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高速列车曲线通过性能分析及脱轨影响因素研究

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 901-912页

作者：高广军卓天宇关维元重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

列车往往会因为线路不平顺或自身运行状态问题发生脱轨事故,由于实际运行情况下列车以编组形式出现,因此对编组列车脱轨评价对象的筛选以及在此基础上的影响因素分析是至关重要的。在SIMPACK中建立编组列车动力学仿真模型,针对脱轨系数... 详细信息

列车往往会因为线路不平顺或自身运行状态问题发生脱轨事故,由于实际运行情况下列车以编组形式出现,因此对编组列车脱轨评价对象的筛选以及在此基础上的影响因素分析是至关重要的。在SIMPACK中建立编组列车动力学仿真模型,针对脱轨系数和轮重减载率这2种评价指标,采用数值仿真分析方法筛选典型运行状态下8编组列车在不同评价体系下的评价对象,比较轨道不平顺性、轨底坡、运行速度、曲线半径以及曲线超高这5种脱轨影响因素的变化规律,并采用全因子采样的方法对影响因素进行均匀采样,应用Sobol全局敏感性分析方法对影响列车脱轨的影响因素进行权重分析。研究结果表明:在编组列车26种不同工况下,第1节车的相同位置脱轨系数较其他车辆最大,该车前转向架前轮对的轮重减载率及其弯道内侧车轮的脱轨系数最大的情况分别占85%和81%,两者可以作为编组列车脱轨影响因素分析的目标。轨道不平顺性系数和轨底坡对于高速列车脱轨的影响较小,其变化趋势接近线性。运行速度对于高速列车运行安全性的影响最大,其次是曲线半径,然后则是曲线超高。运行速度对于列车运行产生的影响相对较大,即最容易导致列车曲线通过脱轨事故的发生,在实际运行环节中应当予以重视。

关键词：编组列车脱轨因素对象评估 Sobol全局敏感性分析轨道安全

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液体微小流量测量技术研究进展

力学学报 2024年第6期56卷 1573-1584页

作者：侯立凯范旭金羽卓刘铭扬包福兵中国计量大学浙江省流量计量技术研究重点实验室杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

随着流体力学与生命科学、材料科学、医疗健康、能源环境和先进制造等多学科领域的交叉融合,微量液体与微流控技术逐渐在这些领域取得了广泛的应用.与此同时,液体微小流量(每分钟几微升、几纳升,甚至更低)的测量需求逐渐凸显出来.随着... 详细信息

随着流体力学与生命科学、材料科学、医疗健康、能源环境和先进制造等多学科领域的交叉融合,微量液体与微流控技术逐渐在这些领域取得了广泛的应用.与此同时,液体微小流量(每分钟几微升、几纳升,甚至更低)的测量需求逐渐凸显出来.随着特征尺度的减小,原有的液体流量测量技术已经无法满足测量准确度的要求,因此,需要流量测量技术的进一步发展来满足微小流量测量和传感器微尺度集成的需求.文章介绍了液体微小流量的应用背景和面临的主要问题,首先,根据测量过程中是否引入外界能量(例如电能、热能等),将现有的和正在开发的液体微小流量测量技术分为有源流量测量技术和无源流量测量技术;其次,分别对其包含的具体测量技术展开论述,主要包括质量流量测量技术(科里奥利和微谐振器)、热式流量测量技术(热损失型、热分布型和热脉冲型)、光流控流量测量技术(光致褪色)、压力转换流量测量技术(压差式、悬臂式和柔性膜形变)、粒子测速技术、重力测量技术和弯月面追踪技术等,并讨论了上述测量技术的传感测量原理、测量性能指标和优缺点;最后,结合液体微小流量测量技术的发展和先进测量体系的建设,总结了液体微小流量测量的应用前景和有待解决的挑战.

关键词：微小流量测量流量计微量液体传感器

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融合微波遥感与模型模拟的时空无缝土壤湿度数据生成方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 691-699页

作者：沈焕锋叶子卓姜红涛曾超武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 仲恺农业工程学院资源与环境学院广东广州510230

遥感反演与模型模拟是获取全球土壤湿度数据的两种基本手段,遥感反演可以获得相对较高的空间分辨率,但往往存在时空缝隙;陆面模型能够模拟土壤湿度的时空连续演进,但空间分辨率往往较粗。为此,集成二者的互补优势,提出一种融合微波遥感... 详细信息

遥感反演与模型模拟是获取全球土壤湿度数据的两种基本手段,遥感反演可以获得相对较高的空间分辨率,但往往存在时空缝隙;陆面模型能够模拟土壤湿度的时空连续演进,但空间分辨率往往较粗。为此,集成二者的互补优势,提出一种融合微波遥感与模型模拟的全球无缝土壤湿度数据生成方法。具体地,针对SMAP(soil moisture active passive)卫星9 km土壤湿度数据的空缺区域,引入GLDAS Noah 0.25°的模型同化数据,建立二者之间的时空融合模型,通过对模型数据的降尺度实现对遥感数据的填补,进一步基于泊松方程方法进行残差校正,进而生成高精度的9 km日尺度土壤湿度无缝数据。实验结果证明,该方法可以有效结合遥感观测的空间分辨率优势与模型模拟的时空连续优势,提供时空无缝全球土壤湿度数据,更好地满足全球尺度水循环监测与水资源管理的需求。

关键词：土壤湿度时空无缝时空融合

水下多格弹性角反射体声反射特性及强度增强方法

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兵工学报 2024年第6期45卷 2025-2033页

作者：罗祎张景卓褚子超吴浩然海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 海军工程大学基础部湖北武汉430033 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分... 详细信息

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分析不同频率、材料、厚度、入射角度等因素影响下不同类型多格角反射体声反射性能,从便于工程应用角度提出增强其声反射能力的方法。通过典型情况下的水池实验,对仿真计算与实验数据的一致性进行验证。实验结果表明:水下多格弹性角反射体目标强度随入射频率增大而增大,并趋向稳定;目标强度随入射角度改变波动幅度较大,不同类型角反射体目标强度值差异较大;目标强度随平板厚度的增加而增大,但不显著;目标强度随着边长的增加而明显增大;软介质材料构成的多格角反射体,水下声反射性能明显优于金属角反射体。因此,为增强水下多格角反射体声反射能力,增大反射体边长及选用低阻抗材料是更有效的方法。

关键词：水下多格角反射体弹性声反射增强方法

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党建引领乡村产业振兴研究

党建引领乡村产业振兴研究

作者：申卓青中共黑龙江省委党校

学位级别：硕士

产业振兴是乡村振兴的物质基础。产业兴,则经济兴、农村兴。党中央、国务院高度重视乡村产业发展,习近平总书记着眼经济社会发展全局,鲜明提出乡村振兴的五大振兴,并将产业振兴摆在首要位置。党的二十大报告指出,要坚持大抓基层的鲜明导... 详细信息

产业振兴是乡村振兴的物质基础。产业兴,则经济兴、农村兴。党中央、国务院高度重视乡村产业发展,习近平总书记着眼经济社会发展全局,鲜明提出乡村振兴的五大振兴,并将产业振兴摆在首要位置。党的二十大报告指出,要坚持大抓基层的鲜明导向,以党建促乡村振兴,为党建引领乡村产业振兴指明了方向。党建引领乡村产业振兴,是农民增收致富的现实所需,是全面建成社会主义现代化国家的要求所在,是实现中华民族伟大复兴的梦想所指。进入新时代以来,随着创业创新环境的改善,农村涌现了大量新产业新业态,乡村产业发展成效显著,但诸如产业链条较短、融合层次较浅等现实问题也不容忽视。中国共产党作为乡村振兴战略的规划者、推动者、践行者,必须推进党建引领乡村产业振兴,啃下乡村产业振兴的“硬骨头”,推动乡村产业高质量发展。本文在把握国内外学者关于党建引领、乡村产业发展的研究基础上,阐释了党建引领与乡村产业振兴的概念,厘清了二者的逻辑理路,即党建引领是实现乡村产业振兴的必然要求,乡村产业振兴是党建引领效能发挥的物质保障,二者共同统一于乡村振兴战略。同时,在坚持理论联系实际的原则基础上,梳理了党建引领乡村产业振兴所进行的实践探索,概括阐释了党建+农村集体经济、党建+三产融合、党建+产业园区集群三种模式,在此基础上总结提炼了党建引领乡村产业振兴的三条基本经验,即坚持党的领导、坚持农民主体地位、坚持资源共享。最后针对党建引领乡村产业振兴面临的政策供给不足、动力不足、效果不太理想、方式死板、制度不全等现实困境,剖析了其成因,并提出其对策思路,即增强基层党组织政治功能,加强基层思想文化建设,优化基层组织建设与完善基层工作机制,由此来推动乡村产业蓬勃发展,最终实现整个乡村事业的兴旺发达。

关键词：党建引领乡村产业振兴现实困境对策思路

面向光储直流微电网的三端口DC-DC变换器研究与设计

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面向光储直流微电网的三端口DC-DC变换器研究与设计

作者：冉卓鑫重庆理工大学

学位级别：硕士

随着日益严峻的环境问题以及不断增长的能源需求,可再生能源技术的发展和应用受到越来越多的关注。光伏发电技术因其清洁、高效以及运行成本低等优势,被广泛认为是应对未来能源挑战的关键技术之一。然而,光伏发电系统的功率输出通常受... 详细信息

随着日益严峻的环境问题以及不断增长的能源需求,可再生能源技术的发展和应用受到越来越多的关注。光伏发电技术因其清洁、高效以及运行成本低等优势,被广泛认为是应对未来能源挑战的关键技术之一。然而,光伏发电系统的功率输出通常受光照强度及环境温度的影响而显著波动,这一问题限制了其电能质量和稳定性。为此,加入储能装置以调节系统的功率波动,优化电能输出成为了提高光伏发电系统性能的必要措施。三端口DC-DC变换器(Three Port DC-DC Converter,TPC)能够将光伏与储能系统集成并入直流微网,这种集成方式能实现优化能源配置、提高能源利用效率的作用,为直流微电网的稳定运行和能效提升提供了新方案。因此,本文以TPC在光储直流微电网下的应用作为课题的研究重点。首先,本文分析了一种隔离型TPC拓扑结构,并将该拓扑通过等效变换推导出等效模型。根据其模型,研究了TPC的单移相控制,从而根据双有源全桥(DAB)的传输特性,得到了TPC的传输特性与工作模态。其次,对光储直流微电网的建模进行了分析,并分别对其各模块进行了介绍。经过仿真验证可知,TPC功率传输过程的高效性和稳定性,同时,也验证了光储直流微电网建模的正确性。此外,在光储直流微电网的背景下,对TPC的控制策略进行了深入研究。通过对TPC小信号建模,发现了TPC系统中存在变量耦合的现象。因此,采用前馈解耦控制实现对于TPC系统电流的独立控制。并基于单移相控制和解耦控制设计了TPC的单移相PI控制,实现整个TPC系统的控制。但PI控制对于TPC这类复杂模型,有着响应速度较慢、超调大等问题,本文通过引入麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)来解决此类问题。但由于SSA算法的初始化值选取过程,对其收敛速度和求最优解的性能有着极大的影响,针对这一缺陷,本文又提出了一种通过引入Tent混沌映射算子来改进其初始化过程的改进麻雀搜索算法(Improvement Sparrow Search Algorithm,ISSA),并对SSA和ISSA算法性能进行了比较,证明了ISSA算法有着更优越的性能。之后通过仿真与实验,分别验证了PI控制与ISSA优化控制在TPC系统的运行情况。证明了相比于PI控制,所提的控制策略能平滑地进行各种工况的切换,且能提高整个控制系统的动态响应能力与稳定性。最后,搭建了一台5k W的TPC实验样机。给出了硬件部分的主功率电路,控制电路的设计方案,提出了控制策略的软件实现办法,并分别通过RT-LAB仿真平台与样机测试,验证了所提控制策略的有效性。

关键词：光储直流微电网三端口变换器功率协调解耦控制改进麻雀搜索算法

性能维持的增广可行域Tube鲁棒经济模型预测控制

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控制与决策 2024年第2期39卷 536-544页

作者：何德峰李能卓黄原驰韩平浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并... 详细信息

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并对系统状态和控制约束进行紧缩Tube设计,给出增广可行域优化问题的数学描述;然后,引入线性分解增广名义终端状态和终端罚函数,扩大优化问题的初始可行域,在此基础上应用终端“三要素”和收缩原理,建立TEMPC策略的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点有界稳定性的充分性条件,进而证明闭环性能在原初始可行域上的不变性;最后,通过对比仿真结果验证所提出策略的有效性和优越性.

关键词：模型预测控制不确定线性系统鲁棒稳定性经济优化可行域

指向深度学习的圆锥曲线单元教学设计与实践研究

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指向深度学习的圆锥曲线单元教学设计与实践研究

作者：代卓尔重庆三峡学院

学位级别：硕士

在新一轮的数学课程改革中,《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》提出要培养学生的数学学科核心素养,促进教育的高质量发展,但是在高中数学教学中还存在着“灌输式教学”、“死记硬背”等浅层次的教学,学生获得的数学技能往往... 详细信息

在新一轮的数学课程改革中,《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》提出要培养学生的数学学科核心素养,促进教育的高质量发展,但是在高中数学教学中还存在着“灌输式教学”、“死记硬背”等浅层次的教学,学生获得的数学技能往往是片面的,不能适应社会的发展.高中数学深度学习注重引导学生自主学习,强调学生在批判理解的基础上构建知识,关注知识之间的联系,并使学生形成系统的知识结构,学会迁移应用解决问题,从而提高数学高阶思维能力,发展学生的核心素养.本研究以高中数学中圆锥曲线单元知识为载体,融合深度学习理念,构建单元教学设计程序,为一线教师提供教学参考.首先,本研究梳理了深度学习、单元教学设计以及圆锥曲线的相关文献,对深度学习、单元教学设计两个核心概念进行了界定.其次,为了解学生和教师在圆锥曲线单元的学习与教学现状,对高二年级学生进行问卷调查,并对七位高中一线数学教师展开访谈.分析结果发现,学生在学习圆锥曲线单元存在着学习兴趣不高、难以构建单元知识框架、解题质量较差等问题;教师在教学中存在着缺乏单元教学实践、课堂气氛沉闷等问题,但教师们一致认为开展单元教学设计是必要的,在教学过程中要注重学生核心素养的培养.再次,以调查结果为基础,融合深度学习理念,构建了圆锥曲线单元的整体教学设计程序,主要有五个阶段:(1)确定引领性的学习主题;(2)明确素养导向的学习目标;(3)设计挑战性的学习活动;(4)制定持续性的学习评价;(5)开展反思性的教学改进.该单元教学设计旨在促进学生的深度思考,激发学生对圆锥曲线单元的学习兴趣,培养学生的核心素养,实现有意义的学习过程.最后,选取了圆锥曲线单元的三个典型课时进行具体的案例设计,同时在实验班与对照班开展教学实践,实验班采用指向深度学习的单元教学,对照班采用传统方法教学,结果显示,基于深度学习的单元教学方式更有利于学生的数学学习.

关键词：深度学习单元教学设计圆锥曲线高中数学

自由活塞电液混合动力系统循环运行特性及稳定性研究

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自由活塞电液混合动力系统循环运行特性及稳定性研究

作者：彭世卓重庆交通大学

学位级别：硕士