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短程硝化过程的光谱特征波段选择与间隔偏最小二乘法建模

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2224-2232页

作者：宋彧李卫华薛同站余丽申慧彦安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230602 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥230601

序批式活性污泥反应器(SBR)是目前应用较广的活性污泥处理装置。通过SBR反应器处理人工模拟高氨氮废水研究短程硝化反应系统启动过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的变化,利用紫外光谱采集所得数据为基础建立模型,以期快速预测SBR反应器... 详细信息

序批式活性污泥反应器(SBR)是目前应用较广的活性污泥处理装置。通过SBR反应器处理人工模拟高氨氮废水研究短程硝化反应系统启动过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的变化,利用紫外光谱采集所得数据为基础建立模型,以期快速预测SBR反应器出水中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮含量。采用实验室配置的不同浓度硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合溶液,以三种不同波段选择的区间偏最小二乘法(iPLS)构建标准混合液的校正模型。研究结果显示,所建模型对混合液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮实测值与预测值相关性均较好。测定反应器出水指标,同样以三种不同波段选择的偏最小二乘法算法构建紫外光谱与硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的模型。利用校正集相关系数、交叉验证均方根误差(RMSECV)、预测集的相关系数以及预测均方根误差(RMSEP)评价指标来评价模型结果。在iPLS、siPLS、biPLS三种模型中利用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱分别等分为24、19个区间时,分别联合子区间[24]、[38]建立的模型预测拟合结果最优,其校正模型r=0.9393、RMSECV=1.6504,r=0.9507、RMSECV=0.4421,预测模型r=0.9992、RMSEP=1.3418,r=0.9119、RMSEP=2.6770。该模型对硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的预测效果总体较好,表明利用紫外光谱建立区间偏最小二乘法模型可以实现对短程硝化反应器出水硝氮和亚硝氮含量的快速预测。

关键词：短程硝化硝酸盐氮亚硝酸盐氮紫外光谱联合区间偏最小二乘法波段选择

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基于等级关联度的电能质量综合评估

电气工程学报 2024年

作者：黄邦钧曹立霞山东建筑大学智能建筑技术重点实验室

为了准确、全面地反映电力系统电能质量的实际状况，提出了一种基于等级关联度的电能质量综合评估方法。首先依据国家标准划分指标等级，建立电能质量指标评估体系；其次采用粗糙层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)确定聚合... 详细信息

为了准确、全面地反映电力系统电能质量的实际状况，提出了一种基于等级关联度的电能质量综合评估方法。首先依据国家标准划分指标等级，建立电能质量指标评估体系；其次采用粗糙层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)确定聚合多位专家评估意见的主观权重，采用CRITIC法根据标准化数据计算客观权重，并通过组合赋权的方法确定综合权重；然后构建规格化后的物元可拓模型，通过待评估对象和指标的等级关联度判断其所属的电能质量等级，并根据等级评估值进行电能质量优劣比较和排序，得到全面、直观的电能质量评估结果；最后通过算例分析，验证了所提方法的准确性与有效性，为电能质量的治理提供可靠的依据。

关键词：电能质量综合评估粗糙集组合赋权物元可拓模型关联度

3种N-DBPs对青海弧菌Q67的联合毒性作用及贡献度

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中国环境科学 2024年第5期44卷 2742-2753页

作者：桂一心张瑾张颖曾健平陈如荔安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230601 安徽省水污染控制与废水资源化重点实验室安徽合肥230601

以3种含氮消毒副产物(N-DBPs)溴乙腈(BAN)、二溴乙腈(DBAN)和二氯乙酰胺(DCAM)为研究对象,运用直接均分和均匀设计射线法分别设计了3个二元混合物体系(BAN-DBAN、BAN-DCAM、DBAN-DCAM)和1个三元混合物体系(BAN-DBAN-DCAM),采用时间毒性... 详细信息

以3种含氮消毒副产物(N-DBPs)溴乙腈(BAN)、二溴乙腈(DBAN)和二氯乙酰胺(DCAM)为研究对象,运用直接均分和均匀设计射线法分别设计了3个二元混合物体系(BAN-DBAN、BAN-DCAM、DBAN-DCAM)和1个三元混合物体系(BAN-DBAN-DCAM),采用时间毒性微板分析法(t-MTA)系统测定3种N-DBPs及其混合物体系对青海弧菌(Q67)的毒性,应用浓度加和模型(CA)分析混合物的毒性相互作用,并采用剂量减小指数(DRI)来表征混合物中各个组分对毒性相互作用的贡献情况.结果表明,BAN、DBAN和DCAM对Q67的浓度效应曲线为“S”型,具有明显的急性毒性,长期毒性均高于急性毒性(BAN-pEC_(50)-0.25h=4.16DRI_(max,BAN)(=38.166)>DRI_(max,DCAM)(=2.658),故推测3种组分对协同作用的贡献度为:DCAM>DBAN>BAN.

关键词：含氮消毒副产物青海弧菌Q67 联合毒性相互作用剂量减小指数

基于MEIC数据的长三角地区CO_(2)排放时空演变及影响因素分析

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环境科学研究 2024年第8期37卷 1666-1679页

作者：赵强李迎迎刘嵩易明建方潜生安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230601 智能建筑与建筑节能安徽省重点实验室安徽合肥230601 中建国际工程有限公司安徽合肥230000 安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院安徽合肥230601

在国家推进长三角一体化高质量发展的背景下,对该地区CO_(2)排放的时空特征及其影响因素进行系统研究,对于制定碳减排行动方案具有重要参考价值。基于多尺度排放清单模型(MEIC)数据,分别从工业、电力、交通运输、民用四个部门分析2005-2... 详细信息

在国家推进长三角一体化高质量发展的背景下,对该地区CO_(2)排放的时空特征及其影响因素进行系统研究,对于制定碳减排行动方案具有重要参考价值。基于多尺度排放清单模型(MEIC)数据,分别从工业、电力、交通运输、民用四个部门分析2005-2020年长三角地区CO_(2)排放的时空分布,采用灰色关联度与LMDI相结合的方法,分析研究区CO_(2)排放的影响因素。结果表明:长三角地区CO_(2)排放量呈上升趋势,CO_(2)排放的平均值由3151 g/(m^(2)∙a)增至5374 g/(m^(2)∙a),增加了70%;但CO_(2)排放的最大值却呈下降趋势,由84726 g/(m^(2)∙a)减至75169 g/(m^(2)∙a),下降了11%,其中工业部门CO_(2)排放量最高。CO_(2)排放的空间分布差异明显,总体呈现出“西低东高”的空间特征。经济发展是长三角地区CO_(2)排放增长的主导因素,其平均贡献值为14108.8×10^(4)t,能源强度是抑制CO_(2)排放增长的关键因素,其平均贡献值为-9586.4×10^(4)t。研究显示,长三角地区减排重点在于能源结构优化和能源效率提升,同时发挥上海、苏州、杭州等地区在长三角地区发展中的带动作用,构建跨区域的协同减排机制,推动长三角产业链的绿色转型与低碳化发展。

关键词： MEIC 长三角地区 CO_(2)排放灰色关联度分析 LMDI 时空演变

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多协议存储型网络隐蔽信道检测研究

多协议存储型网络隐蔽信道检测研究

作者：李默涵安徽建筑大学

学位级别：硕士

近年来,网络隐蔽信道通过操纵网络协议,将数据隐藏在看似无害的信息中,由此引发了信息泄露、黑客袭击、DDo S攻击等一系列日益严重的网络信息安全威胁。特别是存储型网络隐蔽信道,因其高度的隐蔽性和多样性,检测难度不断上升,且潜在危... 详细信息

近年来,网络隐蔽信道通过操纵网络协议,将数据隐藏在看似无害的信息中,由此引发了信息泄露、黑客袭击、DDo S攻击等一系列日益严重的网络信息安全威胁。特别是存储型网络隐蔽信道,因其高度的隐蔽性和多样性,检测难度不断上升,且潜在危害巨大,给网络安全领域带来了前所未有的挑战。本研究工作源于国防科研项目,旨在通过深入研究存储型网络隐蔽信道检测问题,建立有效的检测模型,为项目提供技术支持。本文主要研究和创新点如下:(1)针对当前存储型网络隐蔽信道中网络协议检测特征不明显的问题,尤其是在面对未知新型特征时,本文通过kd-tree优化DBSCAN密度聚类算法后再进行检测。在DBSCAN算法进行聚类时,对计算数据样本中每个点邻域的过程进行了优化,运用了高效的kd-tree数据结构进行数据索引,从而加速邻域对象的查找过程,避免了繁琐的全局搜索。通过实验验证,优化后的聚类算法不仅降低了时间复杂度,减少了开销,针对缺乏明显特征的IP、TCP、ICMP等多个网络协议字段组合的检测效率得到提升。(2)对于已知检测无明显特征的存储型网络协议隐蔽信道方法,目前大多采用单个基学习器。本文则创新地使用了基于CART决策树的Bagging集成算法进行存储型网络隐蔽信道的检测。这种算法实现简单,便于实际应用,并能有效避免单一基学习模型可能存在的局限性。实验结果表明,Bagging集成学习的综合检测效果优越,误报率低,可检测TCP/IP网络协议中多个字段特征的存储型网络隐蔽信道。(3)以往的存储型网络隐蔽信道检测系统主要聚焦于单一网络协议隐蔽信道类型,存在检测不全面、检测体系不完整、检测成功率低等问题。为此,本文最终设计并实现了一个多协议存储型网络隐蔽信道检测系统。该系统能够对网络数据流量进行特征提取,并通过三种检测模型对存储型网络隐蔽信道存在情况进行判断。这三个检测模型分别为基于规则特征检测、基于优化聚类检测和基于Bagging集成检测。通过多种检测模块的协同工作,有效提高了检测的全面性和准确性。本系统将多个功能模型相互嵌套,形成了一套完备的,涵盖TCP/IP网络中多个协议类型的检测体系,也使得检测更加全面高效,提高了整体检测率。图[48]表[14]参[70]

关键词：存储型网络隐蔽信道优化DBSCAN聚类算法 Bagging检测模型网络隐蔽信道检测系统

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光伏跟踪永磁同步电机的控制系统研究

光伏跟踪永磁同步电机的控制系统研究

作者：胡磊安徽建筑大学

学位级别：硕士

日益加剧的能源危机促使世界各国加紧开发可持续的新型能源来替代传统化石能源。其中,光伏发电由于结构简洁、运行维护成本低廉以及地区分布广泛等优势,在新型能源开发过程中占据重要地位。然而,光伏支架发电系统运行环境恶劣,外部干扰... 详细信息

日益加剧的能源危机促使世界各国加紧开发可持续的新型能源来替代传统化石能源。其中,光伏发电由于结构简洁、运行维护成本低廉以及地区分布广泛等优势,在新型能源开发过程中占据重要地位。然而,光伏支架发电系统运行环境恶劣,外部干扰使得支架运行平稳性和安全性受到巨大威胁。因此,本文以光伏支架俯仰轴作为研究对象,研究系统的扰动补偿、高频振荡抑制技术。深入分析了导致光伏驱动控制系统不稳定运行的内外部扰动,并设计出改进型控制算法来补偿和抑制系统扰动,提升系统运行性能。经过理论推导与仿真试验,验证本文所提控制算法对系统抗干扰性的增强效果。本文首先通过对光伏支架驱动系统的机械结构、驱动系统软硬件以及相关知识学习,建立d-q旋转坐标下,id=0的矢量控制系统,搭建起仿真模型,验证系统的有效性,并且为软硬件系统的选型和设计提供基础性指导意见。之后分析了系统在运行中受到的风雪扰动影响,根据荷载规范中荷载组合计算得出施加在支架上的压力值。针对光伏支架运行环境特点将系统转化为由弹性联轴器连接的双惯量系统,根据双惯量系统的动力学方程和工作原理建立负载反馈下的速度控制模型。针对系统负载端的高频振荡问题,本文利用优化后的最速跟踪函数以及线性组合函数,设计出改进型分数阶自抗扰控制器,并验证了其收敛性。实验结果表明,这种创新型的控制策略具备出色的在线估计和补偿系统扰动的能力,从而显著提升了系统的速度响应性能和鲁棒性。根据本文所提算法设计的驱动控制器,不仅减轻了扰动对控制系统的影响,并且可以有效抑制高频抖振,为下文仿真以及实验验证提供了理论基础。本文通过仿真验证改进型分数阶自抗扰控制器在光伏支架驱动系统中的控制效果,证明本文所提算法使得系统调节时间更短,抗扰动能力更强,并且大大抑制了负载端高频抖振现象。最后,搭建起基于STM32的光伏支架驱动系统模拟实验平台验证所提算法的有效性。实验得出,本文所提控制器能够在系统中实现高效稳定的运行,其动态响应快、超调量小,抗干扰能力强以及对负载端高频抖振有良好的抑制效果,为在工程应用中提供了实践依据。图[40]表[8]参[76]

关键词：光伏自抗扰控制电机控制分数阶微积分

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基于转矩定量分析的VSG低频特性校正方法

太阳能学报 2024年第8期45卷 135-143页

作者：于鸿儒陈中蔡骏陆寅史艳琼安徽建筑大学安徽省工程机械智能制造重点实验室合肥230601 南京信息工程大学自动化学院南京210044

首先建立虚拟同步发电机(VSG)的虚拟转矩模型,通过虚拟转矩的定量分析揭示导致VSG低频特性发生变化的主要因素:次同步谐振对VSG的低频特性产生耦合影响和锁相环的负阻尼效应。在论证增加阻尼抑制次同步谐振可行性的基础上,给出稳态阻尼... 详细信息

首先建立虚拟同步发电机(VSG)的虚拟转矩模型,通过虚拟转矩的定量分析揭示导致VSG低频特性发生变化的主要因素:次同步谐振对VSG的低频特性产生耦合影响和锁相环的负阻尼效应。在论证增加阻尼抑制次同步谐振可行性的基础上,给出稳态阻尼、动态阻尼联合取值方法,而后指出动态阻尼对VSG性能的影响;论证通过相位补偿法抑制低频振荡的可行性,通过对VSG转矩的定量校正,保证VSG的性能指标与设计预期一致。最后通过实验验证理论分析的正确性和设计方法的有效性。

关键词：逆变器虚拟同步发电机低频振荡阻尼转矩相位补偿转矩校正

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热蒸汽驱动多模式自持续运动纸片的动力学行为研究

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热蒸汽驱动多模式自持续运动纸片的动力学行为研究

作者：左伟安徽建筑大学

学位级别：硕士

自持续运动在仿生学、软机器人以及生物学等多个学科领域都取得了显著的进展,其高效性、机敏性和灵活性使其成为解决复杂问题和应对多样化挑战的强大工具。然而,在不同环境下,单一模式的自持续运动通常仅适用于特定任务类型,缺乏对环境... 详细信息

自持续运动在仿生学、软机器人以及生物学等多个学科领域都取得了显著的进展,其高效性、机敏性和灵活性使其成为解决复杂问题和应对多样化挑战的强大工具。然而,在不同环境下,单一模式的自持续运动通常仅适用于特定任务类型,缺乏对环境变化的适应性。为了弥补这些不足,本研究旨在开发多模式自持续系统,采用了双面疏水硅油纸材料,并通过热蒸汽的驱动实现多模式自持续运动。我们进一步建立了一个定量模型,用于预测热蒸汽驱动硅油纸片自持续运动不同模式间的转换,理论预测结果与实验结果十分吻合。第二章设计了圆形剪纸结构,其可在热蒸汽表面自持续摆动和翻滚,通过理论建模和数值计算,分析了结构尺寸和温度对运动频率、振幅以及运动模式的影响,并且理论预测模式转变的临界条件。第三章在圆形系统中提出优化改进,研究了圆环结构的自持续运动行为,同样分析不同参数对运动规律及模式的影响,并且引入了圆环内外径比值的影响因素。结果发现,内外径比值增大可以提高频率与振幅,圆环结构更易于发生自持续摆动和翻滚,相同条件下频率更快,振幅更大。第四章设计矩形结构,打破高度对称性结构,研究其自持续运动规律并尝试发现更多自持续运动模式。理论建模并分析不同参数对其运动的影响,发现矩形最不易维持稳定,也最容易出现其他新的运动模式。第五章针对三种不同结构形式设计实验研究,验证了自持续摇摆运动模式下三种结构受温度和尺寸影响的运动频率,对比了理论预测与实验过程中的模式转变临界条件,理论预测与实验结果均十分吻合。实验过程中还观察发现矩形结构具有的新运动模式:直立侧翻和斜45°卷曲。本文设计的三种自持续系统可自主采集静态能量、无需额外复杂控制器即可实现自我控制,并且通过调整结构尺寸和蒸汽温度,使其能够根据任务需求灵活地切换运动模式,甚至可以利用地热和工业化工废热来实现结构的多模式自持续运动。多模式自持续运动系统可以更好地适应多样化的任务和环境,同时降低成本和能源消耗。因此,在各种应用领域,如自主机器人、余热回收、热-机械转化、医疗设备、地质勘探和环境监测等,都具备广泛的应用潜力。图[59]表[5]参[87]

关键词：智能材料热蒸汽驱动主动结构自持续运动多模态

TiC含量对激光熔覆Ti-Al-TiCx复合涂层微观组织和力学性能的影响

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TiC含量对激光熔覆Ti-Al-TiCx复合涂层微观组织和力学性能的影响

作者：何佳茹安徽建筑大学

学位级别：硕士

钛合金凭借其高强度、低密度及优异的耐蚀性,常用于航空发动机叶片、飞机结构连接件等承力构件。然而,较低的硬度和耐磨性限制了其在工业领域的进一步推广。为提升钛合金的力学性能,可在钛合金表面制备高性能的复合涂层,以满足其广泛的... 详细信息

钛合金凭借其高强度、低密度及优异的耐蚀性,常用于航空发动机叶片、飞机结构连接件等承力构件。然而,较低的硬度和耐磨性限制了其在工业领域的进一步推广。为提升钛合金的力学性能,可在钛合金表面制备高性能的复合涂层,以满足其广泛的应用需求。TiC具有高硬度、高熔点和良好的高温化学稳定性等优点,常被作为钛合金激光熔覆材料。研究揭示TiC含量对激光熔覆Ti-Al-TiCx复合涂层微观组织和力学性能的影响,是实现复合涂层力学性能优化和提升的关键。本文以原始退火态TC4钛合金为基体,选取Ti、Al和TiC三种粉末作为复合涂层的熔覆材料,利用激光熔覆技术制备Ti-Al-TiCx（X=0、5、10和15）复合涂层。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及背散射衍射（EBSD）等表征手段,分析复合涂层的微观组织形貌及晶体结构变化规律,揭示TiC含量对Ti-Al-TiCx复合涂层微观组织的影响。通过动态压缩力学性能测试、纳米压痕测试及摩擦磨损测试,分析TiC含量对Ti-Al-TiCx复合涂层力学性能的影响。结果表明:随着TiC含量的增加,复合涂层中逐渐生成了TiAl和Ti3Al等硬质强化相,微观组织由树枝晶状转化为颗粒状和细棒状,观测截面内尺寸在0～2μm范围的晶体数量呈现出明显的上升趋势,小角度晶界增加,而大角度晶界减小。在动态压缩实验中,各复合涂层试样均表现出明显的应变率强化效应。在纳米压痕实验中,当压痕深度一定时,复合涂层试样所需施加载荷大于TC4钛合金所需施加载荷,且随着TiC含量的增加,熔覆层在受载荷过程中的抗塑性变形能力越好。在相同的测试条件下,复合涂层的硬度及摩擦系数随TiC含量增加呈逐渐上升趋势,其中TiC含量为15%时硬度和摩擦系数最高。本文结论可为激光熔覆钛基复材力学性能优化提供方法与数据支撑,并进一步拓展钛基材料的应用。图[37]表[7]参[81]

关键词：激光熔覆 Ti-Al-TiCx复合涂层微观组织力学性能