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人工免疫粒子滤波算法估计电动汽车电池SOC

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交通运输系统工程与信息 2015年第5期15卷 103-108页

作者：毕军张栋常海涛邵赛北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室北京100044

准确预测电池的荷电状态(SOC)对纯电动汽车的安全可靠的运行具有重要意义.标准的粒子滤波算法对锂离子动力电池的非线性特征有一定的适应性,能够对电池的SOC做出估计.但是在标准粒子滤波运算过程中普遍存在粒子退化现象,导致算法效率和... 详细信息

准确预测电池的荷电状态(SOC)对纯电动汽车的安全可靠的运行具有重要意义.标准的粒子滤波算法对锂离子动力电池的非线性特征有一定的适应性,能够对电池的SOC做出估计.但是在标准粒子滤波运算过程中普遍存在粒子退化现象,导致算法效率和预测精度降低.因此,本文提出一种新的人工免疫粒子滤波算法,将人工免疫算法的原理引入标准粒子滤波算法的粒子更新过程中,对锂离子动力电池SOC的估计进行优化,以提高SOC估计的准确性.利用北京市实际运营的纯电动汽车电池数据,对所提出的电池SOC算法进行实证研究.实验结果表明,相对于标准粒子滤波算法,人工免疫粒子滤波算法能够增加粒子的多样性,具有更好的SOC预测精度和有效性.

关键词：系统工程 SOC估计人工免疫粒子滤波纯电动汽车锂离子动力电池

聚醋酸乙烯酯多孔材料的制备工艺及其表征(英文)

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中国组织工程研究与临床康复 2009年第21期13卷 4193-4195页

作者：常海涛泰山医学院化学与化学工程学院山东省泰安市271000

背景:泡孔的直径及其分布的控制是制备多孔聚合物材料的难题,但目前尚无有效的解决办法。目的:采用高内相比乳液模板法,以Span80为引发剂,制备聚醋酸乙烯酯多孔材料,分析制备工艺对其泡孔直径及其分布的影响。设计、时间及地点:观察实验... 详细信息

背景:泡孔的直径及其分布的控制是制备多孔聚合物材料的难题,但目前尚无有效的解决办法。目的:采用高内相比乳液模板法,以Span80为引发剂,制备聚醋酸乙烯酯多孔材料,分析制备工艺对其泡孔直径及其分布的影响。设计、时间及地点:观察实验,于2008-12/10在泰山医学院高分子化学实验室完成。材料:醋酸乙烯酯由天津永大化学工业公司提供;二乙烯基苯、Span80由美国Aldrich公司提供;无水氯化钙、氯苯由上海第一试剂公司提供;甲苯由天津纵横兴化学工业公司提供;1,2-二氯苯由北京精益化学试剂公司提供。方法:向装有电动搅拌器和温度计的250mL三颈烧瓶中加入连续相(醋酸乙烯酯、二乙烯基苯、致孔剂等)和乳化剂,搅拌并通过蠕动泵缓慢滴加含有过硫酸钾和CaCl2的水溶液,并控制反应温度。滴加完毕后,继续搅拌,移至60℃的水浴中继续聚合。然后将聚合好的坚硬的固体,切成1cm厚的小圆盘状,装入Soxlet提取器中,用无水乙醇作溶剂抽提48h。再将抽提好的固体放入烘箱中,在50℃下干燥即可制得聚醋酸乙烯酯多孔材料。扫描电镜观察泡孔直径、窗口直径,3H-2000Ⅱ型全自动氮吸附比表面积测试仪测定多孔材料的比表面积。主要观察指标:多孔材料的比表面积、泡孔直径、窗口直径。结果:制备的聚醋酸乙烯酯多孔材料的平均泡孔直径3.3～5.2μm,窗口直径1.7～2.3μm。在反应体系中加入某些非反应性溶剂如甲苯等替代部分反应单体可制得比表面积高达720m2/g的聚醋酸乙烯酯多孔材料。结论:采用高内相比模板法,通过控制乳液前躯体的反应条件和反应体系的组成,可以制备出泡孔直径可控的聚醋酸乙烯酯多孔材料。

关键词：高内相比乳液多孔材料制备

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联苯衍生物的光折变效应（英文）

中国光学 2019年第2期12卷 362-370页

作者：王淳齐辉常海涛邓家春天津理工大学理学院天津300384 中原大学理学院郑州450007

在连续谱激光(532 nm)照射下,观察到联苯衍生物有光折变现象。本文制备了(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4'-羟基-4-联苯基腈、3-氨基-4-苯基苯酚和4,4'-Biphenol两类实验样品,将联苯衍生物分别溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,获得溶液浓度比... 详细信息

在连续谱激光(532 nm)照射下,观察到联苯衍生物有光折变现象。本文制备了(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4'-羟基-4-联苯基腈、3-氨基-4-苯基苯酚和4,4'-Biphenol两类实验样品,将联苯衍生物分别溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,获得溶液浓度比为2wt%的4个溶液样品;将联苯衍生物溶于无水乙醇通过常温慢速挥发,制成了4个单晶体样品。在激光照射下,2-(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4'-羟基-4-联苯基腈和3-氨基-4-苯基苯酚3个溶液样品中观察到周期性对称的明暗相间的空间条纹。无论如何增大激光功率密度,在4,4'-Biphenol溶液中,都没有观察到类似的空间条纹。在强光功率密度照射下,2-(4-羟基苯基)-5-嘧啶醇、4'-羟基-4-联苯基腈、3-氨基-4-苯基苯酚3个单晶体出现光斑畸变,同样在4,4'-双酚单晶中没有观察到光斑畸变。在激光照射下或无光照射时,测量到具有非对称基团的联苯衍生物样品的光电流与暗电流相差大约为10 nA。光斑畸变的伸长方向与激光的偏振态有关。在溶液和单晶样品中,光斑畸变的光功率密度的阈值分别是100 W/cm^2和10 W/cm^2。上述实验结果可认为对称的周期性明暗空间条纹是由光折变效应引起的,激光通过样品时,由于联苯衍生物的极性分子受光电场的作用,在光照区与非光照区产生空间电荷场,由该空间电荷场引起样品折射率变化,从而形成明暗相间的空间条纹。本文首次发现联苯衍生物是一种光折变材料。

关键词：光折变效应空间条纹空间电荷场联苯衍生物

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惰性溶剂在多孔聚苯乙烯材料制备中的作用

中国组织工程研究与临床康复 2009年第25期13卷 4868-4870页

作者：常海涛泰山医学院化学与化学工程学院高分子材料与工程教研室山东省泰安市271000

目的:探讨不同惰性溶剂对多孔材料表面形态和比表面积的影响。方法:以Span80为乳化剂,分别采用甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、2-氯乙基苯、1-氯-3-苯基丙烷为惰性溶剂,采用高内相比乳液模板法制备了多孔聚苯乙烯材料。用扫描电镜观察多孔材... 详细信息

目的:探讨不同惰性溶剂对多孔材料表面形态和比表面积的影响。方法:以Span80为乳化剂,分别采用甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、2-氯乙基苯、1-氯-3-苯基丙烷为惰性溶剂,采用高内相比乳液模板法制备了多孔聚苯乙烯材料。用扫描电镜观察多孔材料的表面形态,测定其泡孔直径,用氮吸附比表面积测试仪测定多孔材料的比表面积。结果:惰性溶剂对制备的多孔材料结构的影响表现在以下几个方面:①惰性溶剂与苯乙烯单体的相容性越高,制备的多孔材料的比表面积越大。②惰性分子的界面活性越高,越易于插入到乳化剂分子之间,形成界面保护膜,增强乳液的稳定性。③惰性溶剂的极性越高,越容易在有机相中结合水分子,从而降低乳液的稳定性。结论:惰性溶剂与苯乙烯之间的相容性和惰性溶剂的极性主要影响多孔材料的比表面积,而惰性溶剂的界面活性主要影响多孔材料的泡孔和窗口尺寸。

关键词：惰性溶剂多孔材料作用

基于人工免疫粒子滤波的纯电动汽车锂电池SOC估计研究

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基于人工免疫粒子滤波的纯电动汽车锂电池SOC估计研究

作者：常海涛北京交通大学

学位级别：硕士

全球经济尤其是汽车工业的发展在给人们生活带来舒适与方便的同时,也带来了环境污染和能源危机等一系列问题。为了解决原有汽车工业中存在的问题以满足可持续发展的需要,纯电动汽车成为了未来汽车工业发展的方向。而制约纯电动汽车发展... 详细信息

全球经济尤其是汽车工业的发展在给人们生活带来舒适与方便的同时,也带来了环境污染和能源危机等一系列问题。为了解决原有汽车工业中存在的问题以满足可持续发展的需要,纯电动汽车成为了未来汽车工业发展的方向。而制约纯电动汽车发展的最大阻力就是动力电池的寿命和续驶里程,因而一套完善准确的电池管理系统是必不可少的。其中电池荷电状态(SOC)又是电池管理系统中最重要的参数之一。根据准确的SOC值,可以时刻了解电池箱的性能和状态,避免电池的过充和过放,延长电池的寿命,同时可以据此来估计电动汽车的续驶里程。所以如何准确实时的估计SOC值对电动汽车发展具有重要的研究意义。论文中涉及的纯电动汽车锂电池数据均来自于北京市在运行的纯电动环卫车真实数据,与以往研究多采用实验模拟数据具有很大的区别。实车电池工作环境更加复杂,影响SOC值的因素也更加多样,使采集的数据比实验室仿真数据更具有研究意义。由于数据的复杂性,在进行预测SOC之前需要对采集的大量电池数据进行处理,删除不完整和错误数据,得到连续完整的电池数据,方便之后的SOC预测。为了准确预测电动汽车SOC值,论文根据采集数据的特征并结合经验电池模型,建立了适合纯电动汽车的电池状态空间模型。并采用遗忘因子递推最小二乘法对模型的参数进行了标定。目前对模型求解大部分研究集中在卡尔曼滤波上,而粒子滤波突破了传统卡尔曼滤波的框架,对系统的状态噪声和观测噪声没有任何限制,可适用于任何非线性系统,精度可以逼近最优估计,是一种很有效的非线性滤波技术。基于粒子滤波的优越性,论文把粒子滤波与电池模型相结合,通过采集的实车数据进行了电池的SOC预测仿真实验。结果显示,粒子滤波算法预测SOC结果能把误差控制在一定的范围内,具有一定的适用性。为了增加粒子的多样性,论文探索性的采用了人工免疫算法来对粒子滤波进行优化。并通过与标准粒子滤波的对比实验和大量统计实验证明,人工免疫粒子滤波算法对纯电动汽车锂电池SOC的估计更加的准确,具有很好的精度,可以满足实际的需求。

关键词：电动汽车锂电池荷电状态粒子滤波算法人工免疫算法

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两米比长仪激光干涉测长信号处理系统的研究

两米比长仪激光干涉测长信号处理系统的研究

作者：常海涛中国计量科学研究院

学位级别：硕士

干涉信号处理系统作为激光干涉系统的核心,一直倍受人们的关注。应用激光干涉仪测长,精度在很大程度上取决于干涉信号处理的好坏。为了达到纳米量级的测量精度,毫无例外均要求有准确的干涉信号误差补偿和高精度的细分方法。这两部分构... 详细信息

干涉信号处理系统作为激光干涉系统的核心,一直倍受人们的关注。应用激光干涉仪测长,精度在很大程度上取决于干涉信号处理的好坏。为了达到纳米量级的测量精度,毫无例外均要求有准确的干涉信号误差补偿和高精度的细分方法。这两部分构成干涉信号处理系统的主体,所以现今对于激光干涉仪信号处理的研究主要集中在对于干涉信号误差补偿和细分的研究上。本文以“用现代光电测量技术改造2米比长仪”课题为依托,对干涉仪测长系统的工作原理和具体的结构进行了改进,在此基础上对其主要组成部分——信号处理系统进行了研究。主要内容有：1.干涉信号调理方法的研究。对干涉信号及其误差做了全面分析,确定信号三差(信号的直流电平误差、幅度不等误差和正交误差)是干涉信号中的主要误差。以消除干涉信号三差为出发点,研究和分析了干涉信号误差的补偿方法,确定了软硬件结合的动态误差补偿方案。2.干涉信号细分方法的研究。采用了一种新的基于FPGA的纯硬件细分方案,具有精度高、实时性好等特点。并将此方法应用于两米比长仪的测长系统,通过实验验证了该细分系统的准确性及实用性。3.深入分析了激光干涉测量中空气折射率对激光波长的影响。建立激光波长修正系统,用传感器监测空气温度、压力、湿度、CO2浓度,根据Edlen修正公式计算测量时的空气折射率用以修正波长值。

关键词：干涉信号处理动态误差补偿空气折射率硬件细分

基于动态应变特征计算的复合材料结构损伤辨识方法研究

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基于动态应变特征计算的复合材料结构损伤辨识方法研究

作者：常海涛南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着现代航空航天技术快速发展,飞行器在现代社会生活中扮演着日益重要的角色,而实现针对飞行器典型结构损伤的快速准确辨识对于提升飞行品质与实现视情维修具有重要意义。因此,新兴的结构健康监测技术正成为航空航天领域研究的重要方... 详细信息

随着现代航空航天技术快速发展,飞行器在现代社会生活中扮演着日益重要的角色,而实现针对飞行器典型结构损伤的快速准确辨识对于提升飞行品质与实现视情维修具有重要意义。因此,新兴的结构健康监测技术正成为航空航天领域研究的重要方向。目前,以光纤布拉格光栅传感器测量结构振动应变响应信号,并以此信号进行损伤监测已成为结构健康监测领域的热门方向之一。为此,本文提出研究基于光纤布拉格光栅传感器的复合材料结构损伤辨识与评估方法。利用有限元ANSYS Workbench软件建立悬臂式复合材料结构模型,模拟了裂纹和通孔等典型损伤类型,分别研究了动态参数损伤识别方法、应变频响函数灵敏度参数识别方法和神经网络识别方法的损伤识别技术。主要研究内容如下:首先,研究了基于动态参数的结构损伤识别方法。借助有限元方法,构建了悬臂式复合材料结构力学模型。通过数值仿真方法,得到含损伤悬臂式复合材料结构和无损伤悬臂式复合材料结构固有频率特征变化,提出了基于固有频率特征变化的结构损伤存在辨识方法。通过数值仿真,得到应变模态振型及其对结构局部损伤敏感的特性。在此基础上,分别提出了基于应变模态振型变化差和应变模态振型变化率的裂纹损伤和通孔损伤位置辨识方法。根据有限元数值仿真结果,验证了基于上述两种指标进行损伤定位的可行性。其次,研究了基于应变频响函数灵敏度参数的结构损伤识别方法。采用有限元方法,推导出悬臂式复合材料结构应变频响函数矩阵,该应变频响函数包含对于结构局部微小损伤敏感的模态信息。在此基础上,提出基于应变频响函数灵敏度参数作为损伤定位指标的裂纹类损伤和通孔类损伤位置辨识方法。根据有限元数值仿真结果,验证了该方法的适用性。再次,研究了基于BP神经网络的结构损伤程度识别方法。分别选择应变模态振型变化差值和应变模态振型变化率作为输入向量,将结构损伤程度作为输出向量,研究基于应变模态振型的BP神经网络损伤识别方法。以悬臂式复合材料结构仿真算例验证,结果表明采用应变模态振型变化差和应变模态振型变化率作为特征向量,能够得到对结构损伤程度识别精度较好的训练网络,表明该方法能够用于悬臂式复合材料结构损伤程度定量分析。最后,研究了基于光纤布拉格光栅传感器与加速度传感器的悬臂式复合材料结构损伤识别功能实验验证。首先,采用加速度传感器,测量得到健康与含损伤悬臂式结构固有频率特征,用以辨识损伤是否存在。其次,借助光纤布拉格光栅应变传感器,测量健康与含损伤悬臂式结构振动应变信号。然后,通过应变模态振型计算,实现针对悬臂式结构裂纹损伤与通孔损伤位置的辨识。接着,采用BP神经网络算法,通过不同损伤程度的悬臂式复合材料结构固有频率作为特征向量,实现了损伤程度的定量辨识。

关键词：损伤识别应变模态振型应变频响函数灵敏度参数神经网络光纤传感器

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钙钛矿薄膜材料的制备及其性能研究

钙钛矿薄膜材料的制备及其性能研究

作者：常海涛天津理工大学

学位级别：硕士

本文从典型的钙钛矿结构出发,主要研究了两种材料:(1)无机钙钛矿材料—锆钛酸铅(PZT);(2)有机-无机杂化的卤素钙钛矿材料—甲基胺碘化铅(CHNHPbI)。无机钙钛矿材料锆钛酸铅的研究多集中在锆/钛之比为52/48附近的准同型晶界附近,而锆/钛... 详细信息

本文从典型的钙钛矿结构出发,主要研究了两种材料:(1)无机钙钛矿材料—锆钛酸铅(PZT);(2)有机-无机杂化的卤素钙钛矿材料—甲基胺碘化铅(CHNHPbI)。无机钙钛矿材料锆钛酸铅的研究多集中在锆/钛之比为52/48附近的准同型晶界附近,而锆/钛之比更高的区域则研究较少。本文以无机盐醋酸铅、硝酸锆、钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备了锆/钛之比例为95/5的锆钛酸铅溶胶-凝胶。通过分析X射线衍射谱,确定了本文制备工艺的合适烧结温度。根据X射线衍射谱,理论计算确定了煅烧后获得的PZT颗粒的理论晶粒尺寸。有机-无机杂化钙钛矿材料是一种新型材料,大多数的研究都是通过化学合成的方法制备的甲基胺碘化铅。本文以甲基胺、碘化氢、碘化铅为原料,通过化学反应制备了甲基胺碘多晶材料。采用化学气相沉积的方法,通过两步法合成了碘化铅纳米片并成功将其转化为甲基胺碘化铅纳米片。在荧光显微镜和扫描隧道显微镜(Scan electron microscope,SEM)下观察了碘化铅纳米片和甲基胺碘化铅纳米片,无论是合成的碘化铅纳米片或是甲基胺碘化铅纳米片都具有规则的形状。通过高分辨率拉曼光谱仪采集光致发光谱,甲基胺碘化铅纳米片在532nm激光激发下,其中心带隙能级约为1.56 eV。在高于1.63 eV(760 nm)和低于1.49eV(830nm)的区域内,我们看到其发光强度几乎为0,说明利用该方法制备的甲基胺碘化铅晶体结构完好,且不存在明显的缺陷。通过这种方法制备的甲基胺碘化铅材料具有规则的形状且光致发光很强,是一种在激光领域有应用前景的材料。

关键词：钙钛矿锆钛酸铅甲基胺碘化铅光致发光

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白花前胡化学成分的研究(V)　

中草药 1999年第6期30卷 414-416页

作者：常海涛李铣沈阳药科大学天然药物研究室 110015

从中药白花前胡Ｐｅｕｃｅｄａｎｕｍｐｒａｅｒｕｐｔｏｒｕｍ根中分得４个化合物，经理化常数和波谱数据测定，分别鉴定为ｐｅｕｃｅｄａｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ　Ⅰ（Ⅰ），ａｎｇｅｌｉｃｉｎ（Ⅱ），３’（Ｒ），４’（Ｒ）－３... 详细信息

从中药白花前胡Ｐｅｕｃｅｄａｎｕｍｐｒａｅｒｕｐｔｏｒｕｍ根中分得４个化合物，经理化常数和波谱数据测定，分别鉴定为ｐｅｕｃｅｄａｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ　Ⅰ（Ⅰ），ａｎｇｅｌｉｃｉｎ（Ⅱ），３’（Ｒ），４’（Ｒ）－３’－千里光酰基－４’－当归酰基－３’，４’－二氢邪蒿素（Ⅲ），ａｒｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ（Ⅳ）。Ⅱ为首次从该植物中分得，Ⅲ和Ⅳ为首次从前胡属植物中分得。

关键词：白花前胡 angelicin 化学成分二氢邪蒿素