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基于非线性建模与拟合的永磁同步电机转子初始位置精确估计方法

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 142-151页

作者：姚培煜冯国栋吴轩彭卫文丁北辰中山大学智能工程学院广东深圳518107 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中山大学先进制造学院广东深圳518107

针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在... 详细信息

针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在大部分转子位置易受测量噪声的影响。为此,提出基于多项式模型建立位置估计非线性模型,选取合适的模型参数,利用少量测试点拟合该模型,即可实现初始位置的快速精确估计,有效提高了估计精度与系统抗干扰能力。实验与仿真结果表明,相比现有方法,提出的方法易于实现,无需复杂滤波器与观测器设计,仅需要选取少量测试点即可快速估计精确转子初始位置,在保证估计精度的同时改进了传统估计方法收敛速度慢问题。

关键词：永磁同步电机高频信号注入转子初始位置估计多项式模型非线性模型

光纤传感融入机械工程类科研训练的教学研究与实践

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实验室研究与探索 2024年第2期43卷 180-183页

作者：冯艳熊根良张华上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心上海201620

机械工程类科研训练课程既要紧扣智能制造特征,又要立足于机械专业本科教育教学的特点。以“穿戴式光纤光栅触压智能感知器”科研训练为例,从核心原理、验证实验、创新实验等方面进行“一个核心、两片旁瓣”的科研训练教学研究。在0~10 ... 详细信息

机械工程类科研训练课程既要紧扣智能制造特征,又要立足于机械专业本科教育教学的特点。以“穿戴式光纤光栅触压智能感知器”科研训练为例,从核心原理、验证实验、创新实验等方面进行“一个核心、两片旁瓣”的科研训练教学研究。在0~10 N的实验范围内,测得了该触压感知器正、反行程的压力灵敏度分别为5.33、5.44 pm/N,迟滞误差为4.8%。学生通过科研训练实践,不仅巩固了基础原理,而且激发了学生科研创新内驱力。

关键词：智能制造科研训练光纤光栅创新内驱力

基于LMMHD波浪能发电机特性的高效实时输出功率控制系统

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 43-49页

作者：张庆贺赵峰刘保林李建李然彭爱武中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

针对目前液态金属磁流体(LMMHD)波浪能发电机输出功率控制系统响应慢、精度差、变换效率低、低压下不能可靠换向的问题,在LMMHD波浪能发电机输出特性分析的基础上,提出一种通过实时调节LMMHD发电机等效负载来控制发电机输出功率的控制策... 详细信息

针对目前液态金属磁流体(LMMHD)波浪能发电机输出功率控制系统响应慢、精度差、变换效率低、低压下不能可靠换向的问题,在LMMHD波浪能发电机输出特性分析的基础上,提出一种通过实时调节LMMHD发电机等效负载来控制发电机输出功率的控制策略,该控制策略快速准确且多模块并联时不存在并联均流问题。通过对考虑寄生参数影响的主电路效率的理论分析,得到了所提输出功率控制策略下主电路效率的变化规律,进而提出了多模块并联的方案,提高了系统效率,降低了单模块的设计难度。并提出了一种滚动时域判断和双模块独立驱动的换向驱动方法,在实现低压下可靠换向的同时避免了电流从体二极管流通,降低了导通损耗。仿真和样机实验结果验证了所提策略的有效性。

关键词：波浪能发电液态金属磁流体发电机输出功率控制全桥Boost电路模块化

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埋伏上切牙正畸牵引的临床分析

口腔疾病防治 2024年第4期32卷 273-279页

作者：郭苏莹陆史俊丁元凤苏州口腔医院正畸一科江苏苏州215000

目的探讨埋伏阻生上切牙正畸牵引对牙根、牙周软硬组织的影响。方法本研究已通过单位伦理委员会审查批准,并获得患者知情同意。选取2018年01月—2022年12月完成阻生上切牙正畸牵引的患者40例,选择对侧同名牙根尖孔未发育完成的为A组(2... 详细信息

目的探讨埋伏阻生上切牙正畸牵引对牙根、牙周软硬组织的影响。方法本研究已通过单位伦理委员会审查批准,并获得患者知情同意。选取2018年01月—2022年12月完成阻生上切牙正畸牵引的患者40例,选择对侧同名牙根尖孔未发育完成的为A组(23例),对侧同名牙根尖孔发育完成的为B组(17例)。利用锥形束CT(cone beam CT,CBCT)测量A、B组埋伏的上切牙牵引前后的牙根长度,比较患牙牵引后与对侧同名牙以及1年后患牙的牙槽骨(牙槽骨宽度、唇侧骨板厚度、牙槽骨高度)及角化龈宽度变化。结果埋伏上切牙牵引后牙根长度较牵引前均有所增长(P0.05),而B组牵引后的牙槽骨宽度无法达到对侧同名牙厚度,差异具有统计学意义(P<0.05),A、B组牵引后的唇侧骨板均无法达到对侧同名牙的高度及厚度(P<0.05),角化龈宽度也显著小于对侧同名牙(P<0.05);但A组1年后的回访中,角化龈宽度显著增长(P<0.05)。结论对埋伏上切牙牵引,有利于埋伏的上切牙牙根生长、牙槽骨的改建和角化龈的生长,但仍无法达到与对侧同名牙完全对称的状态。

关键词：埋伏牙角化龈宽度牙槽骨宽度牙根长度锥形束CT 正畸牵引前牙美学牙龈生物型

无人机高光谱遥感的水稻叶瘟病的光谱特征提取与检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1457-1463页

作者：刘子扬冯帅赵冬雪李金朋关强许童羽沈阳农业大学信息与电气工程学院辽宁沈阳110161 沈阳农业大学辽宁省农业信息化工程技术中心辽宁沈阳110161

为了确定最佳的无人机高光谱遥感检测水稻冠层叶瘟病分类模型,以水稻大田试验为研究基础,获取了400~1000 nm波段内的无人机高光谱图像,参照国家标准GBT 15790—2009稻瘟病测报调查规范,按病情指数将叶瘟病划为5个等级,提取了0~4级共227... 详细信息

为了确定最佳的无人机高光谱遥感检测水稻冠层叶瘟病分类模型,以水稻大田试验为研究基础,获取了400~1000 nm波段内的无人机高光谱图像,参照国家标准GBT 15790—2009稻瘟病测报调查规范,按病情指数将叶瘟病划为5个等级,提取了0~4级共227组高光谱数据。采用Savitzky-Golay平滑(SG平滑)、一阶微分光谱(1-Der)和二阶微分光谱(2-Der)对数据进行预处理,并构建SVM模型,对比得出较优的预处理方法。采用主成分分析法(PCA)选取主成分累计贡献率;连续投影法(SPA)和随机青蛙法(RF)筛选光谱特征波段,并将筛选的结果作为模型的输入,分别构建粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)、极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)和决策树(DT)分类模型,并对模型进行对比分析得出最优分类模型。结果表明:相比于1-Der和2-Der,SG平滑方法的去噪效果较好,分类准确率较高,是较优的预处理方法,分类准确率和Kappa系数分别为93.47%、91.85%。PCA的前2个PC的累计贡献率为93.13%,为了模型的有效构建,最终选取了前6个PC,累计贡献率为99.02%。SPA使用RMSE作为最佳光谱特征波段选择标准,共显示了7个最佳光谱特征波段,其中可见光波段为400.8、416.7和426.2 nm,绿光波段为566 nm,红光波段为683.9 nm,近红外波段为830.2和916.4 nm。RF将筛选概率大于0.2的波段选为最佳光谱特征波段,最终筛选了8个光谱特征波段,其中红光波段为663.4和694.2 nm,近红外波段为784.4、787.9、791.4、905.5、927.2和930.9 nm,该方法有效地降低了波段间相关性和冗余性。将3种筛选结果分别构建分类模型,结果显示所有模型的总体分类准确率全部大于92.61%,建模结果较好;其中,以PSO-ELM模型对PCA的分类准确率达到97.77%,Kappa系数为97.22%,在所有模型中分类准确率最高,相比于ELM模型的最高分类准确率和Kappa系数高1.42%和1.56%,相比于SVM模型的最高分类准确率和Kappa系数高2.12%和2.66%,相比于DT模型的最高分类准确率和Kappa系数高4.44%和5.58%。综合评价PSO-ELM模型的建模效果优于ELM模型、SVM模型和DT模型,是最优的分类模型。因此,利用无人机高光谱遥感检测水稻叶瘟病具有可行性,为水稻生产和叶瘟病的检测提供科学依据和技术支持。

关键词：水稻叶瘟病无人机高光谱机器学习

青藏高原东缘川滇高山栎和西南花楸叶片性状对海拔的响应

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应用生态学报 2024年第3期35卷 606-614页

作者：邢红爽冯秋红史作民刘顺许格希陈健巩闪闪中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 四川米亚罗森林生态系统国家定位观测研究站四川理县623100 四川省林业科学研究院森林和湿地生态恢复与保育四川重点实验室成都610081 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

叶片作为响应环境变化最为敏感的植物器官,是反映植物生存策略的重要指示者。为明晰高山植物响应海拔变化的生态适应策略,本研究于青藏高原东缘选取不同海拔(2600、2800、3000、3200和3400 m)下常绿阔叶树种川滇高山栎和落叶阔叶树种西... 详细信息

叶片作为响应环境变化最为敏感的植物器官,是反映植物生存策略的重要指示者。为明晰高山植物响应海拔变化的生态适应策略,本研究于青藏高原东缘选取不同海拔(2600、2800、3000、3200和3400 m)下常绿阔叶树种川滇高山栎和落叶阔叶树种西南花楸为对象,测量叶片形态、解剖性状、气体交换参数、叶绿素荧光参数等指标,研究二者响应海拔变化的异同及生态适应策略。结果表明:随着海拔的升高,川滇高山栎的叶片干物质含量显著降低,西南花楸显著增加,两者叶片均逐渐变小;川滇高山栎的栅栏系数呈下降趋势,西南花楸的栅栏系数呈上升趋势,二者的叶片、栅栏组织、海绵组织、上表皮和下表皮的厚度均显著增加,与海拔2600 m相比,海拔3400 m处分别增加22.4%、4.9%、45.1%、23.3%、19.6%和28.2%、46.9%、8.9%、25.9%、20.8%。西南花楸叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数随着海拔升高显著增大,而川滇高山栎与之相反。两者叶片解剖性状、气体交换和叶绿素荧光参数均具有较强的可塑性,绝大多数叶片性状间以及叶片性状与海拔之间存在显著相关关系。川滇高山栎应对海拔变化的生存策略较为保守,西南花楸的生存策略则较为积极,两者均通过调节自身性状以适应不同海拔。

关键词：川滇高山栎西南花楸叶片功能性状解剖性状光合特性

The battle of crops against drought:Genetic dissection and improvement

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Journal of Integrative Plant Biology 2023年第2期65卷 496-525页

作者： Zhirui Yang feng Qin State Key Laboratory of Plant Environmental Resilience College of Biological SciencesChina Agricultural UniversityBeijing 100193China

With ongoing global climate change,water scarcity-induced drought stress remains a major threat to agricultural productivity.Plants undergo a series of physiological and morphological changes to cope with drought stress,including stomatal closure to reduce transpiration and changes in root architecture to optimize water uptake.Combined phenotypic and multi-omics studies have recently identified a number of drought-related genetic resources in different crop species.The functional dissection of these genes using molecular techniques has enriched our understanding of drought responses in crops and has provided genetic targets for enhancing resistance to drought.Here,we review recent advances in the cloning and functional analysis of drought resistance genes and the development of technologies to mitigate the threat of drought to crop production.

关键词： crops drought resistance gene cloning genetic improvement

高速铁路钢轨波磨地段轴箱振动加速度时频特征分析

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1275-1285页

作者：和振兴刘旭麒王玉魁封全保王淑珍兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 清华大学天津高端装备研究院天津300300

钢轨波磨是一种常见的高速铁路轨道病害。为了研究钢轨波磨参数与轴箱加速度响应时频特征之间的对应关系,从理论上探索通过轴箱振动加速度识别钢轨波磨的可行性,基于车辆-轨道耦合动力学理论建立了考虑车辆主要部件柔性化的刚柔耦合动... 详细信息

钢轨波磨是一种常见的高速铁路轨道病害。为了研究钢轨波磨参数与轴箱加速度响应时频特征之间的对应关系,从理论上探索通过轴箱振动加速度识别钢轨波磨的可行性,基于车辆-轨道耦合动力学理论建立了考虑车辆主要部件柔性化的刚柔耦合动力学模型。通过与实测数据的对比,验证了模型的准确性;在研究了钢轨波磨参数与轴箱振动加速度时域信号之间因应关系的基础上提出了一种基于VMD-SPWVD的钢轨波磨时频分析方法,并验证了该方法的有效性。研究结果表明,钢轨波磨会对轴箱振动加速度信号产生较大影响;不同波深和波长下的轴箱振动加速度最大值在时域信号中的位置具有随机性;钢轨波磨参数与轴箱振动加速度均方根之间的规律性较为明显,但其作为一种时域指标无法准确定位波磨区段的位置和严重程度;相较于时域分析方法,本文提出的基于VMD-SPWVD的时频分析方法能有效反映钢轨波磨参数与轴箱振动加速度之间的因应关系,时频分析结果能准确得到钢轨波磨的特征频率且不存在干扰成分,能量幅值与钢轨波磨波深之间呈正相关,该方法可以定位波磨存在的区段并能够体现同一区段不同位置波磨的严重程度。最后采用该方法对实测数据进行分析,进一步验证了本文所述方法通过轴箱振动加速度信号识别钢轨波磨的有效性。

关键词：高速铁路钢轨波磨轴箱加速度动力学响应时频特征

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海域天然气水合物完井液体系构建及性能评价

钻井液与完井液 2024年第1期41卷 133-140页

作者：冯明廖波王金堂曾先进中海油海南能源有限公司海口570100 中海石油(中国)有限公司海南分公司海口570100 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

砾石充填防砂方式是解决水合物储层开采出砂的有效手段,但与之配套的完井液体系面临水合物二次生成和砾石充填效率不高等技术难题。结合南海常规油气藏开发完井经验,考虑水合物储层的特殊性,构建了不同水合物完井液体系,评价了体系性能... 详细信息

砾石充填防砂方式是解决水合物储层开采出砂的有效手段,但与之配套的完井液体系面临水合物二次生成和砾石充填效率不高等技术难题。结合南海常规油气藏开发完井经验,考虑水合物储层的特殊性,构建了不同水合物完井液体系,评价了体系性能。研究结果表明,常用的热力学抑制剂乙二醇和盐类需要比较高的添加量才能达到比较好的抑制效果,但较高的完井液密度无法满足现场施工要求,需要替代使用动力学抑制剂;使用自行研发的SYZ-2动力学抑制剂配制的完井液体系能够满足现场各项指标要求,取得比较好的完井效果。优选出完井液配方为:盐水+2.5%PF-HCS+2.0%PF-CA101HT+6.5%NaCl+1.0%SYZ-2。

关键词：天然气水合物完井砾石充填抑制剂

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