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二维吊运充液容器系统的动力学与振荡控制

自动化应用 2024年第3期65卷 54-62页

作者：朱阔赛东靳小军王锦西北机电工程研究所陕西咸阳712099 中国科学院地球环境研究所中科院气溶胶化学与物理重点实验室陕西西安710061

吊车绳索吊运充液容器在工业中被广泛应用,但容器摆动与液体晃动之间的耦合动力学降低了运送的安全性和有效性。前人研究摆动-晃动耦合动力学时,将容器建模为集中质量负载,且忽略了吊钩质量对动力学的影响。提出一种全新的二维吊车吊运... 详细信息

吊车绳索吊运充液容器在工业中被广泛应用,但容器摆动与液体晃动之间的耦合动力学降低了运送的安全性和有效性。前人研究摆动-晃动耦合动力学时,将容器建模为集中质量负载,且忽略了吊钩质量对动力学的影响。提出一种全新的二维吊车吊运分布质量盛液容器系统的动力学模型,将容器考虑为刚体,并将吊钩质量考虑其中。基于动力学,提出一个全新的由整形器MZVD和光滑器FP组成的复合控制器,用于抑制容器的摆动和液体的晃动。MZVD控制器是对ZVD控制器的改进,用于减小对系统的冲击。在非线性模型上进行的一系列仿真说明了该控制方法可有效抑制系统中不期望的振荡,并对吊钩质量的变化具有很强的鲁棒性。

关键词：吊挂摆动液体晃动动力学建模振荡控制

用于光伏板静电除尘的单壁碳纳米管透明导电薄膜老化性能研究

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电工技术学报 2024年

作者：刘云鹏李浩义李乐尹晓萱吴欣玥周松松华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室中国电力科学研究院有限公司

该文基于光伏板静电除尘的应用需求，制备得到一种单壁碳纳米管透明导电薄膜。首先搭建人工加速氙灯老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化实验平台开展单壁碳纳米管透明导电薄膜的老化实验，并进行薄膜的耐老化性能分析。然后搭建光伏... 详细信息

该文基于光伏板静电除尘的应用需求，制备得到一种单壁碳纳米管透明导电薄膜。首先搭建人工加速氙灯老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化实验平台开展单壁碳纳米管透明导电薄膜的老化实验，并进行薄膜的耐老化性能分析。然后搭建光伏板静电除尘实验平台对该薄膜在静电除尘中的应用效果进行评价。实验结果表明，高温老化和高低温老化对单壁碳纳米管透明导电薄膜结构形貌和光电性能的影响较小，而经过2 000 h光老化和盐雾老化后，薄膜方阻分别上升至未老化时的14.6倍和28.7倍。盐雾老化造成导电薄膜从基底上部分脱落，使得静电除尘率由未老化时的98.35%下降至81.76%，而其他三种类型的老化不会对静电除尘效果造成明显影响。最后，采用整合自回归移动平均模型进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的品质因数和应用寿命预测。研究结果对单壁碳纳米管透明导电薄膜在以光伏玻璃外表面为代表的室外应用场景下的有效使用和寿命评估具有重要意义。

关键词：单壁碳纳米管透明导电薄膜人工加速老化静电除尘

应变速率对密砂应力-应变特性影响的试验研究(英文)

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者： MD RASEL Ahammed 邓刚张延亿胡敏云张茵琪中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院水利部水工程建设与安全重点实验室中国水利水电科学研究院水利部白蚁防治重点实验室

【目的】砂是一种常见的建筑材料，在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。与传统理论中假定加载过程瞬间完成不同的是，实际中的填筑加载过程总有一定速率，因为速率效应，砂在相同幅值荷载作用下的变形过程可能有一定... 详细信息

【目的】砂是一种常见的建筑材料，在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。与传统理论中假定加载过程瞬间完成不同的是，实际中的填筑加载过程总有一定速率，因为速率效应，砂在相同幅值荷载作用下的变形过程可能有一定差异。这项研究旨在深入了解不同应变速率三轴剪切条件下砂的变形特性。【方法】本研究采用相对密度为0.9密砂，开展了一系列三轴固结排水剪切试验，在两种不同围压(750kPa和2000kPa)下对试样进行固结后，分别采用三种不同的常应变速率(0.00625%/min， 0.0625%/min，和0.625%/min)进行应变控制排水剪切。根据试验数据，绘制了应力-应变关系发展曲线，分析了应变速率对砂土偏应力和体积应变演化的影响。【结果】结果表明，在本试验采用的恒定应变速率和围压条件下，密砂在轴向应变约为2%时将发生屈服。屈服前，相同轴应变增量对应的土样偏应力增量和体积应变增量对剪切速率比较敏感，特别是体积应变，即加载应变速率较小时获得的土样剪应力较低，但体积应变(收缩)发展量较大。【结论】在屈服前，砂土的非线性模量随着加载速率的增加而增大；但是屈服后，当加载达到大应变(ε1=15%)条件时，应变率对砂土应力变形的影响不明显。另外，在相同围压下，以不同应变率加载的砂样在加载过程中的应力比(q/p)-偏应变关系呈现出良好的一致性。

关键词：密砂三轴固结排水试验应变率偏应力体积应变变形力学性能影响因素

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地下水污染源解析方法研究进展

地质通报 2024年第1期43卷 153-162页

作者：冉泽宇贾永锋姜永海史浙明尚长健臧永歌陈帆廉新颖中国环境科学研究院/环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国环境科学研究院/国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 中国核电工程有限公司北京100840

地下水污染具有隐蔽性,污染过程缓慢且难以治理,近年来中国高度重视地下水环境保护工作,作为支撑“以防为主”保护理念的地下水污染源解析技术研究已成为地下水污染防治领域的研究热点。介绍了国内外地下水污染源解析方面的主要技术方法... 详细信息

地下水污染具有隐蔽性,污染过程缓慢且难以治理,近年来中国高度重视地下水环境保护工作,作为支撑“以防为主”保护理念的地下水污染源解析技术研究已成为地下水污染防治领域的研究热点。介绍了国内外地下水污染源解析方面的主要技术方法,包括同位素法、荧光光谱法、地质统计学法、主成分分析法、正定矩阵因子分析模型、自组织映射技术6种常用方法的基本原理及在地下水污染识别领域的应用和研究动态,总结了这些方法的优缺点与适用性,并就上述方法在地下水污染研究中的应用前景和发展趋势进行了展望。

关键词：地下水污染源解析同位素法正定矩阵因子分析模型自组织映射技术

PFAS及含氟气体管控下环保绝缘气体研究与电力装备应用展望

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 362-376,I0030页

作者：张晓星肖淞张博雅李祎田双双李兴文傅明利唐炬唐念赵波曾纪珺新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心(湖北工业大学) 湖北省武汉市430068 电网环境保护全国重点实验室(武汉大学电气与自动化学院) 湖北省武汉市430072 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510080 广东电网有限责任公司电力科学研究院广东省广州市510699 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室(西安近代化学研究所) 陕西省西安市710065

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《... 详细信息

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《斯德哥尔摩公约》的签署,世界多国逐步出台了针对全氟烷基和多氟烷基物质(polyfluoroalkylsubstances,PFAS)以及含氟气体限制使用的法规和标准,以美国和欧盟为代表的激进PFAS政策也间接导致3M公司计划于2025年底累计停产包括C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O在内的58种含氟物质。为此,该文深入剖析PFAS及含氟气体管控背景下环保绝缘气体与装备发展面临的挑战,阐述相关政策对我国气体绝缘装备低碳发展的影响,指出氟碳类环保绝缘气体的全生命周期管控标准的制定及应用监管规范化是目前的重要工作,并对新型绝缘气体分子设计方法、绝缘与放电理论、工程应用技术及产品研发等方面的未来发展进行展望,以期为我国环保电力装备研发及相关政策的制定提供参考。

关键词：环保绝缘气体多氟烷基物质(polyfluoroalkyl substances,PFAS) 含氟气体管控政策

应用显式模型预测控制的永磁同步风电机组频率电压协同调节

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 9-18页

作者：闫逸辰寇鹏张远航李华李旭东熊尉辰梁得亮西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省智能电网重点实验室西安710049 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院西安710100

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电... 详细信息

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电网频率和电压的能力。根据频率摆动方程和电压灵敏度模型建立了换流站母线电压和电网频率的状态空间模型;将永磁同步风电机组的有功输出和无功输出相结合,利用多个EMPC控制器计算代价函数下的最优输出并进行组合,计算出故障后永磁同步风电机组的参考功率输出,以实现送端近区频率和电压的协同控制。在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证表明:当闭锁故障发生时,EMPC控制策略不仅可以降低送端近区的频率和电压的峰值与稳态值,而且与其他控制方法相比,频率峰值降低了0.089 Hz,电压峰值降低了0.012(标幺值)。该研究可为电力系统的频率电压控制提供理论及工程参考。

关键词：永磁同步电机风力发电频率控制电压控制显式模型预测控制

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加载速率对密砂应力-应变特性影响的试验研究

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水利水电技术（中英文） 2024年第5期55卷 50-59页

作者： MD RASEL Ahammed 邓刚张延亿胡敏云张茵琪中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院水利部水工程建设与安全重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院水利部白蚁防治重点实验室北京100038

【目的】砂是一种常见的建筑材料,在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。在不同的工程应用中,砂土经受不同的加载过程和加载速率。因为加载速率效应,砂在相同幅值荷载作用下产生的变形有一定差异。这项研究旨在深入了... 详细信息

【目的】砂是一种常见的建筑材料,在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。在不同的工程应用中,砂土经受不同的加载过程和加载速率。因为加载速率效应,砂在相同幅值荷载作用下产生的变形有一定差异。这项研究旨在深入了解不同应变速率三轴剪切条件下砂的应力应变特性。【方法】采用相对密度为0.9的密砂,开展了一系列三轴固结排水剪切试验,在两种不同围压(750 kPa和2000 kPa)下对试样进行固结后,分别采用三种不同的常应变速率(0.00625%/min,0.0625%/min和0.625%/min)进行应变控制排水剪切。根据试验数据,绘制了应力-应变关系发展曲线,分析了应变速率对砂土偏应力和体积应变演化的影响。【结果】结果表明,在本试验采用的恒定应变速率和围压条件下,密砂在轴向应变约为2%时将发生屈服。屈服前,相同轴应变增量对应的土样偏应力增量和体积应变增量对剪切速率比较敏感,特别是体积应变,即加载应变速率较小时获得的土样剪应力较低,但体积应变(收缩)发展量较大。【结论】在屈服前,砂土的模量随着加载速率的增加而增大;但是屈服后,当加载达到大应变(ε1=15%)条件时,应变率对砂土应力变形的影响不明显。另外,在相同围压下,以不同应变率加载的砂样在加载过程中的应力比(q/p)-偏应变关系呈现出一致性。该研究可以提高对砂土力学特性的认识,并为砂土地基上的结构设计和安全评价提供参考。

关键词：密砂三轴固结排水试验应变率偏应力体积应变变形力学性能影响因素

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用于细胞活性研究的高重频脉冲磁场装置

电工技术学报 2024年第13期39卷 3907-3916页

作者：樊俊显张绍哲李可欣相文佩韩小涛华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心武汉430074 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 华中科技大学同济医学院生殖健康研究所武汉430074

一定时间的脉冲磁场序列可刺激某些类型的细胞和组织产生有益的生物效应。由于磁体本质上是一个大感性负载,难以同时实现磁体电流的高di/dt和高精度调节。为此,该文提出一种两级联合调控拓扑,前级电路为同步降压电路,用于实现di/dt随磁... 详细信息

一定时间的脉冲磁场序列可刺激某些类型的细胞和组织产生有益的生物效应。由于磁体本质上是一个大感性负载,难以同时实现磁体电流的高di/dt和高精度调节。为此,该文提出一种两级联合调控拓扑,前级电路为同步降压电路,用于实现di/dt随磁场期望值同步调节,后级电路是桥式电路,用于实现脉冲磁场波形周期、振幅、稳定度、刺激间隔等参数的控制,为了实现电流从快速上升到稳定值的平滑过渡,引入一种由滞环控制器和PI控制器组成的混合型控制器。在此基础上,研制了频率范围为1 Hz~5 kHz、脉冲边沿小于50μs、可调精度为0.1 mT、峰值强度高达10 mT的便携式高频脉冲磁场发生装置样机,并应用于脉冲磁场对高龄小鼠的体外成熟卵母细胞受精和胚胎发育能力影响的研究。在脉冲磁场作用下囊胚形成率从15.15%提高至52.94%,表明脉冲磁场显著促进了高龄小鼠体外成熟卵母细胞的发育能力。

关键词：重频脉冲磁场细胞活性磁场发生装置混合型控制器

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轻质高绝缘复合芯体制备及其在66 kV复合横担中的应用

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高压电器 2024年第4期60卷 56-64页

作者：张重远苏铮李乐高烽晟李浩义尹晓萱刘贺晨刘云鹏周松松唐力华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室河北保定071003 中国电力科技研究院有限公司北京100192 中国南方电网电力科学研究院广州510000

随着“双碳”战略的逐步落实,新型复合材料横担正逐步代替铁制横担,在电力线路中的应用日益广泛。文中制备得到密度为1.1 g/cm^(3)的66 kV轻质高绝缘复合绝缘横担,并对其进行吸水率、染料渗透、水扩散泄漏电流、击穿强度、热诱导、机械... 详细信息

随着“双碳”战略的逐步落实,新型复合材料横担正逐步代替铁制横担,在电力线路中的应用日益广泛。文中制备得到密度为1.1 g/cm^(3)的66 kV轻质高绝缘复合绝缘横担,并对其进行吸水率、染料渗透、水扩散泄漏电流、击穿强度、热诱导、机械及电气试验。试验结果表明:填充芯体材料样品的质量吸水率为0.141%,水扩散泄漏电流小于103.3μA,交流击穿强度大于71 kV/cm,各项性能指标均达到DL/T 1580—2016棒形复合绝缘子用芯棒技术规范对于理化性能、电气性能及机械性能的标准要求,样品及横担整体无明显缺陷,横担耐老化性较好。同时,轻质高绝缘复合绝缘横担微观界面结合良好,绝缘性能优于传统实心横担,满足新型电力系统清洁低碳、安全可靠的应用需求。

关键词：轻质高绝缘材料复合绝缘横担绝缘芯体电气性能