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开关磁阻电机设计方法及软件的研究

开关磁阻电机设计方法及软件的研究

作者：孙晋伟山东理工大学

学位级别：硕士

开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点,在很多领域都显示出强大的竞争力;但是由于其多变量、强耦合、非线性等特点,给SRM的设计工作带来了很大的难度。本文通过对SRM设计方法... 详细信息

开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点,在很多领域都显示出强大的竞争力;但是由于其多变量、强耦合、非线性等特点,给SRM的设计工作带来了很大的难度。本文通过对SRM设计方法的研究,开发了开关磁阻电机设计软件,大大提高了SRM设计工作的效率。论文在总结国内外SRM设计方法的基础上,确定了课题的重点是模型参数的准确计算和仿真。在磁化曲线的计算方面分析了以往常用的方法,提出了端部电感直接计算模型。通过二维和三维有限元分析对模型进行验证和改进,并推导出了端部电感的解析计算式。经验证对于不同的SRM,本文模型比端部系数法有更高更稳定的精度。提高了对电机结构的适应性,为快速、准确计算开关磁阻电机的性能提供了保证。论文根据SRM的数学模型推导出了SRM的仿真算法,并同Matlab中模型的仿真结果进行深入比较,验证了仿真计算部分的正确性。软件设计方面采用模块的形式,把SRM设计过程中的常用功能做成单独的模块,增强了软件的适应性和重用性。最后通过一个示例,对软件进行了整体的演示和验证。

关键词：开关磁阻电机绕组端部效应磁场计算

基于卷积神经网络的路面识别及半主动悬架控制

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兵工学报 2020年第8期41卷 1483-1493页

作者：刘秋孙晋伟张华胡煦顾亮北京理工大学振动与噪声控制研究所北京100081 西安航空学院车辆工程学院陕西西安710077 内蒙古一机集团宏远电器股份有限公司内蒙古包头014000

路面对车辆的平顺性、操纵稳定性有直接影响,实时获取路面信息对提升车辆性能具有重要意义。针对传统路面识别方法中难以精确识别多种路面类型的问题,采用卷积神经网络对路面类型进行识别,并根据不同路面输入下悬架系统的输出响应来调... 详细信息

路面对车辆的平顺性、操纵稳定性有直接影响,实时获取路面信息对提升车辆性能具有重要意义。针对传统路面识别方法中难以精确识别多种路面类型的问题,采用卷积神经网络对路面类型进行识别,并根据不同路面输入下悬架系统的输出响应来调整控制器参数,使可控悬架在不同路面下均保持最优性能。建立车辆1/4半主动悬架模型;搭建卷积神经网络基本结构并通过所采集的4种典型城市和非城市路面图像对网络进行训练以及测试;采用遗传算法求取沥青路、弹石路、砂石路、水泥路4种不同路面激励下悬架的最优控制参数;根据路面识别结果及优化结果实现悬架控制参数的自适应调整。仿真结果表明:基于卷积神经网络的路面识别方法能够对多种路面进行准确识别;基于路面识别和遗传算法的半主动悬架控制系统可根据不同路面类型自适应调整悬架参数,有效提升车辆性能。

关键词：路面识别半主动悬架卷积神经网络遗传算法

铜和镍对我国17个地区农田土壤潜在硝化速率的影响

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铜和镍对我国17个地区农田土壤潜在硝化速率的影响

作者：孙晋伟广西大学

学位级别：硕士

随着世界范围内土壤重金属污染不断加重,由污染所带来的问题以及如何治理污染已经受到人们越来越多的关注。土壤重金属将对土壤生物产生影响,而土壤生物在重金属的胁迫下也会产生不同的响应。由于硝化作用对重金属污染较敏感及其在全球... 详细信息

随着世界范围内土壤重金属污染不断加重,由污染所带来的问题以及如何治理污染已经受到人们越来越多的关注。土壤重金属将对土壤生物产生影响,而土壤生物在重金属的胁迫下也会产生不同的响应。由于硝化作用对重金属污染较敏感及其在全球氮循环的重要作用,它已成为人们评价重金属污染程度的重要指标之一。目前,欧美进行了陆地生态系统生物配体模型的研究,证明了土壤生物配体模型,对土壤重金属的生物急性毒性的研究是可行的,而我国也已在水体环境生物配体模型的研究方面取得了可喜的成绩。本文研究了在淋洗和非淋洗条件下不同浓度的铜(Cu)和镍(Ni)对我国17种典型土壤硝化速率的影响,得出以下结论: (1)随着Cu浓度的升高,17个地区非淋洗和淋洗农田土壤的潜在硝化速率(PNR)均逐渐下降。添加不同浓度的Cu时,我国17个地区非淋洗农田土壤的半抑制浓度(EC50)为73.4 mg·kg-2164.4 mg·kg,淋洗农田土壤的EC50为34.4 mg·kg-6000.6 mg·kg。非淋洗农田土壤的EC50分别与土壤pH、Mg和Ca含量呈显著的正相关关系;无污染时潜在硝化速率(PNR)与土壤粘度(Clay,＜2μm)、Al含量呈负相关关系,与pH呈正相关关系。淋洗农田土壤的PNR与Clay(＜2μm)、Al含量呈负相关关系,与pH呈正相关关系。 (2)随着Ni浓度的升高,17个地区非淋洗和淋洗农田土壤的PNR均逐渐下降。添加不同浓度的Ni时,我国17个地区非淋洗农田土壤的EC50为69.7 mg·kg-2330 mg·kg,淋洗农田土壤的EC50为32.0 mg·kg-2372mg·kg。非淋洗农田土壤的EC50分别与土壤pH、Ca含量呈显著的正相关关系;PNR与Clay(＜2μm)、Al含量呈负相关关系,与pH、Ca含量呈正相关关系。淋洗土壤的PNR与Clay(＜2μm)、Fe含量、Al含量呈负相关关系,与pH、Ca含量呈正相关关系。 (3)不论是Cu还是Ni污染,淋洗农田土壤比非淋洗农田土壤生物毒性有明显的降低。本研究结果将为我国研究Cu和Ni的毒性及其主控因素,进而为生物配体模型建立奠定基础,同时也将为我国土壤环境监测奠定理论基础。

关键词：农田土壤潜在硝化速率 Cu Ni 淋洗非淋洗 EC50

二氧化碳甲烷化新型高效催化剂的设计及其性能研究

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二氧化碳甲烷化新型高效催化剂的设计及其性能研究

作者：孙晋伟北京化工大学

学位级别：硕士

随着工业发展,能源危机和环境污染问题越来越突出,化石燃料的大量使用导致(CO2排放量急剧增加,因此如何高效转化CO2实现碳资源的循环利用成为当前研究的热点。CO2甲烷化技术在能源转化与储存中具有重要意义受到广泛关注,该反应需借助催... 详细信息

随着工业发展,能源危机和环境污染问题越来越突出,化石燃料的大量使用导致(CO2排放量急剧增加,因此如何高效转化CO2实现碳资源的循环利用成为当前研究的热点。CO2甲烷化技术在能源转化与储存中具有重要意义受到广泛关注,该反应需借助催化剂来实现。考虑到经济成本,Ni基催化剂是最具工业前景的催化剂,但是CO2甲烷化反应强放热特性容易导致催化剂床层产生局部高温,造成催化剂因金属烧结而快速失活。因此CO2甲烷化这一课题的关键在于研发低温活性好、抗积碳和稳定性能佳的新型高效Ni基催化剂。本课题先通过水热合成制备了 Ni/Al2O3-S和Ni/Al2O-P(即纳米条和纳米片)两种催化剂,探究了载体纳米形貌效应对CO2甲烷化催化性能的影响;又基于导热性能优异的SiC材料,通过EISA的技术,制备了 A1203包覆SiC的Ni-Al203@SiC核壳结构催化剂,又对助剂Ce进行改性来提高低温活性展开了深入研究;除此之外又将SiC与具有高分散性和金属强相互作用力的MgAl水滑石(Hydrotalcites,HTs)结合,构筑了一个NiMgAl-HTs/SiC复合催化剂,并对其展开研究。并挑选性能优异的催化剂进行了稳定性测试,同时采用N2吸附、XRD、TEM、H2-TPR、CO2-TPD、H2-Chemisorption 等表征技术对催化剂进行分析。研究结果如下:1.水热合成制备的条状形貌纳米Ni/Al2O3-S比片状纳米Ni/A1203-P催化剂的甲烷化性能更佳,表征发现Ni粒径、分散性等因素对纳米Ni/A1203催化剂活性具有显著影响。2.通过EISA技术,以SiC为基底,制备的新型核壳结构Ni-Al2O3@SiC催化剂。再对CeO2、La2O3、V2O5不同助剂进行改性探索,发现加入CeO2的Ni-CeO2-Al2O3@SiC催化剂低温活性提高最多;接着又对助剂CeO2进行了深入研究,与 Ni-Al2O3@SiC、Ni-CeO2-Al2O3 和 Ni/CeO2-SiC 催化剂活性比较,发现Ni-CeO2-Al2O3@SiC多组分催化剂的低温活性远远大于其它三种催化剂。3.与单独NiMgAl-HTs镍镁铝水滑石催化剂相比,将SiC与之复合后的NiMgAl-HTs/SiC催化剂CO2甲烷化的低温活性得到提高,表征发现NiMgAl-HTs/SiC复合催化剂中Ni活性位增多,SiC的引入调变了金属载体相互作用,提高了催化剂的还原性,从而活性提高。

关键词： CO2甲烷化镍纳米氧化铝碳化硅氧化铈水滑石

多孔壳聚糖微球培养hAMSCs及其负载Ⅰ型胶原多肽

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多孔壳聚糖微球培养hAMSCs及其负载Ⅰ型胶原多肽

作者：孙晋伟湘潭大学

学位级别：硕士

壳聚糖是一种天然可生物降解的阳离子多糖,具有良好的物理化学特性和生物相容性。壳聚糖微球是一种典型的生物医用材料,主要应用于药物载体、细胞培养、基因治疗等领域。本文采用不同的制备方法制备出壳聚糖及其复合微球(明胶-壳聚糖微... 详细信息

壳聚糖是一种天然可生物降解的阳离子多糖,具有良好的物理化学特性和生物相容性。壳聚糖微球是一种典型的生物医用材料,主要应用于药物载体、细胞培养、基因治疗等领域。本文采用不同的制备方法制备出壳聚糖及其复合微球(明胶-壳聚糖微球、胶原-壳聚糖微球),初步探讨其在hAMSCs培养领域的应用。同时制备负载Ⅰ型胶原多肽壳聚糖衍生物—二羧甲基壳聚糖多肽微球(CMCs),探讨其对紫外线照诱导光老化模型小鼠皮肤的防护作用。人羊膜间充质细胞源自胎盘羊膜组织,具间充质干细胞特性和多向分化潜能。其扩增能力较骨髓间充质干细胞更强,免疫原性更低,且无伦理学争议。本文改进了hAMSCs的提取分离方法,简化了hAMSCs工艺。该方法可获取大量、高纯度和高质量的hAMSCs。所得的原代hAMSCs生长周期短,降低了污染概率,是一种简单方便又实效提取]hAMSCs的方法。Ⅰ型胶原多肽具修复射线损伤、抗氧化的功能。本文用胃蛋白酶水解提取Ⅰ型胶原蛋白,该胶原蛋白符合Ⅰ型胶原电泳谱带特征,a1、a2亚链结构保持较好,电泳谱带几乎不含其它杂带,说明所提胶原蛋白纯度较高,为Ⅰ型胶原蛋白。本文制备的壳聚糖及其复合微球(明胶-壳聚糖微球、胶原-壳聚糖微球)呈球形,分散性较好,其中,明胶-壳聚糖微球表面疏松多孔,粒径分布宽。三种微球都可以生长hAMSCs,细胞聚集于微球生长。壳聚糖微球降解能力最差,对hAMSCs黏附性差,不利于细胞的增殖,生物活性低。明胶-壳聚糖微球和胶原-壳聚糖微球对hAMSCs的黏附性强和可促其增殖,生物活性高。明胶-壳聚糖微球的降解能力高于胶原-壳聚糖微球,且黏附性更强。本文制备的CMCs多肽微球能够提高小鼠胸腺淋巴细胞抗X射线活性。同时,CMCs多肽微球能有效地改善小鼠皮肤的受损程度,对受损皮肤表现出一定的保护作用。说明CMCs多肽微球对紫外线诱导光老化模型小鼠的皮肤具有防护作用。为其应用于抗辐射医药和美白医药等领域的研究奠定实验基础。

关键词：壳聚糖微球人羊膜间充质干细胞 Ⅰ型胶原多肽抗辐射

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主动悬架的二阶滑模容错控制研究

机械科学与技术 2021年第9期40卷 1370-1377页

作者：孙晋伟刘秋顾亮西安航空学院车辆工程学院西安710077 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对主动悬架执行器故障,基于终端滑模和二阶超螺旋滑模算法,研究不同路面激励及不同执行器故障下悬架系统特性,实现主动悬架容错控制的目的。首先建立了七自由度悬架模型和非线性液压执行器模型,将悬架系统分为簧载质量运动的内部动力... 详细信息

针对主动悬架执行器故障,基于终端滑模和二阶超螺旋滑模算法,研究不同路面激励及不同执行器故障下悬架系统特性,实现主动悬架容错控制的目的。首先建立了七自由度悬架模型和非线性液压执行器模型,将悬架系统分为簧载质量运动的内部动力学和含有执行器子系统的外部动力学;然后引入非奇异快速终端滑模控制器来抑制簧载质量运动加速度,并利用超螺旋滑模控制器来跟踪终端滑模产生的期望控制力,使主动悬架在外部干扰及执行器故障工况下仍能保持期望性能;最后利用Lyapunov方程证明了超螺旋滑模控制器的稳定性。仿真结果表明:控制算法能有效提升车辆振动系统的性能;相比于传统的H∞控制,二阶滑模能更有效地提升系统的可靠性。

关键词：主动悬架执行器故障 2阶滑模终端滑模

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基于路面识别的非线性悬架系统自适应控制

东北大学学报（自然科学版） 2018年第9期39卷 1299-1303页

作者：孙晋伟秦也辰王振峰顾亮北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对非线性悬架系统,基于多目标布谷优化和路面识别算法,研究不同路面等级下悬架非线性系统特性,实现根据路面等级调整控制参数的目的.首先建立四分之一车辆模型,选取电流为优化变量,簧载质量加速度和轮胎动行程为优化目标;然后利用布... 详细信息

针对非线性悬架系统,基于多目标布谷优化和路面识别算法,研究不同路面等级下悬架非线性系统特性,实现根据路面等级调整控制参数的目的.首先建立四分之一车辆模型,选取电流为优化变量,簧载质量加速度和轮胎动行程为优化目标;然后利用布谷优化算法求取不同路面下悬架最优参数,并利用路面识别方法得到当前路面等级,结合悬架性能需求实现悬架在不同路面下自适应调节.仿真结果表明:1)控制算法可根据不同路面情况自适应调整悬架参数,提高系统性能;2)相比于传统粒子群优化方法(PSO),基于布谷优化算法得到的控制电流能提供更为理想的悬架系统性能.

关键词：非线性悬架路面识别布谷优化平顺性操纵稳定性

分布式电驱动车辆垂向振动系统优化及控制研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第5期36卷 45-52页

作者：孙晋伟胡晓燕 “运输车辆检测、诊断与维修技术”交通行业重点实验室济南250357 西安航空学院车辆工程学院西安710077

分布式电驱动车辆簧下质量增加导致车辆垂向振动特性发生改变,同时路面激励引起的电机定转子间不平衡径向力使垂向性能进一步恶化,提出了一种带有轮内减振机构的纯电动车振动系统优化及控制方法。建立带有动力吸振器的四分之一轮毂电机... 详细信息

分布式电驱动车辆簧下质量增加导致车辆垂向振动特性发生改变,同时路面激励引起的电机定转子间不平衡径向力使垂向性能进一步恶化,提出了一种带有轮内减振机构的纯电动车振动系统优化及控制方法。建立带有动力吸振器的四分之一轮毂电机悬架模型及开关磁阻电机不平衡径向力模型。考虑典型路面激励对垂向性能及电机气隙的影响,基于布谷优化提出了一种动力吸振器与悬架参数的优化匹配方法。在优化匹配的基础上将悬架和吸振器减振器作为半主动控制装置实现轮毂电机悬架系统的混合控制。仿真结果表明:所提出的优化及控制方法能有效提升车辆舒适性和操稳性。

关键词：轮毂电机车辆悬架参数优化振动控制

3D仿生组织工程支架及其在再生医学中的应用

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解放军医学杂志 2011年第6期36卷 673-675页

作者：张艳梅王佃亮曾虹燕孙晋伟第二炮兵总医院中心实验室北京100088 湘潭大学化工学院生物技术研究所湖南湘潭411105

组织工程支架是组织工程学研究的核心要素之一,可为种子细胞体外生长、增殖及分化提供暂时性载体,可随种子细胞一起植入机体病变部位,并辅助种子细胞在体内继续增殖、分化,形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官,达到修复病损组... 详细信息

组织工程支架是组织工程学研究的核心要素之一,可为种子细胞体外生长、增殖及分化提供暂时性载体,可随种子细胞一起植入机体病变部位,并辅助种子细胞在体内继续增殖、分化,形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官,达到修复病损组织或器官的目的。

关键词：仿生材料组织工程支架再生医学