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基于两级均衡电路的电池组智能均衡方法

电子科技 2024年第7期37卷 9-15页

作者：任子豪田恩刚上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为解决传统均衡电拓扑均衡效率较低的问题,文中提出了一种两级均衡拓扑结构。该均衡拓扑将电池组分为组内与组间两种形式,组内采用Buck-Boost均衡电路,组间采用可重构均衡电路,组内与组间可同时均衡,提高了均衡效率。以SOC(State of Cha... 详细信息

为解决传统均衡电拓扑均衡效率较低的问题,文中提出了一种两级均衡拓扑结构。该均衡拓扑将电池组分为组内与组间两种形式,组内采用Buck-Boost均衡电路,组间采用可重构均衡电路,组内与组间可同时均衡,提高了均衡效率。以SOC(State of Charge)作为均衡变量,组内均衡算法采用基于SOC的模糊逻辑控制策略,减少均衡时间,提高均衡效率。使用MATLAB/Simulink软件对电路拓扑建模仿真,并与传统Buck-Boost电路进行对比。仿真结果表明,在充放电状态下,相较于传统Buck-Boost电路,所提算法及均衡拓扑使均衡时间减少了约28%,表明该均衡电路及算法具有良好的性能。

关键词：电动汽车锂离子电池电池组均衡两级均衡电路模糊逻辑控制 SOC Buck-Boost电路可重构电路

基于改进云模型的湿陷性地基渡槽稳定状态评估

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水利水电技术（中英文） 2024年第1期55卷 144-156页

作者：张海晨曹骏李嘉明王鑫任子豪訾亚辉宁夏水利工程建设中心宁夏银川750001 华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

【目的】由于跨湿陷性黄土区的输水渡槽因服役期内的地基变形和建筑物老化,造成渡槽的服役安全性和结构稳定性难以定量评估,为对湿陷性地基渡槽的稳定状态进行评估,以宁夏固海扩灌灌区的清水河渡槽为研究对象,构建了基于湿陷性黄土地基... 详细信息

【目的】由于跨湿陷性黄土区的输水渡槽因服役期内的地基变形和建筑物老化,造成渡槽的服役安全性和结构稳定性难以定量评估,为对湿陷性地基渡槽的稳定状态进行评估,以宁夏固海扩灌灌区的清水河渡槽为研究对象,构建了基于湿陷性黄土地基稳定状态与渡槽建筑物稳定状态的多级评估体系耦合的湿陷性黄土地基渡槽稳定状态综合评估体系,【方法】使用云模型对湿陷性黄土地基渡槽稳定状态进行综合评估,使用AHP-熵权法对云模型进行改进,研究中使用拉格朗日乘子法将AHP法与熵权法进行耦合后计算指标权重,以提高模型权重的合理性使其更加客观精确。【结果】研究结果显示:现役清水河渡槽的湿陷性黄土地基稳定状态、渡槽建筑物稳定状态及湿陷性黄土地基渡槽整体稳定状态的云数字特征参数分别为W_(1)=(4.608,0.766,0.228)、W_(2)=(6.094,0.674,0.214)和W=(5.307,0.720,0.221)。【结论】结果表明:现役清水河渡槽的湿陷性黄土地基稳定状态、渡槽建筑物稳定状态及湿陷性黄土地基渡槽整体稳定状态分别处于V_(3)(中等)稳定状态、V4(较为)稳定状态以及V_(3)(中等)稳定状态。该评估模型可为同类湿陷性黄土区域的水工建筑物的稳定状态评估提供参考。

关键词：湿陷性黄土地基渡槽云模型稳定状态 AHP-熵权变形

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基于可重构电路的电池组充电均衡方法

上海理工大学学报 2023年第5期45卷 468-476页

作者：任子豪田恩刚王立成刘帅上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学理学院上海200093

为缓解锂离子电池组在恒流充电结束后因压降导致的电池组电压不一致问题,提出了一种改进型可重构均衡电路。在电池组充电过程中,改进型可重构均衡电路可等效为传统可重构电路,通过可重构电路控制各个电池充电状态,使电池组在充电过程中... 详细信息

为缓解锂离子电池组在恒流充电结束后因压降导致的电池组电压不一致问题,提出了一种改进型可重构均衡电路。在电池组充电过程中,改进型可重构均衡电路可等效为传统可重构电路,通过可重构电路控制各个电池充电状态,使电池组在充电过程中达到均衡;充电结束后并静置一段时间,通过改进型可重构电路中的Buck-Boost电路进行再均衡。改进型可重构电路能够在保证充电均衡的基础上对因压降现象而造成的电池组电压不一致进行再均衡。最后,通过搭建实物平台对该改进型可重构均衡电路进行验证,并与传统可重构电路进行比较,实验结果表明该均衡电路具有良好的性能。

关键词：锂离子电池组可重构电路主动均衡压降

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干旱区人工绿洲水土资源承载状态演变分析

排灌机械工程学报 2023年第1期41卷 62-69页

作者：徐存东胡小萌刘子金王鑫任子豪訾亚辉华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018 河南省水工结构安全工程技术研究中心河南郑州450046

为明晰干旱区人工绿洲水土资源承载状态在时间序列上的演变过程,以甘肃省景电灌区为例,引入多级模糊分级理论建立水土资源承载状态综合评价指标体系.基于熵权法和物元分析理论构建物元分析模型,同时集成黄金分割率、组合赋权法及云理论... 详细信息

为明晰干旱区人工绿洲水土资源承载状态在时间序列上的演变过程,以甘肃省景电灌区为例,引入多级模糊分级理论建立水土资源承载状态综合评价指标体系.基于熵权法和物元分析理论构建物元分析模型,同时集成黄金分割率、组合赋权法及云理论构建综合评价云模型,对灌区1994,2002,2010及2018年的水土资源承载力状态进行综合评估.结果表明:水土协调度和地下水矿化度是灌区水土资源承载力发生变迁的主导因素;研究区各时期水土资源承载状态均处于“轻微承载-承载良好”,整体上呈良性演变趋势;水土资源承载力综合评价云的熵值(En)及超熵值(He)分别为0.0271,0.0263,0.0244,0.0267和0.0067,0.0078,0.0065,0.0057,数值较小,且He/En小于1/3,表明评估结果与实际水土资源承载状态呈现一致性.

关键词：人工绿洲物元分析模型云模型演变分析水土资源承载力

基于动态规划理论的MIKE21河网排水方案优化研究

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环境工程 2023年第1期41卷 79-86页

作者：徐存东任子豪黄嵩赵志宏訾亚辉胡小萌华北水利水电大学水利学院郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室杭州310018 河南省水工结构安全工程技术研究中心郑州450046

针对南方平原河网面对汛期暴雨时段排水能力差而导致内涝的问题,选取太湖流域南浔区沈庄漾圩田河网作为研究对象,选取城市排涝相应防洪标准的暴雨强度,应用多目标动态规划理论,以河网水位与排涝时间为限制目标,结合圩区现有水利工程条... 详细信息

针对南方平原河网面对汛期暴雨时段排水能力差而导致内涝的问题,选取太湖流域南浔区沈庄漾圩田河网作为研究对象,选取城市排涝相应防洪标准的暴雨强度,应用多目标动态规划理论,以河网水位与排涝时间为限制目标,结合圩区现有水利工程条件参数和调度规则,设定了3个水闸排水方案和5个水泵排水方案;基于河网地形、水文数据,构建MIKE21河网水动力模型,定量化模拟分析了闸泵联调联控工况下河网排水效果。结果表明:面临10年一遇及以下暴雨时,河网可采用水闸排水方案,且3个方案均能在24 h内将水位降至排涝下限水位;当面临20年以上及百年一遇暴雨时,河网需采用内外网联动的水泵排水方案,西部闸门至少开启2台水泵,才能保证在24 h内将水位下降至下限水位,其排水效果与水泵开启数量呈正相关。该研究成果可为南方平原河网的汛期排水调度与河网工程改造提供理论依据。

关键词：多目标规划暴雨洪涝排水 MIKE21

铌含量对多孔钛铌合金力学性能及生物相容性的影响

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铌含量对多孔钛铌合金力学性能及生物相容性的影响

作者：任子豪湖南师范大学

学位级别：硕士

目的探讨不同比例铌含量对多孔钛铌合金力学性能及生物相容性的影响,为进一步研制多孔钛铌合金人工关节及其他骨科植入材料提供基础实验依据。方法1.采用粉末冶金法制备孔隙率为70%的五组多孔金属试样分别为:纯钛(Ti);纯铌(Nb);钛-30铌(... 详细信息

目的探讨不同比例铌含量对多孔钛铌合金力学性能及生物相容性的影响,为进一步研制多孔钛铌合金人工关节及其他骨科植入材料提供基础实验依据。方法1.采用粉末冶金法制备孔隙率为70%的五组多孔金属试样分别为:纯钛(Ti);纯铌(Nb);钛-30铌(Ti30Nb);钛-50铌(Ti50Nb);钛-70铌(Ti70Nb)。2.力学性能检测实验:分别对各组试样孔径大小、孔隙率、抗压强度、弹性模量进行测定并比较。3.体外实验:将Saos-2细胞接种于各金属试样组中培养,于不同时间点收集细胞分别进行细胞粘附、细胞增殖、碱性磷酸酶活性检测、骨钙素定量检测实验。使用SPSS18.0软件包进行统计学分析,计量资料以均数±标准差表示,组间同一时间各指标比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA)。结果1.五组多孔金属,孔径分布于100-500μm不等,孔径大小约80%分布在200-400μm范围内。五组多孔金属孔隙率均在70%左右,孔隙分布均匀并呈蜂窝状,孔隙间三维连通;2.多孔金属的弹性模量和抗压强度均随着铌掺入量的增加而递减;3.细胞粘附实验结果显示:第4小时五组试样细胞粘附数无显著统计学差异(F=3.075,P=0.068>0.05);第24小时五组试样细胞粘附数存在显著性统计学差异(F=21.235,P=0.000<0.05),并且纯Ti组24h细胞粘附量最少,Ti70Nb组最多,而三组钛铌合金组间无显著差异;4.细胞增殖实验结果显示:第1天和第10天6组试样细胞增殖无显著性差异;第3和第7天6组试样间均存在统计学差异,并且纯Nb组细胞增殖量最高,其后依次为空白对照组、Ti70Nb组,细胞增殖量最少为纯Ti组。(1d:F值=1.023 P=0.446;3d:F值=32.590 P=0.000;7d:F值=79.684 P=0.000;10d:F值=0.550 P=0.736)。5.ALP活性检测实验结果显示:在第7d、10d、14d、21d四个时间点均明确显示三组多孔钛铌合金组所测得ALP活性均显著高于纯Ti和纯Nb组,而且Ti70Nb组ALP活性值最高。6.骨钙素定量检测结果显示:在第7d、10d、14d、21d四个时间点均显示三组多孔钛铌合金组骨钙素分泌量也显著高于多孔纯Ti、纯Nb,并且同样是Ti70Nb组含量最高。(7d F值=48.080 P=0.000;10d:F值=141.091 P=0.000;14d:F值=138.207 P=0.000;21d:F值=149.579 P=0.000)结论1.随着铌含量的增加,多孔钛铌合金抗压强度及弹性模量递减。2.多孔钛铌合金诱导SaOS-2细胞粘附、增殖、分化作用优于多孔纯钛、多孔纯铌;且对于SaOS-2细胞粘附和分化,随着铌含量的增加,促进作用增强。

关键词：人工关节钛铌合金多孔力学性能生物相容性

基于MIKE21的跨河桥梁壅水数值模拟分析

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水资源与水工程学报 2022年第6期33卷 129-136页

作者：孙治平赵志宏刘子金王鑫连海东王燕任子豪中卫市水务局宁夏中卫755100 华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018

为明晰黄河上游河道桥梁壅水特性并探究数值模拟法在防洪演算中的可靠性,以宁夏回族自治区境内黄河青铜峡至石嘴山段(以下简称“青石段”)内连续7座桥梁为研究对象,运用MIKE21水动力模块构建二维水动力模型,对不同洪水频率下桥梁壅水特... 详细信息

为明晰黄河上游河道桥梁壅水特性并探究数值模拟法在防洪演算中的可靠性,以宁夏回族自治区境内黄河青铜峡至石嘴山段(以下简称“青石段”)内连续7座桥梁为研究对象,运用MIKE21水动力模块构建二维水动力模型,对不同洪水频率下桥梁壅水特性进行数值模拟与对比分析。结果表明:在对二维水动力模型率定与验证的过程中,模拟值与实测值相对误差均小于5%,边界约束条件与河道糙率均经率定分析后取值;随着洪峰流量的减小,河道流速降低,桥墩壅水值在0.10~0.28 m水位范围内波动,对比模型模拟结果与经验公式计算结果,Henderson公式计算值与二维模型模拟值更为接近且变化趋势较一致,而陆浩公式计算结果相对偏大。本研究可为跨河建筑物壅水特性影响分析与河道防洪演算提供经验参考和理论依据。

关键词：跨河桥梁桥墩壅水数值模拟 MIKE21 黄河宁夏段

基于MIKE21的南浔区河网水动力水质耦合模拟研究

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环境科学与技术 2022年第10期45卷 51-59页

作者：徐存东任子豪李智睿赵志宏訾亚辉徐慧胡小萌华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018 河南省水工结构安全工程技术研究中心河南郑州450046

为提升平原河网水环境质量、改善河道水动力条件,选取浙江湖州市南浔沈庄漾圩区为研究对象,利用MIKE软件建立二维水动力水质耦合模型,以二维浅水方程组为理论基础,应用同平台同维度中嵌套水质模型的水动力方法进行过程耦合,运用断面实... 详细信息

为提升平原河网水环境质量、改善河道水动力条件,选取浙江湖州市南浔沈庄漾圩区为研究对象,利用MIKE软件建立二维水动力水质耦合模型,以二维浅水方程组为理论基础,应用同平台同维度中嵌套水质模型的水动力方法进行过程耦合,运用断面实测数据与相应经验公式进行参数率定,通过实测数据与模拟效果的分析进行模型验证,分别模拟了不同补水流量和调控位置条件下的水动力水质监测指标变化。结果表明,经率定验证后的耦合模型对河网内水动力和水质指标的模拟精度较好,模拟效果与实测结果吻合度较高;河网在补水流量为初始流量的30%时,湖区水动力提升效果增加9.92%,典型水质指标NH_(3)-N、TP、TN的去除率分别为6.21%、11.4%和6.82%,改善效果显著,最优补水点位置为Code5。

关键词： Mike21模型水动力水质耦合补水方案水质改善

基于MIKE 21的圩区河网水动力调控方法研究

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水利水电技术（中英文） 2023年第7期54卷 161-170页

作者：徐存东訾亚辉黄嵩赵志宏任子豪胡小萌王海若华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018 河南省水工结构安全工程技术研究中心河南郑州450046

【目的】我国南方平原地区地势低缓,河网结构复杂,为快速解决该地区因河网水动力不足而引起的水环境问题,急需研究河网水体运行状况调控方案。【方法】以太湖流域南浔区沈庄漾“溇港圩田”河网作为研究对象,构建Mike 21 FM二维河网水动... 详细信息

【目的】我国南方平原地区地势低缓,河网结构复杂,为快速解决该地区因河网水动力不足而引起的水环境问题,急需研究河网水体运行状况调控方案。【方法】以太湖流域南浔区沈庄漾“溇港圩田”河网作为研究对象,构建Mike 21 FM二维河网水动力模型,结合研究区河网改造后的水利工程布置和调度规则,提出定位增压的7种水动力调控方案,模拟分析河网在不同方案下流场分布规律,探究圩区河网水动力提升和流场改善的优化调度方法。【结果】模拟结果表明:活水和引排水方案虽能有效改善河网水动力,但对于中心水塘的水动力驱动效果不佳。在开启西南侧河道水泵和西部泵闸的情况下,河网内大部分区域的流速基本能维持在0.05 m/s左右,部分河道的流速能达到0.3 m/s以上,并且对中心水塘水体驱动效果最好。【结论】综合分析表明:所设计的7种调控方案均能有效地提升河网水动力,在开启西南侧河道1台水泵和西部泵闸时,流场分布最均匀且水动力整体提升效果最佳。研究结果可为南方平原河网的水利工程水动力调控提供参考。

关键词：水动力模型调控方案圩区河网流场分布