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基于模糊PID控制的水肥一体化研究

塔里木大学学报 2024年第1期36卷 67-74页

作者：夏文豪程慧杜鏊郑炫邢剑飞胡灿塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 新疆维吾尔自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300 新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000

在水肥一体化控制过程中,水肥浓度变化呈现非线性、滞后性的特点,传统的浓度调节方式存在控制精度低、响应速度较慢等问题,难以满足新疆南疆地区设施农业黄沙基质栽培模式下的水肥施用需求。本研究针对该现象设计了一种参数自整定的模糊... 详细信息

在水肥一体化控制过程中,水肥浓度变化呈现非线性、滞后性的特点,传统的浓度调节方式存在控制精度低、响应速度较慢等问题,难以满足新疆南疆地区设施农业黄沙基质栽培模式下的水肥施用需求。本研究针对该现象设计了一种参数自整定的模糊PID控制策略,根据输入误差和误差变化率,结合模糊规则,输出Δkp、Δki、Δkd 3个整定参数,实现了对传统PID控制参数的实时调节。结果表明与传统PID控制策略相比,在母液电导率为7.2 mS cm的条件下,模糊PID在控制水肥电导率达到设定值时超调量减少了46.40%,稳态时间提前了39.05 s,具有良好鲁棒性、稳态性和响应特性,能够满足黄沙基质栽培模式下的精准水肥施用需求。

关键词：水肥一体模糊PID Simulink仿真

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旋耕刀齿式棉田耕层残膜回收机设计与试验

中国农业大学学报 2023年第10期28卷 173-183页

作者：胡灿杜鏊王旭峰邢剑飞郭文松王龙塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 中国农业大学工学院北京100083 新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

为减少棉田多年覆膜种植方式下耕层土壤中的残膜存量,修复土壤结构,提出一种旋耕刀齿起膜、膜土抛送分离输送的耕层残膜回收方法,设计了旋耕刀齿起膜装置、输送筛分装置等关键部件;以膜土抛送过程不同落点建立分离模型,分析膜土分离运... 详细信息

为减少棉田多年覆膜种植方式下耕层土壤中的残膜存量,修复土壤结构,提出一种旋耕刀齿起膜、膜土抛送分离输送的耕层残膜回收方法,设计了旋耕刀齿起膜装置、输送筛分装置等关键部件;以膜土抛送过程不同落点建立分离模型,分析膜土分离运动过程。计算分析结果表明:当旋耕刀齿起膜装置抛送土块质点速度初始值为2.0 m/s,输送筛网倾角初始值为35°时,土块回落后掉入至田间的位移为1.24 m,即土块通过旋耕起膜抛送至输送筛网后,反向回落至输送带下端,碎土块经筛网过滤掉落至田间;而残膜抛送距离更短且密度较小,输送筛网可直接将残膜传送至回收箱内,从而实现膜土抛送分离。田间试验结果表明:样机作业速度增大,残膜回收率降低,含杂率则升高。当作业速度为5 km/h时,回收率为80.06%,作业效率0.725 hm2/h,含杂率25.47%,此时具有较好的残膜回收效果。全耕层残膜量由作业前的268.29 kg/hm^(2)降低至作业后的16.49 kg/hm^(2),每个样点的平均残膜片数由作业前的370片减少至作业后的90片。机具在0~200 mm耕层土壤中残膜回收效果明显,可用于新疆棉田耕层残膜回收。

关键词：耕层残膜回收试验残膜回收机棉田

多目标跟踪中基于次模优化的轨迹片段生成方法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 995-1004页

作者：孙瑾杜官明南京航空航天大学民航学院南京211106

作为智能视觉任务的基础工作,多目标跟踪(MOT)一直是计算机视觉领域具有挑战性的课题之一。遮挡是影响跟踪准确性的主要因素,为此该文采用基于检测跟踪的思想,以轨迹片段为基础进行关联获取目标的完整轨迹;同时,为提高跟踪鲁棒性,该文... 详细信息

作为智能视觉任务的基础工作,多目标跟踪(MOT)一直是计算机视觉领域具有挑战性的课题之一。遮挡是影响跟踪准确性的主要因素,为此该文采用基于检测跟踪的思想,以轨迹片段为基础进行关联获取目标的完整轨迹;同时,为提高跟踪鲁棒性,该文将轨迹片段的生成问题转化为运筹学中的设施选址问题,并进而提出基于次模优化的轨迹片段生成方法。该方法融合梯度(HOG)和颜色(CN)两个互补特征进行目标表征,并根据运动信息设计权重系数提高目标匹配准确度,最后提出具有约束的次模最大化算法实现全局范围内的数据关联生成轨迹片段。通过在多个基准数据集上的对比实验,表明该文算法在保证性能的同时能有效处理遮挡问题。

关键词：多目标跟踪轨迹片段数据关联次模优化

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密度泛函理论在光催化中的普遍应用

Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 1-36页

作者：杜仕文章福祥中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室洁净能源国家实验室能源材料化学协同创新中心辽宁大连116023

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升... 详细信息

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升光催化效率至关重要.尽管科研人员在设计开发用于光催化反应的新材料方面付出了巨大努力,但对半导体的内在性质、表面活性位点和催化反应机理之间的深层次联系,仍缺乏充分的理解和认识.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是揭示材料内禀电子结构性质和反应过程能量变化的重要工具,正逐渐获得研究者的广泛关注.并且,随着计算方法的不断优化,该领域也取得了显著的进步.本文通过系统梳理国内外代表性研究工作,深入探讨了DFT计算在光催化领域中的广泛应用.首先,总结了DFT计算在光催化领域中的六大优势:(1)预测光催化材料的电子结构,如能带结构、能带间隙和能级;(2)预测表面反应的吸附位点、吸附能等变化;(3)在原子水平上揭示电荷转移过程,包括电子和空穴的运动;(4)阐明光催化剂与底物之间的相互作用;(5)预测光催化材料中空位、间隙和掺杂等缺陷的形成及其影响;(6)阐明光催化反应的机理细节,包括中间物种、过渡态和反应途径等.接着,简要概述了常用于第一性原理计算的软件和计算方法,并特别关注了如何利用不同策略来纠正传统DFT方法对半导体电子结构特性的不适当估计.随后,分析了基于DFT计算的半导体电子和能量特性的典型研究案例,如能带结构、态密度、电荷分布、功函数、形成能和吸附自由能等.此外,还详细阐述了半导体催化剂在多种太阳能驱动反应中的基本应用,包括析氢反应、析氧反应、氧还原反应、CO_(2)还原反应和氮还原反应等.最后,指出了DFT计算在光催化研究中的机遇与挑战,并展望了未来可能的发展方向.综上,本文系统综述了DFT计算在光催化领域中的广泛应用,旨在深入理解光催化反应中“组成-结构-功能”之间的关系,并为未来开发设计用于太阳能到化学能催化转化的高效稳定催化剂提供参考.

关键词：光催化密度泛函理论第一性原理计算电子结构能量性质

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热管理用3英寸硅衬底金刚石薄膜的制备

无机材料学报 2024年第3期39卷 283-290页

作者：杨志亮杨鏊刘鹏陈良贤安康魏俊俊刘金龙吴立枢李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 中国电子科技集团公司第五十五研究所固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

金刚石膜材料用作GaN电子器件散热器具有巨大潜力,低应力、大尺寸、高质量、原子级光滑表面的金刚石膜层是GaN器件的整体传热能力提升的关键。本研究提出了一种用于3英寸(1英寸=2.54 cm)硅衬底多晶金刚石薄膜的生长和晶圆级抛光技术,用... 详细信息

金刚石膜材料用作GaN电子器件散热器具有巨大潜力,低应力、大尺寸、高质量、原子级光滑表面的金刚石膜层是GaN器件的整体传热能力提升的关键。本研究提出了一种用于3英寸(1英寸=2.54 cm)硅衬底多晶金刚石薄膜的生长和晶圆级抛光技术,用以实现大尺寸金刚石膜材料在散热器方向上的应用。首先对微波谐振腔内的等离子体进行多物理场自洽建模,通过仿真模拟技术分析2.45 GHz多模椭球谐振腔微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)装置沉积大尺寸金刚石薄膜的可行性,并优化生长工艺参数。然后对金刚石薄膜进行研磨抛光处理,以满足GaN器件的键合需求。模拟结果表明,输入相同的微波功率,腔室压强增大导致等离子核心电子和原子H数密度增加,但径向分布均匀性变差。在优化的工艺条件下沉积了金刚薄膜。实验结果表明,金刚石薄膜厚度不均匀性为17%。较高的甲烷浓度导致金刚石晶粒呈现以(111)晶面为主的金字塔形貌特征,并伴有孪晶的生成。Raman光谱中金刚石一阶特征峰半峰全宽(Full width at half maximum,FWHM)为7.4 cm^(−1)。抛光后表面粗糙度达到0.27 nm,硅衬底金刚石薄膜平均弯曲度为13.84μm,平均内应力为−40.7 MPa。采用上述方法,成功制备了大尺寸、较高晶体质量、低内应力、原子级光滑表面的硅衬底金刚石晶圆。

关键词：金刚石薄膜 MPCVD 晶圆级抛光

基于纳什谈判的电氢能源系统多时间尺度协同运行优化

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电网技术 2024年第7期48卷 2745-2753,I0020,I0021,I0022,I0023,I0024,I0025,I0026,I0027,I0028,I0029,I0030,I0031,I0032页

作者：杜易达谭忠富华北电力大学经济与管理学院北京市昌平区102206 延安大学经济与管理学院陕西省延安市716000

随着高比例新能源大力发展,灵活性不足成为制约电网安全稳定运行的关键因素,综合能源系统多时间尺度、多主体特性突出,协同运行和互动交易面临巨大挑战。基于这一背景,该文构建了基于纳什谈判的电氢能源系统多时间尺度协同运行优化模型... 详细信息

随着高比例新能源大力发展,灵活性不足成为制约电网安全稳定运行的关键因素,综合能源系统多时间尺度、多主体特性突出,协同运行和互动交易面临巨大挑战。基于这一背景,该文构建了基于纳什谈判的电氢能源系统多时间尺度协同运行优化模型,应用交替方向乘子算法对问题予以分布式求解。仿真结果表明,电氢能源系统协同运行可在不改变用户用能习惯的前提下,提高电氢能源系统整体经济效益3.81%,2个能源子系统个体经济效益4.16%、3.42%,降低电能源系统碳排放14.40%,验证了电氢能源系统协同运行的优越性及模型的有效性。

关键词：电氢能源系统多时间尺度协同运行纳什谈判运行优化

清末传奇杂剧文体定位的重新审视——基于报刊戏类目划分与命名机制的考察

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戏曲艺术 2024年第3期 125-135页

作者：杜翘楚中央民族大学文学院

进入清末报刊风行,传奇杂剧随之发生巨变已成共识。但研究者对近代传奇杂剧体制是否崩溃,及对彼时创作者的文体观念多有不同的判断。对晚清报刊戏中传奇杂剧所属类目情况加以梳理,可见传奇杂剧虽被统摄入小说类群,却并非全然成为小说的... 详细信息

进入清末报刊风行,传奇杂剧随之发生巨变已成共识。但研究者对近代传奇杂剧体制是否崩溃,及对彼时创作者的文体观念多有不同的判断。对晚清报刊戏中传奇杂剧所属类目情况加以梳理,可见传奇杂剧虽被统摄入小说类群,却并非全然成为小说的附庸。报刊的属性影响着传奇杂剧的文体定位,使其类目所属具有灵活性。与类目划分相适应,刊行于报刊的传奇杂剧多以“传奇”二字为后缀,以示与其他小说的区别。此种命名方式的调适,反映出报人群体对传奇杂剧特性的凸显,也侧面印证近代传奇、杂剧界限的模糊与“戏曲”概念的驳杂。在对近代传奇杂剧整理与研究的过程中,应尽量还原当时的命名特质,不以当下的文体判断遮蔽彼时剧作家在维护戏曲体制上所做的努力。

关键词：清末报刊戏传奇杂剧

林纾“衢州教案”四种叙述的文体选择与互渗实践

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文艺争鸣 2024年第5期 27-36页

作者：杜翘楚中央民族大学文学院

光绪二十六年(1900)农历六月,借义和团活动之势,红巾军进攻衢州城,衢州府西安县境内人心惶惶,甚至开始怨怼县令吴德潚守城不力。六月二十五日,对吴德潚素有不忿的士绅和团勇借机污蔑其“通匪”,将吴及其家人、家丁数十人杀害。而后,又... 详细信息

光绪二十六年(1900)农历六月,借义和团活动之势,红巾军进攻衢州城,衢州府西安县境内人心惶惶,甚至开始怨怼县令吴德潚守城不力。六月二十五日,对吴德潚素有不忿的士绅和团勇借机污蔑其“通匪”,将吴及其家人、家丁数十人杀害。而后,又将与吴德潚交好的西方教士及其家属共五人杀害。由于英国领事施压,吴德潚的死因由“通匪”转为“护教”,教案的始作俑者和涉案人员均受到了严酷的惩罚,十余人被斩首。西安县由此停科考五年。

关键词：光绪二十六年义和团红巾军吴德潚教案衢州

基于PARAFAC及SOM的鄱阳湖湿地植物生物炭不同分子量DOM光谱特征分析

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环境科学学报 2024年第8期44卷 393-404页

作者：徐鏊雪聂明华晏彩霞汪王宇邓思维丁明军江西师范大学地理与环境学院鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室流域生态智能监测与综合治理江西省重点实验室南昌330022

为探究天然湿地植物生物炭衍生的不同分子量溶解性有机质(BDOM)的光谱性质,本研究采集了鄱阳湖3种湿地植物(苔草、南荻和芦苇)作为生物炭原料,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术,结合平行因子分析法(PARAFAC)及自组织映射神经网... 详细信息

为探究天然湿地植物生物炭衍生的不同分子量溶解性有机质(BDOM)的光谱性质,本研究采集了鄱阳湖3种湿地植物(苔草、南荻和芦苇)作为生物炭原料,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术,结合平行因子分析法(PARAFAC)及自组织映射神经网络分析(SOM)对BDOM光谱特征进行分析.结果表明,随BDOM分子量减小,其腐殖化程度和芳香性减弱,自生源特性和类蛋白特性增加.在3种鄱阳湖湿地植物中,南荻BDOM的分子量最小.通过PARAFAC可知,300℃和500℃热解条件下不同分子量BDOM各解析出5种荧光组分,主要由类腐殖质及富里酸构成.袋内截留的胶体态物质荧光强度远高于袋外溶解态物质.随透析袋孔径的增大,袋内物质将更多地流向袋外,使袋外各荧光组分浓度升高.此外,本研究还基于PARAFAC组分的荧光强度和百分比建立了SOM模型,将3D-EEM数据可视化.结果可知,不同分子量、不同湿地植物对BDOM荧光组分的荧光强度及其占比在SOM图谱的分布起重要影响,该结果与PARAFAC分析具有一致性.研究结果对正确认识湿地植物BDOM的结构特性及其环境归趋具有重要意义.

关键词：生物炭 DOM 分子量光谱特征湿地植物