摘要：针对直驱风电机组网侧换流器电流内环放大次同步振荡分量导致的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,提出了一种基于电流内环滑模自抗扰控制(sliding mode-active disturbance rejection control,SM-ADRC)策略。首先,鉴于滑模控制(sliding mode control,SMC)存在高频切换进而影响控制效果的问题,设计了基于改进型的指数趋近律,采用边界可变幂函数代替趋近律原有的符号函数。其次,引入自抗扰控制的扩张状态观测器,该观测器能实时估计次同步振荡分量,并以观测量的形式补偿电流内环,弱化了SM-ADRC对网侧控制器参数的依赖程度,并进一步切断次同步振荡分量的传播路径。最后,搭建了基于风机网侧电流内环SM-ADRC的直驱风电场电磁暂态模型,通过与电流内环PI控制和SMC对SSO的抑制效果进行对比,验证了所提SM-ADRC策略的优越性。

摘要：针对三七收获作业时挖掘铲存在挖掘阻力大和能耗高等问题，以穿山甲前足爪趾为仿生原型，设计了一款高效减阻仿生挖掘铲。以三七根茎及种植土壤为研究对象，计算得本征物理参数，设置Bonding键参数建立三七根茎离散元模型，分析根土黏结机理，利用Hertz-Mindlin with JKR建立三七根茎-种植土壤离散元复合模型；通过三维扫描获取穿山甲爪趾点云模型，并运用Solidworks建立仿生挖掘铲三维模型，根据爪趾三维模型设计仿生挖掘铲外形结构；对挖掘铲铲尖与铲柄进行力学分析，确定影响作业质量的设计参数；基于EDEM离散元法建立部件-土壤-作物多元仿真模型，以土壤颗粒速度矢量、土壤扰动率及挖掘阻力为评价指标进行仿真试验，得到不同指标的影响规律；通过台架试验验证仿生挖掘铲作业性能，获取仿生挖掘铲和平面挖掘铲平均挖掘阻力分别为1 171.69、1 442.36 N，平均减阻率为18.81%，台架与仿真试验结果基本一致。试验结果表明仿生挖掘铲具有良好减阻降耗特性，仿生结构设计合理，能满足酸性红土条件下三七收获挖掘作业。

摘要：钠基-海水电池因具有环境友好、能量密度高和海水储量丰富且易得等优势,有望成为新一代储能器件。其原理是以海水为电解液,通过氧化还原反应实现化学能与电能的转换。本文概述了钠基-海水电池的电化学原理、电池结构设计及优化策略;回顾了钠基-海水电池的最新研究进展;最后,讨论了钠基-海水电池性能提升和商业化需要克服的挑战,并展望了该电池未来的发展方向。该论文为钠基-海水电池的发展提供理论指导,进而促进钠基-海水电池为深海能源供应和极端环境能源保障等国家重大需求提供支撑。

摘要：在数字化和智能化的背景下,智能压实技术逐渐成为机场、道路、港口等领域填土压实的主流趋势。然而,当前的冲击碾压施工工艺仍然采用人为确定路径的方式对路径进行规划与控制,严重影响了压实效率和压实质量。为了解决该问题,提出了一种冲击压路机路径优化与控制方法。首先,详细描述了冲击压路机的压实过程,揭示了冲击压路机路径规划问题的本质。将压路机路径规划问题等效为经典的旅行商问题,建立了以最短转弯距离为目标的数学模型,同时设计了相应的路径优化模型求解器,以实现对压实路径的自主优化。其次,结合数据库、***二次开发及物联网等技术,研发了基于.NET框架的路径导航平台,用于实时控制压实路径。最后,通过算例和现场测试对所提方法进行验证。结果表明:所提方法能够根据工作面情况以及压路机基本参数确定最佳压实路径,相较于传统的路径规划方法,该方法能够缩短压实路径,提高压实效率。同时,研发的路径导航系统能够在压实过程中稳定地提供可视化路径,实现路径的实时控制,从而有效保障压实质量。

摘要：针对刺绣风格数字化模拟方法立体感不强、缺少线条方向等问题,提出了一种基于深度学习和卷积神经网络的算法,将刺绣艺术风格传输到目标图像。利用图像语义分割网络及风格迁移网络,分别对目标内容图像与刺绣艺术风格图像进行目标提取和风格迁移。首先,输入目标内容图像与刺绣艺术风格图像,采用基于条件随机场的图像语义分割,将目标内容图与刺绣艺术风格图的前景与背景分离,并进行二值化处理,形成掩模图像;其次,将目标内容图与刺绣艺术风格图的RGB颜色空间转换为YIQ;最后,参照掩模图像使用VGG19网络模型提取目标内容图的内容特征及刺绣艺术风格图的风格纹理特征进行目标区域内的风格迁移,从而对刺绣艺术进行数字化模拟。该算法能模拟出具有刺绣艺术效果的结果图像,能更好地模拟真实刺绣艺术的线条方向,突出了线条的立体感。通过使用语义分割与风格迁移相结合的方法,有效模拟了色彩艳丽、立体感强的刺绣艺术风格图像,是对非真实感绘制的有效补充,为刺绣数字化保护与非物质文化传承奠定了基础。

摘要：三七播种株行距均为5 cm左右,属于密集精密播种,为实现三七高密度精密播种,克服开沟易堵塞的难题,设计了一种三七压穴精密排种装置。阐述了三七压穴精密排种装置的工作原理,确定了其主要结构参数,以云南省文山市三七种子为研究对象,采用二次旋转正交组合试验方法,对排种装置进行排种性能试验,选取压穴柱直径、前进速度、投种点到压穴点水平距离为试验因素,建立了合格指数、漏播指数、重播指数、各行排量一致性变异系数的数学模型,分析了各试验因素交互作用对合格指数的影响规律。结果表明,影响合格指数的因素主次顺序为:压穴柱直径、投种点到压穴点水平距离和前进速度。通过参数优化,确定了最优参数为压穴柱直径24. 5～29. 5 mm、投种点到压穴点水平距离330 mm、前进速度0. 44～0. 61 m/s,此时合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于5%。经2BQ-15型三七精密播种机整机试验可知,作业速度为0. 35 m/s时,播种机合格指数最高为93. 5%,满足三七播种要求。

摘要：针对现有三七种苗挖掘铲挖掘阻力大、碎土性能与减黏性差等问题,设计一种三七种苗挖掘铲。本研究运用仿生学原理,依据穿山甲良好的挖掘性能设计三七种苗挖掘铲。对穿山甲前爪中趾和鳞片进行结构分析,测量爪趾纵剖面和前端轮廓数据,通过曲线拟合得到仿生铲外形轮廓;结合穿山甲鳞片表面的楔形形状,将仿生铲表面设计成有凸起的楔形铲面;根据三七育苗农艺,确定仿生铲的挖掘深度和挖掘铲宽度;建立仿生铲三维模型,通过Ansys有限元仿真分析,确定挖掘铲厚度和入土角,研究仿生挖掘铲结构性能;并运用EDEM离散元动态仿真分析验证凸起仿生挖掘铲作业过程中所受阻力和土壤挖掘效果。三七种苗挖掘铲设计为凸起仿生挖掘铲,由Ansys仿真分析可知,凸起仿生挖掘铲最大应力为11.864 MPa,最大变形量为0.064687 mm;由EDEM离散元法仿真分析得到凸起仿生挖掘铲挖掘阻力比平面铲小18.78%,作业时土壤颗粒平均翻滚角速度较平面铲提升27.13%,且具有较好的减黏效果。用穿山甲前爪和鳞片仿生三七种苗挖掘铲,能在保证不破坏三七主根和剪口的同时,达到增大碎土性能和减少土壤黏附的效果。该研究对三七种苗挖掘铲的设计与改进具有重要意义。

摘要：目的针对现有刺绣模拟算法中针线感不强、针线轨迹方向单一等问题,提出了一种基于多尺度双通道卷积神经网络的刺绣模拟算法。方法1)搭建多尺度双通道网络,选取一幅刺绣艺术作品作为风格图像,将MSCOCO(microsoft common objects in context)数据集作为训练集,输入网络得到VGG(visual geometry group)网络损失和拉普拉斯损失;2)将总损失值传回到网络,通过梯度下降法更新网络参数,并且重复更新参数直到指定的训练次数完成网络训练;3)选取一幅目标图像作为刺绣模拟的内容图像,输入训练完成的网络,获得具有刺绣艺术风格的结果图像;4)使用掩模图像将得到的结果图像与绣布图像进行图像融合,即完成目标图像的刺绣模拟。结果本文算法能产生明显的针线感和多方向的针线轨迹,增强了刺绣模拟绘制艺术作品的表现力。结论本文将输入图像经过多尺度双通道卷积神经网络进行前向传播,并使用VGG19、VGG16和拉普拉斯模块作为损失网络进行刺绣模拟。实验结果表明,与现有卷积神经网络风格模拟算法对比,本文提出的网络能够学习到刺绣艺术风格图像的针线特征,得到的图像贴近真实刺绣艺术作品。

摘要：三七播种行株距均为50 mm左右,属于密集型精密播种。为实现三七超窄行精密播种,设计一种超窄行气吸式精密排种器。通过理论计算与数值模拟,确定主要结构参数;以云南文山三七种子为播种对象,基于EDEM离散元软件,对水滴形窝眼孔加工倾角影响充种性能进行仿真模拟试验,得出较佳加工倾角为50°;以吸孔负压、排种轮转速和种层高度为影响因素,以合格指数、重播指数、漏播指数和各行排量一致性变异系数为试验指标,进行三因素二次回归正交旋转组合试验。试验结果表明:影响合格指数的主次顺序为吸孔负压、排种轮转速、种层高度;当种层高度为50 mm、排种轮转速为34～48 r/min、吸孔负压为560～660 Pa时,合格指数大于93. 0%,重播指数小于3. 5%,漏播指数小于3. 5%,各行排量一致性变异系数小于3. 0%,满足三七播种要求。

摘要：非真实感绘制(NPR)也称艺术化渲染,主要用于模拟艺术化的绘制风格。随着图像处理技术的不断发展,研究者已经对中国特有的中国水墨画、烙画、云南重彩画等艺术作品进行了模拟,目前对苗族刺绣的数字化模拟研究还不多见。苗族刺绣也称苗绣,经国务院批准列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录,是我国装饰艺术园地里的一朵奇葩。以苗绣为研究对象,根据真实苗绣艺术作品特点,提出了一种多角度针迹的苗绣艺术风格绘制方法。首先,针对苗绣图案构图手法夸张、层次分明的特点,将目标图像灰度处理,采用多阈值处理图像的方法分割出多幅刺绣图像;然后采用形态学方法消除杂散点、填充空洞点并平滑图案边缘,获得圆润自然、紧凑饱满的特征图案;接着,使用一种基于图像矩阵空间变换和添加纵向纹理的针迹生成算法使每一幅刺绣图像生成不同角度的苗绣针迹纹理;再用图像线性组合的方法将多幅苗绣针迹纹理图像合成为纹理图;最后用Alpha透明度混合算法将苗绣纹理图和目标图像叠加,获得苗绣图案设色对比强烈的艺术特征,产生效果图像。实验证明,该方法能够模拟出真实苗绣艺术作品的多角度针迹纹理效果。