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地聚物基充填材料制备及工程特性研究

地聚物基充填材料制备及工程特性研究

作者：田志恒西安理工大学

学位级别：硕士

地质聚合物作为一种新型绿色胶凝材料,具有低碳排放量和低能耗的特点。在促进建筑垃圾资源化利用和改善回填土性能,并同时减少水泥基材料对环境带来的负面影响方面具有巨大的潜力和优势。本文以偏高岭工作为前驱体材料,利用硅酸钠粉末... 详细信息

地质聚合物作为一种新型绿色胶凝材料,具有低碳排放量和低能耗的特点。在促进建筑垃圾资源化利用和改善回填土性能,并同时减少水泥基材料对环境带来的负面影响方面具有巨大的潜力和优势。本文以偏高岭工作为前驱体材料,利用硅酸钠粉末和片状氢氧化钠配置碱激发剂,制备偏高岭土基地质聚合物。探索利用偏高岭土基地质聚合物和工程废土制备预拌流态固化土的可行性。以无侧限抗压强度、流动扩展度和凝结时间作为正交试验的设计指标,探究了水玻璃模数、碱激发剂掺量、偏高岭土掺量和水固比对不同设计指标的影响规律。通过与普通硅酸盐水泥和粉煤灰基地质聚合物作为胶凝材料制备的流态固化土进行对比试验,进一步评估偏高岭土基地质聚合物的固化效果,并借助核磁共振(1H-NMR)和扫描电镜(SEM),对不同流态固化土的微观结构进行表征。试验结果表明:(1)分析不同因素对流态固化土设计指标的影响发现,对于无侧限抗压强度,碱激发剂掺量的影响最大,而水固比的影响最小;对于流动扩展度,水玻璃模数的影响最大,而偏高岭土掺量的影响最小;对于凝结时间碱激发剂掺量的影响最大,而偏高岭土掺量的影响最小。通过设计正交试验结果分析,当水玻璃模数为1.1,碱激发剂掺量为10%,偏高岭土掺量为8%和水固比为0.44时,偏高岭土基地质聚合物制备流态固化土的性能最佳。对所选出的最佳配比进行试验验证,满足了规范对流态固化土工程性能的要求。(2)通过对不同胶凝材料流态固化土的工程特性和耐久性能进行分析,偏高岭土基地质聚合物试验组的抗压强度优于对照组,且增长趋势稳定。地质聚合物与水泥相比在流态固化土流动性能方面具有明显优势,但是凝结时间较长。前者具有更好的抗收缩性和抗渗透性。在长期泡水环境下,偏高岭土基地质聚合物的水稳特性最优;在经历干湿循环后,不同胶凝材料流态固化土的强度均所提升,其中地质聚合物样品的表面完整性最好;在长期硫酸盐浸泡环境下,地质聚合物流态固化土的强度损失率更小,耐腐蚀系数较大并可以保持较完整的结构。(3)通过XRD分析表明,不同胶凝材料水化产生的胶凝物质,会很好的改善流态固化土的性能,其中偏高岭土基地质聚合物和水泥样品产生的胶凝物质对流态固化土的力学性能提升最为明显。核磁孔隙率试验表明,地质聚合物样品具有更为密实的孔隙结构,并且在扫描电镜中得以验证,地质聚合物的微观结构更为致密,能够使土体的粘结更为稳定。热重试验表明,偏高岭土基地质聚合物具有更强烈的反应,从而产生出更多的胶凝物质。

关键词：偏高岭土基地质聚合物流态固化土工程特性耐久性能微观结构

基于深度学习的小样本遥感图像语义分割方法研究

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基于深度学习的小样本遥感图像语义分割方法研究

作者：吴雨恒电子科技大学

学位级别：硕士

基于机器学习的主成分分析方法在金矿类型判别中的应用:以黄铁矿元素地球化学特征为例

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岩石学报 2024年第6期40卷 1801-1816页

作者：邓依张静钟日晨何西恒王潇逸中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

黄铁矿是金矿床中一种重要的载金矿物,其所含微量元素特征可以反映成矿热液性质、矿床类型等关键信息。机器学习方法能高效处理海量的黄铁矿微量元素数据并进行相关研究,前人利用随机森林、决策树、神经网络等不同算法,训练了相关的分类... 详细信息

黄铁矿是金矿床中一种重要的载金矿物,其所含微量元素特征可以反映成矿热液性质、矿床类型等关键信息。机器学习方法能高效处理海量的黄铁矿微量元素数据并进行相关研究,前人利用随机森林、决策树、神经网络等不同算法,训练了相关的分类器,但是仍存在训练金矿类型偏少、使用元素种类偏少、矿床类型判别效果不佳等问题。因此本文采用机器学习中的主成分分析方法,拟训练并建立一个能直观反映大部分金矿类型不同特征的判别图解,进而评估使用黄铁矿化学元素作为不同矿床类型判别器的稳健性。数据集中共收集了来自卡林型、浅成低温热液型、造山型、斑岩型、IOCG、SEDEX和VMS七种矿床类型、近百个矿床的6939套黄铁矿LA-ICP-MS微量元素数据。统计结果显示,卡林型和IOCG型金矿床中黄铁矿的Au、As、Cu、Se等微量元素富集程度最高,造山型和浅成低温型的较富集,VMS和SEDEX型矿床中个别元素显著富集,而斑岩型金矿床中黄铁矿的各微量元素含量普遍较低。通过数据预处理,选择十种微量元素,绘制了不同成因类型金矿床黄铁矿成分的二维判别图解,并选择4个矿床实例进行了验证判别。两张判别图解联用能较好的区分出卡林型、斑岩型、IOCG、造山型和浅成低温热液型,但SEDEX和VMS型仍存在部分重叠,需要结合其他地质证据来综合判断。通过与传统判别图解和其他机器学习方法的判别效果对比,本研究构建的主成分分析判别图解具备简明直观、覆盖类型更广、突出强调矿床类型、对卡林型和斑岩型的判别效果最佳等优势,说明其在解决实际矿床问题方面具有有效性和准确度,为广大研究者提供了借鉴参考。

关键词：黄铁矿 LA-ICP-MS 金矿床主成分分析机器学习

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城市人口集聚对碳排放的影响研究

城市人口集聚对碳排放的影响研究

作者：王祥恒山东师范大学

学位级别：硕士

降低碳排放、实现双碳目标是当前全球范围内的紧迫任务,而在中国这一人口众多的国家,经济发展的高速阶段往往伴随着人均碳排放的增长高峰。在此背景下,城市人口集聚作为中国经济发展过程中最为显著的特征之一,承担着通过多种渠道对城市... 详细信息

降低碳排放、实现双碳目标是当前全球范围内的紧迫任务,而在中国这一人口众多的国家,经济发展的高速阶段往往伴随着人均碳排放的增长高峰。在此背景下,城市人口集聚作为中国经济发展过程中最为显著的特征之一,承担着通过多种渠道对城市碳排放水平施加影响的重要角色。城市人口集聚既反映着城市规模的扩大和经济活动的集中,同时也是碳排放影响的一个主要驱动因素。本文将通过深入探讨城市人口集聚对碳排放的多重因素影响,为制定科学的碳减排政策提供理论与实证支持。在我国双碳目标实现的过程中,这一研究具有重要的理论和实践意义。基于这一现实本文研究了城市人口集聚度对碳排放效率的影响。利用2005年-2019年我国285个城市数据经验研究发现:(1)城市的人口集聚度水平的提高有利于促进城市每单位GDP碳排放以及人均碳排放强度的降低。(2)从城市异质性角度来看我们发现大城市、非资源型城市、行政等级更高的城市以及南方城市在人口集聚方面对碳排放效率的促进更为显著。(3)人口集聚能够通过提升城市技术创新、服务业发展以及城市交通基础设施的水平从而来促进城市碳排放强度的降低,并且通过微观部分数据也证实了人口集聚度更高城市的家庭和企业都会有着更为低碳的选择倾向。我们通过对城市经济与人口数据的计算表明中国目前的人口集聚程度远远低于其经济集聚,这种经济与人口的空间错位不利于城市之间充分利用规模效应来实现平均碳排放的降低。最后的政策含义表明:城市间人口集聚度的提高有利于促进碳排放强度的降低,而当前我国一系列人口分流政策不利于城市间这种规模效应的发挥。我们应该充分尊重经济发展的客观规律,减少对人口自由流动的行政干预导致的人口与经济之间空间集聚分布的错配失衡。

关键词：双碳目标城市碳排放人口集聚人口空间分布

多品种小批量模式下机械加工过程状态监测研究

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多品种小批量模式下机械加工过程状态监测研究

作者：曾子恒南昌大学

学位级别：硕士

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集装箱门式起重机防摇摆多工况动力学仿真

集装箱门式起重机防摇摆多工况动力学仿真

作者：董杰恒太原科技大学

学位级别：硕士

集装箱门式起重机作为物流运输的一种重要大型工程机械设备,广泛应用于港口国际贸易行业。相比一般门式起重机,其具有更大的大小车运行速度,而由于起重小车与被吊物间的柔性连接方式,有效载荷无法做到全约束,进而会导致其在工作中产生... 详细信息

集装箱门式起重机作为物流运输的一种重要大型工程机械设备,广泛应用于港口国际贸易行业。相比一般门式起重机,其具有更大的大小车运行速度,而由于起重小车与被吊物间的柔性连接方式,有效载荷无法做到全约束,进而会导致其在工作中产生较大的摆动角度。过度的负载摆动会增大货物损坏的风险以及对周围环境、工作人员的安全隐患。此外被吊物的摆动时间越久,集装箱搬运作业效率就越低,从而会大大降低产量,统计数据表明,传统的对接设备在固定负载上需占用超过30%的总作业时间。为了保障作业安全性,提升作业效率,推动作业流程的自动化、智能化,针对集装箱门式起重机的防摇摆控制是一个重要且具有实际意义的工程问题。本文在充分调查了起重机防摇摆国内外研究现状后,以40.5t集装箱门式起重机作为研究对象,进行了防摇摆控制方法研究,主要研究内容如下:(1)通过ADAMS仿真发现集装箱门式起重机在作业时货物摆动主要发生在小车运行方向,而研究发现传统的起重机二维单摆或双摆模型并不能很好反应研究对象的运动学特性。因此针对集装箱门机利用力学分析方法建立小车运行平面内二维动力学方程,并证明了系统的可控性。给出了小车位移跟踪函数以及系统物理参数。(2)由于传统滑模控制(SMC)对于起重机欠驱动系统的控制效果不理想,因此利用非线性闭环控制的滑模控制理论建立了结合一种新型分数阶趋近律的改进分层滑模控制器(HSMC),仿真结果表明该方法在控制小车以误差不大于0.06m精准跟踪轨迹的同时能在小车到达预定位置后被吊物的残余摆角和姿态俯仰角均不大于0.1°,证明该方法是针对研究对象的最佳防摇摆控制策略。(3)提出了一种基于RBF神经网络的自适应鲁棒滑模控制(ARSMC)。该控制器最大特点为去模型化,即无需模型具体参数仅依靠需反馈信号进行自适应控制,且该控制方法由于其特性对于外界扰动以及系统参数不确定性都有着很好的自适应性。但由于其存在逼近过程,因此收敛速度要略差于改进HSMC。(4)以被吊物的重量以及钢丝绳绳长作为两组控制变量,建立出八种工况对两种方法进行仿真,仿真结果证明了两种方法都具有很好的鲁棒性。此外通过ADAMS的虚拟样机模拟真实集装箱门机的小车运动过程,建立出联合仿真平台进行验证,虽然在运行过程中角度摆动情况存在一些差异,但仍可较为精准定位小车位置,并使残余摆角降到最低。(5)设计了集装箱门式起重机防摇摆系统实验,根据设计思路搭建了试验台的机械系统以及控制系统。经过实验与仿真对比以及不同工况的实验,结果证明了本文所建立二维集装箱门式起重机动力学系统的正确性以及所提防摇摆控制方法的有效性。

关键词：集装箱门式起重机防摇摆控制拉格朗日方程滑模变结构控制李雅普诺夫稳定性理论动力学仿真

计及脆弱支路筛选的含风电电网连锁故障预防策略

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太阳能学报 2024年第6期45卷 544-555页

作者：邓慧琼钟运恒黄靖智能电网仿真分析与综合控制福建省高校工程研究中心(福建理工大学) 福州350108 福建理工大学电子电气与物理学院福州350108

针对含风电电力系统中由支路故障引发的连锁故障现象,提出一种考虑脆弱支路筛选的含风电电力系统连锁故障预防策略。首先,构建支路跳闸概率模型和系统安全指标,并引入概率密度函数和正态分布函数对含风电电力系统中各支路进行脆弱性评估... 详细信息

针对含风电电力系统中由支路故障引发的连锁故障现象,提出一种考虑脆弱支路筛选的含风电电力系统连锁故障预防策略。首先,构建支路跳闸概率模型和系统安全指标,并引入概率密度函数和正态分布函数对含风电电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此筛选出严重初始故障支路;然后根据支路脆弱性排序筛选出对电网运行安全性影响较为严重的一条或几条支路,建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和优先消纳风电功率的连锁故障预防控制模型,并使用粒子群算法求解该模型。基于IEEE-14和IEEE-39节点系统进行仿真分析,结果表明所提考虑脆弱支路含风电电力系统连锁故障预防策略不仅可优先消纳风电功率,而且可确保含风电电力系统拥有充足的安全裕度。

关键词：风电连锁故障综合脆弱性支路新能源预防控制风险识别

基于改进自适应控制的微网电压型逆变器控制策略研究

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基于改进自适应控制的微网电压型逆变器控制策略研究

作者：何卓恒北方民族大学

学位级别：硕士

微网电压型逆变器(Voltage Source Inverter,VSI)在复杂工况下运行时会出现控制性能的降低。VSI在复杂工况下的传统控制策略可能会出现模型复杂度增加、系统敏感度高、参数难以整定以及微网模式切换控制不易等问题。因此,本文对微电网VS... 详细信息

微网电压型逆变器(Voltage Source Inverter,VSI)在复杂工况下运行时会出现控制性能的降低。VSI在复杂工况下的传统控制策略可能会出现模型复杂度增加、系统敏感度高、参数难以整定以及微网模式切换控制不易等问题。因此,本文对微电网VSI的自适应控制策略进行改进,具体如下:首先,针对微网VSI在采用传统控制方法系统复杂度增加及控制阶数高的问题,在微网VSI中设计了基于Narendra自适应控制的微网逆变器控制策略。逆变器在复杂工况下运行时可能会出现自适应增益过高导致扰动对系统的影响增大。因此,提出了基于Narendra自适应抗扰控制的微网逆变器控制策略,该控制策略是将Narendra模型参考自适应控制作为外环控制,自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)作为内环控制,自抗扰控制可将系统的内外部扰动统一归为总扰动并补偿,可加快控制其中可调系统中参数的收敛速度进而降低系统对外部扰动敏感度。算例验证表明,采用所提出的基于Narendra自适应抗扰控制的微网逆变器控制策略可使得微网VSI在复杂工况下运行时输出电压幅值保持额定,电压不平衡度约为0.017%,且谐波畸变率仅为1.84%,电能质量良好,满足电能质量标准。进一步的,在实际运行过程中发现,由于Narendra自适应抗扰控制器的参数难以整定,需对参数进一步优化设计。于是提出了基于Narendra自适应抗扰控制的逆变器参数优化设计研究。其中,结合了控制器结构对虚拟阻抗进行了进一步的优化设计使得逆变器并联运行时的功率解耦精度提高,并基于灵敏度的思想来分析可调系统的参数摄动与系统的响应特性,设计了参数优化方法,通过算例验证了上述优化设计的有效性。最后,本文在上述研究基础上,在VSI系统中引入转子运动方程以增加系统的阻尼与惯性,通过所设计的预同步控制来确保模式切换的准确性与快速性。以恒功率控制(PQ control,PQ)为并网运行模式下微网逆变器控制策略,通过在PQ控制中设计虚拟平波电抗器以及准比例谐振控制(Quasi Proportional Resonant,QPR)来抑制系统的暂态电流,使得VSI为微网模式切换的平滑切换提供支撑。基于此,提出了基于改进自适应控制的VSI支撑微网模式切换控制策略。解决了微网VSI在参与微网的模式切换时,需要合适的控制以避免可能存在的切换时间可能过长、模式切换不连续、及出现较大的暂态过程等问题。算例验证表明,采用本文所提基于改进自适应控制的VSI支撑微网模式切换控制策略时,逆变器输出电压波动在0.02s内迅速恢复,并网时刻冲击电流较小且恢复时间在0.02s内,使得微网的模式切换的过程较为平滑。通过上述算例可知,本文所提的基于改进自适应控制的微网电压型逆变器控制策略研究可使得微网VSI在复杂工况下仍能保持良好的控制性能,为微网多工况的稳定运行提供保障。

关键词：微网电压型逆变器自适应控制自抗扰模式切换

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汽车动力电池热管理仿真分析及优化

汽车动力电池热管理仿真分析及优化

作者：郝恒恒盐城工学院

学位级别：硕士