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面向智能家居的摩擦电-电磁混合能量收集系统开发与应用研究

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面向智能家居的摩擦电-电磁混合能量收集系统开发与应用研究

作者：陈吉庆长春工业大学

学位级别：硕士

随着物联网技术的发展,智能家居环境中分布着大量的传感器节点。然而,当前大多数的传感器节点主要通过电池进行供电。由于传感器节点数量庞大,频繁更换电池会造成环境污染,不符合当前社会可持续发展的重要趋势。因此,从周围环境中获取... 详细信息

随着物联网技术的发展,智能家居环境中分布着大量的传感器节点。然而,当前大多数的传感器节点主要通过电池进行供电。由于传感器节点数量庞大,频繁更换电池会造成环境污染,不符合当前社会可持续发展的重要趋势。因此,从周围环境中获取能量为传感器节点供电成为当前的必然选择。摩擦纳米发电机是一种新型能量收集技术,可以将环境中广泛分布的机械能转换为电能输出。然而,摩擦纳米发电机由于内部阻抗较高导致其输出无法满足部分传感器节点的供电要求。因此,通过将多种能量收集方式复合可以有效解决这一问题。本文基于摩擦纳米发电机和电磁发电机复合提出一种用于智能家居环境下的混合能量收集系统,通过实验证明该系统具有良好的供电稳定性,可以同时实现物联网传感器节点供电和智能家居控制。本论文的主要研究内容如下:首先,深入研究了摩擦纳米发电机的基础理论。从摩擦纳米发电机的理论起源麦克斯韦位移电流入手,详细分析了麦克斯韦位移电流的推导过程。介绍了摩擦纳米发电机的等效电路模型和四种基本工作模式,对垂直接触-分离式摩擦纳米发电机和独立层式摩擦纳米发电机的理论模型进行展开分析。此外,进一步分析了电磁发电机的基础理论,并将其与摩擦纳米发电机的基本特性进行比较,为后续摩擦电-电磁混合能量收集装置的设计与研制提供理论支撑。其次,基于摩擦纳米发电机和电磁发电机的理论基础,设计了一种摩擦电-电磁混合能量收集装置原理样机。详细分析了样机各部分的工作原理,并通过COMSOL有限元仿真软件对样机各部分的电势分布进行仿真。根据仿真结果确定样机各部分的最佳尺寸匹配关系,利用3D打印技术和激光切割技术对样机进行研制。搭建了两套包括直线运动和旋转运动的速度可调式实验测试平台,系统的测试了样机各部分的电学输出特性,具体包括电压特性、电流特性、功率特性、阻抗匹配特性和电容充电特性等。通过对实验测试结果进行分析,为后续系统应用设计与开发提供数据支撑。最后,基于上述样机测试数据,通过实验证明该混合能量收集系统具有良好的供电性能,可以点亮320个LED灯以及驱动温湿度传感器稳定工作25 s。在此基础上,设计了一套与该系统相适配的电源管理电路并成功驱动无线发射模块发出信号。此外,基于摩擦纳米发电机的传感特性开发了一套智能家居控制系统,成功实现了灯光亮度调节和家用电器开关控制,为智能家居的发展提供了一种新思路。

关键词：摩擦纳米发电机直线电磁发电机混合能量收集开关式电源管理电路智能家居

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论域外行旅对中国早期电影观念的影响

山东师范大学学报（社会科学版） 2024年第2期69卷 116-126页

作者：陈悦陈吉德南京师范大学文学院江苏南京210003

中国早期电影艺术观念在中国早期本土语境中经历了对电影本性和电影美学不断探索的过程。在这个过程中,域外行旅的电影人在中国早期电影的艺术观念的形塑与发展方面作出了巨大贡献。在电影本体的探索方面,行旅者使得电影从戏剧的从属地... 详细信息

中国早期电影艺术观念在中国早期本土语境中经历了对电影本性和电影美学不断探索的过程。在这个过程中,域外行旅的电影人在中国早期电影的艺术观念的形塑与发展方面作出了巨大贡献。在电影本体的探索方面,行旅者使得电影从戏剧的从属地位中逐渐抽离出来,成为一门独立艺术,并突出了电影的心理叙事和可视化本性;在电影美学方面,行旅者从电影的基本构成要素出发,注重画面的整体美感,并逐渐具备电影摄影、镜头、节奏、蒙太奇等美学意识;在编导观念方面,行旅者开始了剧本电影化的探索并逐步规范了电影剧本的分镜头格式,确立导演中心制;在表演观念方面,行旅者强调表演的真实性与想象力,并注重内心动作的刻画。这些电影观念为中国早期电影艺术创作提供了丰富有力的理论导向。

关键词：域外行旅电影本体电影美学编导观念表演观念

基于1dCNN-LSTM量化单体异常性的动力电池故障诊断方法

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汽车工程 2024年第7期46卷 1177-1188页

作者：陈吉清冯雨佳兰凤崇王平华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

准确的动力电池单体性能评估对保障动力电池安全具有重要意义。目前基于数据驱动的电池故障诊断算法,大多对各单体电池进行相互比较,根据各单体电压等特征参数之间的差异,使用分类算法将离群单体认定为故障单体。然而当动力电池包内有... 详细信息

准确的动力电池单体性能评估对保障动力电池安全具有重要意义。目前基于数据驱动的电池故障诊断算法,大多对各单体电池进行相互比较,根据各单体电压等特征参数之间的差异,使用分类算法将离群单体认定为故障单体。然而当动力电池包内有多个异常表现相似的电池单体,或所有单体性能整体恶化时,难以区分甚至没有显著离群的个别单体,相互比较策略的应用范围受到限制。本文提出了一种基于1dCNN-LSTM量化单体异常性的动力电池故障诊断方法,结合车辆运动状态、驱动系统状态及动力电池电信号3类特征,建立1dCNN-LSTM融合模型估计理想状态下的单体实时电压参考值,根据各单体电压实测值与参考值之间的差异,量化各单体异常性。结合实际案例表明,对于因单体故障导致热失控的案例,本方法可以提前7日识别故障单体相比其他单体的明显异常,且可以在距离事故发生1年前甚至更早的放电片段中发现潜在风险;针对无明显单体不一致的整体恶化案例,可以实现事故发生前7日内的整体性能恶化过程跟踪。

关键词：动力电池故障诊断单体不一致性融合模型实时电压估计

基于地理实践力培养的“地图”大单元教学设计

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地理教学 2024年第8期 41-45页

作者：陈吉星北京市第十一中学北京100080

地理课程是一门实践性突出的课程。地理工具与地理实践是地理课程的重要内容。地理课程要强调地理实践力,培养学生的行动能力和意志品质。大单元教学设计大情境,在真实情境中培养学生的地理实践力。基于此,本文以“地图”一课为例,创设... 详细信息

地理课程是一门实践性突出的课程。地理工具与地理实践是地理课程的重要内容。地理课程要强调地理实践力,培养学生的行动能力和意志品质。大单元教学设计大情境,在真实情境中培养学生的地理实践力。基于此,本文以“地图”一课为例,创设大情境,开展大单元教学,以期为教师开展基于地理实践力培养的大单元教学提供参考和借鉴。

关键词：地图大单元教学地理实践力初中地理

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顶管技术方案设计浅析

陕西水利 2008年第F5期 25-26页

作者：赵向军陈吉昆陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局陕西咸阳712000

顶管技术是一门综合地质学、电子技术、机械、冶金、液压控制及化学等多门学科的综合性土建工程。地下管道的敷设一般采用开槽方法,这种方法施工时挖填土方量大,临时占地多,且影响交通,影响环境,特别对于埋深较大的管道更是如此。而采... 详细信息

顶管技术是一门综合地质学、电子技术、机械、冶金、液压控制及化学等多门学科的综合性土建工程。地下管道的敷设一般采用开槽方法,这种方法施工时挖填土方量大,临时占地多,且影响交通,影响环境,特别对于埋深较大的管道更是如此。而采用顶管技术施工,无须挖槽,并可避免为疏干和固结土体而采用降低地下水位等辅助措施,从而大大加快施工进度,降低造价,并能克服在穿越河流、公路等特殊环境下施工的困难。

关键词：顶管方案设计顶力计算

以家庭为单位的居家体重管理对老年心力衰竭患者心功能和再住院影响的研究

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中华全科医师杂志 2024年第2期23卷 120-125页

作者：陈吉刘瑶史玲上海市普陀区宜川街道社区卫生服务中心上海200065 复旦大学附属中山医院全科医学科上海200032 上海市普陀区卫生健康事务管理中心上海200335

目的探讨以家庭为单位的居家体重管理对老年心力衰竭(心衰)患者心功能和心衰再住院的影响。方法该研究为单盲随机对照试验。纳入2019年6月至2020年5月在上海市普陀区宜川街道社区卫生服务中心就诊的老年心衰患者,采用随机数字表法将患... 详细信息

目的探讨以家庭为单位的居家体重管理对老年心力衰竭(心衰)患者心功能和心衰再住院的影响。方法该研究为单盲随机对照试验。纳入2019年6月至2020年5月在上海市普陀区宜川街道社区卫生服务中心就诊的老年心衰患者,采用随机数字表法将患者分为干预组和对照组。在抗心衰药物治疗的基础上,干预组和对照组分别采用以家庭医为单位的居家体重管理方案和常规体重管理方案对患者进行体重管理。于入组时收集患者的一般临床资料,分别于入组及干预12个月后利用心衰患者自我管理量表和体重管理量表评估患者对自我管理和体重管理的认知情况,同时完成6 min步行试验、纽约心脏协会(NYHA)心功能分级评估、血浆N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)检测、左心室射血分数(LVEF)检测和体重测量,并记录研究期间患者发生心衰再住院的情况。结果研究共纳入249例心衰患者,年龄(65.2±2.9)岁,男性104例(41.8%),其中干预组124例、对照组125例。两组患者的年龄以及性别、婚姻状况、文化程度构成差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组患者基线时心衰自我管理量表中的各项得分差异均无统计学意义(均P>0.05),干预后干预组各项得分均高于对照组(均P0.05),干预后干预组各项得分均高于对照组(均P0.05),干预后干预组患者LVEF和6 min步行距离均大于对照组(均P<0.01),血浆NT-proBNP水平和NYHA心功能Ⅲ/Ⅳ级者占比则均低于对照组(均P<0.01)。研究期间干预组因心衰再住院者占比低于对照组(P<0.001)。结论以家庭为单位的居家体重管理可以改善老年心衰患者心功能、降低其心衰再住院比例。

关键词：心力衰竭体重全科医师

中国城市群土地绿色利用效率时空演变及爬升曲线模拟

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资源科学 2024年第1期46卷 187-204页

作者：曾鹏蒋晓昆陈意广西民族大学民族学与社会学学院南宁530006 广西民族大学经济学院南宁530006

【目的】旨在揭示和验证城市群土地绿色利用效率的波浪式爬升规律,为推动城市群区域内土地绿色联合利用、综合提升城市群土地绿色利用效率提供决策依据。【方法】利用2006—2020年面板数据,以中国城市群为研究对象,首先基于城市群城市... 详细信息

【目的】旨在揭示和验证城市群土地绿色利用效率的波浪式爬升规律,为推动城市群区域内土地绿色联合利用、综合提升城市群土地绿色利用效率提供决策依据。【方法】利用2006—2020年面板数据,以中国城市群为研究对象,首先基于城市群城市功能互动理论、空间正义理论和人地系统适应性理论剖析城市群土地绿色利用效率演化的基本原理并建立函数模型;继而运用非期望产出超效率SBM模型、联合强度及门槛模型、数值模拟等方法,探究城市群土地绿色利用效率时空特征和爬升规律。【结果】(1)中国城市群土地绿色利用效率总体呈上升趋势,基本遵循波浪式爬升规律,空间上呈现“南北高中间低,西高东低”的分布特征;(2)中心城市与邻近城市土地绿色利用联合强度不断增大,且存在门槛限制,中心城市联合周边城市进行土地绿色利用的过程,呈现中心城市向外围“阶梯式”的扩散形态。(3)城市群土地绿色利用效率随时间变化和城市联合发展的波浪爬升曲线得到实践验证,拟合效果良好。【结论】应加强城市群中心城市与邻近城市在土地资源绿色利用领域的合作。明确城市功能定位,通过功能疏解或集聚、产业链整合、产业互动融合发展等方式,推动形成高质量发展的国土空间开发格局。

关键词：城市群土地绿色利用效率爬升规律联合门槛模拟验证中国

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单电压环构网型并网逆变器暂态稳定性分析

电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 118-127页

作者：王泽昆程鹏贾利民华北电力大学国家能源交通融合发展研究院北京102206 先进轨道交通自主运行全国重点实验室(北京交通大学) 北京100044

随着电力电子化电力系统的快速发展,构网型并网逆变器作为新型电源得到了广泛关注,其中单电压环构网型并网逆变器因具有更强的小信号稳定性而在新能源并网中具有独特优势。同时,构网型并网逆变器在大扰动下呈现与同步电机不同的暂态响应... 详细信息

随着电力电子化电力系统的快速发展,构网型并网逆变器作为新型电源得到了广泛关注,其中单电压环构网型并网逆变器因具有更强的小信号稳定性而在新能源并网中具有独特优势。同时,构网型并网逆变器在大扰动下呈现与同步电机不同的暂态响应,容易产生暂态失稳。针对这一问题,以单电压环构网型并网逆变器大扰动模型为基础,采用相平面图的方法分析了大扰动下功率控制环、电压控制环对逆变器的暂态作用,给出了关键控制器参数对暂态稳定性的影响,刻画了功角的暂态响应特性。同时,揭示了有功控制环、无功控制环和单电压环在暂态期间会改变功角超调量、逆变器输出电压幅值和变化率,进而影响并网逆变器的暂态稳定性。基于上述分析,给出了减小有功和无功下垂系数,增大电压积分系数和低通滤波器截止角频率的控制参数优化方法,可增强单电压环构网型并网逆变器暂态稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了分析的准确性与可行性。

关键词：构网型并网逆变器暂态稳定性单电压环相平面图大扰动

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基于轨道不平顺匹配的多源融合列车定位方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1358-1366页

作者：周禹昆陈起金牛小骥武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430000

列车定位是保障铁路安全高效运营的基础,面向先进列车运行控制系统高精度、连续、可靠的位置服务需求,研究高精度、高可靠、低成本的匹配定位源提升列车定位系统的稳健性和准确度具有重要的现实意义。本文提出一种无布设轨道特征信号-... 详细信息

列车定位是保障铁路安全高效运营的基础,面向先进列车运行控制系统高精度、连续、可靠的位置服务需求,研究高精度、高可靠、低成本的匹配定位源提升列车定位系统的稳健性和准确度具有重要的现实意义。本文提出一种无布设轨道特征信号-轨道不平顺,利用惯性导航系统感知和测量轨道不平顺信号实现匹配定位,结合列车运动约束,实现了无布设情况下的全自主、全天候、全地域的连续可靠的组合定位。为了验证该方案的可行性,本文在真实铁路线路上进行了列车车载试验。试验结果表明:一个典型的战术级IMU可以实现0.6 m(98.46%置信度)的列车定位精度。该方法为多传感器融合的列车定位系统提供了一种新的定位信号源,可以用于提高车载列车定位系统的准确性和稳健性。

关键词：列车定位轨道不平顺特征匹配车载传感器定位系统惯性导航系统组合导航多源融合列车运动约束

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