摘要：针对航天和工业领域中人体佩戴手套执行任务时,手指关节处因受到编织物挤压而造成的手部疲劳损伤以及抓握力下降等问题,设计了一种采用套索驱动的手部助力外骨骼系统。该系统采用以速度为内环、力为外环的力PID控制方法,以拉力传感器反馈输出力,通过力学建模对手部助力外骨骼导线槽开展位置优化。对所设计的外骨骼系统开展抓握实验,结果表明:人体穿戴手部助力外骨骼可再现Feix分类法中全部33种抓握类型;外骨骼抓握指尖力最高可达14N;与不穿戴外骨骼相比,穿戴外骨骼时人体手指关节运动范围能够达到自主弯曲运动范围的63%以上,掌指关节、近端指间关节和大拇指的指间关节角度的皮尔森相关系数可达0.90以上;外骨骼助力抓握使得肱桡肌和桡侧腕长伸肌的肌电均方根峰值分别减小了37.86%和62.46%。实验结果证明所设计的手部助力外骨骼能够明显减少手部肌肉耗能。

摘要：针对复杂扰动下可执行多种任务的复合式变体无人机,提出了一种基于浸入与不变(Immersion and invariance,I&I)理论和隐含系统状态受限条件的复合时变障碍Lyapunov函数(Composite time-varying barrier Lyapunov function,CTV-BLF)的控制方案.设计了一种基于浸入与不变理论的扰动观测器,构建了一种基于监督因子的有限时间动态尺度因子(Finite-time dynamic scaling factor,FT-DSF)调节器.在此基础上,设计了一种基于复合时变障碍Lyapunov函数和动态滑模面的控制器,保证系统状态始终在约束条件之内.通过衍生定理证明轨迹跟踪误差是有限时间稳定的.最终仿真结果验证了所提方案的有效性.

摘要：露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的露天矿内排土场地貌,在现有开采工艺基础上,提出一种采排复一体下基于调整曲面的内排土场近自然地貌重塑模型;以新疆黑山露天矿为例,构建内排土场近自然设计地貌,及区域原始地貌和传统设计地貌2个对照组,结合CLiDE演化模型,模拟并评价10 a内近自然设计地貌的抗水蚀效果。结果表明:①地貌设计上,近自然地貌重塑模型在采排复一体化过程中可依据采复子区采前地表、矿层顶板及底板数字高程数据,自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程近自然设计结果;②土方调配上,近自然设计地貌土方平均运距较传统设计地貌高0.49 m/m^(3),较后者高约0.06%,两者土方平均运距极为接近;③视觉上,近自然设计地貌能够与周边自然景观相融合,相较传统“梯田式”地貌,其与周边自然地貌间无明显拼接痕迹;④土壤水蚀模拟上,近自然设计地貌较传统“梯田式”地貌10 a可减少约39.07%的土壤水蚀量,其可显著提高内排土场表土抗水蚀能力;⑤土壤运移演化上,近自然设计地貌表土流失及堆积区的空间位置与自然原始地貌重叠率达57.27%,较传统设计地貌高2.96%,其区域表土运移特征与采前自然地貌更为接近。

摘要：在风储一体化电站系统规划问题中,为了达到系统总容量最大且全局经济性最优的目的。提出一种双层规划模型方法:上层规划模型以风储一体化电站总容量最大为目标,考虑当地风能资源与电网资产构成的风电消纳能力等约束条件;下层规划模型以风储一体化系统一次性投资费用最小为目标,优化风储配比,主要考虑风储出力目标和电力瞬时平衡等约束。并设计嵌套的遗传算法对该模型进行求解。其次,通过某风电场实例验证,得出该模型规划的风储一体化系统在无风或系统出力与调度计划出力不一致的情况时能以2.8 MW的风电场期望功率持续出力4.9 h的结果,表明该模型规划的系统在一定时间内具备响应电力系统出力需求的能力。最后,进一步分析了发电机组类型和风资源Weibull参数对风储容量规划结果的影响,结果表明当形状参数位于1-3和尺度参数位于4-10的区域时其规划结果具有很强的适应性,同时也指出规划模型没有能够全面反映储能作用的局限性。

摘要：为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求,设计了双重自适应系数,并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数,前者可提高系统动态特性并增强适用性,后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡,能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度,可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求,具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后,通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。

摘要：本文基于扩散动力学,建立了一种新的理论模型研究高分子混合刷在蛋白质吸附/脱附过程中的动力学特性.理论模型考虑高分子混合刷中一种高分子链(P-高分子链)对蛋白质的吸附,另一种高分子链(N-高分子链)对蛋白质的脱附,以及吸附/脱附的时滞性.通过选取模型中各参数值,获得了具有不同化学、物理性质的高分子混合刷对蛋白质的部分吸附/脱附、完全吸附/脱附,以及周期性吸附/脱附的动力学特性.研究发现,由于外加交变电场的作用,高分子混合刷对蛋白质吸附/脱附过程呈现出周期性循环的动力学特性,并且平均吸附、脱附量增加.本文理论结果符合实验观测.可以预言,外加交变电场可实现高分子混合刷对蛋白质吸附/脱附的多次循环,为设计吸附/脱附蛋白质的高分子混合刷纳米材料提供必要的参考和新方案.

摘要：借助FLAC3D软件,建立土工格室柔性挡墙支护边坡数值模型,并采用振动台试验结果对数值模型进行验证,采用标定后的数值模型,系统研究了条带刚度、格室尺寸、挡墙厚度和充填料弹性模量4种因素对边坡动力响应的影响,并对挡墙的破坏机理进行了深入探讨,计算了各参数的影响权重。研究结果表明:地震作用下挡墙的稳定性与4种因素有着密切的联系;格室约束围压和永久水平位移沿高程分布规律基本一致,均表现为“增加-衰减”的两段形态,坡顶沉降自墙面向坡体延伸表现为两头小中间大的“V”型分布,水平峰值加速度沿高程表现为“增加-衰减-增加”的3段形态;随着刚度的增加,格室约束围压增大,而永久水平位移、坡顶沉降和水平峰值加速度均减小;随着格室尺寸的增加,格室约束围压、永久水平位移、坡顶沉降和水平峰值加速度均增加;随着挡墙厚度和充填料弹性模量的增加,格室约束围压、永久水平位移、坡顶沉降和水平峰值加速度均减小;4种影响因素中,格室尺寸影响权重最大,对格室约束围压的影响权重达到0.996,而挡墙厚度影响权重最小;地震作用下土工格室挡墙结构具有良好的抗震性能,挡墙结构对于地震能量具有一定的衰减作用,满足抗震设防要求。该研究结果对于地震作用下土工格室柔性挡墙的抗震设计及工程应用具有一定的指导作用。

摘要：以Micro-PIV实验测量的微尺度流场为基础,利用Fluent数值计算软件设计最佳微尺度流动数值模拟方案。针对微尺度特性,采用设定壁面粗糙度和多孔介质模拟粗糙元的微尺度效应处理方法,利用Fluent软件提供的realizablek-ε模型和标准k-ω模型,分别在Reynolds数为100和300情况下对边长600μm的矩形断面的微通道内流场水流流动进行数值模拟,通过各种数值模拟方案下计算出的速度场与Micro-PIV实验结果的对比,得出以多孔介质模拟壁面粗糙元、配合realizablek-ε模型进行数值计算的方案是微尺度流场CFD的最佳方案。

摘要：配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利用插值法处理故障前特定时刻数据窗来实现同步误差校正。以此为基础,分析保护可能面临的异常数据特征,提出了考虑舍去极值的Hausdorff故障判别算法。最后设计了一种能够提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案。在PSCAD对方案进行仿真验证,结果表明所提方案能够在不增设额外同步装置的前提下有效提升抗时延抖动和数据异常的性能,保证发生各类故障和存在大噪声时的保护可靠性。该方案可为配电网5G差动保护的可靠性提供保障。

摘要：利用生物法修复有机物污染土壤是一种低成本、无二次污染物产生的绿色修复方法,受到国内外学者的极大关注.目前,国内对石油污染土壤生物修复技术的研究工作集中于中东部地区,对干旱区石油污染土壤修复工作非常欠缺.本研究以干旱区石油污染荒漠土为研究对象,通过投加不同水平的营养元素,以刺激土壤微生物活性,探讨生物刺激法修复干旱区石油污染土壤的可行性及修复效果,为建立面向干旱区的石油污染土壤生物修复技术提供科学依据和技术支撑.