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基于超螺旋ESO的CI-SIDO Buck变换器滑模解耦控制

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基于超螺旋ESO的CI-SIDO Buck变换器滑模解耦控制

作者：章乾陕西理工大学

学位级别：硕士

耦合单电感双输出(Couple Inductor Single-Inductor Dual-Output,CI-SIDO)Buck变换器使用一个耦合电感可以实现两路输出不同电压等级,具有功率密度和转换效率高,设备体积小,无电磁干扰等优点。在便携式设备,电动汽车等领域具有广阔的... 详细信息

耦合单电感双输出(Couple Inductor Single-Inductor Dual-Output,CI-SIDO)Buck变换器使用一个耦合电感可以实现两路输出不同电压等级,具有功率密度和转换效率高,设备体积小,无电磁干扰等优点。在便携式设备,电动汽车等领域具有广阔的应用前景。但CI-SIDO变换器的输出支路间存在耦合效应,使得变换器输出支路间存在交叉影响,影响系统的动态性能。因此,实现CI-SIDO开关变换器的解耦,抑制输出支路间的交叉影响,提高系统的动态性能成为国内外研究的热点。首先,根据变换器时序关系得出CI-SIDO Buck变换器的工作模式,推导变换器的状态方程和稳态增益,分析了平均电流解耦控制下变换器的交叉影响的现象和特性。采用扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)结合滑模的控制方法抑制输出支路间的交叉影响,提高系统的暂态性能,并介绍了滑模控制和扩张状态观测器的设计过程以及结合的方法。基于硬件在环实验平台验证了此控制策略的有效性。其次,为了提高扩张状态观测器的观测能力与收敛速度和滑模控制器对扰动的补偿能力,提出了一种基于超螺旋扩张状态观测器(Super Twisting Extended State Observer,ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略。采用ST-ESO观测变换器的内外环中的耦合项、未建模部分以及不确定性扰动视为内外环的总扰动,设计超螺旋滑模ESO对内外环总扰动进行估计,并设计超螺旋滑模控制对总扰动进行补偿,实现系统的解耦,抑制输出支路间的交叉影响,提高系统的暂态性能和抗扰能力。基于硬件在环实验平台验证了此控制方法实现了系统的解耦,提高了系统的暂态性能和抗扰能力。最后,为了进一步提高超螺旋ESO对CI-SIDO Buck变换器的观测能力和超螺旋滑模控制算法对扰动的补偿能力,提出了变增益超螺旋ESO(Variable Gain Super-Twisting Expanded State Observer,VGST-ESO)的积分型非奇异自适应滑模控制策略。采用双曲线函数作为超螺旋ESO的切换函数,抑制系统抖振问题,设计了可随着观测误差实时变化的变增益函数对超螺旋ESO进行改进,提高超螺旋ESO的观测能力;设计了不需要边界信息的自适应函数对超螺旋滑模控制器进行改进,并设计积分型非奇异快速终端滑模面结合自适应超螺旋滑模控制提高对扰动的补偿能力。基于硬件在环实验平台验证了此控制方法进一步提高了系统的解耦能力,抑制了交叉影响,提高了系统的暂态性能。

关键词：单电感双输出 Buck变换器扩张状态观测器超螺旋滑模控制解耦控制

我国动态金融状况指数的构建及其与产出价格的关联性分析

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我国动态金融状况指数的构建及其与产出价格的关联性分析

作者：周浩乾兰州财经大学

学位级别：硕士

随着全球金融市场演变和产业数字化快速发展,中国经济增长面临挑战。核心通胀韧性与金融脆弱性并存,造成了重大困境。同时,外部风险不断累积,国际金融市场不确定性在逐渐放大。当前,全球经济仍处于复苏阶段,地缘政治局势持续紧张,银行... 详细信息

随着全球金融市场演变和产业数字化快速发展,中国经济增长面临挑战。核心通胀韧性与金融脆弱性并存,造成了重大困境。同时,外部风险不断累积,国际金融市场不确定性在逐渐放大。当前,全球经济仍处于复苏阶段,地缘政治局势持续紧张,银行业和非银行金融机构脆弱性加剧,这使得国际金融市场普遍存在的不确定性长期存在,需要对其稳定性进行紧急评估。以往金融危机的经验教训凸显了金融稳定对于金融市场健康发展的重要性,这也凸显了央行必须具备识别和衡量金融稳定风险的能力。以此来加强和提升现代金融监管,健全金融稳定保障体系,善于识别和防范系统性金融风险。因此,寻找衡量金融发展的指标、构建中国金融状况指数(FCI)以及动态特征分析是防范中国经济金融风险的关键步骤。可以把金融状况指数置于货币政策框架中,将金融发展的态势与货币政策的制定执行相互联系,有利于央行在宏观层面提高调控质效,并理顺货币政策传导机制。本文首先从利率、汇率、股票价格、房屋价格和货币供应量这五大类金融指标入手,利用动态因子模型进行深入研究,从中提取出关键的共同因子。随后,基于这些共同因子,我们构建了一个时变参数向量自回归模型(TVP-VAR)模型,以便更精准地分析金融市场的动态变化,同时引入动态参数估计确定各因子的动态权重,构建了中国动态金融状况指数(FCI)。最后,针对所构建的动态FCI,基于小波分解和谱分析研究了动态FCI与CPI、GDP在短期、中期、长期和全周期分量上的联动特征,基于马尔可夫区制转换模型对动态FCI与CPI、FCI与GDP进行脉冲响应分析,以便客观地探究金融状况对产出价格的冲击效应。根据实证研究本文得到结论如下:第一,动态金融状况指数可以在短期内作为对CPI及GDP的预测指标。本文构建的动态金融状况指数和CPI及GDP之间具有较为显著的Granger因果关系。第二,针对通胀率较低,经济长期处于低通胀格局,以及物价将持续低位运行时期,应该即时出台以及调整相关的货币政策,以此来拓宽和畅通资产价格渠道。具体而言,就是通过以不断提升资产价格的托宾Q值及财富效应,这一过程旨在提高消费者的消费信心,提振市场主体活力的同时,也提高投资者的投资信心,进而有效及时以真金白银来推动实体经济行稳致远。同时,我们还需继续一进步不断深化汇率的经济市场化改革,不断降低人民币以及数字人民币在国内大循环国外双循环市场上的价格差异,以此来确保货币政策的传导更为顺畅。而当面对高通胀较高,价格和工资的普遍上涨时期时,我们需采取两种策略。首先,应将FCI的相应指标纳入货币政策的监测范围,作为辅助指标来更好地把握通货膨胀的动态。其次,我们必须高度关注货币供应量及汇率对通货膨胀的潜在推动作用,通过合理引导资金流向,防止过度通胀对经济的冲击。通过这些措施,我们期望能够有效应对不同通胀环境下的挑战,保持经济的平稳运行。第三,本文结合相关经验数据构建了动态金融状况指数,通过小波分解和频域分析发现CPI、GDP和金融状况指数FCI之间存在比较好的相关关系,且金融状况指数是CPI、GDP的格兰杰原因。说明对于我国经济活动,金融状况指数可以成为一种比较有效的先导性指标,金融状况指数可以对我国制定货币政策有相当大的参考性。该指数应成为货币政策调整通胀的“参考风向标”,并作为观察中国宏观经济动态的“晴雨表预警”机制。我们需要全方位监控金融市场体系及其相关变量的变动,推动利率市场化改革,并在必要时采取迅速而有效的干预措施。不断加强监管、优化商业环境、支持新兴产业发展、以及推动创新驱动的实体经济转型升级,这些都是至关重要的步骤。这些措施将促进资本回流到实体经济中,为利率市场化改革提供更加有利的环境。同时,我们还需积极推动金融发展与经济增长目标的协调对接。这种策略性的合作旨在实现经济金融领域的短期稳定与长期的可持续发展。

关键词：动态金融状况指数宏观经济 TVP-VAR模型马尔科夫区制转换模型谱分析

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DAB变换器控制系统的研究

DAB变换器控制系统的研究

作者：张泽乾北方工业大学

学位级别：硕士

随着经济的蓬勃发展和对能源需求的持续增长,清洁能源作为绿色、低碳的能源形式,已经占据了至关重要的地位。其广泛应用为解决当前诸多能源和环境问题提供了有效途径。因此将清洁能源高效转化为电能,优化电能结构变得尤为重要。这一转... 详细信息

随着经济的蓬勃发展和对能源需求的持续增长,清洁能源作为绿色、低碳的能源形式,已经占据了至关重要的地位。其广泛应用为解决当前诸多能源和环境问题提供了有效途径。因此将清洁能源高效转化为电能,优化电能结构变得尤为重要。这一转化过程不仅考验着能源转换技术的成熟度,更对能量的高效传输和稳定存储提出了严峻挑战。其中,双有源桥变换器(dual-activebridge,DAB)其具有高功率密度,能量双向传输以及软开关特性使得能量的传输能够灵活转换,其种种优点使得该拓扑成为电力电子领域中的常用拓扑结构。此外,针对传统滑模方法虽然在动态性能方面优于传统PI控制,但是会产生抖振严重时会破坏系统的稳定性。本文针对传统PI控制和传统滑模控制在三重移相稳态电流应力控制策略的动态性能不足之处进行了优化,提出了一种基于三重移相最小电感电流应力超螺旋滑模观测器控制方法,其相较于传统滑模控制可以降低抖振以及有着更好的动态响应特性,并且能够实现全部器件的软开关以及最小的稳态电流应力。本文详细介绍了超螺旋滑模观测器控制方法的推导过程,通过搭建MATLAB/Simulink仿真平台和硬件电路实验平台,从稳态性能和动态性能两方面与传统PI控制方法和传统滑模控制方法进行了对比,仿真和实验结果表明基于超螺旋滑模观测器控制的三重移相最小电感电流应力控制策略不仅能够在稳态工作条件下显著降低电感电流应力,而且当系统面临动态变化时,如输出电压突变,该控制策略也能迅速调整并稳定输出,提升了DAB变换器的动态响应能力。

关键词：双有源桥变换器移相控制超螺旋滑模控制滑模观测器最小电流应力优化软开关特性

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陆地地表水卫星遥感监测进展与展望

科学通报 2024年第22期69卷 3268-3282页

作者：苏雅楠陈圣乾冯敏陈发虎中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地.然而,地表水的分布范围广,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响.在这... 详细信息

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地.然而,地表水的分布范围广,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响.在这样的背景下,遥感技术因其广泛覆盖、长时序观测的特性而日益成为研究地表水时空变化不可或缺的关键工具.本文从地表水遥感监测的数据源、方法、主要内容和发展趋势等方面对现有研究进行了综述.研究发现,近十年来,地表水遥感监测正处于黄金发展期.光学遥感数据源,如Landsat、Sentinel-2等,在地表水环境监测中发挥着主导作用.全球地表水数据产品,如Global Surface Water(GSW),为大区域地表水研究提供了有力支持.然而,新兴的大数据方法,例如深度学习,在地表水研究中仍显薄弱.受到光学遥感监测方法的局限,对于水库、湿地等特殊类型地表水的研究滞后于对大型湖泊等水体的研究.同时,中国、美国、欧洲和加拿大等地成为地表水研究的热点区域,而在经济欠发达、气候较干旱的地区,对地表水的研究相对较少.未来的研究需要更多关注极端气候变化下的地表水动态,提高对野外调查困难地表水(如热融湖和冰川湖)的识别能力.特别需要加强深度学习等大数据新方法在地表水研究中的应用,以推动对地表水更全面的认识,为地球系统研究和可持续发展提供关键支持.

关键词：地表水遥感观测大数据地球系统科学可持续发展

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可见光诱导铁催化氮杂环的羟甲基化

有机化学 2024年

作者：傅艳华徐畅张超王怡莎冯高峰浙江省精细化学品绿色替代技术研究重点实验室绍兴文理学院

本文以甲醇为羟甲基化试剂，发展了一种铁催化可见光诱导氮杂环羟甲基化新方法。以FeCl3为催化剂，2-甲基异烟酸为配体，对甲苯磺酸为酸，空气为氧化剂，甲醇和水(10:1)为溶剂，在可见光(427nm)诱导下实现了多种取代喹啉、异喹啉、吡啶... 详细信息

本文以甲醇为羟甲基化试剂，发展了一种铁催化可见光诱导氮杂环羟甲基化新方法。以FeCl3为催化剂，2-甲基异烟酸为配体，对甲苯磺酸为酸，空气为氧化剂，甲醇和水(10:1)为溶剂，在可见光(427nm)诱导下实现了多种取代喹啉、异喹啉、吡啶、苯并噻唑和伏立康唑的羟甲基化，展现出该方法很好的底物普适性。该方法具有反应条件绿色、反应原子经济性好、操作简单等优点，在药物分子或生物活性分子后续结构修饰中具有潜在的应用价值。

关键词：铁催化羟甲基化可见光催化氮杂环

人教版高中生物学教科书中科学论证内容分析与教学建议

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课程．教材．教法 2024年第6期44卷 129-135页

作者：杨洪斌李高峰陕西师范大学教育学部西安710062 重庆市教育科学研究院重庆400015 陕西师范大学生命科学学院西安710062

科学论证是科学实践的重要组成部分,人教版高中生物学教科书中分布着大量的科学论证内容。人教版高中生物学教科书具有如下特点:论证内容编写特色化,促进学生科学核心概念的形成;论证主题材料多样化,激发学生科学学习兴趣;论证技巧全面... 详细信息

科学论证是科学实践的重要组成部分,人教版高中生物学教科书中分布着大量的科学论证内容。人教版高中生物学教科书具有如下特点:论证内容编写特色化,促进学生科学核心概念的形成;论证主题材料多样化,激发学生科学学习兴趣;论证技巧全面化,培养学生科学思维能力;论证训练方式主体化,丰富学生科学论证的路径。在进行科学论证教学时,可通过统筹论证内容、完善证据链条、强化论证过程、注重口头论证提高教科书中科学论证教学内容的实施水平。

关键词：生物学教科书人教版科学论证特色化多样化

Q235钢扫描激光热丝焊接工艺特性与组织性能研究

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中国激光 2024年第12期51卷 58-66页

作者：于宸乾任刚黄映杰高明华中科技大学武汉光电国家研究中心九江中科激光技术研究院

以Q235低碳钢为材料，研究了光束扫描对激光热丝焊的焊缝成形特性、微观组织和力学性能的影响。结果表明：在扫描激光的作用下，焊缝的成形变得更加均匀，飞溅减少，焊缝熔深减小，熔宽增大，截面熔合区底部变得更加平滑；扫描激光的加... 详细信息

以Q235低碳钢为材料，研究了光束扫描对激光热丝焊的焊缝成形特性、微观组织和力学性能的影响。结果表明：在扫描激光的作用下，焊缝的成形变得更加均匀，飞溅减少，焊缝熔深减小，熔宽增大，截面熔合区底部变得更加平滑；扫描激光的加入降低了熔池的温度梯度，抑制了粗大柱状晶的生长，改变了铁素体晶粒形态，细化了熔合区组织，提高了焊缝韧性及延伸率；扫描激光促进了焊缝成分的均匀化分布，抑制了偏析，降低了熔合区显微硬度。由于激光作用面积增大等因素，光束扫描增强了激光热丝焊接对间隙的桥接能力。

关键词：激光技术激光热丝焊接光束扫描微观组织力学性能

热拌环氧浇注式沥青混合料开发及路用性能研究

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热拌环氧浇注式沥青混合料开发及路用性能研究

作者：李铭乾重庆交通大学

学位级别：硕士

综合性国家科学中心知识创新高水平收敛效应研究

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中国科技论坛 2024年第3期 17-29页

作者：杨浩东王高峰中国科学技术大学人文与社会科学学院安徽合肥230026

作为国家创新体系和重大战略科技力量的重要组成部分,综合性国家科学中心(简称科学中心)在中国科技创新事业发展过程中肩负着多重使命。本文旨在考察科学中心建设对区域知识创新及其收敛性产生的影响。本研究基于中国城际面板数据,采用... 详细信息

作为国家创新体系和重大战略科技力量的重要组成部分,综合性国家科学中心(简称科学中心)在中国科技创新事业发展过程中肩负着多重使命。本文旨在考察科学中心建设对区域知识创新及其收敛性产生的影响。本研究基于中国城际面板数据,采用双重差分估计,对科学中心实施效果展开评估。研究发现:①基础效应层面。科学中心建设促进城市知识创新“量质齐升”。其中,财政科技投入与科技从业人数增加是其重要机制,而高能级平台数量正向调节这一积极影响。②网络效应层面。科学中心建设增加了城市与科研合作网络中的直接联系,强化了中心位置特征,在一定程度上削弱了自身的结构洞属性。③收敛效应层面。虽然科学中心通过地理邻近和科研合作渠道实现了知识扩散,但对区域知识收敛的促进作用有待进一步加强。

关键词：知识创新综合性国家科学中心创新收敛创新网络知识溢出