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直流母线小电容永磁同步电机驱动系统网侧电流谐波抑制策略

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电工技术学报 2024年第18期39卷 5668-5679页

作者：宋健宋文祥张钦清上海大学机电工程与自动化学院

直流母线采用小电容永磁同步电机驱动系统具有降低成本和延长运行寿命的优势。但在系统运行时网侧电流中存在大量的谐波，这将会影响网侧电流质量。为了改善小电容永磁同步电机（PMSM）驱动系统的网侧电能质量，该文提出一种基于阻抗重... 详细信息

直流母线采用小电容永磁同步电机驱动系统具有降低成本和延长运行寿命的优势。但在系统运行时网侧电流中存在大量的谐波，这将会影响网侧电流质量。为了改善小电容永磁同步电机（PMSM）驱动系统的网侧电能质量，该文提出一种基于阻抗重塑的有源阻尼控制方法，以抑制网侧电流谐波。通过对驱动系统进行建模，分析影响网侧电流谐波的因素，建立母线电流与网侧电流的数学关系。采用有源阻尼控制方法，提取母线电压谐波信号，以最优电压补偿的方式构建反馈回路，重塑驱动系统的特定频率处的等效阻抗，以实现网侧电流谐波的改善。同时，为了抑制电压补偿模块对电流内环扰动的影响，设计电流环级联双频陷波器，并通过系统极点图进行了稳定性分析。仿真结果和实验分析验证了所提控制方法的有效性。

关键词：小电容电机驱动网侧电流谐波阻抗重塑双频陷波器电流环

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双层混合管排气出口导流遮挡的冷却与红外辐射特性

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航空动力学报 2024年第5期39卷 95-106页

作者：宋健张靖周单勇南京航空航天大学能源与动力学院航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室南京210016

以降低一体化红外抑制器混合管出口导流片温度及其红外辐射强度为目的,设计了双层混合管和带冷却结构的导流器。通过CFD和红外辐射强度空间分布数值仿真,研究了双层混合管强迫冷却进气流量、导流器出口形状和波瓣瓣数对排气喷流和排气... 详细信息

以降低一体化红外抑制器混合管出口导流片温度及其红外辐射强度为目的,设计了双层混合管和带冷却结构的导流器。通过CFD和红外辐射强度空间分布数值仿真,研究了双层混合管强迫冷却进气流量、导流器出口形状和波瓣瓣数对排气喷流和排气混合管红外辐射强度的影响。计算结果表明,双层混合管+导流器结构相较于基准模型(单层混合管,导流片无冷却)可以有效降低导流器可视表面高温区,导流器自身的红外辐射强度降幅可达82.9%;导流器出口的波瓣可以诱导流向涡对,强化冷却气流与混合管出口排气尾流掺混,排气红外辐射强度相对于基准模型最大的降幅可达68.2%,混合管及其排气的总体辐射强度的降幅峰值可达86.4%。排气红外辐射强度以及总体辐射强度均随着波瓣瓣数的减少而逐渐减小,导流器出口过多的波瓣瓣数设计反而不利于流向涡的发展。混合管总体辐射强度随着强迫冷却气流流量的增加而逐渐减小,冷却气流流量与主流流量比值为0.1时,相对于不通冷却气流的情况,总体辐射强度的降幅峰值为68.3%。

关键词：红外抑制器弯曲混合管强迫冷却辐射遮挡强化混合红外辐射特性

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基本流纬向切变下的稳定辐射斜压位涡

应用数学和力学 2024年第1期45卷 120-126页

作者：刘楠宋健内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051

在大尺度垂直剪切中,嵌入一类新的、稳定传播的斜压涡旋,它辐射的Rossby波没有衰减.通过考虑Beta平面上的两层模型为基础,利用纬向二次剪切流与稳定辐射斜压流体之间的色散关系变化,进行数值模拟,得出了二次剪切流对稳定辐射斜压位涡(po... 详细信息

在大尺度垂直剪切中,嵌入一类新的、稳定传播的斜压涡旋,它辐射的Rossby波没有衰减.通过考虑Beta平面上的两层模型为基础,利用纬向二次剪切流与稳定辐射斜压流体之间的色散关系变化,进行数值模拟,得出了二次剪切流对稳定辐射斜压位涡(potential vorticity, PV)不稳定性的影响;同时涡旋产生的Rossby波,引起经向涡旋的传播及其他相干的热流;对于亚热带海洋向西流,随纬度变化,通过三角函数近似解,给出相应Bessel函数数值解,得到二次剪切流使得上层PV梯度的减少,持续延长了涡旋的寿命.

关键词：二次剪切流稳定辐射斜压涡旋

非均衡常态下促均衡：中国现代化进程中的人口发展

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北京大学学报(哲学社会科学版) 2024年第5期 137-145页

作者：宋健姜春云中国人民大学人口与发展研究中心中国人民大学人口与健康学院

非均衡性是人口发展的常态，往往表现为不同时期的人口问题。从“表里”两条脉络梳理1949年以来中国人口发展的认识演变及实践历程，表层脉络可概括为从“抑增长”到“促生育”,里层脉络可概括为从“总量调控”到“多维统筹”。基于现... 详细信息

非均衡性是人口发展的常态，往往表现为不同时期的人口问题。从“表里”两条脉络梳理1949年以来中国人口发展的认识演变及实践历程，表层脉络可概括为从“抑增长”到“促生育”,里层脉络可概括为从“总量调控”到“多维统筹”。基于现代化理论审视人口均衡发展，有助于探索中国现代化进程中人口均衡发展的基础和宏微观机制，当前面临的低生育率问题在某种程度上可视为外部主导型发展失衡，应从优化人口发展战略、提高人口治理能力和水平、提升个体主观能动性等方面促进人口长期均衡发展。

关键词：人口发展长期均衡非均衡中国现代化

基于水动力模型的低埒河河道防洪及其预警系统研究与开发

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基于水动力模型的低埒河河道防洪及其预警系统研究与开发

作者：宋健吉林化工学院

学位级别：硕士

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四足机器人多模式步态仿真与控制算法研究

四足机器人多模式步态仿真与控制算法研究

作者：宋健吉林大学

学位级别：硕士

四足机器人因其具备较强的运动灵活性、环境适应性和稳定性,广泛应用于救援、侦查等领域。同时,该研究对于推动机械、电子等多领域技术创新,并深化对生物运动机理的理解,具有重要的科研意义和应用价值,所以成为重要的研究方向。四足机... 详细信息

四足机器人因其具备较强的运动灵活性、环境适应性和稳定性,广泛应用于救援、侦查等领域。同时,该研究对于推动机械、电子等多领域技术创新,并深化对生物运动机理的理解,具有重要的科研意义和应用价值,所以成为重要的研究方向。四足机器人运动控制及步态稳定切换的优化是目前研究的关键。本文主要是对四足机器人的运动控制进行研究,通过正逆向运动学和动力学建模,以及运动控制策略设计,开展四足机器人多模式步态控制、步态速度匹配关系以及环境感知研究。首先,对四足机器人腿部模型进行D-H建系,进行四足机器人的正逆运动学分析,并验证模型的正确性,求解获得足端对机身或关节的位姿关系。基于步态时序规划与摆动腿运动规划方法,实现了四足机器人在不同运动模式下的稳定性和效率,增强了机器人对不同地形的适应性,提高其运动精度和可靠性,使机器人能够更好地执行复杂任务。四足机器人在行走过程中,俯仰角和滚转角的最大变化均不超过0.5度,显示出良好的稳定性。足端实际到达位置与期望位置之间的偏差不超过5毫米,显示出较高的位置精度。其次,通过分析经简化的四足机器人动力学模型,推导出四足机器人的动力学方程,计算出杆件受力与转动角度、角速度的关系。采用模型预测控制方法进行四足机器人控制器设计,并将其转变为二次规划问题进行求解,状态方程及足端的摩擦锥作为模型的约束,计算支撑足端所受的地面反作用力并不断优化四足机器人的运动状态,获得机器人最优控制的足端力。采用不同算法,对不同步态下的身体质心变化、机体角度、平动速度、转动角速进行仿真对比分析,验证控制算法的可行性,仿真结果同时也证明该方法能够提升四足机器人的运动稳定性。在直线运动模式下,位置误差的标准差从1厘米降低到了0.5厘米,显示了显著的稳定性提升。但由于速度与步态之间是通过直接映射得到匹配关系,无法在合适环境及速度场景下选取最优步态,存在着步态与速度不匹配的问题。为了解决步态与速度不匹配问题,使用Open AI-Gym作为RL框架,将近端策略优化PPO算法用于四足机器人步态速度匹配,制定的训练任务是根据不同的速度输入,在能量,速度,平衡,时间四种条件约束下,训练出不同的步态,包括步态类型、步态周期、步态偏移量和步态持续时间。将训练好的步态参数和状态量作为MPC控制器的输入,由MPC控制器计算地面对足端的力,通过映射得到关节力,将关节力传递给四足机器人,实现四足机器人不同速度下的步态匹配。并通过仿真试验优化模型参数,从而使机器人更加真实模仿动物的步态变换,以低速行走,中速小跑,高速疾驰。通过多传感器融合方法建立四足机器人周围的环境地图,基于构建的全局环境地图以及局部环境地图,实时对障碍物进行检测,并通过A*算法对四足机器人按设定的目标点进行路径规划。通过对障碍物进行感知,实时改变速度,将速度指令传递给机器人控制器,从而达到实时步态切换以及避障,提高四足机器人应对复杂环境能力。通过建模仿真,验证了算法的正确性和有效性。

关键词：四足机器人 MPC PPO算法速度匹配步态切换

提高年循环效率的永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同设计

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机械工程学报 2024年第1期60卷 296-308页

作者：李峥琪刘长钊宋健王磊重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400030

为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的... 详细信息

为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

关键词：永磁同步风力发电机组轻量化年循环效率机电协同设计参数优化

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故事讲述的情感话语符号化研究

外语教学 2024年第4期45卷 28-32页

作者：宋健楠西安外国语大学英文学院

讲故事是一种特殊的叙事形式,通常以事件叙述为基础,以传达情感为目标。本文将情感话语作为故事讲述重要的建构资源,从认知符号学视角探究情感话语的生成理据以及情感话语在故事讲述中的符号表征逻辑,认为故事讲述是一种语义建构行为,... 详细信息

讲故事是一种特殊的叙事形式,通常以事件叙述为基础,以传达情感为目标。本文将情感话语作为故事讲述重要的建构资源,从认知符号学视角探究情感话语的生成理据以及情感话语在故事讲述中的符号表征逻辑,认为故事讲述是一种语义建构行为,由讲述者决定故事的情感聚焦内容并以不同符号化形式再现给受众。情感话语具有主观性和交互主观性特征,自我与他者视角在情感符号化过程中扮演同等重要的角色。最后本文以一则国家故事的讲述过程为例,展示符号化情感在讲述视角、表征层级与互文表达中的存在方式。

关键词：讲故事叙事形式情感话语表征逻辑认知符号

射频超导腔用高纯铌板的力学性能与微观组织演变

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中国有色金属学报 2024年第9期34卷 3024-3036页

作者：成佳鹏任军帅高婷宋健西北有色金属研究院稀有金属材料公司

射频超导加速是现代粒子加速器的关键技术，高纯铌板主要用于制造射频超导腔直线加速器用谐振腔，其性能与组织将直接影响射频超导腔的加工难度与腔体质量。本文对高纯铌板进行不同方式轧制变形，并对其进行热处理，随后测试其力学性能... 详细信息

射频超导加速是现代粒子加速器的关键技术，高纯铌板主要用于制造射频超导腔直线加速器用谐振腔，其性能与组织将直接影响射频超导腔的加工难度与腔体质量。本文对高纯铌板进行不同方式轧制变形，并对其进行热处理，随后测试其力学性能，结合高纯铌板的微观组织以及织构与断口形貌分析，研究高纯铌板在不同轧制变形下的力学性能与微观组织演变。结果表明：高纯铌材在轧制变形中，晶面择优由{111}向{100}转动，晶向择优依据变形方式的不同由〈112〉分别转为〈100〉与〈110〉，晶面或晶向的择优转变会影响高纯铌板的再结晶方式产生。在拉应力载荷下，轧制方式可改变高纯铌板的Schmid因子分布与断裂行为；经不同的轧制变形时，高纯铌板可产生微孔聚集型断裂、滑移剪切型断裂及混合型断裂。

关键词：射频超导腔高纯铌力学性能织构断裂行为