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压电纤维复合材料(macro fiber composite,MFC)是由美国NASA研发的综合性能优秀的新型压电材料,掌握MFC的力学行为有利于将其投入结构变形控制、减振降噪和健康监测等领域.目前对MFC宏观力学行为的研究中缺乏对作动力与驱动电压直接关系的研究,现有的以MFC为作动器的应用中所使用力电关系的精度有限,不利于将MFC投入更精密的使用场景.针对此问题,文章采用经典板理论,考虑了MFC与受控结构的相对尺寸,推导了MFC对悬臂结构的作动力方程.为兼顾计算的准确性和便利性,建立了考虑MFC叉指电极真实电场的精细有限元模型开展压电静力仿真,给出将MFC叉指电极的弯曲电场简化为匀强电场的修正系数.搭建MFC-悬臂梁结构的实验装置,对有限元模型和作动力公式加以验证.精细模型与简化模型的仿真结果与实验进行对比,总体误差较小,验证了模型和修正系数的可靠性.理论计算与仿真结果对比,误差在1%以内,表明所得作动力预测公式在较大的宽度比范围内均具有较好精度.建立的MFC作动力模型对MFC应用于悬臂结构的变形控制和振动抑制有一定指导意义.

关键词：压电纤维复合材料作动方程叉指电极压电静力实验

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鸡嗉子榕传粉榕小蜂表皮碳氢化合物的性二型及季节变化

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生物多样性 2024年第6期32卷 36-46页

作者：谢华杨培李宗波西南林业大学林学院昆明650224 云南中医药大学研究生处昆明650500 西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室昆明650224

生存与繁殖对生物体维持和延续种群数量稳定至关重要。表皮碳氢化合物具有维持昆虫水分平衡和信息通讯的双重功能,目前对于昆虫在不同气候条件下如何权衡防脱水与保持化学信号可靠性的潜在冲突尚不清楚。本文以寄生于鸡嗉子榕(Ficus sem... 详细信息

生存与繁殖对生物体维持和延续种群数量稳定至关重要。表皮碳氢化合物具有维持昆虫水分平衡和信息通讯的双重功能,目前对于昆虫在不同气候条件下如何权衡防脱水与保持化学信号可靠性的潜在冲突尚不清楚。本文以寄生于鸡嗉子榕(Ficus semicordata)雄花期果内的传粉榕小蜂窝榕小蜂(Ceratosolen gravelyi)为研究对象,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)解析雨季、雾凉季和干热季中雌、雄成虫表皮碳氢化合物的种类及含量,运用非度量多维尺度排序、相似性分析、置换多元方差分析和随机森林等方法分析了窝榕小蜂表皮碳氢化合物对不同季节变化的响应机制。结果表明:(1)窝榕小蜂表皮碳氢化合物由34种C7–C44的化合物组成,包括正链烷烃、甲基烷烃、烯烃和甲基烯烃;其中角鲨烯(squalene)、2-甲基二十八烷(2-Me-C28)、正三十四烷(n-C34)、正三十六烷(n-C36)和正四十四烷(n-C44)为主要成分(>5%)。(2)不同性别窝榕小蜂表皮碳氢化合物的组成及含量存在显著差异,正四十二烷(n-C42)、17-三十五烯(17-C35:1)、1-二十九烯(C29:1)、2-Me-C28和角鲨烯是造成两性差异的重要贡献量化合物。(3)雌、雄成虫表皮碳氢化合物均具有明显的季节变化:在干热季中,雌蜂正链烷烃(n-C34、n-C36和n-C44)的比例及碳氢化合物的总绝对含量增加,2-Me-C28和角鲨烯的比例降低;雄蜂甲基烯烃的比例增加,正链烷烃和甲基烷烃的比例降低,碳氢化合物总绝对含量无明显变化。本研究发现窝榕小蜂表皮碳氢化合物具有明显的性二型和强烈的季节可塑性,2-Me-C28和角鲨烯可作为雄蜂配偶识别时的候选性信息素;雌、雄成虫在适应高温和/或干燥的气候条件时存在差异化响应,表明窝榕小蜂两性表皮碳氢化合物在不同季节变化中采取不同的适应性策略。本研究揭示了榕小蜂应对不同气候环境的化学适应机制,为研究昆虫双重性状和理解生态适应与物种形成之间的功能联系奠定了化学基础。

关键词：鸡嗉子榕传粉榕小蜂表皮碳氢化合物性二型季节适应性

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考虑纵横耦合的商用车队列模型预测控制

考虑纵横耦合的商用车队列模型预测控制

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作者：谢华城吉林大学

学位级别：硕士

车联网通信使车辆能够获得周围车辆和基础设施传递的交通信息,包括车辆状态、车流密度、路面状况以及交通信号等,从而实现智能车辆以队列的方式运行。通过车辆队列行驶,智能车辆可以有效的减少交通拥堵和提高交通运输效率,从而降低能源... 详细信息

车联网通信使车辆能够获得周围车辆和基础设施传递的交通信息,包括车辆状态、车流密度、路面状况以及交通信号等,从而实现智能车辆以队列的方式运行。通过车辆队列行驶,智能车辆可以有效的减少交通拥堵和提高交通运输效率,从而降低能源消耗和环境污染。商用车具有质量大质心高的特性,在高速大曲率弯道下,轮胎非线性和纵横耦合特性明显。队列通常采用纵横向解耦控制策略。为分析解耦控制策略的有效性,论文分别基于解耦控制方式与耦合控制方式设计商用车队列控制器,研究不同控制方式在不同工况下队列行驶问题,主要完成的工作内容如下:考虑商用车队列在弯道上行驶时的纵向和横向运动,采用纵向跟踪和横向车道保持的解耦控制策略。纵向设计具有串稳定性的PD控制,保证队列的稳定行驶。横向运动采用模型预测控制方法,保证横向车道跟踪性能。通过仿真分析了车辆队列在直道和弯曲道路上的纵横向运动。仿真结果表明,当商用车队列在直道行驶时,队列具有串稳定性。但在弯曲道路上行驶时,车辆横向运动导致纵向失去串稳定性;且解耦控制策略在某些工况下会导致跟随车辆超出道路边界,无法保障行驶安全。忽略车辆实际上存在的纵横耦合特性可能会导致解耦控制器跟踪性能下降,影响队列的稳定行驶和安全性能。基于纵横一体化动力学模型,设计考虑耦合特性的分布式模型预测控制器。同时为避免突发障碍物,在控制层的基础上,设计基于滚动时域优化的路径规划器,将参考路径和障碍物信息发送至规划层,为队列控制层提供准确的避障规划路径。在Truck Sim和Matlab/Simulink仿真场景验证考虑规划层的队列耦合控制系统在不同道路情况下的路径跟踪效果。结果表明,商用车队列分布式模型预测控制器能有效跟踪规划的路径,同时确保车辆行驶在道路边界内,显著提升队列行驶的安全性。

关键词：商用车队列模型预测控制纵横解耦控制车辆耦合特性

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对称故障下变流器控制对差动保护影响及优化策略

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5063-5072,I0004页

作者：黄涛谢华徐晓春赵青春南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变... 详细信息

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变并不断旋转的变化特征。受故障回路阻抗约束,变流器输出短路电流相位与网侧电压相位同步变化,造成并网线路差动保护性能严重下降。基于变流器网侧电压相位变化机理,从电流控制目标与锁相环控制两个维度,提出兼顾保护需求和供电需求的变流器控制优化策略。仿真结果表明,并网线路对称故障时所提策略能有效抑制两侧电流相位差,显著提升了差动保护动作性能。

关键词：变流器差动保护相位受控控制目标锁相环

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从街景影像中提取的微环境和行人对街面财产犯罪的影响研究

从街景影像中提取的微环境和行人对街面财产犯罪的影响研究

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作者：谢华芳广州大学

学位级别：硕士

作为城市的骨架,街道网络是人们日常活动的重要空间载体。街道微环境(如人行道、路灯、墙面、树木等)以及街面活动人群在很大程度上影响犯罪事件的发生。量化街道微环境的传统方法,如问卷调查、实地调查、人工审计等成本较高、效率较低... 详细信息

作为城市的骨架,街道网络是人们日常活动的重要空间载体。街道微环境(如人行道、路灯、墙面、树木等)以及街面活动人群在很大程度上影响犯罪事件的发生。量化街道微环境的传统方法,如问卷调查、实地调查、人工审计等成本较高、效率较低,不适用于大范围研究。在衡量街面活动人群方面,手机信令及社交媒体等大数据难以区分室内室外人群。街景影像以行人视角提供全方位街道层级景观信息,它的出现为街道微环境以及室外活动人群的量化提供了新的数据源。然而,现有研究多采用语义分割技术提取各类环境要素在影像中的像素占比,该方法适于提取建筑、天空等轮廓不固定、无法计数的环境要素,而不适于提取行人、路灯等轮廓固定、可以计数的环境要素。尚未有研究关注街道微环境要素提取方式对街面犯罪分析的影响,以及从街景影像中提取的街面人群规模在衡量街面犯罪受害风险人群时的适用性。为此,本文提出了两个研究问题:(1)结合语义分割和目标检测方法提取的街道微环境特征是否对街面财产犯罪具有更强的解释力?(2)从街景影像中提取的街面行人是否更能代表街面财产犯罪受害风险人群?为回答上述问题,本文以ZG市主城区的街面财产犯罪为研究对象,以路段为分析单元,以百度街景影像为主要数据源,利用语义分割和目标检测技术提取街道微环境特征和街面行人规模;采用空间自相关、聚类和异常值检测、线密度等方法对比分析街道微环境特征、街面行人规模、街面财产犯罪的空间分布模式;以路段单元街面财产犯罪案件量为因变量,比较不同方法提取的街道微环境特征对街面财产犯罪的解释力,回答研究问题1;对比基于“七普”统计的居住人口、基于联通手机数据提取的手机用户、基于街景影像和语义分割技术提取的街面行人像素占比、基于街景影像和目标检测技术提取的街面行人数量,哪一种在衡量街面财产犯罪受害风险人群方面更具优势,回答研究问题2。主要有以下发现:(1)采用语义分割技术提取街道微环境要素的像素占比时,平均预测精度可到达0.843;采用目标检测技术提取街道微环境要素的个数时,预测结果与人工识别的真实结果基本相同。(2)街道微环境要素、街面行人和街面财产犯罪均呈现明显的空间集聚特征,街道微环境和街面行人的空间分异是街面财产犯罪空间分异的驱动因素之一。(3)相较于语义分割技术,结合使用语义分割和目标检测两种技术提取的街道微环境特征对街面财产犯罪具有更强的解释力。街道微环境中,作案目标维度的人行道、建筑能够抑制犯罪发生;领地监视维度的路灯能够促进犯罪发生;活动支持维度的树木和草坪能够抑制犯罪的发生。(4)相较于居住人口、联通手机用户和街面行人像素占比,基于街景影像和目标检测技术提取的街面行人数量在衡量街面财产犯罪受害风险人群时更具优势。本研究的发现可为街道微环境和街面行人的精细化衡量、日常活动理论中潜在受害者的评估研究提供参考。在实践层面,也能为规划和创造更安全宜居的城市环境、制定更具针对性的警务防控策略提供思路。

关键词：街景影像街道微环境街面行人街面财产犯罪犯罪受害风险人群

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