摘要：提出了一种全新的采用组合蓄能方式的独立式风力发电系统。该风力发电系统采用电解水制氢与蓄电池相结合的组合蓄能方式,能够实现连续稳定自治运行且零排放、无污染,克服了采用单一蓄电池蓄能方式的系统或无法连续运行或需借助有污染的柴油机组辅助发电、或因采用泻荷装置而使系统效率过低等一系列问题。为优化系统的运行并准确估算系统元件的规格,还提出了组合蓄能系统的能量优化管理策略以及完整的系统配置设计方法。仿真研究验证了所提组合蓄能风电系统及其优化运行和设计方法的合理性与有效性。采用组合蓄能独立式风力发电系统可实现运行、环保、成本等综合效益的优化。

摘要：磁场驱动技术在微机器人操作领域已成为当前的研究热点。设计了一种梯度增强型磁场驱动系统,首先建立铁芯末端模型并设计末端形状,利用有限元法优化铁芯线圈参数以达到磁感应强度、磁场梯度、磁场均匀性和工作空间等系统指标要求;其次对所设计的磁驱系统进行ANSYS仿真和实验测试,得出该磁驱系统工作空间中心的最大磁感应强度为73.93 mT,工作空间中心的最大磁场梯度为8.68 T/m,与其他文献研究的梯度磁场驱动系统进行比较,性能提升明显。同时对所设计的新型磁驱系统进行运动控制实验分析,结果表明该系统能够在不同环境下对磁珠进行位置闭环控制,在不同粘度的硅油环境下驱动磁珠按预定轨迹运动的平均误差最大为0.066 mm,均方根误差最大为0.078 mm。

摘要：以采用基础隔离的建筑结构为研究对象,以摩擦摆作为隔离支撑进行振动主动控制研究.为便于控制方法的设计,把振动方程中隔离系统的非线性部分作为外激励.在状态方程和控制力求解方面,提出了一种实用的双状态方程法.为了降低隔离系统的响应,提出以层间响应作为输出的LQG控制策略.此外,为了提高控制系统的稳定性,在控制器设计中引入了相对稳定性矩阵.在Kalman滤波器设计方面,采用了第三代基础建筑物所定义的方式.最后给出了仿真分析与试验对比.

摘要：对光伏阵列在不同故障态下的输出特性进行仿真,总结了光伏阵列在故障下输出特性的变化规律。分析了基于支路电流检测与电池板电压检测相结合的故障诊断策略,对比了3种电压传感器放置方法,优化设计了传感器放置策略。将光伏阵列等效为矩阵,建立了权值节点矩阵,提出了基于权值边覆盖的最优电压传感器放置方法,并在此基础上以3×3光伏阵列为例,分析了各种故障下电压传感器的特征值。在故障诊断的基础上,提出了阴影影响下光伏阵列多极值点最大功率点跟踪控制策略。通过搭建光伏阵列对所提的最优传感器配置方法和最大功率点跟踪方法进行了验证,实验结果验证了所提方法的正确性。

摘要：本文分析了张弦梁(桁架)结构在使用阶段的受力性能,着重讨论了在最不利工况下,初始预应力幅值、矢高比与垂跨比、拱截面惯性矩(桁架截面高度)和撑杆间距及数目等四个参数对张弦梁(桁架)结构受力性能的影响,这四个参数也倍受工程设计人员的关注,最终本文得出了一些实用性结论.

摘要：书法笔画能够产生丰富的主观意象,中国传统绘画也有类似的审美现象.于是,在古代的书画论著中,有大量关于笔画观感的记载,往往是将笔画引出的各种丰富拟物化意象进行描述.目前由于书法通常被归入艺术学研究的范畴,书法理论研究中还极少引入数理建模和科学实验的方法,因此对于笔画的意象空间还鲜有采取测量及实证的科学方法,还未能对其建立数理模型.本文设计了两项实验,用以探索书法笔画的意象空间.在第一项实验中,引入实验美学中常用的审美测量方法,选取了书法家写的15个“一”字作为测试样品,并选用21种拟物化感知维度,设计了视觉模拟量表,招募了252名普通群众对它们进行意象感受评测实验.然后,对数据进行主成分分析,展现出笔画“一”的意象空间的特征:其一,它的前二维占据主导,主轴对应于书法理论中探讨最多的“质与妍”的风格倾向问题、副主轴对应于“真与草”的书风倾向问题;其二,它的第三、四维的分布情况也不可忽略,其具体的意义有待进一步解释;其三,不同形态的笔画分布于该空间的不同位置,不同的感知维度对应于从空间原点出发的不同方向.基于第一项实验,设计了可视化方案,直观展现该意向空间中占主导的前二维的结构特征.第二项实验让测试者对实验一中的15个笔画样品评价其两两之间的主观差异.该实验结果经多维缩放分析,与实验一的结果互为支撑.不仅验证了书法理论中有关书风和书体的观点,还为关于“笔法”的审美感知实证研究提供了一种可拓展的数理模型和实验框架.

摘要：为提高复杂道路场景下智能车辆换道避障的安全性和舒适性,提出了一种基于分段优化的智能车辆换道避障轨迹规划方法。首先考虑多种换道可能,根据本车状态和多个采样点生成基于五次多项式的候选y-x曲线簇和x-t曲线簇;其次基于指数函数设计了一种障碍风险评价函数,并结合轨迹平顺性、利他性和行驶效率等构建了综合评价体系,选取出最优参考轨迹,为智能车辆换道避障提供方向和速度的参考,以防止轨迹优化时陷入局部最优;为适应障碍物运动状态时变的特点,以参考轨迹为引导,构建分段五次多项式y-x曲线和x-t曲线,并考虑与障碍车辆的碰撞风险建立了优化目标函数,将轨迹优化问题转换成带约束的非线性规划问题,通过外点法求出最优轨迹。最后基于MATLAB平台进行了仿真验证,结果表明,所提出的轨迹规划方法在满足换道平顺、舒适要求的基础上提高了车辆的环境适应性和避障调整能力。

摘要：采用Fluent软件建立液化天然气(LNG)连续泄漏计算流体力学(CFD)模型,开展不同孔径工况下LNG泄漏扩散过程的数值模拟研究。结果表明泄漏孔径对液池尺寸和液池汽化速率的影响较大,当泄漏孔径小于0.13 m时,液池面积随泄漏孔径增加而缓慢增加,但当泄漏孔径大于0.13 m时,液池面积随泄漏孔径增加呈急剧增加,且泄漏孔径越大,气云体积分数和形成的危害区域范围均越大,气云的持续时间越久,受灾区域暴露在危害气云的时间越久。研究结果对准确预测事故危险范围、设计安全距离、制定应急预案和事故后果的安全评价等均有重要意义。

摘要：以中国新疆国际会展中心张弦屋盖为例,分析不同分段施工对大型张弦桁架结构设计的影响,建立了考虑不同分段施工方法的设计模型,采用基于状态非线性的有限元单元生死法对设计模型的计算结果进行分析.结果表明,在统一的零状态以及有限的预应力张拉控制目标条件下,结构预应力状态下张弦桁架的拉索内力、滑动端位移及拉索张拉控制力需结合具体的分段施工来确定;承载能力极限状态下,一次成型设计方法得到的支承柱的应力比偏小,设计结果偏于不安全;滑动端极限位移与分段施工方法密切相关,传统一次成型设计方法得到的结果偏小,致使滑程的设计结果偏于不安全.

摘要：2008年我国南方地区发生强冰雪灾害,造成不少钢结构破坏。在化工、电力等工程中有很多作为整个系统关键设备的大型薄壁圆柱钢壳结构,柱壳内通常需设置一些横梁支承工艺设备,壳体既受到由上部壳体、顶盖和设备自重等荷载形成的沿环向均匀分布的整体轴向压力,又受到横梁支座传递来的局部轴向压力。在这些荷载作用下结构已经积累了一定的内力和变形,一旦再遭受强冰雪灾害,面积较大的顶盖和相连的其他管道上会快速积聚较大的雪荷载,导致结构发生失稳破坏。根据结构施工和使用过程,考虑加载路径的影响,先施加整体均布轴向压力,再施加局部轴向压力,然后施加模拟强积雪荷载的均布轴向压力,对112个带焊缝初始缺陷的薄壁圆柱壳结构进行了非线性稳定性数值分析。研究表明:随着初始整体荷载水平提高,柱壳承受积雪荷载的能力下降;随着缺陷幅值的增大,柱壳承受积雪荷载的稳定承载力与整体均布轴压下的稳定设计承载力的比值增大,其后屈曲承载能力也提高。柱壳下部储有浆液时;壳体承受积雪荷载的能力有小幅提高。根据大量计算结果,提出了考虑加载历史的遭受强冰雪荷载的圆柱壳稳定性设计建议。