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基于高斯展开法的碟形声学黑洞宽频调谐减振机理研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 291-298,342页

作者：丁媛施凯耀郑玲重庆大学机械与运载工程学院机械传动国家重点实验室重庆400044

近年来,嵌入式声学黑洞(acoustic black holes,ABH)以其优异的性能,在结构减振降噪、声波调控、能量回收等领域展示了广阔的应用前景,但其局部结构强度弱化会影响其工程实用性。提出一种碟形声学黑洞(dish-shaped acoustic black hole,D... 详细信息

近年来,嵌入式声学黑洞(acoustic black holes,ABH)以其优异的性能,在结构减振降噪、声波调控、能量回收等领域展示了广阔的应用前景,但其局部结构强度弱化会影响其工程实用性。提出一种碟形声学黑洞(dish-shaped acoustic black hole,DABH)结构,将其附加在主体结构上,以实现对主体结构的宽频减振。在Rayleigh-Ritz法框架下,选择高斯函数作为基函数,根据声学黑洞板的形状确定基函数的分布,避免质量和刚度矩阵的奇异化,建立了其耦合系统半解析模型。通过与有限元模态分析结果的对比,验证了半解析建模方法的正确性。研究了碟形声学黑洞结构参数以及连接位置对主体结构振动响应特性的影响规律,分析了碟形声学黑洞的ABH效应以及与主体结构的耦合效应,揭示了其宽频调谐减振的机理,为拓展声学黑洞在宽频结构振动控制上的应用提供了新的思路。

关键词：声学黑洞(ABH) 减振高斯展开法动态吸振器效应

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方形电池卷芯极耳间距算法研究

电池工业 2024年

作者：花宇施凯霞上海电气国轩新能源科技(南通)有限公司

对于多极耳卷芯而言，卷绕过程中极耳间距的确定和极耳对齐度的控制是影响生产工艺的难点。本文通过研究卷芯的结构和卷绕的方法，对卷芯的形态和工艺参数进行了分类。确定影响计算方法的因子，并在此基础上假定一种基准形态，进行算法... 详细信息

对于多极耳卷芯而言，卷绕过程中极耳间距的确定和极耳对齐度的控制是影响生产工艺的难点。本文通过研究卷芯的结构和卷绕的方法，对卷芯的形态和工艺参数进行了分类。确定影响计算方法的因子，并在此基础上假定一种基准形态，进行算法探究。进而给出了多极耳卷芯形态判别式和极耳序列号判别式，用于判定卷芯的形态，通过判别式结果与基准形态的算法相结合，形成多种形态卷芯通用的算法，解决了多种形态、多种极耳结构的卷芯极片段长通用计算方法的问题，可以进一步使用计算机编程对卷芯进行辅助设计。

关键词：极片段长模切参数极耳间距卷芯形态卷芯结构

双模耦合驱动智能电动汽车对开坡道行驶稳定性控制

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中国公路学报 2024年第3期37卷 204-215页

作者：张利鹏刘欣刘帅帅张猗淼施凯鑫赵明慧燕山大学车辆与能源学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省特种运载装备重点实验室河北秦皇岛066004

分布式驱动智能电动汽车可以通过独立分配各轮驱动力矩来保证在对开坡道行驶时的通过性,但对各轮力矩输出具有很高要求且难以保证车辆侧向稳定性。为解决上述问题,基于所发明的具备集中式和分布式耦合驱动功能的双模耦合驱动系统,提出... 详细信息

分布式驱动智能电动汽车可以通过独立分配各轮驱动力矩来保证在对开坡道行驶时的通过性,但对各轮力矩输出具有很高要求且难以保证车辆侧向稳定性。为解决上述问题,基于所发明的具备集中式和分布式耦合驱动功能的双模耦合驱动系统,提出了协同耦合式驱动防滑和主动转向的对开坡道行驶稳定性控制方法。首先,建立了整车模型,分析了在对开坡道上采用双模耦合驱动提升车辆通过性的动力学机理;其次,设计了基于耦合式驱动防滑与主动转向协同的行驶稳定性控制系统,包括可以实现最优滑转率控制的上层驱动防滑控制器、用于减少控制超调量并抵消差动驱动附加转向的主动转向前馈控制器以及为解决车速干扰的基于T-S模糊化模型预测控制的主动转向反馈控制器;最后,开展了对开坡道行驶稳定性控制效果离线仿真和实车试验验证。研究结果表明:在10%的对开坡道上,耦合式驱动比分布式驱动的爬坡能力提升了41.32%;对比无前馈协同控制,所提出的协同控制方法可将侧向位移误差量减少68%,调整时间缩短10.81%。所提出的控制方法不仅能极大提升整车对开坡道的动力性和通过性,还可以很好地保证其方向稳定性。

关键词：汽车工程智能电动汽车双模耦合驱动驱动防滑控制主动转向协同控制

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类金刚石膜研究进展

材料工程 2017年第3期45卷 119-128页

作者：陈青云施凯敏苏敏华吕会议罗瑜曾陈西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室四川绵阳621010 香港大学工学院土木工程系中国香港999077

类金刚石膜具有高硬度、高热导率、低摩擦因数、良好的耐磨性能和化学惰性等优异的物化性能,在热沉、微电子、抗核加固、生物和汽车工业等领域具有重大的应用前景,近年来吸引了众多研究和关注。文章综述了类金刚石膜的研究进展和膜的成... 详细信息

类金刚石膜具有高硬度、高热导率、低摩擦因数、良好的耐磨性能和化学惰性等优异的物化性能,在热沉、微电子、抗核加固、生物和汽车工业等领域具有重大的应用前景,近年来吸引了众多研究和关注。文章综述了类金刚石膜的研究进展和膜的成核机理,展示了类金刚石的应用前景,为该材料的研究和工业化应用提供思路和参考。

关键词：类金刚石膜成膜机理结合力摩擦性能

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单相光伏并网逆变器研究

单相光伏并网逆变器研究

作者：施凯敏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

作为光伏并网系统核心功率变换部件,光伏并网逆变器两项主要功能为确保光伏电池工作在最大功率点及向电网单位功率因数馈电。要完成上述两项功能,必须对光伏并网逆变器主电路拓扑结构选择、调制方式确定、主电路参数设计、控制策略设计... 详细信息

作为光伏并网系统核心功率变换部件,光伏并网逆变器两项主要功能为确保光伏电池工作在最大功率点及向电网单位功率因数馈电。要完成上述两项功能,必须对光伏并网逆变器主电路拓扑结构选择、调制方式确定、主电路参数设计、控制策略设计优化及系统整体软件设计等进行深入研究。本论文首先对并网逆变器主电路进行了研究与设计,确定了带工频变压器全桥逆变拓扑结构,对比分析了两种SPWM调制方式并确定了单极性SPWM调制方式,对输出滤波器及直流母线电容参数进行了研究分析,确定了带阻尼电阻的LCL输出滤波器结构。其次,对光伏并网逆变器双环控制策略进行了详细的分析与研究,对并网逆变器进行建模,通过对比分析几种电流控制方式确定了PI控制的电流瞬时值反馈控制策略,通过对开环及闭环特性进行仿真分析从而对电流环控制参数进行了优化设计;对电压外环进行了建模,并通过解析及仿真方式对电压环参数进行了优化。再次,对光伏并网逆变器MPPT控制策略进行了分析与研究,对光伏电池输出特性进行了分析,并对Boost电路MPPT控制原理进行了研究,通过对比分析确定了干扰观测法作为本论文的MPPT控制策略,并对该方法进行了改进与实现。最后,设计并实现光伏并网逆变器数字控制策略,对数字锁相环进行研究与设计,设计与实现了系统软件控制策略,并给出相关实验波形。

关键词：光伏并网逆变器双环控制策略 MPPT 锁相环

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基于Zynq SoC的雷达信号处理研究

基于Zynq SoC的雷达信号处理研究

作者：施凯敏西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,雷达的应用领域不断扩展,不仅仅在军事上,同样在民用领域中得到了广泛的应用。而随着无人机、无人车、可穿戴设备等新技术的出现,对雷达传感器的尺寸、重量和功耗(SWaP)等提出了更高的要求。因此,研究具有高集成度、高性能、低... 详细信息

近年来,雷达的应用领域不断扩展,不仅仅在军事上,同样在民用领域中得到了广泛的应用。而随着无人机、无人车、可穿戴设备等新技术的出现,对雷达传感器的尺寸、重量和功耗(SWaP)等提出了更高的要求。因此,研究具有高集成度、高性能、低功耗、低成本的基于单芯片的小型化雷达系统成为了迫在眉睫的任务,具有非常重要的研究价值和研究意义。本文正是在这样的背景下研究产生,本文完成的主要工作如下:(1)脉冲多普勒(PD)是目前用于目标探测的最基本的全相参体制雷达。本文首先从脉冲多普勒雷达的基本原理出发,着重讨论了数字下变频、距离向脉压、动目标检测和解速度模糊的理论推导。并结合工程实际提出了可工程化实现的距离向脉压、动目标检测和解速度模糊的算法。(2)分析了传统的雷达信号处理硬件平台的架构,从实现难度、功耗分析、研制成本、集成度等方面对比了传统雷达信号处理硬件平台和新型的基于片上系统(SoC)的单芯片雷达信号处理平台,提出了基于Zynq SoC(ARM+FPGA)的单芯片解决方案。本文接着详细研究了基于Zynq SoC的嵌入式平台的硬件设计,从电源、时钟和外围电路等多个方面展开,完成了基于XC7Z045FFG900-2的雷达信号处理硬件电路设计。(3)针对一体化编程的需求,研究了基于C/C++的FPGA设计方法,实现了ARM和FPGA的统一开发。在此基础上,使用Matlab构建了脉冲多普勒雷达的工作场景,并基于SDSoC集成开发环境和研制的雷达信号处理嵌入式平台,从算法的软件实现,硬件加速和系统优化三个角度完成了脉冲多普勒雷达信号处理算法的移植。同时使用Matlab实现相同的动目标检测算法作为对比,从计算精度,实时性等方面对单芯片的雷达信号处理平台的性能做相应评估。(4)本文最后,从现有工作的不足之处出发,提出相应的改进措施,并对未来工作做了展望。

关键词：硬件设计 ZynqSoC SDSoC 硬件加速脉冲多普勒

基于模压注塑一体工艺的麻纤维零件结构及模具设计

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工程塑料应用 2024年第3期52卷 112-118页

作者：施凯文沈亮涵唐高中何叶春莫兴漫上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州545007

麻纤维复合材料的应用是实现汽车轻量化、汽车行业绿色、可持续发展的重要途径之一。针对麻纤维复合材料应用于汽车复杂零部件难以成型及模具成本高昂的问题,提出一种基于模压注塑一体成型的解决方案。首先将麻纤维/聚丙烯复合材料纤维... 详细信息

麻纤维复合材料的应用是实现汽车轻量化、汽车行业绿色、可持续发展的重要途径之一。针对麻纤维复合材料应用于汽车复杂零部件难以成型及模具成本高昂的问题,提出一种基于模压注塑一体成型的解决方案。首先将麻纤维/聚丙烯复合材料纤维板加热软化后放入模压注塑一体模具中进行模压成型,模具分型面采用插穿结构替代碰穿结构设计,模压过程通过分型面冲切零件轮廓,对于无法通过模压成型的产品背面定位安装结构和主体参数化特征采用注塑麻纤维/聚丙烯成型。模具采用倒装结构设计,模具定模侧设计热流道浇注系统及顶出机构,型腔设计可替换镶件用于冲裁和注塑主体的参数化特征。零件设计导流道连接产品背部独立的安装结构和主体参数化特征,模压结束后通过定模热流道点浇口填充导流道以成型产品背部独立的安装结构和主体参数化特征,待塑料结构冷却固化后,定模侧由油缸驱动的顶出机构将零件顶出脱离型腔。基于该成型工艺设计了一套模压注塑一体模具并运用于实际生产,通过实践证明,该模具结构稳定可靠,零件质量满足设计要求。

关键词：麻纤维复合材料模压注塑成型工艺导流道倒装模具

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数字孪生三门峡水利枢纽综合设计与应用研究

数字孪生三门峡水利枢纽综合设计与应用研究

中国大坝工程学会2023学术年会

作者：王育杰施凯敏娄书建黄河水利委员会三门峡水利枢纽管理局北京慧联无限信息技术有限公司

为建设数字孪生三门峡水利枢纽与智慧三门峡水库,通过无人机数字正射影像、倾斜摄影及重点工程与主要建筑物的精细化数字三维建模等,建立了基于3d地球的数据底板,在此基础上应用计算数学等解决了库区空间信息即时测算难题,以大数据分析... 详细信息

为建设数字孪生三门峡水利枢纽与智慧三门峡水库,通过无人机数字正射影像、倾斜摄影及重点工程与主要建筑物的精细化数字三维建模等,建立了基于3d地球的数据底板,在此基础上应用计算数学等解决了库区空间信息即时测算难题,以大数据分析技术解决了断面冲淤快速比对难题。依靠水三维仿真自动建模等技术,以遥测水位、流量、含沙量与枢纽闸门启闭态、水电站机组运行态等核心要素信息为驱动源,实现了三门峡库区及坝后全域空间范围水体的实时动态映射,整体上取得了良好的可视化效果。并以计算机编程技术显著提升了三门峡水库调洪演算模型的算据、算法与算力,解决了洪水预报、预警、预演与预案结合实际难题,采用先进技术为其他多类业务进行智慧化赋能,能够全天候为三门峡水利枢纽防汛抗旱决策、水资源调度与运行管理等提供支持,对其他水利枢纽及水库具有良好的借鉴与参考价值。

关键词：倾斜摄影要素信息数字驱动实时映射模拟水三维仿真调洪演算数字孪生

来源： cnki会议评论

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思茅松林地上生物量空间效应分析

云南大学学报（自然科学版） 2024年第3期46卷 561-568页

作者：吴文君胥辉黄明泉施凯泽欧光龙西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林草局重点实验室云南昆明650233 中国林业科学研究院高原林业研究所云南昆明650233 云南省林业调查规划院云南昆明650051

以普洱市森林资源调查规划数据为基础,采用空间自相关和空间异质性分析方法,对普洱市特有优势树种思茅松林地上生物量进行空间效应分析.结果显示,思茅松林地上生物量从西向东先增大后减小,从南向北逐渐增大.全局Moran’sⅠ指数为0.436,... 详细信息

以普洱市森林资源调查规划数据为基础,采用空间自相关和空间异质性分析方法,对普洱市特有优势树种思茅松林地上生物量进行空间效应分析.结果显示,思茅松林地上生物量从西向东先增大后减小,从南向北逐渐增大.全局Moran’sⅠ指数为0.436,通过1%显著性水平检验,具有极显著的空间正相关,呈现明显的聚集分布.高值聚集(HH)占百分比(29.83%)最大,主要分布在中北部地区.空间异质水平随区域尺度增加逐渐增大.研究较大尺度生物量问题时,考虑到空间效应的影响是必要的.该研究为优化调节思茅松林空间结构、提高森林生态系统服务功能提供理论支撑,丰富空间效应在林业研究中的应用,具有一定的典型性和参考价值.

关键词：空间效应地上生物量空间自相关空间异质性思茅松