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城市污水处理过程执行器/传感器故障估计与自愈控制研究

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城市污水处理过程执行器/传感器故障估计与自愈控制研究

作者：张莹婷西安科技大学

学位级别：硕士

城市污水处理过程机理复杂、工作环境恶劣且需要连续运行,这导致设备容易发生故障,从而影响出水水质、造成经济损失和安全事故。因此,为了保证污水处理系统安全、连续地运行,本文以活性污泥法城市污水处理过程为研究对象,针对执行器和... 详细信息

城市污水处理过程机理复杂、工作环境恶劣且需要连续运行,这导致设备容易发生故障,从而影响出水水质、造成经济损失和安全事故。因此,为了保证污水处理系统安全、连续地运行,本文以活性污泥法城市污水处理过程为研究对象,针对执行器和传感器加性故障发生时故障估计与自愈控制问题展开研究。具体研究内容如下:1.针对污水处理系统机理模型难于分析的问题,采用T-S模糊方法建立数学模型。首先,确定操作变量和被控变量分别为第5反应池内氧传递系数和溶解氧浓度;其次,结合模糊网格法和递推最小二乘法建立了 T-S模糊模型;最后,设计了测试信号对模型进行仿真验证,结果表明模型精度高且具有泛化能力,可以用于表征污水处理系统。2.针对污水处理过程中执行器老化、堵塞等加性故障,基于T-S模型进行了故障估计与自愈控制研究。首先,将执行器故障增广为系统状态的一部分,设计了自适应比例积分观测器并利用LMI方法求解增益矩阵;其次,基于故障补偿思想,采用滑模控制方法,设计了自愈控制器并利用Lyapunov原理证明了系统稳定性;最后,基于MATLAB/Simulink平台设计了污水处理执行器中曝气器故障时的仿真实验,结果表明该方法能够在执行器故障发生时及时进行故障估计和自愈控制,保证系统稳定运行。3.针对污水处理过程中传感器漂移、腐蚀等加性故障,基于T-S模型进行了故障估计与自愈控制研究。首先,构建了广义系统将传感器故障估计问题转化为执行器故障估计问题,设计了广义滑模观测器并利用LMI方法求解增益矩阵;其次,利用故障估计值校正系统输出,设计了基于滑模鲁棒控制的自愈控制器并利用Lyapunov原理与LMI技术求解状态反馈增益;最后,设计了传感器中溶氧仪故障时的MATLAB仿真实验,结果表明该方法能够在传感器故障发生时及时进行故障估计和自愈控制。本文通过设计观测器和自愈控制器等方法,实现了对城市污水处理过程执行器故障或传感器故障的估计与自愈控制。本文的研究成果可以进一步完善城市污水处理系统自愈控制的理论基础,推动自愈控制在污水处理系统中的实际应用,为因执行器或传感器故障造成出水水质恶化的问题提供了解决方案,具有重要的现实意义。

关键词：城市污水处理过程 T-S模型辨识执行器故障估计传感器故障估计自愈控制

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城市污水处理过程污泥膨胀识别与抑制综述

控制理论与应用 2023年

作者：潘红光张莹婷折洋洋杨勇工业物联网与网络化控制教育部重点实验室西安科技大学电气与控制工程学院

污泥膨胀是活性污泥法污水处理过程中常见的一类异常工况且具有严重危害性,研究污泥膨胀的识别和抑制方法对城市污水处理过程正常运行意义重大.本文主要针对城市污水处理过程中污泥膨胀的识别和抑制方法进行综述:首先,概述了城市污水处... 详细信息

污泥膨胀是活性污泥法污水处理过程中常见的一类异常工况且具有严重危害性,研究污泥膨胀的识别和抑制方法对城市污水处理过程正常运行意义重大.本文主要针对城市污水处理过程中污泥膨胀的识别和抑制方法进行综述:首先,概述了城市污水处理过程,介绍了污泥膨胀的概念、主要特点、类型和成因;其次,概述了基于微生物生理特征、机理模型、图像识别和数据驱动的污泥膨胀识别方法,分析其发展现状并指出优缺点;然后,概述了基于过程调控和机理特征的污泥膨胀抑制方法,分析其发展现状并对比优缺点;最后,总结全文,指出了城市污水处理过程污泥膨胀识别和抑制面临的主要问题并对其研究趋势进行了展望.

关键词：污泥膨胀活性污泥法城市污水处理过程识别抑制

新型热绝缘纤维:可针织和编织的仿北极熊毛气凝胶纤维

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科学通报 2024年第12期69卷 1520-1522页

作者：吴逊恩张莹莹清华大学化学系北京100084

保暖织物在人类生活中扮演着不可或缺的重要角色.传统保暖织物通常由天然纤维(棉、麻、蚕丝)或人造纤维(聚酯、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯)构成.随着时代发展,传统保暖织物的性能已经不能满足日益提高的特别是面对极端复杂环境的保暖需求.... 详细信息

保暖织物在人类生活中扮演着不可或缺的重要角色.传统保暖织物通常由天然纤维(棉、麻、蚕丝)或人造纤维(聚酯、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯)构成.随着时代发展,传统保暖织物的性能已经不能满足日益提高的特别是面对极端复杂环境的保暖需求.气凝胶纤维是一种具有三维多孔网络结构的纤维,具有极高的孔隙率、极大的比表面积和极低的密度,是一种理想的绝热纤维,具有用于高性能保暖织物的潜力.然而,气凝胶纤维通常强度低、韧性差,被加工应用的能力较差,限制了其应用于保暖衣物[1].在过去10年里,研究者基于各种材料,包括碳纳米管、凯夫拉、聚酰亚胺、纤维素和石墨烯等,通过溶胶凝胶转变和特定的干燥方法,并通过结构设计成功制备了具有一定力学柔韧性(可弯曲、打结)的气凝胶纤维[2].但是,上述方法获得的气凝胶纤维的力学性能仍然无法满足织造(编织和针织)的要求,更无法满足耐水洗、耐磨等实用性织物的要求.

关键词：凝胶纤维保暖织物天然纤维绝缘纤维加工应用溶胶凝胶转变凯夫拉结构设计

产业集聚对乳业绿色发展的影响机制与实证检验

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食品科学 2024年

作者：张莹陈敏哈尔滨商业大学金融学院

乳业作为食品行业中最长产业链，事关国计民生，肩负绿色低碳可持续发展的重任。本文基于2008-2021年中国28个省份的面板数据，采用超效率-基于ε的度量模型(epsilon-based measure，EBM)和全球马尔奎斯特-卢恩伯格指数(Global Malmquis... 详细信息

乳业作为食品行业中最长产业链，事关国计民生，肩负绿色低碳可持续发展的重任。本文基于2008-2021年中国28个省份的面板数据，采用超效率-基于ε的度量模型(epsilon-based measure，EBM)和全球马尔奎斯特-卢恩伯格指数(Global Malmquist-Luenberger，GML)测度乳业绿色发展水平。在厘清乳制品产业集聚的环境效应形成机理的基础上，构建基准回归模型和中介效应模型系统的检验乳制品产业集聚对乳业绿色发展的影响效果和作用机制。研究发现：(1)乳制品产业集聚能显著促进乳业绿色发展，这一结果在更换绿色发展度量指标、改变聚类层级、工具变量估计和基于异方差构造工具变量方法等稳健性和内生性检验后仍成立；(2)机制检验表明，乳制品产业集聚通过促进技术创新和信息化水平，对乳业绿色发展发挥积极作用；(3)分组回归结果表明，对于未实施千万吨工程和拥有较低良好生产规范的省份，产业集聚对乳业绿色发展的正向激励作用更明显。本文还根据研究结论就如何推动乳业产业链融合集群发展和绿色发展，提出了相关政策建议。

关键词：产业集聚乳制品行业绿色发展超效率EBM-GML 绿色全要素生产率

带强奇异非线性项的分数阶p-Laplace方程解的存在唯一性

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数学学报(中文版) 2024年

作者：张莹魏公明上海理工大学理学院

本文研究下列分数阶p-Laplace方程边值问题■解的存在性和唯一性,其中Ω?RN是一个有界光滑区域.与常规基于变分法处理的奇异问题不同,本文考虑的是强奇异情况,即γ>1.在两个新构造的流形上,根据Ekeland变分原理,得到了上述问题弱解的存... 详细信息

本文研究下列分数阶p-Laplace方程边值问题■解的存在性和唯一性,其中Ω?RN是一个有界光滑区域.与常规基于变分法处理的奇异问题不同,本文考虑的是强奇异情况,即γ>1.在两个新构造的流形上,根据Ekeland变分原理,得到了上述问题弱解的存在性.由于方程的特殊结构,我们还得到了解的唯一性.

关键词：分数阶p-Laplace方程强奇异非线性项 Ekeland变分原理存在唯一性

低温胁迫对柳杉不同无性系的影响及抗寒性评价

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生物技术通报 2022年第3期38卷 31-40页

作者：崔洁冰张萌张莹婷徐进南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学林学院南京210037

通过分析柳杉不同无性系抗寒性的差异,评价柳杉不同无性系抗寒能力,为柳杉的引种栽培及抗寒育种提供理论依据。以生长一致的10个柳杉无性系的2年生枝条为试验材料,分别在4℃、0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃和-20℃目标低温下处理12 h,... 详细信息

通过分析柳杉不同无性系抗寒性的差异,评价柳杉不同无性系抗寒能力,为柳杉的引种栽培及抗寒育种提供理论依据。以生长一致的10个柳杉无性系的2年生枝条为试验材料,分别在4℃、0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃和-20℃目标低温下处理12 h,对其叶片的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及叶绿素荧光参数进行测定,结合主成分分析及隶属函数计算对测定的指标进行综合评价和抗寒性排序。结果表明,低温胁迫下随着温度逐渐降低,MDA含量在一定温度范围内具有一定的波动性,但总体上呈现先上升后下降再上升的趋势;SOD活性在低温初期先出现短暂的下降后经抗寒锻炼呈现出上升又下降的趋势;柳杉不同无性系PS II最大光化学效率(Fv/Fm)和PS II的实际光合量子产量(Y(II))表现出相似的变化趋势,其值在0℃达到最高,0℃之后持续降低;光化学淬灭系数(qP)在低温初期无明显变化,0℃后随着低温胁迫的加剧而降低。柳杉不同无性系抗寒性具有显著差异,其中57#、68#和32#无性系抗寒性较强,3#、25#和42#无性系抗寒性较弱。

关键词：柳杉低温胁迫生理指标主成分分析抗寒性评价

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新历史背景下的中国经济学与“文化自信”

山西财经大学学报 2024年第S1期46卷 16-18页

作者：张莹辽宁师范大学文学院辽宁大连115001

中华民族五千多年的文明史为当代经济学研究提供了丰富的历史经验。在新历史背景下,探究中国经济学与文化自信之间的关系,有助于促进中国经济与文化的融合发展,提升国家文化软实力和竞争力。探讨了经济学与文化自信之间的相互关系,指出... 详细信息

中华民族五千多年的文明史为当代经济学研究提供了丰富的历史经验。在新历史背景下,探究中国经济学与文化自信之间的关系,有助于促进中国经济与文化的融合发展,提升国家文化软实力和竞争力。探讨了经济学与文化自信之间的相互关系,指出中国经济学应考虑文化因素,同时也应更全面地融入文化需求,以建立更准确的经济学理论。

关键词：新历史中国经济学文化自信

基于正态变换的变样本容量Shewhart比例控制图设计

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 610-622页

作者：周思阳张莹柯楚贤交通运输部水运科学研究所北京100088 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063

为了提高Shewhart型比例控制图的监控效率,将其与变样本容量策略结合,提出一种新的比例控制图(VSS Shewhart-RZ*控制图)来监控二元正态变量之比。基于正态变换方法设计了新的比例统计量Z*,以消除样本容量变化对比例控制图设计及使用的... 详细信息

为了提高Shewhart型比例控制图的监控效率,将其与变样本容量策略结合,提出一种新的比例控制图(VSS Shewhart-RZ*控制图)来监控二元正态变量之比。基于正态变换方法设计了新的比例统计量Z*,以消除样本容量变化对比例控制图设计及使用的不利影响。采用马尔科夫链方法计算了该控制图的平均运行长度和平均样本容量,给出该控制图的参数优化算法。通过仿真分析研究了该控制图的统计性能,并与Shewhart比例控制图进行比较,结果表明VSS Shewhart-RZ*控制图的性能明显优于传统固定样本容量Shewhart比例控制图。

关键词：变样本容量比例分布平均运行链长正态变换

中文专业化科技期刊办刊策略——以《液晶与显示》为例

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中国科技期刊研究 2024年第5期35卷 642-648页

作者：张莹周哲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所Light学术出版中心吉林长春130033

【目的】探索中文专业化科技期刊的办刊策略与方法,提升期刊学术质量、传播影响力与服务能力。【方法】以《液晶与显示》为例,总结办刊经验,并针对存在的问题提出办刊策略与发展建议。【结果】明确办刊定位,凸显专业特色;打造专业化编委... 详细信息

【目的】探索中文专业化科技期刊的办刊策略与方法,提升期刊学术质量、传播影响力与服务能力。【方法】以《液晶与显示》为例,总结办刊经验,并针对存在的问题提出办刊策略与发展建议。【结果】明确办刊定位,凸显专业特色;打造专业化编委会,吸纳专业化青年编委;设立区域办公室,组织热点专题;发力科技媒体,设立特色栏目:通过上述举措,期刊的学术指标和影响力持续提升,被ESCI、Scopus等国际知名数据库收录,搭建科研与产业的合作桥梁。【结论】《液晶与显示》的办刊策略可为中文专业化科技期刊发展提供参考与借鉴。

关键词：中文期刊专业化区域办公室学术质量传播影响力服务能力