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T-S模糊多项式奇异系统的广义耗散滑模控制

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系统科学与数学 2024年第5期44卷 1324-1336页

作者：刘佳蕊李江荣朱际铭延安大学数学与计算机科学学院延安716000

文章研究了T-S模糊多项式奇异系统的滑模控制问题.针对被控制对象的T-S模糊多项式奇异模型,设计一种带有奇异矩阵的分段切换面的滑模控制器,并利用SOS技术和含有非正定项的分段李雅普诺夫函数,给出滑动模态广义耗散可容许的充分条件,设... 详细信息

文章研究了T-S模糊多项式奇异系统的滑模控制问题.针对被控制对象的T-S模糊多项式奇异模型,设计一种带有奇异矩阵的分段切换面的滑模控制器,并利用SOS技术和含有非正定项的分段李雅普诺夫函数,给出滑动模态广义耗散可容许的充分条件,设计滑模控制器使系统状态保持在切换面上.最后,通过一个数值算例证明所提方法的有效性.

关键词： T-S模糊多项式奇异系统滑模控制广义耗散性能分段李雅普诺夫函数

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基于分割法的抛物面固面天线热变形抑制

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 59-67页

作者：楼春钢李昊潘殿坤宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波315211 上海卫星工程研究所上海201109

为满足未来高分辨率微波遥感航天器对于大口径高形面精度的空间可展开天线的需求,提出了一种能有效降低偏馈固面天线在轨因热变形造成形面误差的新方法,即分割法。采用5 m口径的偏馈固面抛物面天线,分析了天线热变形对其电性能尤其是主... 详细信息

为满足未来高分辨率微波遥感航天器对于大口径高形面精度的空间可展开天线的需求,提出了一种能有效降低偏馈固面天线在轨因热变形造成形面误差的新方法,即分割法。采用5 m口径的偏馈固面抛物面天线,分析了天线热变形对其电性能尤其是主波束效率的影响。对连续固面天线六点支撑下不同支撑位置对其热变形的影响进行了研究。在温差为200℃的均匀温度场下,分析了不同形状单胞的形面误差,随后确认采用正六边形作为分割单胞并对其形面误差与尺寸的关系进行了研究。研究了分割单胞的尺寸及排布方式对天线的形面误差及电性能的影响,并验证了分割单胞之间的缝隙对天线电性能的影响,最终确定分割方案。结果显示,分割后天线形面误差从500μm降低至5μm,主波束效率下降值从6.72%下降至1.77%。

关键词：空间可展开天线高形面精度热变形分割法主波束效率

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微酸性电解水对空肠弯曲菌的杀灭特性及机制

食品科学 2024年第8期45卷 29-36页

作者：宋欣坤庞柳欣牛玲玲岳婷牛际涵张春玲西北农林科技大学食品科学与工程学院陕西杨凌712100

探究微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)对空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)的杀灭效果和杀灭机制。通过使用不同有效氯质量浓度(available chlorine concentration,ACC)的SAEW对C. jejuni进行不同时间的处理,考察ACC和处理时间对杀菌效果的影响;通过加入蛋白质,考察蛋白质对SAEW杀菌效果的影响;此外,分析了SAEW对多代培养菌的杀灭效果。通过对细胞膜完整性、形态以及细胞内容物含量等变化分析,探究SAEW杀灭C. jejuni的机制。结果表明:SAEW对C. jejuni的杀灭效果与ACC和处理时间呈正相关;蛋白质会减弱SAEW的杀菌效果;C. jejuni在10代内未对SAEW产生抗性反应;SAEW处理可破坏细胞膜完整性,菌体表面出现凹陷褶皱、破损,胞内核酸、蛋白质和ATP泄漏等变化,表明细胞膜受损可能是SAEW杀灭C. jejuni的主要原因。

关键词：微酸性电解水空肠弯曲菌蛋白质杀灭特性机制

基于数字控制的电流馈电型DC/DC变换器的设计与实现

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基于数字控制的电流馈电型DC/DC变换器的设计与实现

作者：向本焕重庆理工大学

学位级别：硕士

数字电源可以对输出电压、电流、功率等进行精确控制与调节,具有较高的精度、较好的稳定性以及较强的灵活性,在航天、航空以及其它工业领域需求迫切。鉴于目前的国际形势,基于国产化器件进行高功率密度、高效数字模块电源的研制具有重... 详细信息

数字电源可以对输出电压、电流、功率等进行精确控制与调节,具有较高的精度、较好的稳定性以及较强的灵活性,在航天、航空以及其它工业领域需求迫切。鉴于目前的国际形势,基于国产化器件进行高功率密度、高效数字模块电源的研制具有重要的现实意义。在数字电源系统中,由于采样延迟和较长的控制周期,这会导致系统相角裕度降低,影响系统的稳定性。为了提高相位裕度,系统穿越频率通常会设置得相对较低,但这又会降低系统的动态响应。为解决这一矛盾,本文提出了一种基于数字处理器的峰值电流模式架构,采用数字信号处理器中的比较器模块实现峰值电流对前级Buck闭环控制,从而实现数字电源高动态响应。首先,本文对几种常见的高压大功率电源模块拓扑结构的优缺点进行了比较分析,并结合研制目标,采用电流馈电型Buck级联全桥结构作为研究对象。在两级拓扑中间母线处增加了尖峰吸收电路,以降低后级全桥变换器开关管的电压应力和提升变换器效率。并对变换器的工作模态进行了分析,为后续驱动时序的设计提供了依据。然后,设计了变换器的主功率回路与控制回路,通过对电路中器件进行国产化选型,实现了变换器的全国产化研制目标;通过对系统软件程序的编写,完成了系统的数字控制目标。最后,研制了一台输入电压为200V～360VDC,输出电压28V,输出功率1200W的全国产化半砖数字直流电源样机。经测试该样机在全输入电压范围内满载时效率在93%以上,峰值效率高达94.4%,负载阶跃跳变时输出电压恢复时间约500μs。满足研制指标要求,验证了理论分析的正确性与参数设计的合理性。

关键词：两级式拓扑电流馈电型峰值电流控制数字信号处理器国产化

基于红外辐射测温法的焊头动态高速真温测量系统研制

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 836-842页

作者：萧鹏台泓冰向茂林王伟宸张帆哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 中国航天科工集团第四研究院北京100038 中国空空导弹研究院控制所河南洛阳471009

温度是用来表征物体特性的一个重要的基本参数,被广泛应用于金属加工、生产生活、航空航天等各个领域,温度测量的准确与否对每个行业都有着至关重要的影响。随着电子设备的尺寸不断微型化以及各种可穿戴智能设备的普及和发展,小型化成... 详细信息

温度是用来表征物体特性的一个重要的基本参数,被广泛应用于金属加工、生产生活、航空航天等各个领域,温度测量的准确与否对每个行业都有着至关重要的影响。随着电子设备的尺寸不断微型化以及各种可穿戴智能设备的普及和发展,小型化成为了电子元件技术水平的一个重要技术指标,所以电子元器件也一直朝着小尺寸、高集成化方向发展,而其焊接温度的波动引起的产品良品率也在不断降低。因此,如何实现电子元器件焊接过程中焊头温度的实时获取,已成为众多相关企业急需研究的课题。基于晶体管式焊接电源的工作特点,从分析焊头的结构特性入手,利用焊头的红外光谱辐射特性,设计了一种激光瞄准式的光学系统,采用朗伯体法对焊头进行温度测量,从而得到焊头工作时的实时真温。整个温度测量系统由硬件系统部分和软件系统部分构成。其中,硬件系统包括光学系统的设计、 I/V转换及放大电路和上位机的高速数据采集系统。软件系统主要包括上位机系统界面的设计。上位机软件采用LabVIEW进行程序设计,主要包括AD采集卡的配置与驱动、数据滤波、零点测量、温度标定、温度计算、实时温度曲线和数据存储。在系统建立、软件调试完毕后,采用标准空腔黑体炉对测温系统进行了校准。首先,利用整体黑体法对焊头工作时的发射率进行了试验,结果表明,在氧化和非氧化状态下,其发射率与文献数据基本一致。然后利用该发射率值,计算出了焊头上小孔的空腔黑体发射率。最后,利用恒流晶体管式焊接电源进行了系统稳定性和重复性实验。分析该方法的不确定度,得出该方法的总体不确定度在3%以内。通过对测温系统的标定和配置,该系统还可以应用在其他需要高速精确测温的场景。

关键词：焊头温度黑体法测温快速测量红外光谱发射率

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基于羧酸酯电解液的锂离子电池低温性能研究

基于羧酸酯电解液的锂离子电池低温性能研究

作者：向正平长春工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池（LIBs）因其高能量密度、长寿命和环保等优点,已成为便携式电子产品和电动汽车的主要电源。而随着电动汽车应用的发展,锂离子电池需要进一步适应不同的极端操作条件。低温对当前锂离子电池的生存提出了重大挑战,因为它会导... 详细信息

锂离子电池（LIBs）因其高能量密度、长寿命和环保等优点,已成为便携式电子产品和电动汽车的主要电源。而随着电动汽车应用的发展,锂离子电池需要进一步适应不同的极端操作条件。低温对当前锂离子电池的生存提出了重大挑战,因为它会导致电池低容量保持和较差的可充电性。电解质在正极和负极之间运输锂离子方面起着至关重要的作用,因此设计适用于低温锂离子电池的电解液尤为重要。商用锂离子电池低温性能有限的主要原因是电解质严重依赖碳酸乙烯（EC）、碳酸二乙酯（DEC）和碳酸二甲酯（DMC）等碳酸酯,其中具有高熔点（36.4℃）的碳酸乙烯酯严重限制了离子在0℃以下的传输,羧酸酯类溶剂具有低熔点和低粘度特性,适用于开发低温电解液,因此本论文研究了羧酸酯类溶剂对锂离子电池低温性能的影响。（1）系统地研究了乙酸乙酯（EA）,乙酸甲酯（MA）和丙酸甲酯（MP）共溶剂对1 mol L Li PF(EC/DEC,1/1,v/v（体积比）)、1 mol L Li PF（EC/DMC,1/1,v/v）及其磷酸铁锂||锂金属（LFP||Li）电池性能的改善效果。三种羧酸酯引入到以EC为主的碳酸酯基溶剂中,制备羧酸酯基共溶剂,三种羧酸酯的加入降低了碳酸酯基电解液中的EC含量占比,降低了电解液的黏度和凝固点,降低电池常温和低温的阻抗,提高了锂离子的转移速率,提升了电池在低温下的放电容量。（2）在前有方案把羧酸酯当作共溶剂的实验策略基础上,选择MP当作低温电解液的主要溶剂,取代以EC为主的碳酸酯基电解液,使用添加剂氟代碳酸乙烯酯（FEC）来增强电解液与锂金属负的极相容性,制备出一种不含EC的MP-FEC基电解液,通过调整MP和FEC的比例来对电解液进行优化,其中M9F1(1 mol LLi DFOB（MP/FEC,9/1,v/v）)体系有较好的低温性能,在-40℃时,LFP||Li电池具有63.2%的室温容量。（3）制备了一类氟化电解质,即乙酸乙酯（EA）、氟乙酸乙酯（EFA）、双氟乙酸乙酯（EDFA）和三氟乙酸乙酯（ETFA）,研究了羧酸酯的氟化对电池的常温性能和低温性能的影响,其中EDFA基电解质可以使石墨电极具有优异的常温倍率性能,在6 C的大倍率下的放电比容量为203 m Ah g,使用EDFA基电解质的LFP||Li电池在-30℃/0.2 C下具有56.6%的室温容量保持,其低温性能优于未氟化的EA基电解液。

关键词：锂离子电池低温电解液锂金属负极磷酸铁锂

钛精矿酸解过程中升华硫产生机理及其减排研究

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钛精矿酸解过程中升华硫产生机理及其减排研究

作者：向泉锦重庆理工大学

学位级别：硕士

钛白粉因具备一系列良好的物理化学性能而被广泛应用于涂料、造纸、油墨颜料、塑料等多个领域当中。当前,工业规模化生产钛白粉主要有两种方法:氯化法和硫酸法,其中硫酸法因具有生产技术成熟、对原矿品位要求相对较低等特点而被广泛应... 详细信息

钛白粉因具备一系列良好的物理化学性能而被广泛应用于涂料、造纸、油墨颜料、塑料等多个领域当中。当前,工业规模化生产钛白粉主要有两种方法:氯化法和硫酸法,其中硫酸法因具有生产技术成熟、对原矿品位要求相对较低等特点而被广泛应用于我国工业生产中。目前,针对硫酸法钛白的研究多集中于优化生产工艺参数、过程强化和动力学方程等相关方面,而针对酸解尾气处理的研究还相对较少。在实际生产过程中,酸解作为硫酸法钛白生产的重要步骤不可避免地会产生酸解尾气,尾气中的单质硫在释放过程中随环境温度的降低而遇冷凝结,以固体升华硫的形式堵塞生产管道,严重影响钛白粉生产的连续性。对此,本研究从绿色化工的角度出发,对钛精矿硫酸酸解的过程进行了研究,探究了酸解尾气中升华硫的产生机理,考察了主要生产工艺参数对酸解尾气中升华硫生成质量的影响规律,并最终提出了升华硫减排的方法。本文主要研究内容及结论如下:（1）钛精矿酸解尾气中升华硫的生成机理研究。根据对钛精矿的一系列工艺矿物学分析表征,发现酸解尾气中的硫主要来源于生产原料钛精矿本身,在酸解过程中钛精矿本身含有的磁黄铁矿和黄铁矿与高浓度的硫酸发生反应产生的单质硫是尾气中升华硫的主要来源。实验计算了酸解过程中发生的一系列化学反应的吉布斯自由能变化,发现产生含硫尾气的一系列化学反应均能在酸解环境中自发进行。同时,根据酸解体系高温、低p H的特殊环境条件,绘制了相应反应条件下的E-p H图,发现硫元素的确能以单质硫的形式存在于酸解环境中。据此得出了升华硫的产生机制。（2）考察了酸解过程中各主要生产工艺参数对于尾气中升华硫生成质量的影响规律。研究结果表明:反应时间、反应温度、反应酸浓度、搅拌速率、矿物粒径和反应堆体质量这六个因素均能对升华硫的生成量造成影响。其中,升华硫的质量在一定范围内随着反应时间和反应堆体质量的增加而不断增加,随着搅拌速率和反应温度的增加、反应酸浓度的提高及矿物粒度的减小,升华硫的生成量呈现出先增加后减少的规律。因此在实际生产过程中,可以在保证钛精矿酸解效率的前提下适当调整这些参数,以达到减少尾气中升华硫质量的目的。（3）由于空气中氧气具有氧化作用,本研究提出向酸解物料中通入不同流速的空气以加大酸解物料中的曝气量来解决尾气中升华硫的减排问题。研究结果表明,在磁黄铁矿5.50 g、反应时间30 min、反应温度180℃、反应酸浓度85%、搅拌速率100 rpm、矿物粒度48～75μm、空气流速80 m L/min的条件下,升华硫的生成量相较于自然反应条件下减少了35%以上。这是由于空气中的氧气不仅能促进矿物原料的完全氧化,减少升华硫的生成,同时还能进一步使得已经生成的升华硫继续进行深度氧化,从而达到减排目的。（4）利用三价铁盐中的Fe与酸解体系中的Fe形成氧化还原电对,本研究提出向酸解物料中加入一定量的三价铁盐来解决尾气中升华硫的减排问题。研究表明,在磁黄铁矿5.50 g、反应时间30 min、反应温度180℃、反应酸浓度85%、搅拌速率100 rpm、矿物粒度48～75μm、Fe（SO）加入量为磁黄铁矿的1.5%时,升华硫的生成量相较于不加入三价铁盐的对照组减少了63%以上。这是因为Fe的加入不仅能同时减少直接和间接两种方法下生成的升华硫,还能使得酸解体系中氧化还原电位值升高,硫元素从单质硫的形式转化为更加稳定的SO形式存在于反应物料中,达到了减排目的。

关键词：钛精矿酸解升华硫酸解尾气减排方法

基于花岗岩蠕变特性的地下水封储油洞库围岩稳定性研究

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基于花岗岩蠕变特性的地下水封储油洞库围岩稳定性研究

作者：向小祥重庆交通大学

学位级别：硕士

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基于深度学习的蛋白质热稳定性预测模型研究

基于深度学习的蛋白质热稳定性预测模型研究

作者：向孝洋江南大学

学位级别：硕士

在日用产品和工业生产中,蛋白质发挥着重要的作用,但大多数蛋白质在高温环境中会变性失活,因此获得耐热蛋白质非常重要。传统的方法常使用湿实验来发现新的耐热蛋白质或改造蛋白质以提高耐热性,往往费时、费力、成本高,难以有效的获取... 详细信息

在日用产品和工业生产中,蛋白质发挥着重要的作用,但大多数蛋白质在高温环境中会变性失活,因此获得耐热蛋白质非常重要。传统的方法常使用湿实验来发现新的耐热蛋白质或改造蛋白质以提高耐热性,往往费时、费力、成本高,难以有效的获取新的耐热蛋白质。随着机器学习算法的发展,基于提取的蛋白质特征来识别和预测蛋白质热稳定性取得了很大进展。然而深度学习算法预测蛋白质热稳定性还有待深入研究。基于深度学习算法,本文从蛋白质的序列信息和结构信息出发,使用序列水平特征,氨基酸水平特征,残基相互作用网络的图拓扑特征和图嵌入四种特征类型来预测蛋白质热稳定性,具体研究工作概述如下:1.基于序列水平特征预测蛋白质热稳定性。首先计算了六种在蛋白质热稳定性预测和蛋白质功能预测中重要的蛋白质序列水平特征。再通过深度学习算法DNN提取隐藏特征并融合。使用注意力机制计算特征间的注意力并基于此为每个特征加权。最后将融合特征用于最终的耐热和常温蛋白质分类。此模型相比于传统的机器学习方法,在步骤上更高效,在预测能力上准确性也大幅提升。2.融合氨基酸水平特征和序列水平特征预测蛋白质热稳定性。本研究使用Doc2vec算法学习蛋白质子序列k-mer的统一表征。依蛋白质序列的排列顺序使用k-mer表征完整的蛋白质序列,并基于Bi-LSTM算法提取隐藏特征。将提取的隐藏特征与蛋白质序列水平特征融合,使用注意力机制在氨基酸水平和序列水平上同时获取注意力,增强特征融合效果。利用融合后的特征进行耐热和常温蛋白质的分类,预测性能优于融合前的两种特征。3.融合图嵌入和网络拓扑特征预测蛋白质热稳定性。本研究使用残基相互作用网络(RIN)表征蛋白质结构,计算了RIN的网络拓扑特征并通过图嵌入进一步获得结构信息,分别使用深度学习算法DNN和LSTM捕获特征中的隐藏特征并基于注意力机制融合,分类耐热和常温蛋白质。将所构建的模型与主流的预测模型进行比较和分析,证明该模型具有更好的预测性能。综上,本文以蛋白质为研究对象,分别基于蛋白质序列信息和蛋白质结构信息展开研究。基于蛋白质序列信息,从序列水平计算传统的序列水平特征,从氨基酸水平使用Doc2vec算法获取k-mer嵌入表征完整的蛋白质序列信息。基于蛋白质结构信息,根据原子间的距离构建RIN表征结构信息,计算了网络拓扑特征和图嵌入。本研究使用了深度学习算法来进行特征的提取和特征的融合,并预测耐热蛋白质。本文的创新性主要体现在从系统的角度,基于深度学习算法,多维度的提取了蛋白质特征,对耐热蛋白质进行准确的识别,深入挖掘了影响热稳定性的关键特征,为分析和设计耐热蛋白质提供了理论基础。

关键词：耐热蛋白质深度学习残基相互作用网络特征研究