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基于力矩传递模型的风力机叶片颤振抑制方法

太阳能学报 2024年第4期45卷 159-165页

作者：陈沛刘惠康柴琳周楠武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

针对永磁直驱水平轴风力机叶片颤振现象,建立叶片-传动轴-电机旋转平面内的振动力矩传递模型,计算叶片侧扰动力矩以及归算到电机侧的扰动力矩,并通过控制电机转矩,在电磁转矩上叠加一个与该侧扰动力矩大小相等、方向相反的控制力矩,使... 详细信息

针对永磁直驱水平轴风力机叶片颤振现象,建立叶片-传动轴-电机旋转平面内的振动力矩传递模型,计算叶片侧扰动力矩以及归算到电机侧的扰动力矩,并通过控制电机转矩,在电磁转矩上叠加一个与该侧扰动力矩大小相等、方向相反的控制力矩,使其通过力矩传递模型抑制叶片颤振,同时对引起轴系谐振的电机转矩成分进行陷波滤波处理,以此抑制轴系谐振。最后通过仿真和实验验证上述方法的有效性。

关键词：风力机叶片颤振谐振力矩电磁转矩

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Laser-rewritable room temperature phosphorescence based on in-situ polymerized tartaric acid

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Science China Chemistry 2024年第9期67卷 3029-3038页

作者： Tuo-Yu Zhou Tai-Wen Li Hai-Fu Zhang Rui-lin chai Qian Zhao Penglin Zhang Guang-Yue Li Qian-Wen Wang Chang Li Yu Shu Zhi Fan Sheng-Hua Li College of Chemical Engineering and Materials Science College of Sciences Tianjin University of Science & Technology College of Chemical Engineering North China University of Science and Technology Tianjin Key Laboratory of Multiplexed Identification for Port Hazardous Chemicals Tianjin University of Science & Technology

Organic room temperature phosphorescence(RTP) materials have potential applications in information technology and bioimaging. However, the precise control of the afterglow in reversible manners remains challenging for organic matters. Here, we report a kind of organic RTP material fabricated by simple heating mixtures of tartaric acid(TA) and aromatic acids, which can switch their phosphorescence by laser. Those mixtures show tunable phosphorescence from indigo to orange with phosphorescence efficiency of up to 53.99% due to locking different organic luminogens by the TA-formed matrix through the noncovalent interactions. The afterglow of those materials lasts a few seconds and disappears by water fumigation, which can be repeated in response to wet/heat stimuli. With drop-casting those materials on glass slides, a laser-repatternable phosphorescence is achieved by facile laser direct writing and quenched by water cyclically. Those results open the opportunity for the design of smart stimuli-responsive phosphorescence materials from sustainable natural products.

关键词： room temperature phosphorescence tunable afterglows tartaric acid laser direct writing stimuli-response

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考虑钢丝绳抖振情况下的塔式吊车消摆控制方法

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科学技术与工程 2024年第5期24卷 1912-1922页

作者：段佳妮刘惠康柴琳孙曦武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

塔式吊车系统负载摆角的抑制对于其安全运行至关重要,现有的消摆控制方法在抑制摆角方面取得了不错的效果,但这些控制方法均未考虑钢丝绳连同负载发生抖振的情况,存在安全隐患。针对此问题,提出一种考虑钢丝绳抖振情况下的塔式吊车系统... 详细信息

塔式吊车系统负载摆角的抑制对于其安全运行至关重要,现有的消摆控制方法在抑制摆角方面取得了不错的效果,但这些控制方法均未考虑钢丝绳连同负载发生抖振的情况,存在安全隐患。针对此问题,提出一种考虑钢丝绳抖振情况下的塔式吊车系统摆角抑制方法。具体而言,首先建立塔式吊车水平运动时的非线性抖振机理模型,计算出系统发生抖振后传导到电机主轴上的非线性抖振力矩,并将该抖振力矩等值反向作为补偿力矩。其次,利用陷波器滤除补偿力矩外的其他干扰,再将补偿力矩与一种滑模消摆控制律计算出的控制力矩相叠加,控制驱动电机力矩输出。最后,仿真和实验结果表明提出的消摆方法对于摆角的抑制具有更好的控制效果。

关键词：塔式吊车谐振非线性抖振模型陷波器消摆

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抛丸和抛浆对金属基体表面完整性的影响对比

塑性工程学报 2024年第2期31卷 97-104页

作者：柴泽琳周存龙齐浩郭瑞李春阳太原科技大学机械工程学院山西省冶金设备设计理论与技术重点试验室山西太原030024

以Q235热轧带钢为研究对象,利用ANSYS/AUTODYN模块模拟了抛丸和抛浆对基体表面的冲击过程,并结合抛丸和抛浆冲击试验研究了带钢表面粗糙度和残余应力。结果表明,抛丸冲击后基体表面冲击深度和冲击直径分别比抛浆高20%~49%和9%~22%;抛丸... 详细信息

以Q235热轧带钢为研究对象,利用ANSYS/AUTODYN模块模拟了抛丸和抛浆对基体表面的冲击过程,并结合抛丸和抛浆冲击试验研究了带钢表面粗糙度和残余应力。结果表明,抛丸冲击后基体表面冲击深度和冲击直径分别比抛浆高20%~49%和9%~22%;抛丸冲击基体表面瞬时温度为247~413℃,抛浆冲击基体表面瞬时温度为60~97℃,说明浆体中的流体可以带走大量冲击热能。抛丸冲击后基体表面粗糙度和表面残余应力比抛浆冲击分别高22%~37%和3.7%~13.8%,抛浆冲击后基体表面完整性优于抛丸冲击。

关键词：抛丸抛浆冲击力表面粗糙度残余应力

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基于数字孪生和AO-ELM融合驱动的RH炉终点温度预报模型

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中国冶金 2024年第5期34卷 55-64页

作者：肖卓越刘惠康柴琳邓胤韬武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081

RH精炼炉作为钢铁冶炼过程中的关键设备,其终点温度对后期铸造和产品质量影响较大。为了尽可能准确地预报钢水的终点温度,提出基于数字孪生的RH炉终点温度预报方法,通过数字孪生体模型实现终点温度的精准预报。首先通过天鹰优化器优化... 详细信息

RH精炼炉作为钢铁冶炼过程中的关键设备,其终点温度对后期铸造和产品质量影响较大。为了尽可能准确地预报钢水的终点温度,提出基于数字孪生的RH炉终点温度预报方法,通过数字孪生体模型实现终点温度的精准预报。首先通过天鹰优化器优化极限学习机(AO-ELM)构建终点温度预报虚拟模型,根据物理空间中得到的实时炼钢数据,由AO-ELM模型获得初始预测值,同时更新孪生数据库;然后通过相似度搜索,在孪生数据库中找到相似的冶炼炉次,对比相似炉次下的预报值与实际值,对初始预报值进行加权误差修正,得到最终预报值。实际算例结果表明,所建模型相较于传统人工智能终点温度预报模型更加精准和可靠,对后续温度控制有较好的指导意义。

关键词： RH炉温度预报数字孪生天鹰优化器优化极限学习机(AO-ELM) 误差修正

基于模糊补偿的塔式起重机自适应模糊滑模控制

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科学技术与工程 2024年第2期24卷 639-648页

作者：赵志杰柴琳刘惠康孙家骏武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

塔式起重机在工作时,负载会产生摆动,且系统具有欠驱动性、非线性和强耦合性的特征,定位与消摆控制难度大。大多数现有控制方法未考虑系统的摩擦项或者考虑系统摩擦项时由固定公式计算得出,而工程实际应用中摩擦项易受到工作环境的影响... 详细信息

塔式起重机在工作时,负载会产生摆动,且系统具有欠驱动性、非线性和强耦合性的特征,定位与消摆控制难度大。大多数现有控制方法未考虑系统的摩擦项或者考虑系统摩擦项时由固定公式计算得出,而工程实际应用中摩擦项易受到工作环境的影响,引起控制效果的降低。为解决上述问题,提出了一种基于模糊补偿的自适应模糊滑模控制器。首先,通过对原有的系统动力学模型进行改造,构造出新的动力学模型,解决了系统由于欠驱动特性导致控制律难以设计的问题。随后采用模糊逼近的方式对系统的摩擦项进行逼近,解决了不确定性的工作环境对摩擦项的影响。其次在此基础上与滑模控制理论相结合设计控制器,并经严格的稳定性分析,证明了系统是渐进稳定的。最后,经仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：欠驱动系统塔式起重机定位和消摆模糊逼近滑模控制

典型引调水受水流域氮时空分布特征及硝酸盐来源解析--以汾河水库上游流域为例

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3823-3831页

作者：杨晓宇孙晖王岩张峰王朝旭柴嘉琳郑佳效太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 山西省污水高效治理技术创新中心山西太原030000 山西晋环科源环境资源科技有限公司山西太原030000

对万家寨引黄水受水区汾河水库上游流域氮时空分布特征进行了考察,识别了其硝酸盐来源,并针对引黄水对本流域的影响进行了分析.结果表明:流域各县四季TN浓度均值为3.67mg/L,TN中NO_(3)--N平均占比>70%;空间上,宁武县TN浓度均值最高,沿... 详细信息

对万家寨引黄水受水区汾河水库上游流域氮时空分布特征进行了考察,识别了其硝酸盐来源,并针对引黄水对本流域的影响进行了分析.结果表明:流域各县四季TN浓度均值为3.67mg/L,TN中NO_(3)--N平均占比>70%;空间上,宁武县TN浓度均值最高,沿程逐渐降低;时间上,秋、冬季TN浓度较高,夏季较低,调水期引黄水所携带的氮是流域内氮的最主要来源.定性分析发现各污染源的混合过程是影响氮迁移的主要因素.经MixSIAR模型定量计算,各类来源对NO_(3)--N的平均贡献率由大到小依次是散排及点源污水(39.3%)>牲畜粪便(18.7%)>化学肥料(18.2%)>土壤有机氮(17.7%)>大气氮沉降(6.1%).引黄水中,秋季散排及点源污水、春季化学肥料的硝酸盐贡献率明显高于本地支流,引黄水对汇入口下游干流断面硝酸盐来源影响较大.

关键词：硝酸盐汾河水库上游流域氮氧同位素引黄水 MixSIAR模型来源解析

柠檬酸协同黄铁矿对煤矸石硅缓释及土壤砷稳定性的影响研究

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Journal of Central South University 2024年第4期31卷 1276-1291页

作者：吕鑫冯胜元占鸿志雷建兰舒自刚周佩雯柴喜林 School of Chemical&Environmental Engineering China University of Mining&Technology(Beijing)Beijing 100083China Jiangxi Gaiya Environment Science and Technology Co. Ltd.Shangrao 334000China Central South(Shangrao)Metallurgical Industry Research Institute Co. Ltd.Shangrao 334000China School of Resources and Environment Shanxi Agricultural UniversityTaiyuan 030031China

煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的固体废弃物,通常由硅酸盐组成。其在提升硅的生物可利用性方面具有显著潜力,因此可作为农业用硅肥的潜在来源。然而,煤矸石硅的缓释性不足与植物的慢吸收速率存在天然矛盾,限制了煤矸石作为硅肥的应... 详细信息

煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的固体废弃物,通常由硅酸盐组成。其在提升硅的生物可利用性方面具有显著潜力,因此可作为农业用硅肥的潜在来源。然而,煤矸石硅的缓释性不足与植物的慢吸收速率存在天然矛盾,限制了煤矸石作为硅肥的应用。本研究探讨了柠檬酸和黄铁矿对煤矸石中硅的缓释效果,以及由此制备的复合物(C@PC-10)对土壤中砷的固化与稳定化作用。研究结果显示,C@PC-10能有效减缓煤矸石中硅的释放速率,在30 d的实验周期内,土壤中水溶态砷和有效态砷的去除效率分别达到71.3%和55.9%。此外,酸溶态砷的比例降低,而残渣态砷的比例增加。模拟酸雨实验进一步表明C@PC-10能够抑制土壤中砷的溶出。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析,本研究证实了球磨过程中黄铁矿的氧化及其向黄钾铁矾和FeOOH的转化。这些发现揭示了氧化黄铁矿对砷的吸附能力显著增强,表明C@PC-10复合物是一种高效的修复材料,能够调控硅酸盐的释放并有效阻碍土壤中砷的迁移。

关键词：砷煤矸石硅缓释固化稳定化

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晋祠鱼沼飞梁结构整体稳定性分析研究

太原理工大学学报 2024年第2期55卷 316-324页

作者：李晋芳韩鹏举安一劲柴琳王崇恩白向灵太原市文物保护研究院太原030025 太原理工大学土木工程学院太原030024 太原理工大学建筑学院太原030024

【目的】晋祠鱼沼飞梁作为“世界上最古老的立交桥”,凸显着山西古建筑的文化特色。【方法】通过回弹仪对晋祠鱼沼飞梁石柱抗压强度进行测试;依据测绘图纸利用AutoCAD软件进行三维建模,并利用ABAQUS有限元分析软件对其静力荷载及地震作... 详细信息

【目的】晋祠鱼沼飞梁作为“世界上最古老的立交桥”,凸显着山西古建筑的文化特色。【方法】通过回弹仪对晋祠鱼沼飞梁石柱抗压强度进行测试;依据测绘图纸利用AutoCAD软件进行三维建模,并利用ABAQUS有限元分析软件对其静力荷载及地震作用下的整体稳定性进行数值模拟分析。【结果】结果表明:鱼沼飞梁在静力作用下,构件所受应力远小于允许值,地基沉降量较小,趋于稳定;在地震作用下,结构受力均匀对称,顶面位移最大,石柱第三主应力主要集中于柱脚与柱顶,且沿地震波加载方向,斜截面发展,所受应力也小于允许值,具备较好的抗震稳定性。本研究可为鱼沼飞梁日后的保护和修缮工作提供参考依据。

关键词：晋祠鱼沼飞梁回弹测试稳定性分析有限元模拟应力分析

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