍之间的关系,并进一步探讨认知功能障碍的影响因素。方法:选取2015年11月-2017年12月在我院神经内科及内分泌科住院治疗的156例老年(年龄≥60岁)2型糖尿病患者作为研究对象,根据是否有轻度认知功能障碍分为MCI组和非MCI组,每组各78例。收集患者的一般临床资料和病史、教育程度、生活习惯等资料,测定患者的血压、HbA1c、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和血清胰岛素样生长因子-1(IGF-1)等血液生化指标,比较两组患者的在上述资料方面的差异;再根据HbA1c水平将156例2型糖尿病老年人分为3组,其中A组HbA1c0.05);3.单因素logistic回归分析结果表明,教育程度、HbA1c水平和IGF-1水平与老年糖尿病患者的认知功能障碍有关(P0.05);HbA1C≥7%时,HbA1C每升高1%,老年2型糖尿病患者发生MCI的风险增加55%,校正年龄和教育程度后,老年2型糖尿病患者发生MCI的风险仍增加29%(P>0.05)。结论:1.老年2型糖尿病患者的认知功能障碍主要表现在定向、语言、抽象思维、记忆和视空间执行能力方面;2.高血脂、高HbA1c是老年2型糖尿病患者发生MCI的危险因素,而教育程度高和高IGF-1是老年2型糖尿病患者发生MCI的保护因素;3.教育程度和血清IGF-1水平与老年2型糖尿病患者MOCA评分显著负相关(P<0.05),HbA1c、TC、TG和LDL-C水平与老年2型糖尿病患者的MOCA评分显著正相关(P<0.05);4.老年2型糖尿病患者中HbA1c≥7%时,HbA1c每升高1%,MOCA评分减少0.09,且MCI的发生风险增加29%;5.血清IGF-1下降可能促进了老年2型糖尿病患者认知功能障碍的发生。

关键词： 2型糖尿病认知功能糖化血红蛋白血清胰岛素样生长因子-1

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济宁市湖东平原区地下水环境演化规律研究

济宁市湖东平原区地下水环境演化规律研究

作者：孙志浩山东农业大学

学位级别：硕士

以济宁市南四湖湖东平原区为例,结合近30年的地下水动态观测资料,建立地下水流和溶质运移耦合数值模型。借助于地下水模拟软件FEFLOW,对研究区内的浅层地下水的水流和溶质运移进行数值模拟,运用识别后的模型对研究区的地下水系统演化规... 详细信息

以济宁市南四湖湖东平原区为例,结合近30年的地下水动态观测资料,建立地下水流和溶质运移耦合数值模型。借助于地下水模拟软件FEFLOW,对研究区内的浅层地下水的水流和溶质运移进行数值模拟,运用识别后的模型对研究区的地下水系统演化规律进行研究与分析。在充分收集和分析研究区地质、水文地质和环境等方面资料的基础上,系统地阐述了研究区内主要地层及含水系统特征,分析了地下水的补给、径流、排泄等动态特征。确定模拟区范围和计算目的层,概化含水层水力特征、垂向、侧向边界后,建立水文地质概念模型并以此为基础建立了地下水数学模型。采用基于有限元方法的FEFLOW软件对建立的数值方程进行求解。本次模拟选用2003年11月-2004年11月的水位观测值对模型进行识别与检验,拟合效果良好,说明含水层结构、水文地质参数的确定、边界条件的概化等处理较为合理,所建立的模型可以用来进行预报。研究结果表明:研究区内的地下水水位整体上呈下降趋势,从1976年到2004年,研究区平均水位下降了6.63m,平均每年下降0.24m。对研究区内2020年的地下水流场进行预报,按预测的扩大开采量开采,区内地下水位都出现逐年持续下降并有扩大趋势,潜水水位下降明显,用验证好的模型预测研究区2020年的流场,整个研究区2020年预测平均水位为30.67m,比2004年下降4.57m。选取了氯离子(Cl-)和硫酸根(SO42 - )两种有代表性的离子作为典型污染物。以水量模型为基础,建立地下水溶质运移模型。选择2002年1月至2003年12月的水化学资料对模型进行识别与检验,从地下水计算与实测浓度场的拟合图可以看出拟合曲线基本反映出了变化趋势,模型精度符合要求,可以进行预测。模拟结果表明:1996年研究区内地下水中氯离子(Cl-)超过地下水质量标准(GB/T 14848-1993)中的Ⅲ类水标准的仅占15.2%,这一比例到2004年达到38.5%;硫酸根离子(SO24- )在1996年超标率为18.8%,到2004年超标率达到27.5%,济宁城区第四系孔隙潜水水质已受到较为严重的污染,城区潜水已不能作为饮用水使用。用验证好的模型预测了研究区2020年的地下水中氯离子(Cl-)和硫酸根离子(SO24- )含量,预计到2020年地下水污染最严重的区域出现在市中区,氯离子(Cl-)浓度会达到350mg/L以上,硫酸根离子(SO24- )浓度将达到300mg/L;邹城市、兖州市、汶上县三个城区及排污河道沿岸区域存在潜在的污染威胁。地下水超采是造成研究区内浅层地下水水位下降的主要原因,农药化肥的过量施用造成的面源污染是研究区内地下水环境污染的主要原因。研究区地下水流与溶质运移两者之间有着密切的联系,人类活动是造成地下水环境负效应的主要因素。应加强对地下水资源的科学调度管理及控制污水排放,防止地下水环境的进一步恶化,保护地下水资源,实现区域水资源可持续发展。

关键词：浅层地下水 FEFLOW 数值模拟演化预测

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基于深度学习的牙齿分割方法

基于深度学习的牙齿分割方法

作者：孙志浩西安科技大学

学位级别：硕士

随着3D数字成像技术在近年来的飞速发展,数字化口腔技术越来越受到人们的关注,它的便捷与高效也影响着口腔医疗行业。将单颗牙齿从三维牙颌模型上分割出来是虚拟正畸系统的重要步骤之一。目前业内大部分牙齿正畸软件都采用需要交互标记... 详细信息

随着3D数字成像技术在近年来的飞速发展,数字化口腔技术越来越受到人们的关注,它的便捷与高效也影响着口腔医疗行业。将单颗牙齿从三维牙颌模型上分割出来是虚拟正畸系统的重要步骤之一。目前业内大部分牙齿正畸软件都采用需要交互标记的牙齿分割方法,通过人机交互在三维牙颌模型的每一颗牙齿上选取一个种子点,效率较低。针对这一问题,提出了利用深度学习解决牙齿分割过程中种子点的自动选取问题。提出利用基于改进的全卷积网络识别牙齿包围盒,自建了牙颌平面牙齿包围盒图片数据集,截取牙颌平面图像,并标注每一颗牙齿的包围盒,数据集中共有1000个牙颌平面图片;为了提高网络识别的准确率在网络中嵌入了 SE模块;最后实验表明,改进的全卷积网络可以准确的识别牙齿的包围盒,并选取包围盒的中心作为种子点分割牙颌模型,但是包围盒中心点位置与常用的种子点位置有差异,会出现错误分割的情况。为了解决二维图像出现的错误分割问题,提出利用特征导向图卷积识别牙齿种子特征点。首先,通过分析每个牙齿类型的种子点位置和最终分割效果,设立统一的规则,自建了一个牙颌模型的种子点特征数据集,通过简化牙颌模型,将模型转化为顶点坐标和邻接关系等数据进行保存,数据集经过扩充后共有800个数据;然后,利用特征导向图卷积构建了一个新的多尺度网络结构;经过训练后,把网络输出的特征点作为基础点,在牙颌模型上找出与基础点距离最近的点作为种子点,如果种子点位置准确,则根据种子点将牙齿与牙龈分割开。对于种子点位置不准确的结果,通过人工操作修正种子点位置,再进行分割。提出的种子点自动选取方法,能够自动选取牙齿种子点,解决牙齿分割中需要进行交互标记的问题,基本实现了牙齿分割的自动化,适用于各类畸形牙患者模型的牙齿分割。

关键词：口腔正畸牙齿分割牙齿种子点 3维牙齿模型

燃气烟气中水蒸气凝结过冷及温湿度场测试研究

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燃气烟气中水蒸气凝结过冷及温湿度场测试研究

作者：孙志浩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

燃气冷凝式锅炉作为《锅炉节能技术监督管理规程》建议优选使用的节能产品,其实际运行效率能否达到节能目标需求,将是我国未来天然气锅炉能效测试与监管中极为关键的问题。燃气烟气中水蒸气冷凝产生的液滴存在过冷度,对于液滴过冷形成原... 详细信息

燃气冷凝式锅炉作为《锅炉节能技术监督管理规程》建议优选使用的节能产品,其实际运行效率能否达到节能目标需求,将是我国未来天然气锅炉能效测试与监管中极为关键的问题。燃气烟气中水蒸气冷凝产生的液滴存在过冷度,对于液滴过冷形成原因,至今尚无文献报导,因此需要在实验室稳态环境中探究燃气烟气凝结传热特性及液滴过冷形成原因。由于燃气饱和湿烟气中存在过冷液滴,导致烟气温湿度测量不确定度较高,因此需要高精度、低测量不确定度烟气温湿度测量装置来表征、监测烟气中水蒸气在余热回收装置中凝结进程,即燃气烟气温度、湿度变化,进而评价余热回收装置回收烟气余热的能力。在探究燃气烟气凝结传热特性及液滴过冷形成原因方面,搭建了密闭冷凝腔体试验台,使用红外热像仪获得了单个液滴表面温度和群液滴尺寸分布随时间演变过程,探索了施加声场对强化凝结液滴脱落的影响。试验结果表明:单个凝结液滴传热过程历时较短,凝结传热过程中单液滴表面温度呈现中心区域高边沿低的分布特征,液滴内存在温度梯度;含不凝结气体的蒸气凝结产生的液滴尺寸呈现“正态分布-双峰分布-指数分布”的分布规律,当蒸气中通入不凝结气体时,凝结液滴浸润模式由Wenzel模式向Cassie模式转变;声场可使凝结液滴产生变形并加快其脱离冷凝表面,相对与疏水表面,声场强化超疏水表面上的液滴脱落效果更明显。在提高含过冷液滴烟气温湿度测量装置性能方面,将F-P腔光纤温度传感器、光纤布拉格光栅湿度传感器集成到了基于原位烟气伴热夹层抽气测量装置中。在30k W燃气冷凝换热热平衡试验台上的试验结果表明:基于原位烟气伴热夹层抽气测量装置中光纤温度传感器测量烟气温度的灵敏度强于热电阻,其测量烟气温度的不确定度为0.1409℃,在精度上高于热电阻;基于原位烟气伴热夹层抽气测量装置中光纤光栅湿度传感器测量伴热后烟气湿度灵敏度、线性度、可靠性强于常规的湿敏电容计,集成光纤湿度传感器的测量装置在较低的伴热温度实现烟气湿度的测量;集成F-P腔光纤温度传感器、光纤布拉格光栅湿度传感器的测量装置测得30k W燃气冷凝换热热平衡试验台的反平衡效率为99.13%,试验台的正反平衡效率之差小于2%。

关键词：冷凝锅炉烟气过冷温度测量湿度测量