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基于MILP-TD3的用户侧储能系统优化运行

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中国电机工程学报 2024年

作者：陈景文单茜陕西科技大学电气与控制工程学院

深度强化学习（DRL）作为调控用户侧储能以消纳光伏发电和满足用户用电需求的重要算法得到广泛的应用，但应用过程中，DRL智能体难以严格执行运行约束，导致其提供不可靠的动作，威胁储能系统运行的安全性。基于此，本文提出一种基于MIL... 详细信息

深度强化学习（DRL）作为调控用户侧储能以消纳光伏发电和满足用户用电需求的重要算法得到广泛的应用，但应用过程中，DRL智能体难以严格执行运行约束，导致其提供不可靠的动作，威胁储能系统运行的安全性。基于此，本文提出一种基于MILP-TD3的用户侧储能系统优化运行策略。首先，以调度周期内运行成本最小为目标，建立考虑电池退化成本的实时运行优化模型，引入包含功率平衡约束的马尔科夫决策（MDP）过程，将储能运行问题转换为智能体的寻优问题。其次，提出将双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法的动作价值函数转化为混合整数线性规划（MILP）公式的MILP-TD3算法，使智能体严格执行储能运行的约束条件。最后，通过算例对比分析，结果表明所提模型和算法能够确定最优运行策略，可以严格执行功率平衡约束，本文算法较传统TD3算法所得平均日运行成本降低25.34%，各时段平均优化时间为0.024s，满足实时调度要求，保证用户侧储能系统安全运行。

关键词：用户侧储能深度强化学习混合整数线性规划优化运行

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“自上而下”设计全木基水凝胶的研究进展

化工进展 2024年

作者：崔书源张素风张凤娇景小凯冯瑶陕西科技大学轻工科学与工程学院

采用“自上而下”法设计全木基水凝胶是一种制备功能化材料的新型策略，所得到的材料既保留了水凝胶原始的回弹性，同时又具有良好的力学特性和各向异性，在生物医药、柔性传感、环境保护等领域有着广泛的发展。本文综述了近年来“自上... 详细信息

采用“自上而下”法设计全木基水凝胶是一种制备功能化材料的新型策略，所得到的材料既保留了水凝胶原始的回弹性，同时又具有良好的力学特性和各向异性，在生物医药、柔性传感、环境保护等领域有着广泛的发展。本文综述了近年来“自上而下”设计全木基水凝胶的研究动向与发展。首先，阐述了“自下而上”和“自上而下”两种设计方法及全木基水凝胶的研究背景。其次，受木材天然结构启发，归纳了“自上而下”设计全木基水凝胶的原理，包括纤维素支架的制备及基质聚合物的选择，探讨了“自上而下”设计全木基水凝胶的前沿应用，包括可穿戴电子器件、骨修复支架、超级电容器及太阳能蒸发器等。最后，针对“自上而下”设计全木基水凝胶现存的挑战进行了总结与展望，建议后续研究着重关注该材料的各向异性、力学性能、普适性及绿色生产等问题，进一步为全木基水凝胶结构设计及前沿应用提供参考。

关键词： “自上而下” 木材水凝胶功能化

基于Rayleigh-BP模型的压电驱动系统迟滞建模与前馈控制

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中国机械工程 2024年

作者：张萌范鹏举王俊璞刘时成陕西科技大学机电工程学院

针对可调谐半导体激光器压电驱动系统的迟滞非线性，本文提出了一种基于Rayleigh-BP的建模及控制方法。首先，利用空间扩展法建立了Rayleigh-BP率相关迟滞模型，该模型实现了对压电驱动系统的率相关迟滞非线性的精准预测；其次，利用逆... 详细信息

针对可调谐半导体激光器压电驱动系统的迟滞非线性，本文提出了一种基于Rayleigh-BP的建模及控制方法。首先，利用空间扩展法建立了Rayleigh-BP率相关迟滞模型，该模型实现了对压电驱动系统的率相关迟滞非线性的精准预测；其次，利用逆向算法求解了Rayleigh模型的逆模型，并将该模型与BP神经网络结合，设计了前馈控制器对系统进行补偿；最后，对前馈控制方法进行了仿真与实验验证。结果表明，本文建立的Rayleigh-BP模型具有较高的精度，在10 Hz时均方根误差仅为0.0469 μm。前馈控制方法可以明显提高系统输出的线性度，在40 Hz时仿真结果均方根误差为0.0274 μm，线性相关系数R2为0.99992。在30 Hz时实验结果均方根误差为0.0506 μm，线性相关系数R2达到了0.99955，极大降低了迟滞现象。

关键词：迟滞非线性 Rayleigh模型 BP神经网络前馈控制

PLA和PBAT可生物降解微塑料对土壤-植物系统的生态效应

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农业环境科学学报 2024年

作者：辛熙炜陈晨吴婉晴陈倩李成涛陕西科技大学环境科学与工程学院

为了研究可生物降解微塑料填埋后对土壤-植物系统产生的影响，本文设置上海青盆栽实验，向其中分别添加PLA与PBAT两种可生物降解微塑料，通过观察两种微塑料在土壤中的表面形态变化、测定土壤理化性质和上海青生理生化指标，综合评价PLA... 详细信息

为了研究可生物降解微塑料填埋后对土壤-植物系统产生的影响，本文设置上海青盆栽实验，向其中分别添加PLA与PBAT两种可生物降解微塑料，通过观察两种微塑料在土壤中的表面形态变化、测定土壤理化性质和上海青生理生化指标，综合评价PLA、PBAT微塑料的存在对土壤生态环境风险影响。结果表明：30 d内两种微塑料都发生了降解，PLA-MPs表面出现程度不同的裂纹和凸起，PBAT-MPs则存在不规则的孔洞。PLA的添加提高土壤中TN含量的同时会减少TP含量，而PBAT对土壤中TN、TP均有促进作用，并且两种微塑料都会增加土壤中水稳性大团聚体。通过相关性分析发现，添加PLA-MPs后各指标间TP对MDA含量以及根系活力呈现负相关，而TN对MDA含量和根系活力呈现正相关；添加PBAT-MPs后各指标间TP对MDA含量、根长和茎长呈现负相关，而MDA含量与根系活力、发芽率和茎长之间呈现正相关。当添加量过多时对植物产生的影响更显著，但当超过植物所能承受的范围时，可能会对植物产生负面影响。研究表明，可生物降解微塑料对土壤-植物系统可能会产生更复杂的生态效应。

关键词：可生物降解材料微塑料土壤理化性质植物生理生化土壤健康

直接酯化法合成月桂酸单甘油酯及对金黄色葡萄球菌的抑菌性能研究

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功能材料 2024年

作者：张轩杨婧陕西科技大学环境科学与工程学院

选择月桂酸和甘油为原料、对甲苯磺酸为催化剂,通过单因素试验测定了反应温度、反应时间、搅拌速度、原料摩尔比、催化剂用量等对月桂酸单甘油酯(GML)纯度的影响,研究了GML浓度和pH值变化对金黄色葡萄球菌的抑制效果。结果表明,在n(甘油... 详细信息

选择月桂酸和甘油为原料、对甲苯磺酸为催化剂,通过单因素试验测定了反应温度、反应时间、搅拌速度、原料摩尔比、催化剂用量等对月桂酸单甘油酯(GML)纯度的影响,研究了GML浓度和pH值变化对金黄色葡萄球菌的抑制效果。结果表明,在n(甘油)∶n(月桂酸)=3∶1,反应温度为180℃,反应时间为3.5h,搅拌速度为250r/min,对甲苯磺酸用量为0.4%(质量分数)的条件下制备出的GML纯度最高,该工艺为最优合成工艺;正交试验测试表明,合成温度对GML纯度的影响最大,最优合成工艺下制备出的GML的初始纯度为47.7%,提纯后纯度可达97.2%。抑菌性能测试表明,GML对金黄色葡萄球菌的抑制效果与其浓度呈正相关,当浓度达到12mg/mL时,抑菌圈的直径达到了最大值16.1mm;GML对金黄色葡萄球菌的抑菌率均随着时间的增加逐渐降低,在p H值=5.7和7.2的条件下,GML对金黄色葡萄球菌的抑菌半衰期分别为54和49h,可见弱酸条件下GML对金黄色葡萄球菌的抑菌半衰期更大,抑菌效果更佳。

关键词：月桂酸单甘油酯最优工艺单因素试验金黄色葡萄球菌抑菌性能

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基于改进FCM的冲压件缺陷图像分割算法

计算机工程 2024年

作者：张玉杰高晗陕西科技大学电气与控制工程学院

工业质检过程中，冲压件缺陷图像分割作为缺陷检测的重要环节，直接影响缺陷检测效果。而传统的FCM聚类算法未考虑到空间邻域信息，对于噪声干扰较为敏感，导致分割精度较差；且整体易受初始值的影响，导致收敛速度变慢。针对上述问题... 详细信息

工业质检过程中，冲压件缺陷图像分割作为缺陷检测的重要环节，直接影响缺陷检测效果。而传统的FCM聚类算法未考虑到空间邻域信息，对于噪声干扰较为敏感，导致分割精度较差；且整体易受初始值的影响，导致收敛速度变慢。针对上述问题，本文提出一种改进的FCM算法，采用内核诱导距离中的简单两项代替传统的欧氏距离，将原有的空间像素映射到高维特征空间，提高线性可分概率和计算速度；利用图像像素之间的空间相关性，通过引入改进的马尔可夫随机场对FCM目标函数进行修正，提高了算法的抗噪能力以及分割精度；采用秃鹰搜索算法确定FCM的初始聚类中心，提高了算法的收敛速度，同时也避免了算法易陷入局部极值的情况。为验证改进的FCM算法性能，选取划分熵、划分系数、Xie＿Beni系数以及迭代次数作为评价指标，并与近年来不同学者提出的图像分割算法进行实验对比，验证了算法的有效性。实验结果表明，本文算法具有较好的抗噪能力，能得到较好的缺陷分割效果，对工业上冲压件的缺陷检测有一定程度的应用价值。

关键词：模糊C均值聚类工业应用冲压件缺陷内核诱导距离马尔科夫随机场秃鹰搜索算法

家用净水器反渗透滤膜中抗生素抗性基因分布特征研究

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环境科学学报 2024年

作者：杨婧徐泽坤张轩王雪妍陕西科技大学环境科学与工程学院

近年来，抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）作为一种新型污染物已成为全球性公共卫生问题，在饮用水全流程中被多次检出.家用净水器作为保障水质安全的最后一道屏障，其赋存ARGs的特征对龙头出水有着极大的影响.为... 详细信息

近年来，抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）作为一种新型污染物已成为全球性公共卫生问题，在饮用水全流程中被多次检出.家用净水器作为保障水质安全的最后一道屏障，其赋存ARGs的特征对龙头出水有着极大的影响.为探究家用净水器中ARGs的赋存特征，本研究收集了陕西两地（西安和渭南）5个品牌的19个反渗透膜（Reverse osmosis,RO）滤芯，对其细菌群落结构及多样性、20个ARGs的丰度进行测定.结果表明，家用净水器反渗透膜滤芯中厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门，且不同地区和品牌样品的细菌多样性存在不同程度的差异；在检测的20个ARGs中，万古霉素类、四环素类耐药基因为优势ARGs.此外，采集地区、品牌工艺及滤芯的使用时间均会影响反渗透膜滤芯上抗生素抗性基因的赋存情况.在RO膜中，细菌与抗生素抗性基因之间有着一定的共存关系，Modulibacteria和Bdellovibrionota可能为van RA-01的潜在宿主.

关键词：家用净水器反渗透膜滤芯抗生素抗性基因影响因素细菌多样性

计及锁相环非线性特性的跟网型逆变器暂态稳定性分析

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电工电能新技术 2024年第7期 12-22页

作者：王素娥李康郝鹏飞刘煜帆崔开源陈景文陕西科技大学电气与控制工程学院

锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节，由于其本身所固有的非线性特性，在弱电网情况下，传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行，提出了一种基于非线性数学模型的稳定性... 详细信息

锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节，由于其本身所固有的非线性特性，在弱电网情况下，传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行，提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析方法。首先，根据锁相环工作原理，建立其二阶非线性微分方程，通过相平面法对锁相环输出特性进行定性分析，评估不同参数对锁相环暂态特性的影响；然后，基于等面积法则分析锁相环暂态失稳机理，鉴于传统等面积法则可能导致稳定性的误判，采用非线性动力学多尺度法对锁相环受扰后的暂态时域表达式进行求解，明确锁相环暂态稳定边界；最后，通过Matlab仿真和RT-LAB半实物平台验证了所得解析解和锁相环暂态稳定域的准确性，为弱电网条件下锁相环控制参数及电路参数选取提供一定参考。

关键词：跟网型逆变器锁相环非线性弱电网暂态稳定性多尺度法

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陕西农田土壤新烟碱类农药残留和生物有效性

农业环境科学学报 2024年

作者：花莉党方琳赵丹洋陕西科技大学环境科学与工程学院

为了评估新烟碱类农药潜在的环境风险，研究了陕西省不同地区吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和啶虫脒新烟碱类农药的污染残留，探究了不同新烟碱类农药生物有效性及其影响因素。结果表明：陕西省农田土壤中新烟碱类农药残留范围为：吡虫啉ND～1... 详细信息

为了评估新烟碱类农药潜在的环境风险，研究了陕西省不同地区吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和啶虫脒新烟碱类农药的污染残留，探究了不同新烟碱类农药生物有效性及其影响因素。结果表明：陕西省农田土壤中新烟碱类农药残留范围为：吡虫啉ND～113.71 μg·kg-1，啶虫脒ND～19.48 μg·kg-1，噻虫胺ND～184.32μg·kg-1和噻虫嗪ND～145.02 μg·kg-1，其中陕西农田土壤中噻虫胺和噻虫嗪残留浓度较高需要引起足够的重视。此外，新烟碱类农药的生物有效性大小始终为：噻虫胺＜吡虫啉＜啶虫脒＜噻虫嗪，且新烟碱类农药的生物有效性随着土壤pH的增大而增大，随土壤有机质含量和土壤老化时间的增加而降低。研究表明，陕西省农田土壤中新烟碱类农药残留需要重视，同时Tenax单点萃取技术可以作为简单快速评价新烟碱类农药生物有效性的替代方法，进一步为农业土壤新烟碱类农药污染问题以及农作物的质量安全和食用风险提供评价依据。

关键词：农田土壤生物有效性新烟碱类农药残留