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基于SHEPWM的三电平三相逆变器中点电位主动平衡控制策略

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1147-1158页

作者：董志强王琛琛周明磊刘明月李凯北京交通大学电气工程学院北京100044

在大功率系统中,常采用特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)以降低系统的开关损耗。针对三电平中点钳位(NPC)型三相逆变器在SHEPWM下的中点电位偏移问题,分析SHEPWM下逆变器输出相电压基波与3次谐波在不同电压相位范围内对中点电位的影响,... 详细信息

在大功率系统中,常采用特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)以降低系统的开关损耗。针对三电平中点钳位(NPC)型三相逆变器在SHEPWM下的中点电位偏移问题,分析SHEPWM下逆变器输出相电压基波与3次谐波在不同电压相位范围内对中点电位的影响,设计两种在基波周期内对中点电位总充放电效果相反的开关角组合方案,并提出一种通过测量中点电位偏移值及中点电位滞环控制,选择不同的开关角组合方案进行调制的中点电位主动平衡控制策略。实验结果验证了所提出方法的实用性及有效性。

关键词：三电平中点钳位型逆变器中点电位控制特定谐波消除脉宽调制 3次谐波

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氧化石墨烯对活性污泥脱氮性能影响的机制

中国环境科学 2024年第7期44卷 3759-3766页

作者：殷牧辰李军吴耀东李东岳高鹏边雪莹裴艳雪梁东博北京工业大学城市建设学部城市污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京100124 北京市勘察设计研究院有限公司北京100038 中国城市建设研究院有限公司北京100120

本研究建立了3个不同浓度GO(0.1和10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应... 详细信息

本研究建立了3个不同浓度GO(0.1和10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应激水平分别提升198.51%和307.13%.而微生物通过分泌更多的胞外聚合物(EPS)以应对GO胁迫.16S rRNA gene测序结果表明.GO显著影响了具有脱氮功能的菌属丰度.常见的负责硝化过程的菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化过程的菌属(Candidatus_Accumulibacter、和Thauera等)丰度随着GO浓度升高而降低.功能基因预测显示.GO降低了和脱氮有关的基因丰度.与NH_(4)+-N氧化的相关的基因(***)和NO_(2)--N还原的相关的基因(***)丰度均随着GO的累积而显著下降.本研究从功能基因的角度深入解析了GO恶化AS脱氮性能的内在机理.

关键词：氧化石墨烯脱氮性能胞外聚合物微生物群落结构功能基因

超声-酶辅助碱法提取黑木耳膳食纤维及对糖尿病小鼠的降血糖作用

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精细化工 2024年第8期41卷 1754-1764,1847页

作者：杨帆孙孝帆李德海王璐王楠楠王鹏东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省森林食品资源利用重点实验室黑龙江哈尔滨150040 华迪计算机集团有限公司北京100195

以提取多糖后的黑木耳残渣粉末为原料,采用超声-酶辅助碱法提取黑木耳膳食纤维(AADF),通过单因素实验和Box-Behnken设计确定了AADF的最佳提取工艺,进一步通过小鼠体内实验探究了AADF的降血糖功效。结果表明,在料液比(g∶mL)1∶15、超声... 详细信息

以提取多糖后的黑木耳残渣粉末为原料,采用超声-酶辅助碱法提取黑木耳膳食纤维(AADF),通过单因素实验和Box-Behnken设计确定了AADF的最佳提取工艺,进一步通过小鼠体内实验探究了AADF的降血糖功效。结果表明,在料液比(g∶mL)1∶15、超声功率350 W、超声时间50 min、耐高温α-淀粉酶用量5.0%(以黑木耳残渣粉末的质量为基准,下同)的最佳工艺下,AADF提取率为69.18%。28 d经AADF干预糖尿病小鼠饮食期间,模型高剂量组[每天AADF灌胃量为200mg/(kg·bw)]与模型对照组(每天灌胃生理盐水)的糖尿病小鼠相比,空腹血糖值下降13.72%、口服糖耐量降低16.95%,血脂总胆固醇和甘油三酯含量显著降低,高密度脂蛋白胆固醇和血清中谷胱甘肽过氧化物酶的水平升高,肝脏中的过氧化氢酶以及琥珀酸脱氢酶活力得到提高,与模型阳性组[每天二甲双胍灌胃量为100 mg/(kg·bw)]各项生理指标相近;肝脏组织病理学分析也表明,AADF对糖尿病小鼠肝损伤具有一定的修复作用。

关键词：黑木耳膳食纤维工艺优化小鼠降血糖活性中药现代化技术

轻合金矩形管件充液压制成形缺陷及横截面尺寸控制

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1952-1963页

作者：温时宇崔晓磊林鹏哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001 太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

管材充液压制是一种先进的低载荷液压成形工艺,可用于整体成形复杂薄壁管状构件。与内高压成形不同,充液压制过程中内压只起支撑作用避免失稳屈曲,主要通过模具压制获得管件外形轮廓。压制过程管坯厚向存在拉-压应力梯度,导致卸载后管... 详细信息

管材充液压制是一种先进的低载荷液压成形工艺,可用于整体成形复杂薄壁管状构件。与内高压成形不同,充液压制过程中内压只起支撑作用避免失稳屈曲,主要通过模具压制获得管件外形轮廓。压制过程管坯厚向存在拉-压应力梯度,导致卸载后管件截面易产生回弹,影响尺寸精度。本研究通过对5052、AZ31B和TA1三种管材进行充液压制成形实验,分析了支撑内压和环向压缩率对矩形管件横截面尺寸的影响规律。结果表明:当支撑内压为0.6p_(s)~0.8p_(s)时,管件截面的回弹最小,此时最大回弹量小于1.5 mm,对应回弹率小于5.2%,上、下圆角半径相差小于0.1 mm。通过控制环向压缩率可减小管件回弹,截面尺寸与设计尺寸相差小于0.2 mm,尺寸偏差小于0.7%。对于5052-H、5052-O、AZ31B-M和TA1-Y矩形管件,其控制尺寸精度所需的环向临界压缩率分别为1.8%、1.7%、1.9%和1.8%。

关键词：充液压制成形轻合金管材成形缺陷尺寸精度支撑内压

面向LQG控制的IEEE 802.11ax网络资源调度方法

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通信学报 2024年第3期45卷 81-91页

作者：郑萌张雷梁炜中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

由于低成本、易维护和频带免授权等优点,IEEE 802.11ax网络被广泛用于工业控制应用。针对基于IEEE802.11ax的无线网络化控制系统,提出一种控制感知的资源调度方法以支持对多个控制系统的无线高速控制。首先,考虑IEEE802.11ax网络的传感... 详细信息

由于低成本、易维护和频带免授权等优点,IEEE 802.11ax网络被广泛用于工业控制应用。针对基于IEEE802.11ax的无线网络化控制系统,提出一种控制感知的资源调度方法以支持对多个控制系统的无线高速控制。首先,考虑IEEE802.11ax网络的传感数据丢包问题,给出控制系统的最优估计器和线性二次高斯(LQG)控制。然后,分析LQG指标与IEEE 802.11ax传输可靠性的依赖关系,给出期望LQG指标最小化的资源调度问题模型,进而提出一种面向LQG控制的资源调度(LCARS)方法。最后,通过大量仿真验证LCARS的有效性。LCARS可用于自动导引车集群导航、机器人远程控制等智能工厂应用。

关键词：网络化控制系统无线网络线性二次高斯控制资源调度可靠性

基于变速GTAW焊接温度场解析模型的熔深预测研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 64-72页

作者：武少杰曲皇屹程方杰天津大学材料科学与工程学院天津300350 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

焊接热过程解析模型是一种能够直观反映焊接过程中工件内部的热行为、明确焊接工艺参数与熔池形貌间的物理关系、快速计算得到熔深的方法.目前常用的焊接温度场解析模型通常将电弧近似为一个功率恒定的匀速运动热源进行计算,而非参考实... 详细信息

焊接热过程解析模型是一种能够直观反映焊接过程中工件内部的热行为、明确焊接工艺参数与熔池形貌间的物理关系、快速计算得到熔深的方法.目前常用的焊接温度场解析模型通常将电弧近似为一个功率恒定的匀速运动热源进行计算,而非参考实际焊接过程,即通过实时调整焊接热输入(焊接电流或焊接速度)来保证熔透.因此,目前的焊接温度场解析模型并不适用于焊接熔透控制.为了使解析模型能够计算时变速度下的熔深,本文针对钨极氩弧焊(GTAW)工艺建立了适用于计算时变焊接速度的焊接温度场解析模型.首先以匀速移动点热源的温度场解析模型为基础,推导出了时变焊接速度移动点热源在热源作用时间内引起的温度变化公式,通过连续性证明验证了公式的连续可积性并进一步推导出了适用于时变焊接速度运动单椭球热源的焊接温度场解析模型.为了提高计算速度,减少计算量,采用坐标变化方法实现了热源及其附近温度场的快速求解.基于数值积分法得到了解析模型求解方法,实现了熔池温度场的准确计算,并通过提取等温线实现了熔深和熔宽的预测.最后,通过工艺试验验证了解析模型的精度.结果表明:在0~4 s阶段,计算熔深基本与实际测得的熔深相同,误差控制在6%以内;在速度发生改变的4~16 s阶段,由于热源系数不再适用,计算误差增大,但熔深计算误差仍控制在17%以内,熔宽计算误差在12%以内.因此,建立的焊接温度场解析模型基本可以满足时变速度下的熔深预测.

关键词：钨极氩弧焊解析计算焊接温度场熔深预测

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考虑非线性充电的纯电动公交充电计划优化

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 115-130页

作者：熊杰赖可凡李同飞窦雪萍许琰北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124 中国人民解放军92942部队北京100161

纯电动公交车以其低排放、低噪声等优点在公交系统中得到越来越广泛的应用。然而相对较短的车辆续航里程和较长的充电时间使其在运营中需要频繁充电,从而衍生出新的充电计划问题。合理的充电方案对于节省充电设施建设成本和缩减充电成... 详细信息

纯电动公交车以其低排放、低噪声等优点在公交系统中得到越来越广泛的应用。然而相对较短的车辆续航里程和较长的充电时间使其在运营中需要频繁充电,从而衍生出新的充电计划问题。合理的充电方案对于节省充电设施建设成本和缩减充电成本等方面均有重要意义。目前电动公交充电计划优化的研究通常将充电时长与充电量设定为线性关系,且较少考虑充电计划与充电桩作业流程的综合优化,导致充电场景还原性差和资源浪费等问题。为此,在给定车次安排的前提下进一步优化电动公交充电计划,构建了以最小化系统总成本为目标的混合整数规划模型,对充电事件的发生时段、充电开始与结束时间以及充电桩作业流程进行同步优化,且充分考虑了分时电价政策、不完全充电策略和电池的非线性充电特性。在问题求解方面,首先通过线性近似的方式将电池的非线性充电曲线改写为分段线性函数,进而利用商业求解器Gurobi得到最优方案;之后基于最小费用最大流理论与逆差函数设计了一套专门的优化算法;最后,以北京市5条公交线路为例设计多组实验,并分别应用Gurobi与本文设计的算法进行优化求解。优化结果验证了所提出算法的准确性与高效性,可使当前充电系统总成本降低28.34%~56.1%。

关键词：纯电动公交充电计划非线性充电特性优化算法

Fe_(3)O_(4)与ZIF-9复合催化剂的制备及其快速降解亚甲基蓝的研究

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工程科学学报 2024年第2期46卷 268-278页

作者：何浩波李海旭姜天男徐良汪龙王嘉宁彭培益高紫赤覃宇鑫刘晓光薛文东北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

为了提高水中有机染料的降解速率,采用超声和溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)/ZIF-9复合催化剂,该催化剂为立方状的金属有机骨架ZIF-9且表面附着有类球形Fe_(3)O_(4)颗粒.Fe_(3)O_(4)的加入为ZIF-9提供了更多的成核位点,同时Fe_(3)O_(4)/钴盐... 详细信息

为了提高水中有机染料的降解速率,采用超声和溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)/ZIF-9复合催化剂,该催化剂为立方状的金属有机骨架ZIF-9且表面附着有类球形Fe_(3)O_(4)颗粒.Fe_(3)O_(4)的加入为ZIF-9提供了更多的成核位点,同时Fe_(3)O_(4)/钴盐比例的变化也会影响ZIF-9的成核与生长.当Fe_(3)O_(4)/钴盐摩尔比为1∶1时,该催化剂在30 min内对亚甲基蓝的降解率达到95.1%,催化反应10 min的伪一阶动力学常数达到0.101 min^(-1),在pH为5~9范围内保持稳定的高催化性能.X射线光电子能谱(XPS)结果表明铁和钴位点之间存在电子转移,并且钴和铁的协同作用可以降低钴的还原电位,从而加速钴的价态变化,提升催化速率.电磁共振实验(EPR)结果显示该催化剂可以活化过一硫酸盐生成单线态氧(^(1)O_(2))、硫酸根自由基(SO-4·)和羟基自由基(·OH),进一步通过活性因子淬灭实验发现其中单线态氧为主要活性物种.由此可知,Fe_(3)O_(4)/ZIF-9通过铁和钴位点的氧化还原循环催化PMS不断生成^(1)O_(2)、·OH和SO^(-)_(4)·,共同将亚甲基蓝分子降解成二氧化碳和水.此外,磁滞回线测试(VSM)结果显示,该复合材料饱和磁化强度值为7.6 A·m^(2)·kg^(-1),表明Fe_(3)O_(4)能赋予复合催化剂良好的铁磁性,同时该催化剂循环使用4次后仍保持较高的降解率,表明该复合催化剂具有良好的回收性能和重复使用性能.本研究为有机染料等污染物的治理提供了新的技术和材料支撑.

关键词：金属有机骨架超声溶剂热 Fe_(3)O_(4) ZIF-9 高催化速率磁性可回收

镁硅比和养护温度对硅酸镁水泥电磁性能的影响

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建筑材料学报 2024年第2期27卷 139-145页

作者：李悦李洪文金彩云林辉罗晓北京工业大学重庆研究院重庆401121 北京工业大学城市建设学部北京100124 北京工业大学理学部北京100124

采用波导法测定硅酸镁水泥的电磁性能,分析镁硅比和养护温度的影响,并基于微观测试结果进行机理分析.结果表明:提高养护温度可以显著增强硅酸镁水泥的早期强度;硅酸镁水泥的复介电常数实部随着镁硅比和养护温度的提高逐渐增大;提高养护... 详细信息

采用波导法测定硅酸镁水泥的电磁性能,分析镁硅比和养护温度的影响,并基于微观测试结果进行机理分析.结果表明:提高养护温度可以显著增强硅酸镁水泥的早期强度;硅酸镁水泥的复介电常数实部随着镁硅比和养护温度的提高逐渐增大;提高养护温度使硅酸镁水泥的复介电常数虚部和损耗角正切值增大;与镁硅比相比,养护温度对硅酸镁水泥的透射率、反射率和吸收率的影响更为明显.微观测试结果显示含水量和孔结构对硅酸镁水泥的电磁性能有重要影响.

关键词：硅酸镁水泥镁硅比养护温度电磁性能