摘要：为了提高微型涡旋压缩机的制冷性能,以某款微型制冷涡旋压缩机为研究对象,建立涡旋压缩机制冷性能系数的数学模型,添加几何参数约束条件,通过粒子群算法对制冷涡旋压缩机的几何设计参数进行优化以达到提高性能的目标。以能效比为优化目标函数,通过MATLAB软件进行迭代优化。在得到优化前后涡旋型线几何参数的基础上,建立优化前后涡旋压缩机动静涡旋盘的流体域数学模型,利用流体力学(CFD)的方法对优化前后模型进行数值模拟。对比分析优化前后涡旋压缩机几何、性能参数以及工作腔中工质流动规律和状态分布。分析表明:在通过粒子群算法优化后的微型制冷涡旋压缩机涡旋盘总体质量减小7.92%,吸气容积增大87.77%,性能系数提高88.08%。在数值模拟中对比优化前后进出口的质量流量,优化后的进口质量流量提高84.25%,出口质量流量提高82.14%;工作腔的压力分布在优化后过压缩现象降低,但出口压力大幅增大,其优化后工作腔中的瞬态峰值压力比优化前增大67.78%。但由于中心压缩腔变大,出现排气口被遮挡现象,导致优化后工作腔压力在某时刻会呈现不对称分布。该研究可为微型制冷涡旋压缩机的设计提供参考。

摘要：针对光伏跟踪系统运行时负载端产生高频振荡以及在运行过程中遇到的极端天气等不可控因素导致的系统失调、鲁棒性降低等问题,根据光伏跟踪系统中负载反馈模型实现速度控制,设计了一种改进型分数阶自抗扰控制器。该控制器采用函数优化后的分数阶跟踪微分器和线性组合的分数阶扩张状态观测器来抑制高频振荡,加快负载端速度响应并提高系统抗干扰能力。实验结果表明,改进后的分数阶自抗扰控制器使得抑制了负载端39.60%的高频振荡,系统稳态时间缩短了20.83%,转速波动减少了36.97%,有效改善了系统控制性能,提高了系统鲁棒性。

摘要：为研究聚氯乙烯-碳纤维增强复合材料(PVC-CFRP)管混凝土柱-钢筋混凝土(RC)环梁T型节点的恢复力特性,完成了11根试件的低周反复荷载试验。试验结果表明:增大的环梁节点能有效实现PVC-CFRP管混凝土柱与RC梁的连接,试件显示出良好的抗震性能。在此基础上,优选材料本构关系,采用纤维模型法,编制非线性分析程序,开展节点拟静力试验数值模拟研究,模型预测结果与试验结果吻合较好。基于验证的数值模型,延拓分析环梁节点混凝土强度、环梁高度、梁纵筋配筋率、柱直径以及纵筋屈服强度等参数对其骨架曲线的影响规律,并提出合理设计建议。数值模拟结果表明:环梁节点核心区混凝土强度由20 MPa增至60 MPa,试件的峰值弯矩提高13.7%,极限位移降低8.0%;梁纵筋配筋率由2%增至5%,试件的峰值弯矩提高26.3%,极限位移降低19.9%;梁纵筋屈服强度由400 MPa增至600 MPa,试件的峰值弯矩提高56.3%,极限曲率降低17.9%;试件环梁高度由350 mm增至450 mm,试件的峰值弯矩影响不明显,而极限位移降低11.0%;柱直径由200 mm增至300 mm,试件的峰值荷载提高56.3%,极限位移增加28.5%。

摘要：为提高煤矿井下湿式除尘器降尘效率,改善作业人员工作环境,提出了在湿式除尘器中安装内混式空气雾化喷嘴的降尘方法。首先,基于激光多普勒喷雾雾化特性测试平台,对比3种空气帽结构空气雾化喷嘴的雾化角和雾滴索特尔平均直径D_([3,2]),优选出了雾化效果最佳的喷嘴。其次,基于湿式除尘器与气水喷雾降尘试验平台,选定喷嘴与风机距离、喷嘴供气压力、喷嘴供水压力和风机供气压力进行单因素试验,得到单一最佳水平。最后,基于正交试验理论,设计4因素3水平正交试验,开展了不同工况下的降尘试验。结果表明:在同一工况下,孔径为2.0 mm的压力扇形喷嘴雾化角最大且雾滴粒径最小,D_([3,2])为33.20~50.51μm,更有利于微细粉尘的捕集与沉降;4因素降尘效率显著性水平排序对于全尘和呼尘均为:喷嘴与风机距离>喷嘴供水压力>风机供气压力>喷嘴供气压力;降尘系统最优参数组合为:喷嘴与风机距离2.25 m、喷嘴供气压力0.4 MPa、喷嘴供水压力0.4 MPa和风机供气压力0.2MPa,全尘与呼尘的降尘效率可分别达到90.06%和75.91%。研究成果可为矿井湿式除尘系统的优化及应用提供理论参考。

摘要：为研究芯钢管连接的PVC-CFRP管混凝土柱-RC梁边节点的抗裂性能,文中以芯钢管含钢率、节点配箍率、轴压比、梁纵筋配筋率和CFRP条带间距为设计参数,对11根节点试件进行低周反复荷载试验,观察其裂缝发展过程,分析各参数对其初裂荷载的影响。试验结果表明:节点在加载过程中先后经历了初裂、通裂、峰值和破坏阶段,初裂荷载约为极限荷载的40%~50%,随着节点核心区表面斜裂缝的出现,试件荷载-位移滞回曲线逐渐偏离线性。与普通节点相比,内置芯钢管可有效提高节点的初裂荷载,同时,随着节点配箍率和轴压比增加,节点初裂荷载有所提高,芯钢管含钢率、梁纵筋配筋率以及CFRP条带间距对节点初裂荷载影响不明显。最后,基于节点核心区的受力分析,引入节点箍筋影响系数,提出节点抗裂承载力计算公式,与试验值吻合良好,此外,与目前已有节点抗裂承载力计算模型对比,文中公式更适用于芯钢管节点抗裂设计。

摘要：研究一类时滞非线性切换系统的有限时间滑模控制问题.针对所研究的系统模型,构造每个子系统对应的积分滑模面,基于滑模控制理论,设计带有状态时滞的滑模控制器使得每个子系统能在有限时间内到达相应的滑模面上,并对系统中存在的非线性项采用Lipschitz条件进行处理.根据多李亚普诺夫函数、平均驻留时间方法以及分割策略引理,给出滑模趋近段和滑模动态有限时间有界的充分条件,并通过对线性矩阵不等式的求解得到控制器增益.最后,通过一个数值仿真例子验证该设计方法的有效性.

摘要：针对一类连续时间线性Markov跳变系统,本文提出了一种新的策略迭代算法用于求解系统的非零和微分反馈Nash控制问题.通过求解耦合的数值迭代解,以获得具有线性动力学特性和无限时域二次成本的双层非零和微分策略的Nash均衡解.在每一个策略层,采用策略迭代算法来计算与每一组给定的反馈控制策略相关联的最小无限时域值函数.然后,通过子系统分解将Markov跳变系统分解为N个并行的子系统,并将该算法应用于跳变系统.本文提出的策略迭代算法可以很容易求解非零和微分策略所对应的耦合代数Riccati方程,且对高维系统有效.最后通过仿真示例证明了本文设计方法的有效性和可行性.

摘要：设计了一种制备双咪唑基有机聚合物,并进一步用于钠离子电池负极材料的硕士生现代分析测试技术实验。首先,基于亲核取代反应合成双咪唑基有机聚合物,然后,对所制备的电极材料进行了物理化学表征和电化学性能的测定。本项实验可以锻炼学生制备电极材料、表征方面的能力。因此该实验设计有助于学生了解分子设计,提高科学研究的积极性。

摘要：目前功率变换器的控制方法以纯状态反馈为主,当干扰较大时一般需要通过较大的增益来抑制干扰的影响,而高增益控制器通常会影响闭环系统的动态或稳态性能。为进一步提高Buck型变换器控制系统的动态和稳态性能,提出了一种基于非奇异终端滑模控制方法和扰动观测技术的复合控制方案。首先,考虑外界干扰、系统不确定以及参数变化的影响,建立Buck型功率变换器的平均状态模型;其次,基于非奇异终端滑模控制方法,设计滑模控制器,实现Buck型变换器的基本电压调节功能;最后,利用扰动观测技术,构造非线性扰动观测器实现对扰动的观测,并将扰动观测值作为前馈与状态反馈结合形成复合控制,进一步改善了系统的性能。仿真和实验验证了所提方法的有效性。

摘要：设计一种酸催化的溶剂热法制备一种有机聚合物电极材料,并进一步用于锂离子电池性能研究的硕士生化学实验。首先,采用酸催化的溶剂热法合成基于三嗪的有机聚合物负极材料,然后,将此材料应用于锂离子电池电化学性能的基本研究。本实验可以锻炼学生制备电极材料的基本能力,掌握相关仪器设备的使用,使学生进一步了解科学前沿,提升科学素养。