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基于等效分布质点的发动机悬置系统试验建模

振动.测试与诊断 2024年

作者：郝慧荣杨子明张慧杰周冬曹艳状赵文超内蒙古工业大学能源与动力工程学院

为获得发动机悬置系统的相关参数，将非刚性、小柔性弹性体的发动机近似为含有n个质点的分布质点系。首先，根据拉格朗日方程建立了发动机悬置系统6自由度（6 degrees of freedom，简称6DOF）振动微分方程，包括质量阵、刚度阵和阻尼阵... 详细信息

为获得发动机悬置系统的相关参数，将非刚性、小柔性弹性体的发动机近似为含有n个质点的分布质点系。首先，根据拉格朗日方程建立了发动机悬置系统6自由度（6 degrees of freedom，简称6DOF）振动微分方程，包括质量阵、刚度阵和阻尼阵；其次，基于等效分布质点系统，构建发动机悬置3n DOF系统；然后，针对3点支撑的发动机台架系统，利用地磅测得每一个悬置处支撑的静态质量，通过发动机悬置测试试验系统测得发动机的激励输入信号及响应信号；最后，利用递推最小二乘法辨识得到分布质点系统的阻尼矩阵和刚度矩阵，在Matlab/Simulink中建立发动机悬置系统的仿真模型，并通过测试值与仿真值的对比，证明了辨识的准确性。给出的发动机悬置等效分布质点3n DOF系统在工程实际中，为悬置系统设计悬置支撑参数反解、悬置参数系统辨识提供了理论基础与实现途径。

关键词：试验建模发动机悬置分布质点辨识

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燃油喷雾撞壁与油膜蒸发特性研究

内燃机学报 2024年第4期42卷 299-307页

作者：黎一锴蔡畅王东方杨子明史中杰北京理工大学机械与车辆学院北京100081 联合汽车电子有限公司上海201206 昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500

构建了一维非稳态燃油喷雾撞壁模型,综合考虑了液滴蒸发、油膜铺展和油膜温度等影响因素.针对燃油喷雾撞壁过程进行分阶段建模:在自由贯穿阶段,基于射流喷雾液相贯穿距离预测模型和液滴蒸发模型描述自由贯穿阶段,并确定喷雾撞壁时刻.在... 详细信息

构建了一维非稳态燃油喷雾撞壁模型,综合考虑了液滴蒸发、油膜铺展和油膜温度等影响因素.针对燃油喷雾撞壁过程进行分阶段建模:在自由贯穿阶段,基于射流喷雾液相贯穿距离预测模型和液滴蒸发模型描述自由贯穿阶段,并确定喷雾撞壁时刻.在撞壁阶段,燃油喷雾被离散为液滴微元撞击壁面的过程.耦合自由液滴蒸发模型、油膜表面温度模型和油膜蒸发模型,以油膜铺展半径为特征参数构建了附壁油膜在撞壁阶段、附壁油膜铺展阶段和油膜蒸发阶段的一维非稳态归一化模型.讨论了环境温度、压力、喷油压力和初始油膜厚度对喷雾内液滴直径、液滴蒸发质量和油膜蒸发速率的影响.结果表明:阶段化、离散化的一维非稳态撞壁喷雾模型能够准确地预测在宽范围环境温度工况下的喷雾贯穿、近壁面铺展、燃油附壁以及蒸发过程.提高环境温度、降低环境压力能够提高附壁油膜表面最高温度,增大油膜的蒸发速率.

关键词：喷雾撞壁油膜蒸发预测模型

热带作物秸秆覆盖对土壤质量及玉米产量和品质的影响

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福建农业学报 2024年第3期39卷 259-265页

作者：焦静黄小红杜嵇华李普旺杨子明李尊香刘信鹏宋书会何祖宇中国热带农业科学院南亚热带作物研究所广东湛江524091 中国热带农业科学院农产品加工研究所广东湛江524091 湛江市热带作物秸秆高效循环利用工程技术研究中心广东湛江524091 海南省热带作物营养重点实验室广东湛江524091

【目的】探究甘蔗叶、菠萝茎叶等热带作物秸秆作为农业覆盖材料对土壤质量及玉米生长的影响,为热带作物秸秆废弃物资源化利用提供参考依据。【方法】以玉米为种植对象,采用田间小区对比试验,设置甘蔗叶覆盖(SLM)、腐熟甘蔗叶覆盖(RSLM)... 详细信息

【目的】探究甘蔗叶、菠萝茎叶等热带作物秸秆作为农业覆盖材料对土壤质量及玉米生长的影响,为热带作物秸秆废弃物资源化利用提供参考依据。【方法】以玉米为种植对象,采用田间小区对比试验,设置甘蔗叶覆盖(SLM)、腐熟甘蔗叶覆盖(RSLM)、菠萝茎叶覆盖(PLM)和富贵竹茎叶覆盖(FLM)4个处理,以塑料地膜覆盖(CK1)和无覆盖(CK2)为对照,研究不同秸秆覆盖对土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾的影响,以及对玉米产量和品质的影响。【结果】热带作物秸秆覆盖,与无覆盖相比,可以有效提升土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,对提升土壤质量具有积极作用。富贵竹茎叶覆盖效果最显著,与塑料地膜覆盖相比,土壤pH提高9.01%,有机质提高6.42%,全氮提高17.59%,速效钾提高477.79%,有效磷含量低于塑料地膜覆盖,但差异不显著;与无覆盖相比,土壤pH提高22.22%,有机质提高21.63%,全氮提高24.51%,有效磷提高2.74%,速效钾提高389.38%。腐熟甘蔗叶和富贵竹茎叶覆盖可以显著提升玉米产量,其他秸秆覆盖对玉米产量和品质的影响均不显著。【结论】热带作物秸秆覆盖可以提升土壤质量、促进玉米增产,富贵竹茎叶覆盖在改良土壤方面的效果显著,腐熟甘蔗叶覆盖对于玉米增产有较好的促进作用。

关键词：热带作物秸秆地面覆盖土壤质量玉米产量资源化利用

H_(2)O_(2)改性香蕉秆生物炭的结构变化及对玉米幼苗Cr吸收的影响

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热带作物学报 2024年第6期45卷 1262-1272页

作者：宋书会杨爽王超李普旺焦静刘思汝何祖宇刘运浩周闯杨子明中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带作物营养重点实验室广东湛江524091 华南农业大学资源环境学院广东广州510642 云南农业大学热带作物学院云南普洱665000

为研究过氧化氢(H_(2)O_(2))对香蕉秆生物炭的改性效果及改性后生物炭对铬(Cr)胁迫下玉米Cr吸收的影响,采用不同浓度H_(2)O_(2)对300℃下制备的生物炭进行改性,分析其结构特征的差异,并将改性生物炭应用于Cr胁迫下的玉米生长体系中,研... 详细信息

为研究过氧化氢(H_(2)O_(2))对香蕉秆生物炭的改性效果及改性后生物炭对铬(Cr)胁迫下玉米Cr吸收的影响,采用不同浓度H_(2)O_(2)对300℃下制备的生物炭进行改性,分析其结构特征的差异,并将改性生物炭应用于Cr胁迫下的玉米生长体系中,研究改性生物炭对Cr胁迫下玉米植株生长及Cr吸收积累的影响。结果表明:随着H_(2)O_(2)浓度的升高,生物炭表面含氧官能团数量增多,其芳香性减弱、极性增强。改性后生物炭表面光滑,孔直径增大,其比表面积和孔隙体积随H_(2)O_(2)浓度的升高而减小。20%、30%H_(2)O_(2)改性生物炭主要通过官能团的吸附作用固定重金属,降低其生物活性,减少玉米对Cr的吸收积累。20%、30%H_(2)O_(2)明显改变生物炭的表面结构,有利于缓解重金属Cr对玉米植株的毒害,30%H_(2)O_(2)改性生物炭对Cr胁迫下玉米的生长具有促进作用。

关键词：过氧化氢(H_(2)O_(2)) 生物炭铬(Cr) 玉米生长

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挡墙平动墙后被动土压力研究

工程质量 2024年第3期42卷 17-23,28页

作者：张航齐永正杨子明郝昀杰刘玮民南京江宁交通建设集团有限公司江苏南京211100 江苏科技大学土木工程与建筑学院江苏镇江212100 江苏省地质环境灾害防治及修复工程研究中心江苏镇江212100

墙后土压力分布形式是挡土墙设计与施工的重要参考依据。本研究开展了单一硬土、硬土-软土-硬土、软土-硬土-软土和单一软土4组挡墙平动室内模型试验,分析了墙后实测侧向水平土压力分布规律。结果表明,挡墙平动,对于成层土,被动土压力... 详细信息

墙后土压力分布形式是挡土墙设计与施工的重要参考依据。本研究开展了单一硬土、硬土-软土-硬土、软土-硬土-软土和单一软土4组挡墙平动室内模型试验,分析了墙后实测侧向水平土压力分布规律。结果表明,挡墙平动,对于成层土,被动土压力均在土层交界处土应力发生突变,墙后被动土压力图呈锯齿梯形台阶分布;在侧向水平荷载作用下,水平分层地基软硬土层界面处,无应力集中与应力扩散,与竖向荷载作用下分层地基应力集中和应力扩散存在显著区别。

关键词：挡土墙土压力平行移动模型试验

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基于神经网络的最优带宽风电并网自抗扰控制

太阳能学报 2022年第9期43卷 226-235页

作者：周雪松杨子明马幼捷天津理工大学电气电子工程学院天津300384 天津理工大学天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室天津300384

为了提高风能转换系统在故障穿越期间直流母线电压的暂态特性,解决线性自抗扰控制(LADRC)中固定的带宽带来的观测器响应速度和系统抗干扰性之间的矛盾,在线性自抗扰控制(LADRC)的基础上提出一种基于神经网络的最优带宽线性自抗扰控制(LA... 详细信息

为了提高风能转换系统在故障穿越期间直流母线电压的暂态特性,解决线性自抗扰控制(LADRC)中固定的带宽带来的观测器响应速度和系统抗干扰性之间的矛盾,在线性自抗扰控制(LADRC)的基础上提出一种基于神经网络的最优带宽线性自抗扰控制(LADRC-OB)策略。首先分析带宽对系统性能的影响,然后根据系统已知模型设计LADRC控制器,并利用BP神经网络算法通过直流母线电压的参考值与实际值之间的偏差调整网络的输出。而神经网络的输出为LADRC的2个重要参数——观测器带宽ω0和控制器带宽ωc,这可解决LADRC的参数整定问题。最后,将LADRC-OB应用于1.5 MW的风能转换系统仿真模型中,并与采用双闭环PI时的控制效果进行对比,验证LADRC-OB具有更好的控制特性。此外,还对LADRC-OB的稳定性进行分析。

关键词：风能神经网络变流器线性自抗扰控制最优带宽

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矿用车动力总成隔振系统的设计与优化研究

矿用车动力总成隔振系统的设计与优化研究

作者：杨子明内蒙古工业大学

学位级别：硕士

动力总成悬置系统隔振性能的优劣对汽车振动噪声水平有重要的影响。隔振器的性能直接影响动力总成悬置系统的性能。因此建立能更好地评估悬置系统隔振性能的仿真模型,并对悬置系统参数进行合理匹配,提高其隔振性能及其稳健性,进而减少... 详细信息

动力总成悬置系统隔振性能的优劣对汽车振动噪声水平有重要的影响。隔振器的性能直接影响动力总成悬置系统的性能。因此建立能更好地评估悬置系统隔振性能的仿真模型,并对悬置系统参数进行合理匹配,提高其隔振性能及其稳健性,进而减少振动向车内的传递,对于整车NVH性能提升十分必要。矿车的振动隔振对其零件的使用寿命与驾驶稳定性有重要影响。然而矿车工作环境污染严重且存在金属富集、酸性侵蚀、空气粉尘等问题,导致传统橡胶隔振器存在使用寿命较短,力学性能随着使用时间下降严重,需要定期更换的问题。本文对矿用车动力总成隔振系统进行优化设计。所涉及到的具体工作主要有以下几个方面:（1）车辆动力总成动力学与运动学研究。从曲柄连杆机构出发,对振动来源进行分析,从而推导出直列四缸发动机的激励力和力矩向量。基于动力机械机体与运动部件的空间拓扑结构关系推导并分析动力机械空间拓扑结构模型的质量矩阵,为发动机隔振模型的简化与理论推导提供了基础。（2）隔振器的力学性能分析。对已有的矿车动力总成高分子橡胶隔振器进行力学性能的分析,建立其Mooney-Rivlin力学本构模型并进行仿真。建立金属橡胶模型,使用微元法对其力学性能进行分析。设计了矿车金属橡胶隔振器的外形结构,制备了相对密度为2.50 g/cm、2.75 g/cm、3.00 g/cm的金属橡胶,三个构件在受到16000 N载荷时的形变量分别为7.51 mm,5.24 mm,5.17 mm,通过对金属橡胶隔振器进行实验并分析其力学特性,为非线性材料隔振设计提供一种思路。（3）动力机械隔振内力模型的理论推导与研究。考虑到发动机的结构与特性,结合动力机械的空间拓扑结构模型提出动力机械隔振内力模型,研究不同质量比下悬置系统固有特性的变化,并与传统隔振模型进行比较,分析两者之间的误差,发现机体质量与总质量比值分别为95%、90%、80%、50%时两个模型的误差为3%、5%、12%、41%。通过Matlab进行数据的分析,验证单自由度隔振内力模型理论的正确性与可靠性。（4）发动机悬置系统理论分析。根据拉格朗日方程建立发动机悬置系统6DOF振动微分方程,包括质量阵、刚度阵和阻尼阵;并基于等效分布质点系统,构建发动机悬置3n DOF系统,通过理论分析对三点支撑的动力总成悬置系统建模仿真所需参数的获取方法进行研究,使得一些难以准确获得的参数可以通过简单的实验与测量得到;最后通过获取到的参数进行仿真,通过实验证明获取参数与仿真结果的正确性。为悬置系统设计悬置支撑参数反解、悬置参数系统辨识提供了理论基础与实现途径。（5）矿用车动力总成隔振系统的优化。将金属橡胶构件替代传统高分子橡胶构件运用在隔振器中,对使用金属橡胶隔振器的动力总成静态变形与振动模态进行仿真,使用最优拉丁超立方设计对系统的振动敏感性进行分析,得到各个设计变量对系统能量解耦率的影响比重。通过NSGA-Ⅱ优化算法对矿用车动力总成隔振系统进行优化设计,最终使悬置系统的能量解耦率达到主要振动方向85%,其余方向80%的能量解耦率优化目标。研究结果可对发动机及其他动力机械的悬置系统设计与隔振性能优化提供一种新视角。

关键词：金属橡胶内力模型悬置系统非支配排列遗传算法参数辨识

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风能转换系统低电压穿越控制策略研究

风能转换系统低电压穿越控制策略研究

作者：杨子明天津理工大学

学位级别：硕士

风力发电的快速发展为解决能源危机和环境污染问题带来了可能性,但分布式的风力发电机组的大量接入会对电网的稳定性带来挑战,故电网对风力发电机组的接入提出了要求,其中,低电压穿越(LVRT)能力是一项重要的指标。电网电压的故障跌落会... 详细信息

风力发电的快速发展为解决能源危机和环境污染问题带来了可能性,但分布式的风力发电机组的大量接入会对电网的稳定性带来挑战,故电网对风力发电机组的接入提出了要求,其中,低电压穿越(LVRT)能力是一项重要的指标。电网电压的故障跌落会造成直流母线电压的波动,严重情况下可能会破坏变流器和直流母线器件等,甚至造成永磁直驱风力发电机(PMSG)的脱网运行。故文中为了提高直流母线电压的暂态特性,增强PMSG的LVRT能力,对网侧变流器的电压外环控制策略进行改进。主要的工作内容和目的如下:首先,介绍了选题的背景和意义,主要介绍了网侧变流器控制策略的研究现状、自抗扰控制(ADRC)的研究现状,说明自抗扰控制目前的研究热点为参数的整定和控制器结构的改进。其次,建立了基于PMSG的风能转换系统的各部分模型,从功率平衡的角度阐述了直流母线电压波动的原因,分析了双闭环PI控制的解耦原理和参数整定原则。然后,为了解决PI控制器对非线性、强扰动的风能转换系统的不适应性,引入线性自抗扰控制(LADRC);为了解决LADRC带宽参数的整定问题,引入BP神经网络,提出了基于神经网络的带宽自整定线性自抗扰控制(LADRC-ST)。为了在不改变控制器结构的情况下提升控制效果、降低LADRC的带宽(成本)及不增加运算负担,将风能转换系统的已知模型信息补偿进LADRC的设计中,提出了应用于风能转换系统的修改型线性自抗扰控制(MLADRC)。最后,在Simulink中搭建了1.5MW的风能转换系统仿真模型,将所提控制策略应用于网侧变流器的电压外环控制中,仿真结果显示,在两种控制策略下直流母线电压的暂态特性较PI控制时有所提升。

关键词：风能转换系统低电压穿越线性自抗扰控制参数整定

精准扶贫政策的县域经济发展质量效应评估——基于县域不平等的分析视角

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宏观质量研究 2023年第5期11卷 88-103页

作者：方迎风杨子明武汉大学经济与管理学院

本研究使用2013年至2020年中国县级面板数据,从县域不平等的视角考察中国县域经济发展质量的现状,并利用模糊断点回归实证分析精准扶贫政策对县域经济不平等的作用效果,探讨精准扶贫政策对县域经济发展质量的影响。研究结果表明:第一,... 详细信息

本研究使用2013年至2020年中国县级面板数据,从县域不平等的视角考察中国县域经济发展质量的现状,并利用模糊断点回归实证分析精准扶贫政策对县域经济不平等的作用效果,探讨精准扶贫政策对县域经济发展质量的影响。研究结果表明:第一,近十年县域经济发展差异总体上有不断缩小的趋势,县域经济发展质量得到明显改善,但区域内部县域经济发展依然不平衡。第二,精准扶贫政策显著地提高了贫困县的经济增长速率,促进了区域的协调发展,提升了县域经济发展的质量。第三,从影响机制来看,精准扶贫政策通过改善地区产业结构、政府支出和人力资本等渠道提升县域经济发展质量。因此,在推动乡村振兴新阶段,继续延续政策扶持、推动产业结构升级、实施人才引进将有助于缩小县域不平等,推动县域经济高质量发展,最终实现共同富裕。

关键词：精准扶贫县域经济不平等增长质量