摘要：传统有功功率-频率(P-f)下垂控制应用范围广,但无法自均衡微电网磷酸铁锂电池能量状态(state of energy,SOE)。现有的SOE均衡方案均未解决P-f下垂控制下SOE均衡问题。针对此问题,提出一种基于P-f下垂控制孤岛微电网磷酸铁锂电池SOE均衡方案。研究了下垂控制和SOE之间的内在联系,对传统P-f控制参数进行重新设计,并引进一致性算法得到SOE均衡调节项,使得磷酸铁锂电池逆变器输出的有功功率根据磷酸铁锂电池SOE初始状态进行重复分配,在少通信和确保良好频率质量的前提下实现孤岛微电网磷酸铁锂电池组充放电过程中的SOE均衡。此外,通过分析所提方案的小信号模型,对不同控制参数下系统的稳定性进行了研究。最后,PSCAD仿真结果验证所提方案能够使磷酸铁锂电池在充放电过程中的SOE自均衡,具有良好的可扩展性,对通信中断具有良好的鲁棒性。

摘要：锂离子电池中的电极总是处于特定的约束当中,这些约束既包括电池内部不可避免的被动结构约束,又包括一些新兴技术应用场景可能赋予的外部主动约束.本文主要利用化学-力学双向耦合的基本假设建立描述双层电极结构的理论模型,考虑4种不同强弱的理想化变形约束作为其边界条件,并通过数值求解研究在充电过程中这些外部约束对双层电极中Li扩散和应力的影响.从力学的角度,所研究的双层电极结构存在侧向伸缩和弯曲变形两个自由度,弱化的约束条件能够部分或完全激活这些应力释放机制,从而降低电极结构整体的应力水平,并提升结构的力学稳定性.然而,从电化学的角度,电极结构的正向弯曲变形所产生的应力梯度会阻碍嵌Li过程,强化的约束能够部分或完全抑制电极的正向弯曲,使活性层内Li浓度更加均匀,从而提高活性层的容量利用率.这些结果不仅为进一步理解双层电极在更加真实或极端服役条件下的化学-力学响应提供理论参考,还从设计的角度表明折中的外部约束有利于平衡电极的结构耐久性和电化学性能.

摘要：弹性超材料是一种具有超常力学和声学性能的人工微结构,具备独特的带隙特性,通过对其带隙的动态调控设计,可以满足航空航天领域中重大装备对减振降噪性能的特定需求.文章基于深度学习开展弹性超材料带隙的逆向设计技术研究.首先,利用深度学习模型在图像处理方面的优势,以像素图像的形式表示单胞结构并将其转换为像素数据,基于参数化曲线描述和膨胀函数运算生成样本构型,并结合两种方法的优缺点,快速生成大量具备带隙特征、多样性好的样本数据;其次,采用条件生成对抗网络进行弹性超材料结构逆向设计,将色散曲线作为样本条件,并利用PatchGAN判别器关注图像区域的误差细节,提升网络对图像细节的处理能力,同时引入新的误差评估标准,提高误差评估的精确度;最后,开展弹性超材料带隙的逆向设计,包括带隙的拓宽、生成和扩增等,通过数值计算得到逆向生成结构的频率响应曲线,结果显示逆向设计弹性超材料弹性波衰减范围与给定带隙区域吻合,验证了逆向设计技术的可靠性,为弹性超材料主动带隙调控提供了一种有效的设计方法.

摘要：鲜水河-小江断裂带在滇中发散成数条SN向分支断裂，其中的普渡河断裂多次引发5级以上的地震，但其构造活动性的空间分布特征并不清晰.地貌指数对构造活动非常敏感，可以很好地指示构造活动性分布特征.利用30 m分辨率的数字高程模型（DEM）提取了普渡河断裂区域41个流域盆地，并将流域划分为北段（撒营盘-富民段）、中段（富民-晋宁段）、南段（晋宁-峨山段）三段，通过分析获得了面积高程积分（HI）、流域盆地不对称度（AF）、流域形状指数（BS）、谷底宽高比（VF）、标准化河流阶梯指数（SLK）、山前曲折度(Smf)、河流陡峭指数(Ksn)这7种地貌指数来揭示研究区的相对构造活动分布规律.结果表明普渡河断裂的各地貌指数的空间变化特征不受非构造因素（降水和岩性）的影响，而表现为主要受构造活动影响.普渡河断裂相对构造活动性呈现出由北向南逐渐减弱趋势，且断裂东侧的构造活动性略弱于西侧.普渡河断裂构造活动性弱于小江断裂，表明川滇地块在挤出过程中，活动性强的区域主要集中在边界断裂带.

摘要：碳化物超高温陶瓷具有高熔点(>3000℃)、高硬度、低热导率、优异的耐高温性和良好的化学稳定性等优点,是高超声速飞行器热防护系统的理想涂层材料。本文概述了碳化物超高温陶瓷(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)的结构与性质,总结了化学气相沉积法、等离子喷涂法和固相反应法制备碳化物超高温陶瓷涂层的研究进展,分析了涂层微观结构、组分、结构设计以及热流密度对烧蚀行为的影响。研究表明,添加第二相形成多元复合涂层和采用多层结构设计,可以有效提升碳化物超高温陶瓷涂层的抗烧蚀性能。添加第二相形成复杂氧化物,可使烧蚀后的氧化层适度烧结,从而获得良好的结构完整性和阻氧性能。采用梯度分层和多层功能结构设计,有效缓解了涂层热应力,抑制了裂纹扩展,并促进了不同层间的协同增强作用。最后,结合研究现状,对碳化物超高温陶瓷抗烧蚀涂层发展面临的挑战与机遇进行了展望。

摘要：针对导弹姿控系统的动态响应稳定性问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型控制器。在线性定常系统中设计一种最优线性二次型控制器,使用遗传算法对控制器的权重矩阵进行优化和解算,并对设计的线性二次型控制器进行仿真验证。仿真结果表明,相较于没有线性二次型控制器的三阶系统,该设计可将三阶姿控系统的上升时间提高至0.3 s,峰值时间缩短为1.3 s,超调量降低至10%;此外,与传统的线性二次型控制器相比,结合遗传算法优化的线性二次型控制器可将三阶姿控系统的响应时间缩短2 s,超调量降低至5%,能够有效提升导弹姿控回路稳定性能,缩短系统响应时间。

摘要：针对基于静态代理模型的起重机金属结构可靠性优化设计双循环法的复杂性和耗时问题,提出基于多点加点策略动态Kriging代理模型的起重机金属结构可靠性解耦优化方法。该方法采用性能度量法中的改进均值法进行逆可靠性分析,通过计算偏移向量完成可靠性解耦,从而将复杂的可靠性优化问题转化为简单的确定性优化问题;同时在优化迭代过程中构建了U学习函数与最优点加点的多点加点策略和约束边界与最优点加点的多点加点策略,抽取更有效的高保真样本点来动态更新Kriging代理模型,使优化建立在不断更新的Kriging代理模型上,优化结束的同时模型精度也达到了要求。最后通过实例验证表明,所提出的方法简化了可靠性优化过程,提高了优化效率,为基于代理模型的起重机金属结构可靠性优化设计提供了一个新的有效方法。

摘要：随着柴油机功率密度的提升,主轴承组合结构将面临主轴承变形加剧、关键部件强度下降等可靠性问题。以主轴承组合结构作为优化设计对象,将强度、刚度、接触强度和轻量化表现作为优化目标,构建多结构特性协同优化设计数学模型。针对传统快速和精英保留多目标遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)在求解小种群规模、有限进化代数的复杂工程问题时计算效率低的问题,基于Pareto优化理论,引入自适应策略及固定候选集随机测试算法,提出改进的大象放牧优化(Elephant Herding Optimization,EHO)算法用于求解多结构特性协同优化设计数学模型,并对算法性能及协同优化设计方案进行试验验证。研究结果表明:在小种群规模和有限进化代数下,改进EHO算法的求解能力更强,计算效率更高;在质量波动仅为0.6%的情况下,机体和主轴承座的应力分别降低18.67%和11.06%;各考察截面失圆度平均值降低14.39%;机体与主轴承座接触面最大接触压力降低18.92%。

摘要：泥岩隧道仰拱在运营过程中常发生变形问题，基底围岩吸水膨胀后将直接影响仰拱的受力状态。为探究基底围岩非均匀膨胀作用下隧道仰拱的受力变形规律，依托兰新(兰州—新疆)高速铁路线路中的SJZ隧道，采用有限元软件ABAQUS对该泥岩隧道仰拱底鼓过程进行数值建模分析，采用热力学等效体积膨胀模拟基底围岩的不均匀膨胀，并结合现场围岩勘探数据和道面上拱监测数据，分析隧道仰拱底部病害的受力变形特征。研究结果表明：隧道仰拱结构的受力变形呈集中变化现象，隧道中部变形最大，并且向两端断面逐渐减小，隧道回填层表面的内力由膨胀中心区域向四周逐渐降低，仰拱底鼓量最大为28.2 mm,最大主应力为2.2 MPa,此时达到混凝土极限拉伸状态，导致隧道仰拱开裂；隧道仰拱不均匀底鼓与基底膨胀性围岩分布相关，围岩破碎引起的体积膨胀是导致隧道仰拱底鼓的主要原因；隧道仰拱在不均匀底鼓过程中，中心断面的最大主应力左侧为正，右侧为负，说明仰拱填充表面左侧受拉，右侧受压；仰拱回填层横向的竖向变形分为3段，靠近膨胀中心的轨道上方为主底鼓区，区内底鼓量基本一致，两侧底鼓为伴随性底鼓，且隧道底鼓量由中心沿两侧递减。研究结果可为泥岩隧道仰拱施工设计优化提供理论依据与技术参考。

摘要：水下无线电能传输系统受水流影响,原副边线圈会有一定的偏移。由于线圈磁心的存在,线圈相对位置的改变会使磁耦合结构参数发生变化,影响系统整体的谐振频率。当逆变器的工作频率与系统的谐振频率不一致时,会导致系统传输功率与传输效率的降低。在串联-串联拓扑无线电能传输系统的基础上,通过计算逆变器前直流母线电流与逆变器输出电压和电流间相角的关系,设计出相应的相角测量电路,并配合通用的梯度下降算法,提出磁耦合结构参数偏移条件下的在线零相角频率跟踪策略。通过一个200 W的无线电能传输系统验证所提方法的可行性和有效性,在30 ms的时间内实现系统的零相角跟踪,功率最高可提高16.24倍,同时效率提高了17.38%。