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花状的三维CuO微球作为光催化水氧化催化剂（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2016年第1期37卷 123-134页

作者：杜晓强黄静伟丰营营丁勇兰州大学化学化工学院甘肃省有色金属重点实验室功能有机分子国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室甘肃兰州730000

由于化石燃料的不可持续性,以及燃烧化石燃料释放的大量CO_2产生的温室效应、环境污染等严重的全球性问题,构建洁净的、环境友好的、非化石燃料的可再生新能源体系成为世界各国高度关注的焦点和重大战略部署.在化石燃料日趋减少的情况下... 详细信息

由于化石燃料的不可持续性,以及燃烧化石燃料释放的大量CO_2产生的温室效应、环境污染等严重的全球性问题,构建洁净的、环境友好的、非化石燃料的可再生新能源体系成为世界各国高度关注的焦点和重大战略部署.在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能己成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展.从实用性角度出发,利用人工光合作用直接将光能转化为化学能吸引了国内外许多研究小组的兴趣.太阳能裂解水制氢是解决能源危机的最理想途径之一.然而,水的氧化涉及到4电子和4质子的转移过程,是能量爬坡的艰难过程.所以,水的氧化是制约水裂解的一个瓶颈.寻找高效、稳定、廉价的水氧化催化剂成为水裂解的重中之重.然而,廉价、制备方法简单、效率高、容易回收的水氧化催化剂仍不多.己有文献报道了一些含Co,Fe,Mn和Ni的光催化水氧化催化剂.值的一提的是,Cu作为地球上第八位丰产元素,由于它合适的氧化还原性质和可调控的配位环境,理论上应该是一个高效的水氧化催化剂.然而,Cu很少被用作水氧化催化剂.2012年,Mayer等报道了第一例含铜的均相电催化水氧化催化剂.2013年,Meyer等报道了非常高效和稳定的简单Cu~Ⅱ盐电催化水氧化催化剂.2014年,Lin等报道了一个碱性的水溶液中混合Cu(Ⅱ)盐和6,6-dihydroxy-2,2-bipyridine(H_2L)的高效电催化水氧化催化剂体系.2015年,Sun等在近中性的硼酸缓冲溶液中采用简便的电沉积Cu^(2+)制备了一个高效的铜氧化物电催化水氧化催化剂.然而,基于地球上充足的Cu设计高效、容易制备和稳定的光催化水氧化催化剂,仍是一个巨大的挑战.本文基于地球丰产元素Cu和O,成功合成了花状的三维CuO微球,并采用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X射线粉末衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、N_2吸附脱附等温线对CuO样品的物相、元素组成、颗粒大小以及比表面积等进行了表征.在可见光下,以[Ru(bpy)_3]^(2+)为光敏剂,Na_2S_2O_8为牺牲电子受体,首次报道了CuO微球用作水氧化催化剂.通过一系列控制实验证明CuO确实参与了催化过程.据我们所知,这是第一例铜物种在近中性条件下被证明具有光催化水氧化催化性能.通过对缓冲溶液、pH值和催化剂浓度的优化,在硼酸缓冲溶液(pH=8.5)中产生的O_2收率为11.5%,CuO显示了最佳的催化活性.进一步研究表明,CuO表现出卓越的水氧化催化性能和稳定性.催化剂重复使用5次后活性基本保持不变.反应前后的催化剂组成和形貌基本没有发生改变,其表面性质也未发生明显变化.^(18)O标记的重氧水实验证明,氧气中的氧确实是来自于水.实验发现,催化剂活性主要取决于其比表面积.结合已报道的文献,我们初步提出了一个光催化水氧化反应机理.相对于钻、镍和钒,铜丰度高,价格更低,具有更好的发展潜力.可见,丰度高、低毒性和合适的氧化还原性质使铜催化剂填补了光催化水分解的一项空白.

关键词：光催化水氧化金属催化剂氧化铜微球稳定性

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用于风电场的飞轮储能矩阵系统协调控制

电网技术 2013年第12期37卷 3406-3412页

作者：王磊杜晓强宋永端重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区401331 电子科技大学能源科学与工程学院四川省成都市611731

在风电场中,飞轮储能系统(flywheel energy storagesystem,FESS)与风力发电机组(wind turbine generator systems,WTGS)相互配合运行,可以有效地平滑风力发电系统输出的有功功率,提高电能质量,这对风力发电系统的稳定、高效运行和安全... 详细信息

在风电场中,飞轮储能系统(flywheel energy storagesystem,FESS)与风力发电机组(wind turbine generator systems,WTGS)相互配合运行,可以有效地平滑风力发电系统输出的有功功率,提高电能质量,这对风力发电系统的稳定、高效运行和安全并网发挥着非常重要的作用。针对风电场的特性和储能需求,引入了一种飞轮储能矩阵系统(flywheel energy storage matrix system,FESMS),它由多个参数相同的飞轮储能单元组成,去共同承担系统的储能任务。在此基础上,设计了FESMS系统与风力发电机组的网络拓扑结构,并依照主从控制模式,设计了FESMS与风电场之间的充放电和安全协调控制策略。其中,上层的主控制器依照充放电和安全控制策略,负责系统的充放电功率分配,向下层的子控制器发送参考输入输出指令或开关指令,实现FESMS与风电场的协调运行。最后,系统的仿真结果验证了该控制策略的有效性,在FESMS系统的协助下,风电场可以向电网输出比较平缓的有功功率。

关键词：飞轮储能矩阵系统拓扑结构主从控制充放电控制策略安全控制策略

基于比率一致性算法的飞轮储能矩阵系统分布式双层控制

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电网技术 2014年第11期38卷 3024-3029页

作者：曹倩宋永端王磊杜晓强电子科技大学能源科学与工程学院四川省成都市611731 重庆大学自动化工程学院重庆市沙坪坝区400044

针对用于配合风电场的飞轮矩阵储能系统,提出了一种分层的分布式控制策略。上层控制基于比例一致性算法用于对各个飞轮储能单元进行能量分配,下层依赖飞轮单元的本地控制器对转速进行调节。整个系统不需要中央控制器。每个飞轮储能单元... 详细信息

针对用于配合风电场的飞轮矩阵储能系统,提出了一种分层的分布式控制策略。上层控制基于比例一致性算法用于对各个飞轮储能单元进行能量分配,下层依赖飞轮单元的本地控制器对转速进行调节。整个系统不需要中央控制器。每个飞轮储能单元仅利用通信网络交换自身和其邻居单元的信息,就可完成飞轮矩阵系统内部的功率分配任务。理论分析证明了所提出的一致性算法的有效性,仿真实验验证了该算法在飞轮矩阵系统中应用的可行性。

关键词：分布式协调控制一致性算法分层控制结构飞轮储能矩阵系统比例一致性

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风电场中飞轮储能系统的控制策略研究

风电场中飞轮储能系统的控制策略研究

作者：杜晓强电子科技大学

学位级别：硕士

随着新能源发电技术的逐渐发展成熟,风力发电系统在现代电力系统中占据了相当的比例。然而,风能属于典型的间歇性能源,风的产生存在一定的随机性。所以,风力发电系统的可控性一般弱于传统的发电系统,这就严重影响了电力系统的安全运行... 详细信息

随着新能源发电技术的逐渐发展成熟,风力发电系统在现代电力系统中占据了相当的比例。然而,风能属于典型的间歇性能源,风的产生存在一定的随机性。所以,风力发电系统的可控性一般弱于传统的发电系统,这就严重影响了电力系统的安全运行。风力发电系统的大规模应用面临着严峻考验。储能技术的发展为解决风机的这些问题提供了可能性。在风力发电系统中增加储能设备,可以根据现实情况的需要,控制储能系统与风机进行有效的能量交换,这将有助于风电系统的可控性和安全性。在电力系统中添加储能设备,也是未来智能电网建设的一项基本要求。飞轮储能技术凭借其诸多优势,在增强风电场发电系统运行可靠性和效率方面可以发挥至关重要的作用。本文提出了一种应用于永磁直驱式同步风力发电机的风场级飞轮储能系统的协调控制策略。首先,对于飞轮储能单元的控制,本文设计了相应的充放电控制策略,并在转速-电流双闭环控制的基础上,提出了一种改进的神经元自适应PID控制器,将其用于控制飞轮电机的运行,进而实现飞轮储能单元的充放电。然后根据经典的李亚普诺夫稳定性理论,提出了对该算法的稳定性的证明方法,并通过数字仿真验证了算法的有效性和可行性。其次,与一般的飞轮储能研究不同,在本文的研究中,除了为风电场中的每台风机配备一台飞轮储能单元之外,还设计了一个飞轮储能矩阵系统(flywheel energy storage matrix system,FESMS),并联在风电场的并网出口端。对于飞轮储能矩阵,本文提出了它的电网拓扑结构设计方案,并按照主从控制的模式,设计了储能矩阵与风电场之间的充放电控制策略和安全控制策略。在飞轮储能系统的配合下,风速波动较大的时段,风电场依然可以向电网输送相对平缓的有功功率。最后,通过分析永磁直驱式风电系统遭遇低电压故障时面临的问题,设计了电网故障状态飞轮储能系统的充放电策略,在不影响风能利用效率、避免能量浪费的基础上,提高了永磁直驱式风机的低电压穿越能力。本文的研究成果为飞轮储能技术的发展提供了参考,为风电场与飞轮储能系统的应用指出了方向和思路。

关键词：飞轮储能系统风电场神经元自适应PID控制李亚普诺夫稳定性理论低电压穿越

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组播密钥管理方案研究

组播密钥管理方案研究

作者：杜晓强解放军信息工程大学

学位级别：硕士

组播密钥管理是安全组播的核心，研究组播密钥管理对保证组播通信的安全性具有重要意义。针对组播通信在不同网络环境下的应用特点，本文分别对集中式、分散式和分布式的组播密钥管理方案进行了研究，主要研究成果如下： 1、基于成员特... 详细信息

组播密钥管理是安全组播的核心，研究组播密钥管理对保证组播通信的安全性具有重要意义。针对组播通信在不同网络环境下的应用特点，本文分别对集中式、分散式和分布式的组播密钥管理方案进行了研究，主要研究成果如下： 1、基于成员特征值的组播密钥管理方案研究。首先，利用Pour类方案中组成员存储其他成员特征值的逆这一条件，首次给出针对该类方案的共谋攻击方法;其次，基于成员特征值提出了新的集中式组播密钥管理方案，新方案不仅具有前向安全性和后向安全性，而且抵抗共谋攻击，其中成员加入和离开时组成员自行计算更新密钥，组密钥管理器(GKC)的通信量(发送更新消息的次数)为2和logn (n为组成员数量)，与具有同等安全性的SKDC方案和LKH方案相比，虽然成员的计算量有所增加，但GKC的通信量显著降低;最后，针对大型组播安全通信的需求，基于成员特征值设计了一种分散式组播密钥管理方案，解决了Saroit方案不能抵抗共谋攻击的问题，与Iolus方案相比，组成员计算量较大，但成员离开时子组密钥管理器(SGKC)的通信量从m-1降为logm (m为子组成员数量)。 2、基于成员隶属关系的组播密钥管理方案研究。针对普适的分散式方案不适用于组成员具有上下级关系的组播通信环境的问题，提出了基于成员隶属关系的分散式组播密钥管理方案，该方案基于成员隶属关系构造等级树结构;在此基础上，通过单向密钥链建立上下层访问关系，并利用逻辑密钥树结构管理最底层组密钥，依据隶属关系特点更新层间密钥和子组密钥;方案具有前向安全性与后向安全性，不存在单点失效问题，并且通过增加密钥存储量保证隶属关系范围内的组播安全通信，GKC和SGKC的密钥存储量分别为2N+1(N为最底层分组的数量)和‖T‖+2(‖T‖为最底层组成员的数量)。 3、适用于Ad hoc网络的分布式组播密钥管理方案研究。针对μBD协议不能解决组密钥认证的问题，基于椭圆曲线密码体制给出了一种具有认证功能的动态组密钥协商协议，其中每个组成员的密钥存储量为5，计算量为7次标量乘和1次逆运算，消息广播总次数为2n，成员加入更新共需5次消息广播和n4次消息单播，成员离开更新共需4次消息广播;与μBD协议相比，该协议的协商轮数仍为两轮，在成员诚实执行协议条件下，不仅能够抵抗被动攻击，还能够抵抗主动攻击，同时满足前向安全、后向安全、完善前向保密等安全性要求;与具有同等安全性的冯协议(发起者的密钥存储量为3，其他成员的存储量为2，初始化阶段时每个成员的计算量为n-1个标量乘，消息广播总次数为n+1，成员加入和离开时消息广播总次数分别为n+3和n)相比，组成员的密钥存储量和消息广播总次数稍大，但计算量和成员离开更新消息发送次数与成员数量无关。

关键词：组播密钥管理共谋攻击组密钥认证特征值隶属关系

无级变速器高速开关阀液压系统设计与控制分析

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无级变速器高速开关阀液压系统设计与控制分析

作者：杜晓强东北大学

学位级别：硕士

车用无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)可以使汽车发动机的使用功率特性尽可能的接近理想发动机的功率特性,从而达到燃油经济,低排放的目的,是未来轿车发展的主要方向。电控式金属带无级变速器(Electronic Continuou... 详细信息

车用无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)可以使汽车发动机的使用功率特性尽可能的接近理想发动机的功率特性,从而达到燃油经济,低排放的目的,是未来轿车发展的主要方向。电控式金属带无级变速器(Electronic Continuously Variable Transmission, ECVT)为现在应用最广泛的CVT。随着现代工业自动化的影响,液压技术与计算机技术、电子技术的结合已成为必然趋势。这就促进了数字液压技术的产生与发展。高速开关阀是一种新型的液压元件,具有结构简单、价格低廉、对污染不敏感等优点。而且,不需D/A转换接口便可以实现与计算机技术的结合。高速开关阀的这些特点,为其在工业领域的广泛应用提供了可能。本文阐述了汽车无级变速器的概况,并详细阐述了CVT 160C的结构及原理,尤其是液压部分的组成及原理。在前人研究的基础上,通过现场研究与部分试验,在对CVTGL160C结构熟悉了解的基础上,作者设计了CVT PWM控制高速开关阀液压系统,采用了模糊自整定PID控制策略,并对其建模仿真分析。仿真结果表明,系统响应迅速,控制稳定、精确。和液压比例系统的仿真结果对比表明,高速开关阀液压控制系统及其模糊自整定PID的采用是优越的。

关键词：金属带式无级变速器高速开关阀模糊PID

UPR-UPU-UR矢量推进机构的推进性能与位姿跟踪控制研究

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UPR-UPU-UR矢量推进机构的推进性能与位姿跟踪控制研究

作者：杜晓强山东大学

学位级别：硕士

为了实现水下机器人的推进装置具备空间姿态调整和大转矩的动力传递功能,保证水下机器人顺利完成水下作业任务。为此本文提出UPR-UPU-UR矢量推进机构,作为水下机器人的推进装置。本文从理论研究入手,经过仿真计算和实验验证,UPR-UPU-UR... 详细信息

为了实现水下机器人的推进装置具备空间姿态调整和大转矩的动力传递功能,保证水下机器人顺利完成水下作业任务。为此本文提出UPR-UPU-UR矢量推进机构,作为水下机器人的推进装置。本文从理论研究入手,经过仿真计算和实验验证,UPR-UPU-UR矢量推进机构具有良好的矢量推进性能和方便快捷操纵性能。具体研究内容如下:（1）创新设计一种UPR-UPU-UR矢量推进机构,运用螺旋理论计算了矢量推进机构的自由度,构建矢量推进机构的位置模型。基于速度雅克比矩阵进行速度和加速度建模,得到矢量推进机构支链的运动变化规律。计算了矢量推进机构的运动性能指标,评价该矢量推进机构的推进性能。（2）构建了矢量推进机构的动力学模型,求解出动平台运动规律和驱动力矩之间的动力学关系。利用ADAMS和Simulink联合仿真技术,为虚拟样机搭建运动控制系统,引入PID控制策略,实现对动平台运动轨迹的精确控制。联合仿真验证运动控制系统的控制效果,为物理样机在后续加工制造和调试的相关工作中,提供了正确的理论依据。（3）构建矢量推进水下机器人,引入基于摩擦补偿的自适应控制技术,设计了模糊控制器,搭建了推进航行控制系统,开展了水下机器人在多种运动模式下的位姿跟踪控制,还进行了空间路径跟踪控制,表明了水下机器人机动具有灵活性能和推进航行的操纵性能。（4）搭建了矢量推进机构的实验样机,调试了矢量推进机构的运动驱动控制系统,进行动平台位姿调整实验,开展了水下机器人的多种模式的运动试验。试验结果表明:矢量推进机构有效地提高了水下机器人在水下作业的机动敏捷性能。

关键词：矢量推进机构推进性能自适应模糊控制位姿跟踪控制

肌萎缩侧索硬化弥散张量成像研究：脑白质异常及其与病情严重程度的相关性

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肌萎缩侧索硬化弥散张量成像研究：脑白质异常及其与病情严重程度...

作者：杜晓强福建医科大学

学位级别：硕士

目的:应用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)方法评估肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者脑白质的微观结构改变及其与病情严重程度的相关性。材料和方法:本研究一共纳入34例受试者(其中18例ALS患者和16... 详细信息

目的:应用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)方法评估肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者脑白质的微观结构改变及其与病情严重程度的相关性。材料和方法:本研究一共纳入34例受试者(其中18例ALS患者和16例健康对照)的DTI数据。应用图谱感兴趣区(region of interest,ROI)分析方法并结合DTI体素内参数[包括各向异性分数(fractional anisotropy,FA)和平均弥散系数(mean diffusivity,MD)]及体素间参数[即局部弥散同性指标(local diffusion homogeneity,LDH)]来评估ALS患者脑白质微观结构的改变。同时,在弥散参数与临床指标之间进行相关性分析,并在此基础上计算相应纤维束上弥散参数值的曲线下面积(the area under the ROC curve,AUC)。结果:研究发现ALS组双侧皮质脊髓束及右侧钩状束的FA值较对照组明显降低。MD值较高的区域分别位于右侧皮质脊髓束、左侧扣带束海马部、右侧钩状束以及右侧上纵束。此外,本研究还发现ALS患者在双侧丘脑前辐射、双侧皮质脊髓束和左侧额枕下束中的LDH值均降低。Spearman相关性分析显示ALSFRS-R(ALS functional rating scale-revised,修订版ALS功能评分量表)评分和疾病进展速率与双侧皮质脊髓束上的FA值存在明显的相关性;同时,疾病病程与右侧皮质脊髓束上的LDH值之间也存在显著的相关性。受试者工作特性(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析显示,皮质脊髓束上的弥散参数指标在辨别两组组间差异时可表现出中等程度的诊断效能(AUC=0.792-0.868,p值均<0.005)。结论:ALS患者脑白质微观结构的改变是一种常见的病理现象,弥散张量成像体素内(intra-voxel)和体素间(inter-voxel)的弥散参数指标有助于检测ALS相关脑白质的异常情况。同时,本研究表明,通过测量体素间的弥散参数指标可以更为敏感地显示一些白质纤维束的异常程度,如丘脑前辐射和左侧额枕下束。

关键词：肌萎缩侧索硬化弥散张量成像局部弥散同性指标各向异性分数平均弥散系数

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证券法律责任体系研究

证券法律责任体系研究

作者：杜晓强武汉大学

学位级别：硕士

我国证券市场被称为投机市场，违法犯罪行为屡禁不止，投资者的利益无法得到救济与保护，证券市场暴露的问题层出不穷，其根源之一在于：我国证券立法尚有诸多空白与缺陷，未能真正发挥保障证券市场秩序和保护投资者利益的应有作用。为... 详细信息

我国证券市场被称为投机市场，违法犯罪行为屡禁不止，投资者的利益无法得到救济与保护，证券市场暴露的问题层出不穷，其根源之一在于：我国证券立法尚有诸多空白与缺陷，未能真正发挥保障证券市场秩序和保护投资者利益的应有作用。为规制不法行为，确保证券市场健康发展，完善证券法律责任立法成为重中之重。本文突破传统理论限制，从宏观视角审视并阐述我国证券法律责任体系，以期对证券立法与司法的完善有所助益。本文共分成四个部分，共计4万5千字。本文第一部分从证券法律责任体系的基本理论入手。首先，证券法律责任的规范渊源不仅包括《中华人民共和国证券法》等证券法律法规，还包括《中华人民共和国民法通则》《中华人民共和国公司法》等民商事法律和《中华人民共和国刑法》等刑事法律，证券法律责任的渊源具有广泛性和综合性。其次，在分析了证券法的性质后，进一步阐述了从经济法角度跨越部门法研究证券法律责任的特殊性和优越性。再次，阐明本文所研究的证券民事责任、行政责任和刑事责任的概念，明确本文的研究对象。最后，证券法律责任已经初步形成了由证券民事责任、证券行政责任和证券刑事责任构成的体系，并阐明本文的证券法律责任体系的构成。第二部分和第三部分分别从横向和纵向两个角度对证券法律责任体系加以解析。第二部分从横向角度分析证券法律责任体系。首先证券法律责任由民事、行政和刑事三种责任类型构成，其中，民事责任又可以分为侵权责任和合同责任，民事责任的承担方式主要是赔偿损失。行政责任的承担方式主要是申戒罚、财产罚和行为罚。刑事责任的承担方式主要有期徒刑、拘役和罚金三种刑罚。其次，分析三种责任各自的功能。再次，在功能分析的基础上，明确三种责任在责任体系中的定位：民事责任与行政责任并举，而刑事责任慎用，是最为合理的配置模式。最后，分析三种责任的竞合情形下的法律适用。第三部分从纵向角度剖析证券法律责任体系的具体构成。本文将证券法律责任中最具有代表性的责任类型加以研究。证券发行阶段的责任包括擅自发行证券的责任，违反公开说明书交付义务的责任，虚假发行证券的责任;证券交易阶段的责任包括操纵市场的责任、内幕交易的责任、欺诈客户的责任、虚假陈述的责任。第四部分对我国证券法律责任立法与司法的完善展开论述。首先，分析了我国证券法律责任立法的现有规定，并进行深刻的反思与检讨，然后结合我国近7年来证券违法犯罪情况的实证分析，明确证券法律责任立法的方向和重点。然后，最后分别从立法和司法的角度提出对我国证券法律责任的完善措施。

关键词：证券法律责任体系证券民事责任证券行政责任证券刑事责任