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基于数据驱动的复杂流动行为建模研究

基于数据驱动的复杂流动行为建模研究

作者：尹政龙国防科技大学

学位级别：硕士

现代动力系统规模不断增大,系统的复杂度也不断提高,传统的基于模型驱动的建模方法越来越难以满足建模需求。随着计算机技术的迅猛发展和传感器的大规模使用,海量数据信息可以被采集、存储和分析,使得基于数据驱动的建模方法成为研究的... 详细信息

现代动力系统规模不断增大,系统的复杂度也不断提高,传统的基于模型驱动的建模方法越来越难以满足建模需求。随着计算机技术的迅猛发展和传感器的大规模使用,海量数据信息可以被采集、存储和分析,使得基于数据驱动的建模方法成为研究的热点。本文研究了数据驱动建模的基本方法理论,分别对可压缩流动行为和不可压缩流动行为进行了建模研究,通过数值仿真与实验相结合的方式采集数据进行建模,并与理论模型进行对比,对数据驱动建模的可靠性和有效性进行了验证和讨论。首先,分别介绍了DMD方法和基于稀疏回归的偏微分方程重构方法两种数据驱动的建模方法。DMD方法可将系统的采样数据分解成包含不同系统特征的模态,本文对DMD方法做了改进,使用能量排序法和相关系数排序法对分解出的模态进行重新排序,使其能够更好适应强噪声背景,并将动态模态分解作为偏微分方程重构的数据预处理手段进行降噪,使偏微分方程重构的结果更加精确。其次,分别针对亥姆霍兹共振(气体可压缩)和降液膜流动(液体不可压缩)两类系统,通过数值模拟、CFD仿真和实验测量三种方式采集数据,利用动态模态分解和偏微分方程重构相结合的方法进行建模研究,分别研究了亥姆霍兹共振系统和降液膜系统的动态模态分解特征,验证了即使处在噪声背景下,数据驱动建模方法对亥姆霍兹共振系统频率预测的准确性,对亥姆霍兹共振方程和中等雷诺数下降液膜的积分边界层模型方程进行微分方程重构研究。最后,讨论了数据驱动算法在复杂流动系统建模中遇到的问题,现有的数据驱动方法针对复杂的流动系统建模研究依然只是初步的探索,可以作为理论建模的辅助手段,要实现基于数据驱动的复杂流动系统精确建模还有待进一步研究。

关键词：数据驱动建模亥姆霍兹共振降液膜动态模态分解偏微分方程

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矿物型稀土捕收剂及其机制研究进展

中国稀土学报 2024年第5期 883-893页

作者：王震刘殿文王亮尹政道昆明理工大学国土资源工程学院云南省战略金属矿产资源绿色分离与富集重点实验室复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室

稀土元素的高效回收及综合利用一直是稀土选矿的重点，其中泡沫浮选是最重要的方法。而新型捕收剂的开发与利也用是稀土浮选研究的热点领域。本文从分子结构、官能团特性、与矿物的作用机制等方面对国内外矿物型稀土浮选捕收剂进行了阐... 详细信息

稀土元素的高效回收及综合利用一直是稀土选矿的重点，其中泡沫浮选是最重要的方法。而新型捕收剂的开发与利也用是稀土浮选研究的热点领域。本文从分子结构、官能团特性、与矿物的作用机制等方面对国内外矿物型稀土浮选捕收剂进行了阐述，进一步总结了其浮选性能。此外，综述了近几年来新型捕收剂合成思路及研究进展，并对未来稀土浮选捕收剂的研究进行了展望。

关键词：稀土浮选捕收剂作用机制

应变对丁腈基介电弹性体机电性能的影响及机理研究

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应变对丁腈基介电弹性体机电性能的影响及机理研究

作者：尹政茗北京化工大学

学位级别：硕士

介电弹性体（DE）是一类能够在外部施加电场下做出应变响应的材料,具备形变量大、响应速度快、工作原理简单和适用场景多样等优点,被人们视为下一代人工肌肉的关键材料。由DE薄膜和涂覆在其上下表面的柔顺电极材料构成的介电弹性体驱动... 详细信息

介电弹性体（DE）是一类能够在外部施加电场下做出应变响应的材料,具备形变量大、响应速度快、工作原理简单和适用场景多样等优点,被人们视为下一代人工肌肉的关键材料。由DE薄膜和涂覆在其上下表面的柔顺电极材料构成的介电弹性体驱动器（DEA）能够在电场下产生垂直于电场方向的大形变,从而实现电能向机械能的转化。DEA具有质量轻、灵活性高、形变量大、成本低等优点,可适用于软体机器人、肢体康复等领域,预期社会效益显著。DEA的驱动性能不仅与DE材料的本征性能（如介电常数、电击穿强度、模量）相关,而且受到外部环境（应变）的影响,这就使得DE材料的宏观电学性质表现出复杂的应变依赖性,然而在应变载荷下,材料电学性质的变化规律与其微观结构演变的关系尚不清楚,使得高性能DE材料的设计与应用受到了极大的限制。针对上述问题,本课题首先通过选取不同氰基含量的商业化丁腈橡胶（NBR）,分别研究了静态与应变下不同极性NBR的机电性能（机电性质、电驱动性能）的变化规律,进而探究了分子结构以及应变下分子结构的演变对NBR机电性能的影响关系。另外,本课题定义了不同应变下的等双轴模量“Y'”来便于后续对应变下电驱动性能的分析;其次,为了进一步探究复合材料的上述规律,选取了氰基含量为41%的NBR,从提高材料的介电常数（εr）和降低弹性模量（Y）两方面出发,分别引入具有高εr的陶瓷填料TiO2和低分子量的液体丁腈橡胶LNBR制备了TiO2/NBR和LNBR/NBR复合材料。具体创新性工作及结果如下:（1）应变对不同极性NBR的机电性能的影响及机理研究:（1）首先研究了静态下氰基含量对NBR的机电性质、电驱动性能的影响关系以及内在机理。结果显示,随着氰基含量从20%增加到41%,NBR的电击穿强度（Eb）呈现先降低后升高的趋势,这是由于氰基充当了偶极子（与Eb呈负相关）和物理交联点（与Eb呈正相关）的双重作用,进而NBR的电驱动形变也呈现先降低后升高的趋势。（2）其次研究了应变对不同氰基含量的NBR的机电性质、电驱动性能的影响关系及内在机理。结果显示,当应变从0%增加到200%时,分子链取向提高以及氰基运动性降低对Eb的提升幅度远超模量,因此氰基含量为41%的NBR的电驱动形变提高了77.10%。在200%应变下,随着氰基含量增加,NBR的“Y'200%”不断提高,而氰基的双重作用使得Eb呈现先降低后升高的趋势,因此,NBR的电驱动形变也呈现先降低后升高的趋势,最终氰基含量为41%的NBR在200%应变下获得了50.65%的电驱动形变。（2）应变对TiO2/NBR复合材料机电性能的影响及机理研究:选用了氰基含量为41%的NBR为基体。（1）首先研究了静态下TiO2填充份数对TiO2/NBR复合材料的机电性质、电驱动性能的影响关系以及内在机理。结果显示,随着TiO2份数提高到30份,复合材料的εr提高了6.74%,Eb提高了33.00%,Y提高了34.81%,最终TiO2的加入提高了复合材料的静态电驱动形变。（2）其次研究了应变条件下,TiO2/NBR复合材料的机电性质、电驱动性能的变化规律。结果显示,在200%应变下,随着TiO2份数提高到30份,TiO2/NBR复合材料的“Y'200%”提高了40.86%,然而其Eb变化不大,这归因于高应变下填料与基体之间空隙的产生,阻碍了Eb的进一步提高,最终TiO2的加入使得复合材料在200%应变下的电驱动形变下降到18.88%。（3）应变对LNBR/NBR复合材料机电性能的影响及机理研究:（1）首先研究了静态下LNBR占比对LNBR/NBR复合材料的机电性质、电驱动性能的影响关系以及内在机理。结果显示,随着LNBR占比提高到16%,LNBR/NBR复合材料的εr略微提高,Y和Eb均下降,最终LNBR的加入略微提高了复合材料的静态电驱动形变。（2）其次研究了应变条件下,LNBR/NBR复合材料的机电性质、电驱动性能的变化规律。结果显示,在200%应变下,随着LNBR占比提高到16%,复合材料的“Y'200%”降低了49.43%,削弱了Eb下降的负面影响,最终LNBR的加入使得复合材料在200%应变下的电驱动形变提高到133.68%。

关键词：介电弹性体丁腈橡胶二氧化钛液体丁腈橡胶应变机电性能

三相PWM整流器离散空间矢量无模型预测电流控制策略

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电机与控制学报 2024年第6期28卷 163-170页

作者：胡存刚尹政张悦罗魁芮涛冯壮壮中国电力科学研究院有限公司新能源与储能运行控制国家重点实验室北京100192 安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学互联网学院安徽合肥230601

针对PWM整流器模型预测控制对系数参数准确性高度依赖的问题,提出一种基于离散空间矢量的无模型预测电流控制(MFPCC)策略。该策略通过矢量合成,在每个控制周期应用两个基本矢量,提高了预测电流的准确性;通过峰谷采样,分别测量并存储上... 详细信息

针对PWM整流器模型预测控制对系数参数准确性高度依赖的问题,提出一种基于离散空间矢量的无模型预测电流控制(MFPCC)策略。该策略通过矢量合成,在每个控制周期应用两个基本矢量,提高了预测电流的准确性;通过峰谷采样,分别测量并存储上一控制周期两个基本矢量作用下的电流梯度;并建立电流梯度方程,从而根据应用矢量的电流梯度进一步更新剩余6个未应用矢量的电流梯度,结合当前时刻的电流采样值,实现未来时刻的电流预测,得到下一时刻最优的虚拟矢量。该方法不依赖于任何系统参数,且消除了传统MFPCC策略中电流梯度更新停滞现象,降低了输出电流谐波。最后,通过实验和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词： PWM整流器无模型预测电流控制离散空间矢量电流梯度更新停滞现象

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双有源桥变换器移动离散控制集无模型预测电压控制策略

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电工技术学报 2024年

作者：尹政邓富金王青松詹昕黄堃东南大学电气工程学院国网江苏省电力公司扬州供电公司国电南瑞科技股份有限公司

传统的双有源桥(DAB)变换器模型预测控制(MPC)依赖于系统参数的准确性，针对该问题，该文提出一种DAB移动离散控制集无模型预测电压控制(MDCS-MFPVC)策略，消除了系统参数对DAB变换器电压控制的影响。首先，分析参数失配对传统MPC的影... 详细信息

传统的双有源桥(DAB)变换器模型预测控制(MPC)依赖于系统参数的准确性，针对该问题，该文提出一种DAB移动离散控制集无模型预测电压控制(MDCS-MFPVC)策略，消除了系统参数对DAB变换器电压控制的影响。首先，分析参数失配对传统MPC的影响。其次，建立DAB变换器离散数据模型，替代传统的数学模型，提高了预测电压控制的鲁棒性。再次，通过数据模型误差反馈和多输入变量的设置，结合最小二乘法对离散数据模型进行实时辨识；结合系统采样和数据模型辨识结果，实现未来时刻的电压无模型预测，并通过价值函数评估最优移相角，应用在下一个控制周期。该方法可以实时辨识DAB系统数据模型，消除了参数失配对MPC的影响，保证了输出电压鲁棒性。最后，通过搭建DAB变换器仿真和实验系统，验证了所提方法的有效性。

关键词：双有源桥变换器无模型预测电压控制离散移动控制集参数鲁棒性

计及采样扰动抑制的电压源逆变器三矢量无模型预测电流控制方法

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2408-2417,I0027页

作者：胡存刚尹政芮涛陆格野曹文平唐曦安徽大学安徽省合肥市230601 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用... 详细信息

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。

关键词：电压源逆变器无模型预测电流控制三矢量电流梯度更新采样扰动

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铿锵玫瑰迎风绽放——记清远市佛冈县乡村致富带头人朱翠娟

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广东经济 2024年第17期 15-17页

作者：尹政军不详

她,是一个温婉弱小的“小女子”,一阵风,都可能把她刮走;她,是一个心高志坚的“创业者”,迎着风,却坚如磐石岿然不动。心怀感恩之心,心存回报家乡之志,从探索农村电商新模式,到投身“竹山粉葛”产业振兴,佛冈县女青年朱翠娟在乡村振兴... 详细信息

她,是一个温婉弱小的“小女子”,一阵风,都可能把她刮走;她,是一个心高志坚的“创业者”,迎着风,却坚如磐石岿然不动。心怀感恩之心,心存回报家乡之志,从探索农村电商新模式,到投身“竹山粉葛”产业振兴,佛冈县女青年朱翠娟在乡村振兴的大舞台,在奋战“百千万工程”的战场上,似一株铿锵玫瑰,正迎风绽放。

关键词：乡村振兴农村电商铿锵玫瑰佛冈县翠娟产业振兴感恩之心清远市

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一颗小坚果激起涟漪一片——佛冈县乡村振兴带头人黄俊添和他的创业故事

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广东经济 2024年第17期 10-14页

作者：尹政军不详

县、镇、村,犹如发展的基石与细胞,紧密相连,不可或缺。在全面建设社会主义现代化国家的新征程上,“百县千镇万村高质量发展工程”犹如一盏明灯,照亮了南粤大地的高质量发展之路。作为全省的“头号”工程,它承载着推动区域协调发展、实... 详细信息

县、镇、村,犹如发展的基石与细胞,紧密相连,不可或缺。在全面建设社会主义现代化国家的新征程上,“百县千镇万村高质量发展工程”犹如一盏明灯,照亮了南粤大地的高质量发展之路。作为全省的“头号”工程,它承载着推动区域协调发展、实现乡村振兴、提升民生福祉的重要使命。它是对新发展理念的深刻践行,是对资源潜力的深度挖掘,更是对人民期盼的有力回应。开设“奋战‘百千万工程’”专栏,我们将聚焦工程的每一个环节、每一项举措、每一点进展,深入剖析各县的特色优势与发展机遇,探寻各镇的创新路径与突破方向,展现各村的崭新风貌与蓬勃活力,见证奋战在工作一线的党员、干部的担当和作为。通过这个专栏,我们将见证百县的经济腾飞与产业升级,感受千镇的活力绽放与功能提升,领略万村的美丽蝶变与文明升华。我们将以严肃而认真的态度,全面、深入、持续地关注“百县千镇万村高质量发展工程”。为其鼓与呼,为其添砖加瓦,携手推动这片土地向着高质量发展的宏伟目标奋勇前行,共同书写新时代的壮丽篇章,为国家的繁荣富强贡献我们的智慧与力量。敬请大家持续关注,欢迎大家提供新闻线索并不吝赐稿。

关键词：新闻线索乡村振兴创业故事创新路径小坚果产业升级崭新风貌一盏明灯

基于热效率优化的火电厂节能技术与减碳措施的综合应用研究

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现代工业经济和信息化 2024年第1期14卷 172-174页

作者：尹政伟山西京玉发电有限责任公司山西朔州037200

对影响火电厂机组节电能力的各种因素进行分析,系统地阐述了火力发电机组的节电措施。针对山西省京玉发电厂的2号机组,详细分析了发电机组在实际工作时电能损失的具体情况和特性。通过对2号机组的锅炉和汽轮机进行优化改造,火电厂的煤... 详细信息

对影响火电厂机组节电能力的各种因素进行分析,系统地阐述了火力发电机组的节电措施。针对山西省京玉发电厂的2号机组,详细分析了发电机组在实际工作时电能损失的具体情况和特性。通过对2号机组的锅炉和汽轮机进行优化改造,火电厂的煤耗量下降2 g/(k W·h)左右,电厂的用电率节约0.12%左右。对火电厂节能优化工作具有一定的指导意义。

关键词：火电厂节能技术措施应用研究

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