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基于比例谐振自耦PI控制的调速系统

西北工业大学学报 2024年第4期42卷 673-682页

作者：关文卿程艺窦满峰晁世元西北工业大学自动化学院陕西西安710072 兰州万里航空机电有限责任公司甘肃兰州730070 甘肃省航空电作动重点实验室甘肃兰州730070

针对永磁同步电机调速系统矢量控制过程中,逆变器死区、电机磁场分布谐波以及电流在采样过程中存在误差等因素导致的电机控制效果不佳问题,提出了一种改进型自耦PI控制的双环控制策略。为减小信号的跟踪误差,采用加速度前馈的方式,将增... 详细信息

针对永磁同步电机调速系统矢量控制过程中,逆变器死区、电机磁场分布谐波以及电流在采样过程中存在误差等因素导致的电机控制效果不佳问题,提出了一种改进型自耦PI控制的双环控制策略。为减小信号的跟踪误差,采用加速度前馈的方式,将增加Levant微分器的自耦PI控制器引入到永磁同步电机速度环中,确保对含有噪声的输入信号准确求导以提高系统的鲁棒性。另外,所提策略在电流环中将增加加速前馈的自耦PI控制结构的比例项和标准谐振器相结合,构成比例谐振自耦PI控制器,使永磁同步电机在电流环的控制中能更好地补偿电流,达到抑制电流谐波的作用。通过分析伺服系统的控制机理,在被控对象PMSM数学模型的基础上,给出了改进型自耦PI控制结构的设计方法。实验结果表明,所提出的控制策略能够减小电机自身参数变化对系统性能的影响并且在低速域具有良好的抑制电流谐波作用,验证了所设计的改进型自耦PI控制器的有效性。

关键词：永磁同步电机比例谐振自耦PI控制非线性控制谐波抑制

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华南花岗岩风化土壤中铊的生态风险和健康风险研究

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地球与环境 2024年

作者：何颖孟凡德肖新张振国肖唐付安徽科技学院资源与环境学院广州大学环境科学与工程学院安庆师范大学资源与环境学院

铊（Tl）作为一种非必需的重金属元素，对动植物及人体均表现出显著的毒害特性。在自然环境中，Tl主要赋存于低温热液硫化物及含钾硅酸盐矿物之中。特别是花岗岩，作为含钾硅酸盐矿物的重要载体，在自然风化成土的过程中会促使这些矿物... 详细信息

铊（Tl）作为一种非必需的重金属元素，对动植物及人体均表现出显著的毒害特性。在自然环境中，Tl主要赋存于低温热液硫化物及含钾硅酸盐矿物之中。特别是花岗岩，作为含钾硅酸盐矿物的重要载体，在自然风化成土的过程中会促使这些矿物的溶解，从而将Tl释放至地表环境，形成地质高背景。值得深入研究的是，不同地质时期的花岗岩中，含钾硅酸盐矿物及硫化物的含量存在显著的差异。然而，目前对于这种差异是否直接关联到土壤中Tl等重金属元素的生态风险，以及由此可能引发的潜在健康风险仍缺乏全面认识。本研究以华南地区三叠纪和侏罗纪花岗岩风化土壤为研究对象，深入探讨了重金属Tl的生态风险和潜在健康风险及其关键控制因素。研究结果显示，三叠纪和侏罗纪花岗岩风化土壤中，Tl含量及其生态风险指数存在明显差异性。此外，不同成岩期花岗岩风化土壤中种植的农作物对Tl的吸收累积能力也存在显著差异，进而导致Tl的健康风险指数差异。通过随机森林分析得知，花岗岩风化土壤中Tl的生态风险和健康风险主要受土壤中Tl、钾（K）和磷（P）分布的影响，而土壤中Tl、K和P含量分布差异受到两个不同时期花岗岩风化土壤化学组成的制约。研究结果为理解高地质背景地区重金属的生物地球化学行为提供了新认识，有助于科学评估土壤Tl的环境健康风险并为制定相应的环境管理措施提供依据。

关键词：花岗岩地质高背景土壤铊生态风险健康风险

采用自主图像处理程序的非侵入式滚动轴承保持架运动轨迹提取方法

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西安交通大学学报 2024年第3期58卷 95-105页

作者：刘逸林张盼晁奔闫柯洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

现有保持架质心轨迹测量方法会侵入轴承原有结构,难以反映真实的轴承动态特性;现有的基于图像的方法虽然不会破坏轴承结构,却依赖于标记点标记精度与追踪精度,无法直接反映质心运动。针对这些问题,提出了一种基于自主图像处理程序的滚... 详细信息

现有保持架质心轨迹测量方法会侵入轴承原有结构,难以反映真实的轴承动态特性;现有的基于图像的方法虽然不会破坏轴承结构,却依赖于标记点标记精度与追踪精度,无法直接反映质心运动。针对这些问题,提出了一种基于自主图像处理程序的滚动轴承保持架运动轨迹提取方法,结合亚像素图像处理算法,在不改变轴承原有结构的基础上可以精确识别提取保持架质心轨迹。对两种不同引导方式的保持架开展了轨迹提取实验。实验结果表明,保持架轨迹受保持架与轴承内外圈结构的影响,呈现出不同形状;在实验转速区间内,保持架运动的稳定性随着转速的升高而增大。实验结果证明了所提出的轨迹提取方法的有效性,为轴承保持架动态特性的研究提供了一种便捷、准确的测试方法,能对轴承保持架质心轨迹进行有效的提取。

关键词：滚动轴承保持架轨迹图像处理轴承动态特性

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考虑光伏不确定性的配电网谐波监测优化配置方法

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电力自动化设备 2024年

作者：刘灏晁婉萌毕天姝华北电力大学电气与电子工程学院

大规模分布式光伏接入的配电网在运行过程中易产生大量谐波，严重影响电能质量，亟需实现谐波全局可观，为其治理提供数据基础。因此，提出了一种考虑光伏不确定性的谐波监测点优化配置方法。该方法提出了节点综合谐波敏感因子评估配电... 详细信息

大规模分布式光伏接入的配电网在运行过程中易产生大量谐波，严重影响电能质量，亟需实现谐波全局可观，为其治理提供数据基础。因此，提出了一种考虑光伏不确定性的谐波监测点优化配置方法。该方法提出了节点综合谐波敏感因子评估配电网节点受谐波影响的程度，从而对节点进行权重划分；进一步地，考虑光照强度和负荷随时间变化的特点，为保证系统在不同时间段内产生的谐波均能被观测到，在谐波潮流计算的基础上，提出了谐波可观测矩阵；基于上述2个评价指标，建立了考虑节点谐波敏感因子的谐波监测优化配置模型，并采用非支配排序遗传算法求解得到了谐波监测点配置方案。在IEEE33节点配电系统上仿真验证所提方法的有效性，并将所提方法与已有方法进行了对比分析，验证了所提方法的优越性。

关键词：配电网节点综合谐波敏感因子谐波可观测矩阵电能质量优化配置非支配排序遗传算法

纤维金属层合板的高速冲击响应及损伤特性研究

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纤维金属层合板的高速冲击响应及损伤特性研究

作者：晁欢西安理工大学

学位级别：硕士

纤维金属层合板是由金属材料和纤维增强复合材料组成的一种新型复合材料,具有较高的比强度、比刚度、承载能力和更好的抗冲击性能,因此被广泛应用于航空航天领域。在实际应用中,纤维金属层合板经常会遭受外界物体的撞击,包括鸟撞、冰雹... 详细信息

纤维金属层合板是由金属材料和纤维增强复合材料组成的一种新型复合材料,具有较高的比强度、比刚度、承载能力和更好的抗冲击性能,因此被广泛应用于航空航天领域。在实际应用中,纤维金属层合板经常会遭受外界物体的撞击,包括鸟撞、冰雹撞击、飞机跑道上的碎石冲击等,从而威胁到结构整体的安全性。论文以一种广泛应用于飞行器外壳的典型纤维金属层合板——玻璃纤维增强铝合金层板(Glass reinforced aluminum laminate,GLARE)为研究对象,结合高速平板冲击试验和数值模拟分析手段,对其在高速冲击下的响应和损伤机理进行研究,对于保证飞行器安全具有重要意义。具体工作如下:(1)对GLARE层板进行高速冲击试验。采用不同形状的子弹对3/2 GLARE层板进行高速冲击,探究GLARE层板在不同形状子弹冲击下的响应、失效机理和失效模式;采用相同形状的子弹对不同厚度的GLARE层板进行高速冲击试验,探究不同厚度GLARE层板的响应、失效机理和失效模式。对不同工况下GLARE层板的弹道极限速度、能量吸收率和分层损伤面积进行对比分析,总结子弹形状和靶板厚度对GLARE层板抗冲击性能的影响规律,为后续的数值模拟分析提供数据支撑。结果表明:GLARE层板在平头子弹冲击下以剪切失效为主,在圆头和锥头子弹冲击下以拉伸失效为主。平头子弹冲击下GLARE层板的弹道极限速度分别比圆头和锥头子弹高出17%和10.5%,3/2 GLARE层板和4/3 GLARE层板的弹道极限速度比2/1 GLARE层板分别提高41.63%和58.75%。(2)采用ABAQUS建立不同厚度GLARE层板的高速冲击模型。采用3D实体单元和Cohesive单元建立GLARE层板宏观模型,基于三维Hashin失效准则和刚度退化方案,编写VUMAT子程序定义复合材料的损伤起始和刚度退化,实现复合材料不同失效类型的具体分析。将数值模拟结果与试验结果进行对比,结果表明:该模型可以较为准确地模拟出GLARE层板的高速冲击过程,可用于后续分析研究。(3)数值仿真预测不同角度冲击下GLARE层板的抗冲击性能。在有限元数值仿真模型有有效性验证的基础上，分别建立平头子弹、圆头子弹和锥头子高速倾斜冲击GLARE层板的有限元模型,考察不同冲击角度下GLARE层板的高速冲击响应和损伤特性,揭示GLARE层板在不同形状子弹倾斜冲击下的响应过程及损伤机理,总结冲击角度对GLARE层板抗冲击性能的影响规律。结果表明倾斜冲击下的失效机理和损伤模式均与正冲击工况下有显著差异,平头、圆头和锥头子弹分别在30°、45°和0°时取得最低的弹道极限速度。(4)数值仿真预测不同铺层形式GLARE层板的抗冲击性能。在有限元数值仿真模型有效性验证的基础上,通过单一改变GLARE层板的铺层形式,建立GLARE层板高速冲击有限元模型进行计算,考察不同铺层形式GLARE层板的高速冲击响应和损伤特性,揭示铺层形式对GLARE层板抗冲击性能的影响规律。结果发现GLARE层板的损伤区域分布及扩展趋势与其铺层形式关联较强,准各向同性铺层形式的GLARE层板具有较好的抗冲击性能。

关键词：纤维金属层合板高速冲击弹道极限速度抗高速冲击性能损伤机理

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面向轨道交通领域的知识图谱构建研究

面向轨道交通领域的知识图谱构建研究

作者：晁冰西安理工大学

学位级别：硕士

随着我国城镇化进程的不断推进,轨道交通领域建设需求日益增长,其信息化、智能化发展需求已经成为必然趋势,并深刻影响着轨道交通工程建设的全生命周期。轨道交通工程建设包括规划、设计、施工、验收等多个环节,其中设计和验收环节是保... 详细信息

随着我国城镇化进程的不断推进,轨道交通领域建设需求日益增长,其信息化、智能化发展需求已经成为必然趋势,并深刻影响着轨道交通工程建设的全生命周期。轨道交通工程建设包括规划、设计、施工、验收等多个环节,其中设计和验收环节是保障工程质量的基础。然而,轨道交通领域设计规范作为约束设计和验收环节的重要载体,仍以非结构化文本的形式存在。如何对其进行结构化存储,构建一个高质量的领域知识库,是轨道交通领域信息化、智能化建设的重要基石。本文面向轨道交通领域的知识图谱构建进行研究,应用自然语言处理技术,着重对于命名实体识别和关系抽取进行探讨,实现了轨道交通领域设计规范信息向结构化知识库的转变。本文的主要研究内容如下:(1)提出一种面向轨道交通领域的命名实体识别方法。分析并归纳了轨道交通领域文本的实体类别,人工构建了轨道交通领域预训练数据集、轨道交通领域实体数据集及轨道交通领域专业术语词典;针对中文命名实体识别任务中存在的输入序列冗余、实体边界模糊、实体嵌套等问题,提出了一种基于非展平网格嵌入和预训练的命名实体识别模型NFL-RTBERT-E。在NFL-RTBERT-E模型中,主要采用非展平网格嵌入方式,使用多头交互注意力机制对字符信息与词汇信息联合建模,通过大规模无监督的轨道交通领域适应预训练和基于Span的轨道交通领域命名实体识别训练后,进而分类得到准确的实体识别结果。最终,NFL-RTBERT-E模型在轨道交通领域实体数据集上达到了79.64%的F1-score值。通过模型间的对比实验和对NFL-RTBERT-E模型进行详尽的消融实验,证明了 NFL-RTBERT-E模型的理想效果。(2)提出一种面向轨道交通领域的关系抽取方法。分析并归纳了轨道交通领域文本的关系类别,在轨道交通领域实体数据集的基础上构建了轨道交通领域关系数据集;针对中文关系抽取任务中存在的多元关系分类复杂、实体间关系识别精度低等问题,提出了一种面向多元关系的强关系抽取模型SRE-MR。在SRE-MR模型中,主要采用注意力机制并将相对位置信息—同编码进行实体间的关系建模,通过关系强度机制计算并将关系分类结果进行过滤,得到关系强度较高的三元组作为输出结果。最终,SRE-MR模型在轨道交通领域关系数据集上达到了72.60%的F1-score值。通过模型间的对比实验和对SRE-MR模型核心模块的消融实验,证明了 SRE-MR模型的优越性和其各个模块的有效性。最后,还针对训练中的一些超参数设置进行了对比实验,探讨分析了超参数对SRE-MR模型性能的影响。(3)设计并实现了轨道交通领域知识图谱检索系统。根据所提出的命名实体识别方法、关系抽取方法进行三元组抽取后,采用SpringBoot+Vue+ElementUI框架并结合前后端分离的方式搭建了一个轨道交通领域知识图谱检索系统。该系统包括知识图谱展示、知识检索、数据上传与导出等功能。

关键词：轨道交通知识图谱命名实体识别关系抽取非展平网格嵌入预训练

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广电MCN模式下新闻主持人融合策略分析

广电MCN模式下新闻主持人融合策略分析

作者：晁婕浙江传媒学院

学位级别：硕士

随着视觉文化传播时代的到来,短视频凭借短平快的特点成为视觉传播时代下重要的信息传播载体,所有媒体行业都在集中奔向视频化的发展道路。MCN模式也随着短视频行业的兴起而引发了大众和资本的关注,成为聚合了内容创作者和内容生产方式... 详细信息

随着视觉文化传播时代的到来,短视频凭借短平快的特点成为视觉传播时代下重要的信息传播载体,所有媒体行业都在集中奔向视频化的发展道路。MCN模式也随着短视频行业的兴起而引发了大众和资本的关注,成为聚合了内容创作者和内容生产方式的新模式。广电MCN模式是广电媒体寻求转型的新尝试,面对新平台不同的传播理念和表达方式,广电MCN在孵化账号过程中涌现出非常多的问题和不适应性。新模式、新平台和新问题对主持人提出了更高的要求。在当下,主持人如何发挥自身优势,做好跨平台的融合转型是亟需思考的现实问题。本文的研究对象是在广电MCN模式下活跃在短视频平台的新闻资讯主持人。本文采用文献分析法、案例分析和文本分析法,从广电MCN模式下新闻资讯主持人在短视频平台的内容创作角度出发,重点分析了广电MCN模式下影响主持人融合的内外部因素,包括主持人短视频创作的主要优势和劣势,以及广电MCN模式带给主持人的赋能和挑战。并且通过对成功转型的新闻主持人案例进行分析,从思维、话语和内容策略三个角度总结并分析主持人的融合策略,为新模式下主持人的融合转型提供有效的路径参考。

关键词：新闻主持人广电MCN模式主持人融合

CeO2@MOF@MoS2复合材料的制备及其对环氧涂层耐蚀性能的提升作用

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CeO2@MOF@MoS2复合材料的制备及其对环氧涂层耐蚀性能的提升作用

作者：晁刘伟北京化工大学

学位级别：硕士

金属及其合金材料是一种重要的材料,由于其优异的特性被广泛应用于航空航天、建筑制造、化工生产等领域。然而金属材料在日常使用过程中经常会面临腐蚀问题。金属的腐蚀问题存在于各行各业,造成了金属材料的损失同时引发一系列安全问题... 详细信息

金属及其合金材料是一种重要的材料,由于其优异的特性被广泛应用于航空航天、建筑制造、化工生产等领域。然而金属材料在日常使用过程中经常会面临腐蚀问题。金属的腐蚀问题存在于各行各业,造成了金属材料的损失同时引发一系列安全问题。目前金属腐蚀防护的主要手段有添加缓蚀剂、涂层保护、电化学保护以及阳极氧化等。在众多防护手段中。涂层保护由于其经济性和有效性成为最受欢迎的腐蚀防护手段。环氧树脂由于其良好的化学稳定性和强附着力,被广泛用作腐蚀防护涂层材料。但其固化时高度交联会产生孔洞和微裂缝,导致其腐蚀防护性能下降。研究人员发现加入一些纳米填料可以很大程度上改善涂层的腐蚀防护性能。本论文制备了Zr-MOF基纳米复合材料以改善环氧树脂涂层的腐蚀防护性能,具体研究如下:（1）以对苯二甲酸作为有机配体,氯化锆作为原料,通过水热合成法配位合成了Zr-MOF材料。XRD、SEM、TEM、FTIR结果表明制备的Zr-MOF形貌规整,粒径在200 nm左右,呈立方体形状,具有相对均匀的孔结构。将Zr-MOF作为填料按照0.5%、1%及2%的添加量加入环氧树脂涂层中,通过电化学测试、盐雾测试并结合附着力测量等技术表征涂层的腐蚀防护性能。结果表明Zr-MOF环氧树脂涂层防腐性能明显优于纯环氧树脂涂层。其中1%Zr-MOF环氧树脂涂层浸泡60天后频率为0.01 Hz处阻抗模值为1.66×1010Ωcm2,比纯环氧树脂涂层高出2.5个数量级,表现出较好的腐蚀防护性能。（2）以Ce（NO3）3作为铈源,通过水热合成法在Zr-MOF材料上合成了CeO2。XRD、SEM、TEM、FTIR结果表明CeO2成功负载于Zr-MOF上,制备的CeO2@MOF形貌规整,颗粒均匀分布,粒径在200 nm左右,具有均匀且致密的孔结构。将CeO2@MOF作为填料按照0.5%、1%及2%的添加量加入环氧树脂涂层中,通过电化学测试、盐雾测试并结合附着力测量等技术探究CeO2@MOF涂层的耐蚀性能。结果表明CeO2@MOF环氧树脂涂层防腐性能优于MOF环氧树脂涂层,明显优于纯环氧树脂涂层。其中1%CeO2@MOF环氧树脂涂层在浸泡60天后频率为0.01 Hz处阻抗模量值为5.49×1010Ωcm2,比1%MOF环氧树脂涂层高出0.5个数量级,比纯环氧树脂涂层高出3个数量级,表现出优异的腐蚀防护性能。（3）将CeO2@MOF和二维MoS2片通过超声处理和机械搅拌的方式制备出CeO2@MOF@MoS2复合材料。XRD、SEM、TEM、FTIR结果表明CeO2@MOF成功地负载在二维MoS2上,颗粒分布均匀,复合材料具有均匀且致密的孔结构。之后将CeO2@MOF@MoS2作为填料按照0.5%、1%及2%的添加量加入环氧树脂涂层中,通过电化学测试、盐雾测试并结合附着力测量等表征手段探究CeO2@MOF@MoS2涂层的耐蚀性能。结果表明CeO2@MOF@MoS2环氧树脂涂层的防腐性能优于CeO2@MOF环氧涂层、MOF涂层以及纯环氧树脂涂层的防腐性能。其中1%CeO2@MOF@MoS2环氧树脂涂层在浸泡60天后频率在0.01 Hz处阻抗模值保持在1.74×1011Ωcm2,比纯环氧树脂涂层高出3.5个数量级,表现出卓越的腐蚀防护性能。

关键词： Zr-MOF CeO2 MoS2 有机涂层腐蚀与防护

祁南矿近距离煤层开采扰动下底板破坏规律研究

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祁南矿近距离煤层开采扰动下底板破坏规律研究

作者：晁腾跃安徽理工大学

学位级别：硕士