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基于二维空间矢量脉宽调制的准Z源逆变器电感电流纹波抑制策略

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电工技术学报 2025年第2期40卷 488-503页

作者：梁伟华穆向上申永鹏李海林郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002

该文提出了一种适用于三相准Z源逆变器的二维空间矢量调制策略,其计算简单且能够有效减小准Z源网络电感电流纹波(脉动量)。该方法将准Z源逆变器的输出电压映射在二维坐标系的坐标轴上,依据三相电压的大小关系划分控制域,根据参考电压所... 详细信息

该文提出了一种适用于三相准Z源逆变器的二维空间矢量调制策略,其计算简单且能够有效减小准Z源网络电感电流纹波(脉动量)。该方法将准Z源逆变器的输出电压映射在二维坐标系的坐标轴上,依据三相电压的大小关系划分控制域,根据参考电压所在的控制域选择电压矢量和开关状态;并根据电感电流脉动量,将一个开关周期中的直通时间分成六小段,插入在零矢量首尾位置和两个非零矢量之间;以电感电流在直通状态与相邻的非直通状态间的净变化量等于零为目标,计算每段直通作用时间,实现了一个开关周期内电感电流纹波最小。该方法计算简单,且能够有效减小电感电流的脉动量。仿真和实验验证了该方法的有效性。

关键词：准Z源逆变器空间矢量调制脉冲宽度调制电感电流纹波

粮食气味物质的提取、关键组分判别及其在储藏中的应用研究进展

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食品科学 2025年第1期46卷 266-273页

作者：李慧洪习文王争艳王艳艳河南工业大学粮食和物资储备学院河南郑州450001

粮食气味物质受粮食种类、储藏条件、储藏时间及是否受有害生物污染等多种因素影响,气味物质种类及含量能够及时反映粮食是否变质或受有害生物危害。首先,本文概述目前常用的粮食气味物质的提取和鉴定技术,总结不同状态粮食气味物质组成... 详细信息

粮食气味物质受粮食种类、储藏条件、储藏时间及是否受有害生物污染等多种因素影响,气味物质种类及含量能够及时反映粮食是否变质或受有害生物危害。首先,本文概述目前常用的粮食气味物质的提取和鉴定技术,总结不同状态粮食气味物质组成,发现烷烃类、酸类、醛类和醇类等物质赋予粮食特有的气味,而不同的储藏环境和粮食状态下,其气味物质存在较大差异。其次,探讨粮食中特征气味物质的分析方法,梳理粮食关键气味物质可能的代谢途径,归纳水稻和小麦中特征气味物质,其中稻谷中特征气味物质2-乙酰基-1-吡咯啉的生成机制也已得到初步确认。最后,对气味物质在粮食安全储藏领域的应用进行概述,提出深入分析、挖掘粮食气味物质数据,构建新型预测模型以快速、精准检测粮食品质将成为未来粮食气味物质研究领域的重要方向;同时,部分气味物质也被证实对粮仓中有害生物具有防控作用,将成为未来研发新型绿色储粮药剂的重要来源。

关键词：粮食气味物质判别方法代谢途径安全储藏

官能团修饰对石墨烯/石蜡复合相变材料热导率影响的分子动力学模拟研究

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化工新型材料 2025年第2期53卷 163-169页

作者：吴学红韦新郎旭峰刘梦瑶郑州轻工业大学郑州450000

石蜡(PA)作为相变储能的储能介质因导热系数低限制了其在工业领域的应用,重点探究不同功能化石墨烯与石蜡共掺对复合相变材料(CPCM)热导率及玻璃化转变温度的影响,建立了纯十八烷体系模型、未功能化石墨烯(GN)以及分别接枝羟基(—OH)、... 详细信息

石蜡(PA)作为相变储能的储能介质因导热系数低限制了其在工业领域的应用,重点探究不同功能化石墨烯与石蜡共掺对复合相变材料(CPCM)热导率及玻璃化转变温度的影响,建立了纯十八烷体系模型、未功能化石墨烯(GN)以及分别接枝羟基(—OH)、氨基(—NH_(2))和羧基(—COOH)官能团的石蜡/功能化石墨烯复合体系模型。使用非平衡分子动力学方法得出了材料的热导率、玻璃化转变温度。通过计算体系结构参数,从均方位移、径向分布函数分子层面阐释了材料热力学性能增强的内在机理。结果表明:各项石蜡复合相变材料体系热性能均有不同幅度的提升,其中PA/GN-NH_(2)在热力学性能上较其他掺杂体系提升最为明显,其热导率较掺杂前提升了69.19%、玻璃化转变温度提升了2.3%;从均方位移(MSD)可以看出,GN的引入提高了玻璃化转变温度,增强了体系的稳定性,尤其以GN-NH_(2)最为明显,玻璃化温度达到307K,从径向分布函数看出,添加GN可以显著改变烷烃分子有序度,改善热输运效果。所得结果可为复合相变材料的掺杂设计、性能调控提供理论支持。

关键词：复合相变材料功能化石墨烯热导率分子动力学模拟

一种基于Flory-Huggins理论的等温吸附模型——用于分析小麦粉的水分吸附

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食品工业科技 2025年第1期46卷 114-120页

作者：李望铭马荣琨贾庆超徐娜孔欣欣魏笑笑郑州科技学院食品科学与工程学院河南郑州450064 郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450002

本文基于Flory-Huggins方程提出一种水分等温吸附模型,该模型采用Langmuir模型表示结合水的吸附,其余水分在干物质-结合水体系中的吸附遵循Flory-Huggins方程,并采用橡胶弹性理论的幻影模型计算弹性作用对水分化学势的贡献。采用动态水... 详细信息

本文基于Flory-Huggins方程提出一种水分等温吸附模型,该模型采用Langmuir模型表示结合水的吸附,其余水分在干物质-结合水体系中的吸附遵循Flory-Huggins方程,并采用橡胶弹性理论的幻影模型计算弹性作用对水分化学势的贡献。采用动态水分吸附分析仪测定了小麦粉在20、30、40℃时的吸湿及解吸平衡水分,对所提出的模型进行分析验证。结果表明,采用本文提出的等温吸附模型能够很好描述小麦粉的水分等温吸附特性,预测的Flory-Huggins相互作用参数χ在0.86~1.52之间,大分子交联浓度在3000~6400 mol/m3之间,说明所提出的模型是合理的。基于该模型的分析显示,温度对平衡水分含量的影响主要归结为对Langmuir水含量的影响,在中低水分活度时混合效应是决定化学势的主要因素,而在高水分活度时弹性效应的贡献不容忽略。

关键词：水分吸附 Flory-Huggins 理论 Langmuir 吸附橡胶弹性化学势小麦粉

大豆调质塔加热层的颗粒运动和干燥层的热风流场数值仿真分析

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中国油脂 2025年第2期50卷 135-142页

作者：唐静静吴伟中李寒扶宇洋河南工业大学机电工程学院郑州450001

为了优化大豆调质塔加热层椭圆管和干燥层角状盒的设计,采用离散元法(DEM)仿真分析加热层椭圆管的结构和分布对大豆颗粒运动的影响,采用计算流体动力学法(CFD)仿真分析干燥层中的热空气流动规律。结果表明:椭圆管长短轴比为2.28∶1时,... 详细信息

为了优化大豆调质塔加热层椭圆管和干燥层角状盒的设计,采用离散元法(DEM)仿真分析加热层椭圆管的结构和分布对大豆颗粒运动的影响,采用计算流体动力学法(CFD)仿真分析干燥层中的热空气流动规律。结果表明:椭圆管长短轴比为2.28∶1时,大豆颗粒在加热层中分布均匀不堵料,颗粒碰撞次数少,有利于提高大豆加热效率,并降低颗粒的破损和椭圆管的磨损程度;相邻加热层椭圆管的轴向夹角为90°时颗粒经过加热层所需时间最短,轴向夹角的变化对颗粒在加热层中产生的碰撞次数无显著影响;当干燥层角状盒的轴向与加热层椭圆管的轴向相互平行时,干燥层中热风存在较大湍流,热风在干燥层中的分布更分散,热风在角状盒两侧形成较为柔和的逆流,更有利于大豆颗粒干燥及顺利下落。通过分析调质塔加热层及干燥层参数对大豆颗粒运动特性、热风流场分布的影响,可为调质塔的结构设计优化提供参考。

关键词：调质加热层干燥层颗粒运动热风流场

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数字D类功放的Sigma-Delta调制器研究综述

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科学技术与工程 2025年第1期25卷 17-29页

作者：于泽琦许增辉钱波郑州轻工业大学电子信息学院郑州450001 郑州轻工业大学计算机科学与技术学院郑州450001

数字D类功放因其高效率和便于与数字音源接口的特点,近年来在音频电子领域引起了广泛关注。Sigma-Delta调制器作为数字D类功放中关键的数字信号处理模块之一,其噪声整形特性能够在降低功放系统实现代价的同时,保持甚至提高系统的输出信... 详细信息

数字D类功放因其高效率和便于与数字音源接口的特点,近年来在音频电子领域引起了广泛关注。Sigma-Delta调制器作为数字D类功放中关键的数字信号处理模块之一,其噪声整形特性能够在降低功放系统实现代价的同时,保持甚至提高系统的输出信噪比,并可抑制部分信号传输路径引入的噪声,在数字音频信号处理过程中具有重要作用。首先总结了数字D类功放的工作原理和主流架构,然后结合Sigma-Delta调制器的基本原理,探讨了近年来用于数字D类功放的Sigma-Delta调制器的设计方案,其中着重对Sigma-Delta调制器的架构设计与噪声传递函数的设计进行综述,最后对数字D类功放的Sigma-Delta调制器研究发展进行总结。

关键词：数字D类功放 Sigma-Delta调制器噪声传递函数噪声整形

三相四开关逆变器驱动PMSM混合多矢量MPC策略

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电机与控制学报 2025年第1期29卷 170-184页

作者：郭磊磊靳雪妍王朋帅李琰琰楚之乐郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

针对常规的模型预测控制(MPC)策略存在电流纹波较大、缺乏严格的理论基础等问题,提出了一种考虑直流电压脉动的可视化分析方法,以评估三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统常规多矢量MPC策略的有效性。详细介绍了基于可视化分析... 详细信息

针对常规的模型预测控制(MPC)策略存在电流纹波较大、缺乏严格的理论基础等问题,提出了一种考虑直流电压脉动的可视化分析方法,以评估三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统常规多矢量MPC策略的有效性。详细介绍了基于可视化分析的常规多矢量MPC策略有效性的证明方法,并根据该方法证明了三矢量MPC策略比单矢量MPC策略具有更小的电流控制误差和纹波。然而,该分析结果也表明,在整个电压矢量平面内,常规三矢量MPC策略并没有完全优于常规双矢量MPC策略。为此,根据该分析结果提出了一种混合多矢量MPC策略,通过融合常规双矢量和三矢量MPC策略,进一步降低了电流控制误差和纹波。最后,对比实验研究验证了所提混合多矢量MPC策略的有效性。

关键词：模型预测控制永磁同步电机三相四开关逆变器可视化分析混合多矢量直流电压脉动

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基于多模态射频信号融合的粮食水分检测

中国农机化学报 2025年第2期46卷 132-138页

作者：杨卫东郭思君段珊珊胡鹏明单少伟河南工业大学人工智能与大数据学院郑州市450001 西安电子科技大学杭州研究院杭州市310000 河南工业大学信息科学与工程学院郑州市450001 河南工业大学机电工程学院郑州市450001

水分检测是粮食存储和贸易中不可或缺的一环,利用各种射频传感技术可以实现无损、快速地粮食水分检测。然而,现有方案都是基于单一种类射频信号开发的,针对不同射频信号需要训练对应检测模型,人力成本增加。基于此,提出一种融合多模态... 详细信息

水分检测是粮食存储和贸易中不可或缺的一环,利用各种射频传感技术可以实现无损、快速地粮食水分检测。然而,现有方案都是基于单一种类射频信号开发的,针对不同射频信号需要训练对应检测模型,人力成本增加。基于此,提出一种融合多模态射频信号的粮食水分检测方法RF—Grain。首先,针对多径环境和硬件缺陷引起的噪声问题,提出一种WiFi信道状态信息(CSI)数据预处理方法;其次,提出一种域对抗神经网络模型,用以消除不同类型射频信号提取的粮食水分特征分布差异;最后,设计使用3种不同射频传感技术进行粮食水分检测的试验,以卷积神经网络作为对比,对所提出方法的性能进行评估,并与现有方法进行对比分析。试验表明,所提出方法能够有效检测5种不同含水率的粮食样品,总体准确率为分别为98.87%、96.22%和96.56%,优于传统的卷积神经网络,具有准确率高、泛化性好等优点,为粮食水分无损检测研究提供有力的技术支撑。

关键词：粮食水分含量检测射频传感多模态域对抗神经网络

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过硫酸钾刻蚀铜表面及其润湿性能研究

功能材料 2025年第02期 2208-2213页

作者：杨清香张倩倩尹世卿赵俊红李凤彩陈志军郑州轻工业大学材料与化学工程学院

采用了一种简单的化学刻蚀法制备具有超疏水性能的铜（Cu）表面。用K2S2O8和NaOH的混合液为刻蚀液对Cu样品进行刻蚀，制备了具有超疏水性能的Cu表面，接触角达165.52°。用扫描电子显微镜、接触角测量仪对样品进行表征，并分析超疏水结... 详细信息

采用了一种简单的化学刻蚀法制备具有超疏水性能的铜（Cu）表面。用K2S2O8和NaOH的混合液为刻蚀液对Cu样品进行刻蚀，制备了具有超疏水性能的Cu表面，接触角达165.52°。用扫描电子显微镜、接触角测量仪对样品进行表征，并分析超疏水结构形成的机理；通过改变刻蚀条件（刻蚀液浓度、刻蚀时间、烘干温度）来分析不同刻蚀条件对制备超疏水样品润湿性的影响。结果表明，当NaOH浓度为0.500 mol/L,K2S2O8浓度为0.025 mol/L,在25℃的环境下刻蚀60 min时，接触角达到了165.52°,制备的超疏水表面均匀的出现了无序排列的片状结构。

关键词：超疏水铜接触角刻蚀润湿性