摘要：受到电平数的限制,应用于中压直流系统的模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)难以兼顾较低的运行损耗和较高的电压质量。为此,设计了一种电平多级倍增模块化多电平换流器(level multiplication modular multilevel converter, LM-MMC)拓扑及其电平倍增调制(level multiplication modulation, LMM)策略。通过引入具备并联输出非整数电平的B型子模块,LM-MMC的输出电平可实现多级倍增。其次,根据排序结果轮换子模块的工作模式,可以有效均衡电容电压。此外,当LM-MMC拓扑应用LMM策略时,上下桥臂输出电平数目之和恒定,换流器的循环电流较低。最后,仿真模型和物理实验结果表明,适用于LM-MMC拓扑的LMM策略的运行损耗较低,且输出波形质量较高。

摘要：为满足万物互联和物理层安全的要求,针对存在多个窃听者和多个合法用户的状态更新系统的通信安全问题,提出了一种利用智能反射表面(IRS)辅助的安全波束成形设计方法实现主动防御。同时,考虑了状态更新场景下对于信息新鲜度的要求,引入平均保密年龄和保密年龄中断概率的信息年龄(AoI)性能指标,在发射功率、状态更新概率和IRS反射相移的约束下,联合优化基站发射波束成形矩阵、IRS相移和状态更新概率,从而保证状态更新的同时最大化系统安全性。针对系统的动态性和复杂性以及非凸优化问题的挑战性,提出了一种基于深度双Q网络(DDQN)算法的安全波束成形方法,以实现动态环境下针对窃听者的最优波束成形策略。仿真结果表明,本文提出的基于DDQN的安全波束成形方法可以显著提高IRS辅助状态更新系统的安全性。

摘要：针对电动汽车车载充电器的后级DC-DC环节,提出一种具备宽输出范围的多电平LLC谐振变换器。该变换器通过增加一组半桥和辅助变压器,构造出高于输入电压的多电平结构,结合定频移相脉宽调制控制,实现两倍电压增益拓展。该方案避免了变频控制下增益范围对谐振参数的制约,简化了参数设计过程。工作于串联谐振点使变换器在整个充电工作过程中均可实现功率管的零电压开关和整流管的零电流开关,有利于系统效率的提升。搭建一台输入380V、功率3.3kW的实验样机,验证所提拓扑与控制方案的可行性。经测试,变换器能为动力电池提供250~420V的充电电压,其峰值效率达到了97.1%。

摘要：建立了毛细管区带电泳(CZE)法测定发酵虫草菌粉(FCP)多糖部分酸降解产物。采用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)使降解产物衍生化。采用未涂层弹性石英毛细管柱,运行缓冲液为40 mmol/L四硼酸钠缓冲液(pH 10.1)。检测波长为245 nm,运行电压为17 kV,采用重力进样(10 cm×15 s)进行测定。并通过单因素试验和正交设计,优化虫草多糖的部分酸降解条件。结果显示,最优条件为盐酸浓度为0.8 mol/L,降解温度为80℃,降解时间为4 h。不同FCP胶囊的多糖部分酸降解产物的CZE谱图差异明显,特征性强,且实现了准确归类,可用于不同来源FCP制剂的质量控制,也为其构效关系研究及其他中药制剂的质量分析提供了参考。

摘要：为研究主余震作用下配置高强钢筋的RC框架结构的抗震性能,根据相同设计指标和"等强代换"的原则,设计了三榀六层四跨的钢筋混凝土框架,纵向受力钢筋的强度等级分别为HRB400、HRB500和HRB600。通过OpenSees平台进行有限元建模,将最大层间位移角作为结构损伤指标,反应地震作用的结构响应。选取15条地震加速度时程,通过重复法构造人工主余震序列并进行IDA分析,得到结构在不同强度的主余震序列作用下的地震易损性曲线。结果表明:主震PGA越大,余震的最大层间位移角越大,结构达到各极限状态的概率越高。对比配置不同钢筋强度的三榀框架的计算结果,可知"等强代换"原则下,相同主余震序列作用时,钢筋强度的提高对结构抗倒塌性能有不利影响,但影响有限。

摘要：磁致伸缩换能器的换能机制与外加驱动磁场、材料的磁致伸缩特性有不可分割的关系,换能器的输出位移取决于磁致伸缩材料的磁特性、外加磁场、变幅杆等方面。根据等效电路法和平方近似模型,结合材料磁特性和变幅杆振动方程,建立了换能器的输出位移模型,设计了一种无偏置磁场的窗式铁镓磁致伸缩换能器。对铁镓合金材料进行了静态、动态磁特性测量。搭建了试验测试系统,对换能器样机进行了试验测试,完成了模型验证。结果表明:换能器的输出位移幅值理论曲线和试验曲线基本吻合,验证了模型的准确性;在激励电流为2 A、谐振频率为12.4 kHz时,换能器的输出位移幅值为8.22μm。该研究建立的模型和所得结论对换能器的优化设计和输出特性分析具有一定的指导意义。

摘要：针对寒区铁路路基冻胀病害,提出一种基于地源热泵的供热系统及分布式方案,设计I级单线铁路的足尺半幅路基试验平台,对路基温度场进行监测与分析。定义供热系统的有效热影响半径为在一定时间内将路基冻结深度控制在有害临界值以内的纵向范围,并提出有效热影响半径的预测方法。结果表明:热泵系统的供热温度可达30℃以上,制热系数(COP)可达6.9,在寒冷气候下具有稳定的地温能转化性能与节能性。有效供热量和COP随着时间的延长而逐渐减小。土体升温幅度随着与热源距离的增大而降低,且路基竖向升温速率大于纵向。人工供热对寒潮天气影响具有显著的抑制作用,试验结束时供热系统两侧2.0和3.0 m范围的冻结深度控制分别在30和35 cm以内。有效热影响半径与供热时间和有害冻结深度均呈正比关系。当有害冻结深度为30,35,40 cm,供热5 d时的有效热影响半径分别为0.44,0.64,0.83 m;若热影响半径需达到1.5 m,所需供热时间分别为53,41,35 d。实际应用时应根据路基有害冻结深度和冻胀处置时间要求,合理设计供热系统沿线路的纵向布设间距,以保证供相邻供热系统的解冻范围在规定时间内交汇。

摘要：针对复杂工况下高速动车组轴箱轴承故障难以准确诊断的问题,提出了一种ShuffleSE单元设计方法,并基于模块化思想建立了一种新的轻量化网络Shuffle-SENet用于高速列车轴箱轴承故障诊断。Shuffle-SE单元以ShuffleNet V2单元为基础,在保留网络轻量化的同时,对网络结构进行了局部优化,并进一步嵌入了Squeeze-and-excitation(SE)结构。所构建的轻量化网络模型在保证运算高效的同时,故障诊断精度明显提升。此外,本文对Shuffle-SE单元的数量及SE结构中降维系数对网络模型性能的影响进行了深入分析。实验分析结果表明:本文网络模型可有效用于多种复杂工况下高铁轴箱轴承故障诊断,相比MobileNet V2、ShuffleNet V1/V2、ResNets等目前较为流行的神经网络模型,本文模型在运行效率和故障诊断精度两方面均有较好表现。本文研究为深度学习技术走向工程实际应用,克服对计算机硬件配置较高的限制提供了一种新的解决方法。

摘要：为评估带有可更换耗能连接件的装配式混凝土框架(REDC-PCF)的抗震性能,设计并制作了1榀60%缩尺的2层2跨REDC-PCF试件,在实验室完成试件的装配,随后对其开展拟静力试验,研究了该框架的损伤分布、滞回特性、延性和耗能能力等抗震性能。试验结果表明:试件的滞回曲线饱满且稳定,呈现出优异的抗震性能;该试件的塑性变形仅出现在指定耗能构件中,而预制混凝土梁柱构件保持弹性;可更换耗能连接件的高延性为节点提供了充分的转动能力,从而使结构在较大层间变形下具有稳定的承载能力和高耗能能力。

摘要：高频下绕组损耗的快速计算方法对平面变压器精细化设计和优化有着至关重要的作用。对于垂直方向与水平方向同时存在交叉换位结构的平面变压器,其绕组损耗无法通过一维解析模型计算得到。为解决这一适用性问题,该文提出一种改进二维混合计算模型,从涡流场求解角度对绕组损耗进行计算。该模型将高度方向磁场强度考虑在内,在磁准静态假设以及二维假设基础上,以电流密度与磁场强度为变量对电磁场边值问题进行完全表述,并通过矩量法将电磁场边值问题转化为线性方程组求解问题。通过该文方法所建立线性方程组系数矩阵具有阶数较低,且不随剖分节点、单元数增加而增加的优点,达到确保一定计算精度的前提下有效节约计算成本的目标。搭建原副边匝数比为2:2的交叉结构平面变压器实验模型,对该文方法的有效性进行验证。