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中性点不接地柔直配电网的单极接地故障暂态过程分析及保护新方案

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电力自动化设备 2025年第2期45卷 94-102页

作者：张艳霞宋金孺张子扬天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

针对中性点不接地的柔直配电网分析了直流馈线发生单极接地故障的暂态过程,提出了单极接地保护新方案,能有效解决现有直流线路保护不能反应中性点不接地柔直配电网的单极接地故障问题。在单极接地故障的分析中,将故障发展过程分为子模... 详细信息

针对中性点不接地的柔直配电网分析了直流馈线发生单极接地故障的暂态过程,提出了单极接地保护新方案,能有效解决现有直流线路保护不能反应中性点不接地柔直配电网的单极接地故障问题。在单极接地故障的分析中,将故障发展过程分为子模块电容放电阶段和交流重新馈入充电阶段。基于叠加原理分析了子模块电容放电阶段的电流流通路径、直流馈线暂态零模电流的电流成分和变化规律,得到故障馈线暂态零模电流主要呈现衰减非周期分量特征、非故障馈线暂态零模电流主要呈现振荡衰减分量特征的结论;利用牛顿迭代法推导了交流重新馈入充电的时刻,分析了影响因素并计算了过渡过程持续的最短时间。基于子模块电容放电开始时刻至交流重新馈入充电时刻这一段的暂态特征提出单极接地保护方案。该方案利用直流母线出现的零模电压启动保护,利用零模电压极性实现故障选极,利用故障馈线暂态零模电流绝对值的第一个积分时段值大于非故障馈线的值、且呈现衰减非周期分量特征选出故障馈线。搭建仿真模型,对故障分析结果和保护方案的有效性进行了验证。

关键词：柔直配电网直流中性点不接地模块化多电平换流器单极接地故障暂态特性零模分量继电保护

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一种多模式轮腿移动机器人的设计与分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 12-23页

作者：李晋馥于泽连宾宾天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350

移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐.然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形,导致机器人运动模式较少,地形适应性一... 详细信息

移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐.然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形,导致机器人运动模式较少,地形适应性一般.且机身易与障碍物发生碰撞,无法在具备良好的爬坡能力的同时保证跨越障碍物的效率.针对上述问题,本文提出了一种采用多连杆可变形机构作为机身的轮腿式移动机器人.在设计机器人轮腿及可变形机身的基础上,建立机器人整体运动学模型,据此规划机器人3种运动模式:同步步态、翻滚步态和蜷曲-伸展步态.开展机器人在典型地形(平坦地面、松软地形、上升坡度、下降坡度、障碍物)下的运动性能分析,揭示机器人结构参数与地形特征(爬坡角度、障碍物高度)映射关系.最后基于理论分析结果搭建物理样机并开展实验.实验结果表明,本文所设计的多模式轮腿移动机器人的最大爬坡角度和越障高度分别为44°和28 mm,具有良好的爬坡能力与越障性能.此外,得益于多模式运动特点,机器人在包含平坦地面及松软地形在内的多地形下均具有良好的通过性,验证了机器人方案的可行性.本文为多模式轮腿运动机器人的设计与应用提供有益参考.

关键词：多模式移动机器人轮腿式移动机器人运动学建模实验研究

高强钢中亚稳奥氏体对断裂韧性影响的研究进展

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金属学报 2025年第1期61卷 77-87页

作者：唐景韬姚英杰张游游吴文华李宇博陈浩杨志刚清华大学材料学院教育部先进材料重点实验室北京100084

超高强度钢中亚稳奥氏体调控是协同提升其强塑性的重要策略。亚稳奥氏体在拉伸变形过程中能够通过形变诱发马氏体相变来延迟颈缩并增强材料的加工硬化能力。在超高强度钢部件轻量化及载荷复杂化的趋势下,迫切需要进一步提升其断裂韧性,... 详细信息

超高强度钢中亚稳奥氏体调控是协同提升其强塑性的重要策略。亚稳奥氏体在拉伸变形过程中能够通过形变诱发马氏体相变来延迟颈缩并增强材料的加工硬化能力。在超高强度钢部件轻量化及载荷复杂化的趋势下,迫切需要进一步提升其断裂韧性,在保证强塑性的基础上,如何利用亚稳奥氏体相增韧是当前研究的重点之一。亚稳奥氏体可以通过相变过程及与裂纹的相互作用导致裂纹的偏转/钝化,来提高材料断裂韧性,但相变产生的新鲜马氏体具有本征脆性,同时微观结构中复杂的力学配分行为改变了裂纹尖端的应力状态,导致相变增韧效应的减弱甚至材料的脆化。本文综述了亚稳奥氏体对高强钢断裂韧性影响的研究进展,总结了其增韧及脆化机制,并展望了未来面向协同强韧化的亚稳奥氏体设计及理论研究。

关键词：亚稳奥氏体断裂韧性相变

中空连续体机械臂的设计与主从任务转换避障控制

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 24-35页

作者：万淑敏孙长超袁培康常乐康荣杰天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350

连续体机械臂具有优良的弯曲性能和柔顺灵活性,表现出了独特的环境适应性和人机交互安全性,在微创手术、灾后救援、狭窄空间检修等非结构化环境及家庭服务领域具有广阔的应用前景.然而,连续体机械臂的中央脊椎骨占据其内部空间,模块单... 详细信息

连续体机械臂具有优良的弯曲性能和柔顺灵活性,表现出了独特的环境适应性和人机交互安全性,在微创手术、灾后救援、狭窄空间检修等非结构化环境及家庭服务领域具有广阔的应用前景.然而,连续体机械臂的中央脊椎骨占据其内部空间,模块单元冗余且运动耦合导致避障运动困难等问题妨碍了其在实际场景中的应用.针对以上问题,设计了内部中空的丝驱动连续体机械臂,为末端执行器的电液气管线留置出了充足的物理空间,并通过鲍登管在结构上实现了模块单元间的运动解耦;考虑丝驱动连续体机械臂的弯曲特性,建立了解耦后的简化运动学模型和运动学闭环控制算法;构造了评估空间障碍物与连续体机械臂最短距离的计算方法;在传统变构型避障运动控制的基础上,提出了基于主从任务转换的避障控制算法,能够在末端轨迹跟踪约束下,实现对障碍的躲避,同时也可暂时舍弃对给定末端轨迹的跟踪以躲避位于末端运动轨迹附近的障碍物.仿真和实验结果表明:所设计的连续体机械臂具有良好的运动能力,轨迹跟踪控制的末端位置平均误差为2.510 mm,仅为连续体机械臂长度的0.32%;提出的主从任务转换避障控制算法有效,能够准确评估末端运动与避障运动的优先级,相关研究工作为连续体机械臂的设计和运动控制提供了新的参考和思路.

关键词：连续体机械臂解耦避障主从任务转换

高温碱性电解制氢与碱性燃料电池发电研究进展

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燃料化学学报(中英文) 2025年第2期53卷 231-248页

作者：卓昱杭张蔚喆罗奕翔郝培璇史翊翔清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

本综述分别介绍了高温碱性电解制氢与碱性燃料电池发电的研究进展。高温碱性电解制氢多采用铂族金属与雷尼镍、不锈钢等Ni基合金作为电催化剂,而其电解质主要可分为KOH水溶液与KOH-NaOH-LiOH多元熔融体系,并结合采用流延烧结与电极支撑... 详细信息

本综述分别介绍了高温碱性电解制氢与碱性燃料电池发电的研究进展。高温碱性电解制氢多采用铂族金属与雷尼镍、不锈钢等Ni基合金作为电催化剂,而其电解质主要可分为KOH水溶液与KOH-NaOH-LiOH多元熔融体系,并结合采用流延烧结与电极支撑粉末烧结等方法制备的金属氧化物隔膜以实现氢氧产物分离,相关电解装置已在100−400℃实现超400 h稳定运行且衰减速率<0.1 V/kh;系统层面,实现130℃下20 kW稳定制氢,并提出允许多热源热-氢能源转换及高品位电-氢-热联产的吸/放热灵活转换运行模式。高温碱性燃料电池发电方面在电催化剂方面采用类似铂族金属与Ni及其氧化物,而其电解质除高浓度KOH水溶液与熔融氢氧化物外可采用高价金属掺杂焦磷酸盐等具备高电导率的固态材料。相关液态电解质装备已实现kW级地面与太空应用,且新型固态电解质单元已通过超160 h运行测试,而高温碱性膜燃料电池近年来取得长足发展,已实现超195 h稳定运行。

关键词：氢能高温碱性电解制氢碱性燃料电池

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与图像内容无关的聚焦程度评价方法

西安交通大学学报 2025年第1期59卷 116-124页

作者：夏晓华柴玉琳岳鹏举杨治秦绪芳长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710000

针对现有的聚焦程度评价方法在图像场景内容改变时不能正确评价图像聚焦程度的问题,基于“分类+拟合”的思想,提出了一种与高斯模糊标准差完全等价的图像聚焦程度评价方法。首先,建立了以有限高斯模糊标准差为标记的图像聚焦程度分类数... 详细信息

针对现有的聚焦程度评价方法在图像场景内容改变时不能正确评价图像聚焦程度的问题,基于“分类+拟合”的思想,提出了一种与高斯模糊标准差完全等价的图像聚焦程度评价方法。首先,建立了以有限高斯模糊标准差为标记的图像聚焦程度分类数据集;然后,构建了用于提取图像高斯模糊标准差分类分数的非对称核卷积神经网络(AKC-net);最后,采用三次样条插值函数拟合AKC-net全连接层输出的分类分数以及对应的高斯模糊标准差,以最大分数对应的标准差作为图像的聚焦程度评价结果,并在Waterloo数据集和实际拍摄图像上分别进行仿真实验和实拍实验。结果表明:所提方法在不同聚焦图像上分类的平均准确率可达到97.7%,得到的评价结果与高斯模糊标准差真值的均方根误差和平均绝对误差均小于0.07,且实际拍摄图像的聚焦测度值与图像内容无关,实现了图像聚焦程度的绝对评价。

关键词：聚焦程度评价高斯模糊标准差非对称核卷积神经网络三次样条插值

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自由分子区内颗粒的近壁曳力特性研究

工程热物理学报 2025年第1期46卷 177-182页

作者：丁宇单庆茹张克学王军夏国栋北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

本文基于气体动理论方法,分别得到了自由分子区内近壁球形颗粒平行于壁面和垂直于壁面运动时的曳力计算式。计算结果表明,当气体分子在壁面为完全镜反射时,则不会有近壁效应产生。当壁面存在漫反射,颗粒运动速度平行于平壁时,颗粒沿平... 详细信息

本文基于气体动理论方法,分别得到了自由分子区内近壁球形颗粒平行于壁面和垂直于壁面运动时的曳力计算式。计算结果表明,当气体分子在壁面为完全镜反射时,则不会有近壁效应产生。当壁面存在漫反射,颗粒运动速度平行于平壁时,颗粒沿平行于平壁方向所受的力为曳力,同时在垂直于平壁方向会受到近壁作用力,其方向在壁面温度较高时为远离平壁方向,在壁面温度较低时为靠近平壁方向;当颗粒垂直于平壁运动时,颗粒沿垂直于平壁方向受力为曳力和近壁作用力的合力。

关键词：微细颗粒自由分子区气体动理论近壁效应

WWP1促进小鼠成釉细胞分化和牙釉质形成的作用研究

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中华口腔医学杂志 2025年第1期60卷 33-42页

作者：林静潇牛佳欣傅晶冯豪刘琰袁国华陈智武汉大学口腔医(学)院口颌系统重建与再生全国重点实验室口腔生物医学教育部重点实验室口腔医学湖北省重点实验室武汉430079

目的研究含有WW结构域的E3泛素蛋白连接酶1(WWP1)在小鼠牙釉质形成中的作用。方法对出生后(P)7 d(P7)小鼠切牙和P3.5小鼠下颌第一磨牙牙胚的单细胞RNA测序数据进行可视化, 分析Wwp1在小鼠牙上皮中的整体表达情况。采用免疫组化染色观察W... 详细信息

目的研究含有WW结构域的E3泛素蛋白连接酶1(WWP1)在小鼠牙釉质形成中的作用。方法对出生后(P)7 d(P7)小鼠切牙和P3.5小鼠下颌第一磨牙牙胚的单细胞RNA测序数据进行可视化, 分析Wwp1在小鼠牙上皮中的整体表达情况。采用免疫组化染色观察WWP1在不同时期小鼠切牙和下颌第一磨牙牙胚上皮中的表达。构建Wwp1基因敲除(Wwp1 KO)小鼠。分别收集P1、P7 Wwp1 KO及同窝对照小鼠各3只, P14、P28、2和3个月的Wwp1 KO及同窝对照小鼠各6只。采用显微CT分析小鼠磨牙及切牙的牙釉质形成量。采用扫描电镜观察小鼠切牙和磨牙牙釉质断面结构。能谱分析检测切牙断面釉柱表面钙磷含量。采用免疫荧光检测小鼠釉原蛋白(AMELX)表达。培养类成釉上皮细胞LS-8, 转染Wwp1 siRNA或过表达质粒, 采用蛋白质印迹法检测AMELX的表达。结果单细胞测序数据显示, Wwp1在小鼠切牙和下颌第一磨牙牙胚上皮细胞中高表达。免疫组织化学染色显示, 小鼠切牙和磨牙牙胚中WWP1高表达于分泌前期、分泌期、过渡期和成熟期的成釉细胞。不同于对照小鼠, Wwp1 KO小鼠下颌切牙呈现不透明白垩色。Wwp1 KO小鼠磨牙和切牙牙釉质体积[分别为(0.155±0.016)、(0.300±0.017)μm3]较对照小鼠[分别为(0.203±0.062)、(0.418±0.023)μm3]显著降低23.95%(P<0.001)和28.31%(P<0.001)。扫描电镜观察显示, Wwp1 KO小鼠釉柱低平、松散、结构紊乱。能谱分析结果显示, Wwp1 KO小鼠切牙牙釉质断面钙元素的质量百分比[(20.74±0.91)%]和钙磷比(1.93±0.01)均显著低于对照小鼠[分别为(30.30±3.83)%和2.02±0.01](均P<0.001)。免疫荧光结果显示, P1和P7的Wwp1 KO小鼠下颌第一磨牙牙胚成釉细胞中AMELX表达均显著低于对照小鼠(均P<0.001)。在LS-8细胞中敲低或过表达WWP1分别使AMELX蛋白表达下降或上升。结论 WWP1对小鼠牙釉质有促进成釉细胞分化和釉基质矿化的作用, 从而可以促进牙釉质的正常发育。

关键词：牙釉质含有WW结构域的E3泛素蛋白连接酶1 泛素蛋白连接酶成釉细胞牙釉质发育缺陷釉原蛋白

基于自适应模型降阶的三维非线性磁场快速计算方法

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电工技术学报 2025年第1期40卷 1-12页

作者：刘禹彤任自艳迟连强张殿海张艳丽教育部特种电机与高压电器重点实验室(沈阳工业大学) 沈阳110870

为了解决有限元法(FEM)仿真分析中三维非线性磁场计算效率低、成本高的问题,该文提出一种基于本征正交分解(POD)的三维非线性磁场问题自适应模型降阶方法。该方法基于贪婪策略,将POD与径向基函数(RBF)相结合,同时采用改进的麻雀搜索算法... 详细信息

为了解决有限元法(FEM)仿真分析中三维非线性磁场计算效率低、成本高的问题,该文提出一种基于本征正交分解(POD)的三维非线性磁场问题自适应模型降阶方法。该方法基于贪婪策略,将POD与径向基函数(RBF)相结合,同时采用改进的麻雀搜索算法(ISSA)计算RBF的最优宽度参数组合,构建更适配高阶系统的降阶模型。以TEAM24标准问题——非线性时变旋转实验装置的磁场模型和一台单相牵引变压器模型为算例,验证降阶模型的高效性能。结果表明:该方法在具有较高精度的同时具有高加速比,建立的模型具有较好的可泛化性。

关键词：本征正交分解改进的麻雀搜索算法模型降阶贪婪算法三维非线性磁场