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并网变换器低复杂度多步递进优化虚拟矢量模型预测控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第16期52卷 72-82页

作者：金楠王正伟郭磊磊李琰琰吴振军郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

为解决并网变换器有限控制集模型预测控制输出电流纹波较大的问题,提出一种并网变换器低复杂度多步递进优化虚拟矢量模型预测控制策略。首先,该方法通过构建各扇区的电压误差方程,对各扇区电压矢量误差进行量化评估。其次,在各扇区电压... 详细信息

为解决并网变换器有限控制集模型预测控制输出电流纹波较大的问题,提出一种并网变换器低复杂度多步递进优化虚拟矢量模型预测控制策略。首先,该方法通过构建各扇区的电压误差方程,对各扇区电压矢量误差进行量化评估。其次,在各扇区电压误差最大的位置上设计虚拟矢量,以减小电流控制误差。然后,通过所提的多步递进优化方法进一步量化分析含有虚拟矢量的各扇区电压矢量误差,并在电压误差最大的位置设计虚拟矢量,进一步减小控制误差。使用该方法进行多次优化,并确定最终优化虚拟矢量,有效减小了输出电流纹波。最后,为降低计算负担设计了扇区判断简化搜索方案,将每个大扇区分为6个小扇区,从而减少候选电压矢量个数,提高了系统的动态响应速度。通过对比实验验证了所提方法的有效性。

关键词：并网变换器模型预测控制多步递进优化虚拟矢量

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基于改进YOLOv5s的智能车间工人不安全行为实时检测方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1610-1619页

作者：罗国富王源李浩杨文超吕林东郑州轻工业大学机电工程学院河南郑州450000

生产安全是以人为本的智能制造基本要求,为满足智能车间工人不安全行为的实时性检测和边缘端部署需求,提出一种基于轻量化的YOLOv5s的工人不安全行为检测方法。首先,对YOLOv5s特征融合网络以及输出层进行删除;其次,对改进后网络训练得... 详细信息

生产安全是以人为本的智能制造基本要求,为满足智能车间工人不安全行为的实时性检测和边缘端部署需求,提出一种基于轻量化的YOLOv5s的工人不安全行为检测方法。首先,对YOLOv5s特征融合网络以及输出层进行删除;其次,对改进后网络训练得到的模型文件进行结构化剪枝;最后,使用知识蒸馏对剪枝后的网络模型进行微调。实验结果表明,改进后YOLOv5s算法的mAP@0.5高达97.8%,刷新率提升108%,所需算力下降了69.0%。所提出的YOLOv5s-2Detect网络及轻量化设计方案对智能车间工人不安全行为检测具有较高的精度,实时性与鲁棒性能够满足智能车间实际环境中工人不安全行为的检测需求。

关键词：智能车间不安全行为 YOLOv5s 结构化剪枝实时检测

一种基于双定频SOGI与交叉补偿的三相锁相环设计方法

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电力系统保护与控制 2024年第12期52卷 133-142页

作者：郭磊磊叶青洋金楠李琰琰吴振军郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

基于频率自适应二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的锁相技术因其具有良好的滤波性能,常与滑模观测器(sliding mode observer,SMO)相结合来解决电网电压存在的直流偏置、频率偏移以及相位跳变等问题。针对常规... 详细信息

基于频率自适应二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的锁相技术因其具有良好的滤波性能,常与滑模观测器(sliding mode observer,SMO)相结合来解决电网电压存在的直流偏置、频率偏移以及相位跳变等问题。针对常规的频率自适应SOGI锁相环(phase-locked loop,PLL)的前级SOGI与后级PLL之间存在频率耦合导致锁相环的动态性能较差的问题,提出了一种基于双定频SOGI与交叉补偿的锁相环设计方法。所提方法采用定频SOGI代替频率自适应SOGI,消除了前级SOGI与后级PLL之间的频率耦合。同时设计了一种电网电压交叉补偿的方法,该方法能够精准地对电网电压相位和幅值进行同时补偿,改善了传统的补偿方法需将幅值和相位单独补偿的缺点。并详细推导了常规的基于频率自适应SOGI锁相环和所提基于定频SOGI的锁相环的小信号模型,并证明了所提出的PLL稳定性更高。最后,在不同电网电压工况下,通过对比实验研究验证了所提方法的有效性。

关键词：锁相环交叉补偿固定频率二阶广义积分器小信号模型

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蛋白质磷酸化和亚硝基化互作对宰后羊肉嫩度的影响

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食品科学 2024年第2期45卷 17-23页

作者：杜曼婷高梦丽游紫燕李可白艳红郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450001 河南省冷链食品质量安全控制重点实验室河南郑州450001 食品生产与安全河南省协同创新中心河南郑州450001

以宰后羊背最长肌为研究对象,利用磷酸酶抑制剂、激酶抑制剂、S-亚硝基谷胱甘肽和一氧化氮合成酶抑制剂分别调控肉糜样品的磷酸化和亚硝基化修饰程度,通过分析孵育期间(4℃)样品的磷酸化水平、亚硝基化水平、pH值、肌原纤维小片化指数... 详细信息

以宰后羊背最长肌为研究对象,利用磷酸酶抑制剂、激酶抑制剂、S-亚硝基谷胱甘肽和一氧化氮合成酶抑制剂分别调控肉糜样品的磷酸化和亚硝基化修饰程度,通过分析孵育期间(4℃)样品的磷酸化水平、亚硝基化水平、pH值、肌原纤维小片化指数、肌间线蛋白和肌钙蛋白-T降解程度等指标的变化,探究蛋白质磷酸化和亚硝基化互作对宰后羊肉嫩度的影响。结果表明:在孵育前期(12h)和后期(48~72h),磷酸化处理组样品的磷酸化水平显著高于磷酸化和亚硝基化共同处理组(P<0.05),蛋白质亚硝基化会抑制磷酸化修饰反应。当磷酸化和亚硝基化修饰共同作用时,磷酸化修饰对pH值的影响占主导作用,并且亚硝基化可能会促进磷酸化对pH值的进一步影响;相反,蛋白质亚硝基化对宰后羊背最长肌肌原纤维内部结构的破坏起主要作用。当磷酸化和亚硝基化修饰共同存在时,蛋白质磷酸化抑制蛋白质亚硝基化反应,而蛋白质亚硝基化可能会促进蛋白质磷酸化对肌间线蛋白降解的抑制作用。在宰后孵育过程中,蛋白质磷酸化和蛋白质亚硝基化在不同反应时期调控作用不同,但最终均会使肌钙蛋白-T的降解程度下降。综上所述,蛋白质磷酸化和亚硝基化修饰互作负向影响宰后羊肉嫩度。

关键词：蛋白质磷酸化蛋白质亚硝基化肌原纤维蛋白降解嫩度

基于硅烷化三聚氰胺海绵的改良QuEChERS结合UPLC-MS/MS快速测定猪肉中49种抗生素多残留

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食品科学 2024年第2期45卷 290-298页

作者：季宝成侯铸琛任承雨许旭杨贻轲王洪云吕佳白艳红郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450001 河南省冷链食品质量安全控制重点实验室河南郑州450001 食品生产与安全河南省协同创新中心河南郑州450001

采用十八烷基三氯硅烷(octadecyltrichlorosilane,OTS)与N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine,ATS)改性三聚氰胺海绵(melamine sponge,MeS)制备得到2种新型弹性多孔硅烷化MeS(OTS@MeS和ATS@MeS)净化材料,将其用于改良QuEChERS(quick,easy,cheap,effective,rugged and safe)基质净化过程,通过溶液自发浸润和物理挤压过程即可快速、高效分离干扰基质,结合超高效液相色谱-串联质谱技术建立了同时测定猪肉中49种抗生素多残留的分析方法。样品用1.0%乙酸-乙腈溶液提取并用2.0 g Na_(2)SO_(4)和0.5 g NaCl盐析,离心后取1 mL上清液复配使用OTS@MeS与ATS@MeS净化,随后使用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C_(18)色谱柱,以甲醇溶液和含有0.1%甲酸、5 mmol/L乙酸铵的甲醇-水溶液(5∶95,V/V)为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾电离源、正离子多反应监测模式进行定性定量分析。结果表明:49种抗生素的相关系数均大于0.999,基质效应为-13.5%~10.9%,检出限在0.1~10μg/kg之间,定量限在0.3~30.3μg/kg之间;利用该方法在低、中、高3个加标水平下进行回收率实验,回收率范围为65.0%~112.7%,日内和日间相对标准偏差分别为0.3%~11.8%和2.4%~18.4%。该方法样品前处理过程简单、快捷、灵敏度高、准确性好,可用于猪肉中49种抗生素多残留的高效快速检测。

关键词：硅烷化三聚氰胺海绵超高效液相色谱-串联质谱法猪肉抗生素

基于MSSA的PSS与UPFC-POD参数和UPFC位置协调优化

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 174-187页

作者：和萍云磊赵琛王明洋潘志文郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

针对风火打捆(wind-thermal-bundled,WTB)系统在受到干扰时可能由于阻尼不足而出现的低频振荡现象以及较高的网损会导致运行成本的增加和阻碍“双碳”目标实现的问题,提出了一种电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)与统一潮流... 详细信息

针对风火打捆(wind-thermal-bundled,WTB)系统在受到干扰时可能由于阻尼不足而出现的低频振荡现象以及较高的网损会导致运行成本的增加和阻碍“双碳”目标实现的问题,提出了一种电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)与统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)附加功率振荡阻尼控制器(power oscillation damping,POD)参数和UPFC安装位置协调优化策略方法。首先,基于Matlab构建了风火打捆外送系统和控制器模型。然后,利用多目标樽海鞘优化算法(multi-objective salp swarm algorithm,MSSA),将协调优化问题转化为多目标优化问题。目标函数设计中考虑了UPFC装置的调节特性。最后,采用IEEE 4机2区系统和16机5区系统进行多种工况下的仿真。仿真结果显示,协调优化后的控制器可以提高系统阻尼,维持发电机转速的稳定,抑制低频振荡引起的系统有功、电压等的波动,同时降低了系统的有功网损,提高了系统稳定性和运行经济性。MSSA在工程问题上的应用得到了补充。

关键词：风火打捆低频振荡 PSS UPFC-POD 安装位置运行经济性

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基于改进Kriging模型的轮式装载机铲掘性能双层优化

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计算机集成制造系统 2024年

作者：马军付佳文叶红伟曹阳李晓科许亚鹏郑州轻工业大学机械装备智能制造河南省重点实验室

针对动态不确定环境下轮式装载机铲掘性能双层非线性隐式优化问题，以分段式铲掘矿石颗粒料堆为典型工况，采用EDEM-ADAMS联合仿真获取铲掘性能影响因子，通过差分进化布谷鸟算法优化Kriging模型的超参数，构建轮式装载机铲掘性能的改进... 详细信息

针对动态不确定环境下轮式装载机铲掘性能双层非线性隐式优化问题，以分段式铲掘矿石颗粒料堆为典型工况，采用EDEM-ADAMS联合仿真获取铲掘性能影响因子，通过差分进化布谷鸟算法优化Kriging模型的超参数，构建轮式装载机铲掘性能的改进Kriging模型。在此基础上，以最大满斗率为上层目标、最小铲掘阻力为下层目标，建立轮式装载机铲掘性能双层优化模型，并采用鲸鱼算法进行求解。优化后满斗率提升了28.8%，铲掘阻力降低了10.5%。与传统多目标优化方法相比，铲掘阻力降低了17%，满斗率提高了6.5%，验证了本文方法的有效性和先进性。

关键词：轮式装载机铲掘性能 Kriging模型超参数双层优化

第一性原理研究Ge掺杂对硅烯储锂行为的影响

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储能科学与技术 2024年第4期13卷 1293-1301页

作者：宋俊蒋明杰尚文华李会洁周文俊曾小蔚郑州轻工业大学能源与动力工程学院河南郑州450000 郑州轻工业大学软件学院河南郑州450000

二维材料硅烯被认为是一种极具潜力的锂电负极材料,然而其难以单独稳定存在,通过元素掺杂可有效提高其结构稳定性。锗(Ge)不仅具有与硅(Si)相同的价电子结构,同时锗烯具有更高的电子电导率,并表现出更好的电化学性能。本工作通过基于密... 详细信息

二维材料硅烯被认为是一种极具潜力的锂电负极材料,然而其难以单独稳定存在,通过元素掺杂可有效提高其结构稳定性。锗(Ge)不仅具有与硅(Si)相同的价电子结构,同时锗烯具有更高的电子电导率,并表现出更好的电化学性能。本工作通过基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Ge掺杂对硅烯储锂行为的影响。分别对Si17Ge的结构稳定性、吸附能力、扩散行为、理论比容量、开路电压和电子电导率等进行了计算和分析,结果表明掺杂Ge后,Si17Ge仍保持着硅烯原有的六角晶格结构,表现出良好的结构稳定性。吸附能和扩散能垒表明Ge的掺杂可提高硅烯对锂的吸附能力以及锂在水平和垂直方向的扩散能力。通过开路电压以及吸附能计算推测Si17Ge最大可吸附18个Li,同时具有高达876.85 mAh/g的理论比容量,与已有的二维材料相比,显示出较高的理论比容量和较低的扩散能垒。态密度分析显示Si17Ge吸附少量锂后,费米能级处的DOS因Li的吸附得到了增强,体系表现出金属性。当Si17Ge吸附较高浓度锂时,Li18Si17Ge的费米能级处出现明显带隙,整个体系从导体变为半导体。本研究将为二维硅基材料以及其他二维材料的设计提供重要的理论指导。

关键词：第一性原理硅烯储锂行为掺杂

基于多域故障传播的中央空调系统可维修性设计评价

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机械工程学报 2024年第11期60卷 191-204页

作者：李浩苗壮王昊琪张玉彦车福亮司红雷孙天兴王佳奇郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室郑州450002 亿联鑫工程科技有限公司郑州450002

中央空调系统集成化程度高,故障在相互关联的功能和结构中传播,但是设计阶段的功能和结构的关系模糊,故障传播对可维修性设计的影响难以评估。为了定量评价故障传播对中央空调系统可维修性设计的影响,在功能设计和结构设计的映射过程中... 详细信息

中央空调系统集成化程度高,故障在相互关联的功能和结构中传播,但是设计阶段的功能和结构的关系模糊,故障传播对可维修性设计的影响难以评估。为了定量评价故障传播对中央空调系统可维修性设计的影响,在功能设计和结构设计的映射过程中加入了原理域,建立“功能-原理-结构”(Function-principle-structure,FPS)多域矩阵,使用模糊综合评价量化矩阵中的影响关系,建立故障传播风险评估模型,通过变更传播管理(Change propagation management,CPM)算法评估故障传播的综合风险。通过比较相同的故障在不同设计方案中传播的综合风险,帮助设计师选择可维修性较高的设计。

关键词：维修性设计故障传播功能-原理-结构中央空调变更传播管理