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基于BP神经网络的重力仪高机动状态快速调平修正技术

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中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 457-462页

作者：杨晔董光泰高巍张子山天津航海仪器研究所天津300131 中国船舶航海保障技术实验室天津300131

针对平台式重力仪大机动状态后测量能力恢复慢的问题,提出一种基于BP神经网络的重力仪稳定平台快速调平修正技术。首先,针对动态重力测量在测量平台大机动状态后调平能力不足的问题,研究了基于BP神经网络的平台姿态高效、准确解算方法;... 详细信息

针对平台式重力仪大机动状态后测量能力恢复慢的问题,提出一种基于BP神经网络的重力仪稳定平台快速调平修正技术。首先,针对动态重力测量在测量平台大机动状态后调平能力不足的问题,研究了基于BP神经网络的平台姿态高效、准确解算方法;其次,利用惯性元件和卫星导航系统(GNSS)的信息优化BP神经网络,形成不同条件的平台姿态提取优化模型;最后,利用模拟仿真实验和实际机载动态重力测量数据验证所提方法的有效性和准确性。实验结果表明在大机动的动态条件下采用所提方法可以扶正重力仪稳定平台,将机动后重力仪稳定平台稳定时间缩短83.3%以上,提升动态重力测量效率。

关键词：动态重力测量平台式重力仪 BP神经网络平台快速修正

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油页岩自生热原位转化高效优化调控研究

油页岩自生热原位转化高效优化调控研究

作者：董光顺吉林大学

学位级别：硕士

能源是人类文明进步的基础和动力,木材、煤炭、石油、电力、风能、核能等等,每一次能源变革,都导致社会的巨变。我国油气资源相对短缺,与国内对一次能源的旺盛需求相矛盾。油页岩可以通过低温干馏产生油页岩油,我国丰富的油页岩资源是... 详细信息

能源是人类文明进步的基础和动力,木材、煤炭、石油、电力、风能、核能等等,每一次能源变革,都导致社会的巨变。我国油气资源相对短缺,与国内对一次能源的旺盛需求相矛盾。油页岩可以通过低温干馏产生油页岩油,我国丰富的油页岩资源是缓解国内油气供给压力的发展方向之一。但油页岩开采难度相对较大,原位转化可以避免破坏环境,实现深层开采等特点,决定了原位转化是未来油页岩商业化开采的必经之路。油页岩自生热原位转化是利用可控反应热加热地层的一种开发工艺,为进一步提高该技术的能量回报率,本文通过室内高温高压实验模拟油页岩原位转化过程,分析了不同原位转化参数对能量回报率的影响,并建立了一套自生热原位转化的数值模拟方法,探讨了实际地层开采过程中原位转化参数的影响规律,针对低含油率地层提出了注入气体中加入天然气来提高能量回报率的工艺。本文的主要研究如下:（1）在模拟原位条件下,开展了油页岩自生热原位转化模拟实验,分析了注入气体氧含量与热解压力两个关键技术对自生热原位转化的作用机理,论证了自生热原位转化过程中不同物性的关联性,揭示了开采过程中自解堵规律。油页岩自生热原位转化过程中,注入气体的氧含量是自生热反应剧烈程度的决定因素之一,能够对自生热反应锋面是否可以平缓推进,储层内部是否发生堵塞产生影响。注入气体的氧含量是决定油页岩自生热原位转化能否成功的关键技术参数,油页岩自生热原位转化开采过程中,适当提高热解压力可以提高气体的波及区域,降低开采过程中储层彻底堵死的风险,但对提高油收率具有负面影响。油页岩自生热原位转化具有明显自解堵的现象,岩石样品进出口压力差与温度的相互作用,导致了气体驱油能力增加与地层产油淤积量减少,这是油页岩自生热原位转化中实现自解堵的根本原因。（2）建立油页岩自生热与对流加热原位转化数值模拟模型,该模型考虑了干酪根热解、高温氧化和低温氧化。通过油和O2分布、固体有机组分的演化,分析了自生热原位转化的机理,研究了开采过程中预热温度、氧含量和注入气体流量对油收率和能量回报率的影响。油页岩自生热原位转化过程中,地层可分为五个特征区域:残留区、自生热区、热解区、预热区和原始区。在开采时,五个特征区都保持移动,形成了自生热反应锋面平缓前进的现象,保证了油气和高温气体的连续产出。自生热原位开发的化学能回报率和热能回报率都远超对流加热,但由于油气在裂缝中氧化消耗,自生热原位转化的油产量远低于对流加热。预热温度存在临界值425℃,低于425℃自生热反应难以触发,几乎没有产油。预热温度等于高于425℃时,自生热反应成功触发,油收率与能量回报率随着温度的升高略有下降。氧含量确定的情况下,自生热反应触发存在一个注入流量临界值。氧含量越高,注入流量临界值越低。氧含量和气体注入流量决定了有机质氧化放热强度和对流加热效率。采用异速方程可以描述氧含量和气体注入流量的比值与能量回报率之间的关系。（3）提出了一种适用于低含油率油页岩开采的自生热原位转化优化方案。在注入气体中混入一定比例的天然气,期望对低含油率油页岩触发自生热反应具有辅助作用。运用数值模拟方法研究了不同含油率油页岩开采效果,通过分析油气产量、能量回报率、地层温度和物性演化云图,得到了天然气对不同含油率油页岩自生热原位转化的影响机制,发现预期效果良好,并可以提高中高含油率油页岩自生热原位开采的能量回报率。向低含油率油页岩地层辅助注入少量天然气,可将不适用于自生热原位转化的地层成功开采。从能量回报率和油气产量角度考虑,注入空气中天然气体含量并不是越高越好,存在最优值。油页岩自生热原位开采能量变化过程是:开采前期化学能产出是导致能量回报率上升的主导因素,开采后期压缩能注入迅速增加是影响能量回报率下降的主要因素,当化学能产出与压缩能注入达到平衡时,能量回报率到达最高值。天然气可以在产油阶段大幅降低压缩能投入量,进而降低整体能量回报率。通过对油页岩自生热原位转化过程的研究,更加深入的了解了不同原位转化参数对开采过程的作用机理,实现了油页岩自生热原位转化的高效优化,并为进一步提高能量回报率与地层适用性提出了注天然气的新思路。

关键词：油页岩自生热原位转化机理研究高效优化

基于LIBS与HSI联用的土壤盐碱化检测方法研究

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基于LIBS与HSI联用的土壤盐碱化检测方法研究

作者：董光辉西北师范大学

学位级别：硕士

基于模态分析的多逆变器系统串并联谐振特性分析

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5269-5280,I0021页

作者：李强孙鹏菊董光德陈咏涛输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆市渝北区401121

基于模态分析的多逆变器系统谐振分析方法能够获得系统准确的谐振定位,但在谐振类型辨识方面存在不足。该文提出一种基于模态分析方法和参与因子计算的多逆变器系统谐振辨识方法。考虑线路阻抗,建立计及电容电流有源阻尼的逆变器诺顿等... 详细信息

基于模态分析的多逆变器系统谐振分析方法能够获得系统准确的谐振定位,但在谐振类型辨识方面存在不足。该文提出一种基于模态分析方法和参与因子计算的多逆变器系统谐振辨识方法。考虑线路阻抗,建立计及电容电流有源阻尼的逆变器诺顿等效模型。当逆变器组合变化时,对比串、并联谐振模态分析结果的差异。通过对系统谐振类型的划分,获取不同类型谐振的特征信息。针对不同类型谐振选择特定的模态分析方法,借助参与因子表现实现谐振类型辨识。最后,搭建仿真电路模型和实验平台,通过仿真和实验验证所得结论的正确性。

关键词：多逆变器串并联谐振模态分析谐振类型谐振辨识

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中国城市“干岛”的早产风险及其与温度、臭氧交互效应的影响

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科学通报 2024年

作者：肖翔高蒙董光辉阴赪宏香港浸会大学地理系香港浸会大学深圳研究院中山大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系首都医科大学附属北京妇产医院

近年来的研究表明,孕妇暴露于高温高湿环境可能增加早产的风险,而城市区域内湿度较低,尚未有研究深入探讨城市“干岛”(urban dry island, UDI)效应对早产的影响.本研究旨在探究个体水平UDI暴露与早产之间的是否存在保护作用,以及在城... 详细信息

近年来的研究表明,孕妇暴露于高温高湿环境可能增加早产的风险,而城市区域内湿度较低,尚未有研究深入探讨城市“干岛”(urban dry island, UDI)效应对早产的影响.本研究旨在探究个体水平UDI暴露与早产之间的是否存在保护作用,以及在城市高温、高臭氧暴露下UDI是否仍具有保护作用.本研究基于中国出生队列研究(CBCS)的阶段性数据(截至2020年12月的103040个出生记录),结合居住地址和相对湿度网格数据个体化评估UDI指数,使用广义线性混合效应模型,调整潜在的混杂因素,如母亲特征和环境因素,来评估UDI暴露与早产之间的关联.在距离分娩前21 d的时间范围内, UDI指数对早产存在较为一致而显著的保护作用.滞后1周的UDI指数每降低一个四分位数间距,早产的风险降低10%(OR=0.90; 95%置信区间:0.85, 0.95).交互作用分析中发现UDI可能可以在一定程度上减弱由高温暴露,高臭氧暴露带来的早产风险.分层分析显示,在30岁以上、社会经济地位较低和生活在绿化程度更高区域的孕妇中, UDI的保护作用更弱.研究结论表明,城市“干岛”效应可能对早产具有一定的保护作用,而在30岁以上、社会经济地位较低和生活在绿化程度更高区域的孕妇受到的保护作用更弱,提示这些人群可能为城市母亲中的易感亚组群,对其制定有针对性的干预措施具有重要意义.

关键词：城市“干岛”效应湿度高温臭氧早产

电场驱动下卵磷脂颗粒在织构表面的聚集与润滑

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表面技术 2024年

作者：袁恒迪刘奇朱帅董光能江苏师范大学机电工程学院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

目的研究利用电场在钛合金(Ti6Al4V)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦界面聚集卵磷脂颗粒的润滑性能。方法制备卵磷脂分散的纳米溶液，探究了不同分散剂对颗粒分散度的影响。对Ti6Al4V盘表面进行织构化处理，利用电场操纵卵磷脂纳米颗粒... 详细信息

目的研究利用电场在钛合金(Ti6Al4V)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦界面聚集卵磷脂颗粒的润滑性能。方法制备卵磷脂分散的纳米溶液，探究了不同分散剂对颗粒分散度的影响。对Ti6Al4V盘表面进行织构化处理，利用电场操纵卵磷脂纳米颗粒聚集，通过扫描电子显微镜(SEM)表征了颗粒聚集效果，并评价了在织构化和卵磷脂润滑颗粒聚集协同处理下Ti6Al4V金属盘表面的摩擦学性能。结果将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂使用超声制备的纳米乳液粒径在200～500nm。使用激光共聚焦显微镜(CLSM)观测到在卵磷脂溶液中通电后的织构表面比同参数未通电织构表面的深度减小了9.9μm，证实了通电后织构内部存在卵磷脂微颗粒的聚集。SEM对不同电流密度下的织构盘表面进行观测，观测到在大电流密度下，织构盘表面整体被卵磷脂层覆盖，出现轻微氧化，表面氧化物主要成分是金红石型TiO2，加剧UHMWPE的磨损。小电流密度下，可见卵磷脂颗粒被填充在织构内部，织构盘表面润滑性能更佳。聚集了纳米颗粒的Ti6Al4V织构盘润滑性能良好，其摩擦系数最低可达到0.075。结论电场驱动卵磷脂颗粒在摩擦界面聚集，实现了预期的减摩抗磨效果。且当电流密度较小时，所聚集的卵磷脂层润滑效果更佳。

关键词：表面织构纳米粒子电泳摩擦磨损

基于SA-PSO算法优化CNN的电能质量扰动分类模型

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 185-190页

作者：肖白李道明穆钢高文瑞董光德东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123

针对传统电能质量扰动分类模型中扰动特征复杂、识别步骤繁琐的问题,提出了一种通过模拟退火(SA)算法与粒子群优化(PSO)算法相结合来优化卷积神经网络(CNN)的电能质量扰动分类模型。将CNN卷积层中的二维卷积核替换成一维卷积核;采用SA... 详细信息

针对传统电能质量扰动分类模型中扰动特征复杂、识别步骤繁琐的问题,提出了一种通过模拟退火(SA)算法与粒子群优化(PSO)算法相结合来优化卷积神经网络(CNN)的电能质量扰动分类模型。将CNN卷积层中的二维卷积核替换成一维卷积核;采用SA算法对PSO算法进行改进,规避PSO算法陷入局部最优的困境;采用改进后的PSO算法对CNN进行参数寻优;利用优化CNN提取和筛选合适的特征,根据这些特征利用分类器得到最终分类结果。通过算例分析得出,使用基于SA-PSO算法优化的CNN的电能质量扰动分类模型能精确地识别出电能质量扰动信号。

关键词：电能质量扰动分类卷积神经网络粒子群优化算法模拟退火算法特征提取

立足数智融汇时代把脉中国教材建设——第二十一届上海课程论坛述评

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教育发展研究 2024年第2期44卷 77-84页

作者：张海蓉蔡琦董光楠华东师范大学课程与教学研究所上海200062

第21届上海课程论坛于2023年11月18日至19日在华东师范大学举行。本次论坛以“数智时代的教材建设与国家知识管理机制”为主题,探讨了数智时代教材研究与实践所面临的机遇与挑战,以及如何更好地落实国家事权、建设高质量教材等问题。本... 详细信息

第21届上海课程论坛于2023年11月18日至19日在华东师范大学举行。本次论坛以“数智时代的教材建设与国家知识管理机制”为主题,探讨了数智时代教材研究与实践所面临的机遇与挑战,以及如何更好地落实国家事权、建设高质量教材等问题。本文首先分析了数智时代教材变革的前沿趋势;随后回溯了信息技术发展以来教材形态转换、宏观体系规划、微观编写与应用的经验教训;接着就教材建设的核心议题,即知识的价值和管理制度展开讨论;最后从不同视角展望了未来教材发展之路,以期推进具有中国特色、世界水准的高质量教材发展。

关键词：数智时代教材建设知识管理教材研究

弱电网下LCL型并网逆变器高鲁棒性并网电流反馈有源阻尼策略

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电网技术 2024年第4期48卷 1672-1680,I0081页

作者：董光德徐泽众孙鹏菊李强陈咏涛国网重庆市电力科学研究院重庆市渝北区401121 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

并网电流反馈有源阻尼(grid-current-feedback-active-damping,GCFAD)策略可以在不增加额外传感器的前提下,有效抑制LCL型并网逆变器的谐振尖峰。在电网电压畸变的工况下,GCFAD策略往往与电网电压前馈策略同时使用以改善并网电流质量。... 详细信息

并网电流反馈有源阻尼(grid-current-feedback-active-damping,GCFAD)策略可以在不增加额外传感器的前提下,有效抑制LCL型并网逆变器的谐振尖峰。在电网电压畸变的工况下,GCFAD策略往往与电网电压前馈策略同时使用以改善并网电流质量。然而,通过研究发现,传统GCFAD策略等效虚拟阻抗在中低频段的正阻特性会导致并网逆变器输出阻抗在中频段产生一定的相位滞后,从而降低了系统在电网电压畸变且附加电网电压前馈策略的情况下,对电网阻抗变化的鲁棒性。为了解决这一问题,提出了一种高鲁棒性并网电流反馈有源阻尼(high robustness grid-current-feedback-active-damping,HR-GCFAD)策略,使虚拟阻抗在高频处呈现正阻特性以抑制LCL谐振尖峰,增强了系统的稳定性;在中低频段呈现负阻特性以提高系统中频段输出阻抗相位,进而提高了系统在附加电网电压前馈策略时对电网阻抗变化的鲁棒性。理论分析和实验结果充分验证了所提策略的有效性。

关键词： LCL型并网逆变器有源阻尼鲁棒性并网电流反馈