摘要：有效的燃料电池氢气系统控制策略可以改善系统动态性能并延长使用寿命,本文针对循环泵型燃料电池氢气系统,提出了基于梯度寻优的自适应滑模解耦控制策略。首先基于Simulink搭建了燃料电池氢气系统模型,基于该模型设计了解耦滑模控制器在补偿模型精度不准的同时实现了流量和压力的解耦,并通过李雅普诺夫原理证明了反馈控制率的稳定性。然而,滑模控制存在动态响应性能和抖振相矛盾的问题,对此,本研究进一步设计了基于梯度下降的滑模控制参数自适应寻优方法,并通过前馈控制器提高变载时的系统稳定性,同时采用滑模调优参数Map自学习的方式,在保证闭环系统稳定的同时解决了瞬态工况下的梯度寻优延迟问题。结果表明:本文设计的结合前馈的自适应滑模解耦控制器超调量较小,响应时间较短,鲁棒性较高;阴阳极压差最大值约为0.01 bar,流量供给误差最大为0.015 g/s;能够在0.02 s内迅速响应变载运行时氢气压力和流量的变化需求;相比于前馈修正之前,电堆启动工况下的压力波动降低了0.122 bar;扰动作用下,系统稳定性保持良好,氢气压力波动最大为0.01 bar。

摘要：针对动态运动基元方法(DMP)在轨迹规划时忽略关节运动学约束,导致机械臂灵活度下降、轨迹跟踪精度低的问题,提出一种基于可操作性的改进版DMP(M-DMP)。该方法首先通过数值解确定冗余机械臂当前的可操作性梯度,并分别从末端速度分量和零空间分量调整动态运动基元的外力耦合项。然后设计了动态参数,能够自适应调节外力耦合项大小,保证机械臂运行时的灵活度。其次为解决原方法无法避障,以及避障过程中可能出现灵活度降低的问题,利用指数函数优化势力场后,将其与M-DMP结合实现避障。通过理论分析证明了M-DMP的稳定性。最后在多种场景下进行仿真和实物实验,结果表明M-DMP方法在避开障碍物的同时,降低了53.56%的轨迹跟踪误差,并将可操作性提高了27.69%。

摘要：为了提高高速精密无心磨床砂轮主轴的稳定性以及磨削精度,考虑到砂轮主轴工况下的热力耦合效应的影响,提出了以砂轮主轴一阶固有频率最大以及工况下的变形量最小和谐响应振幅最小为目标的多目标优化方法。在有限元仿真软件ANSYS中建立砂轮主轴热-力耦合效应的有限元仿真模型,然后结合中心复合试验设计理论分别建立了砂轮主轴基于标准二阶响应面法的响应面模型以及基于Kriging方法的响应面模型;最后提出了Kriging响应面方法和多目标遗传算法(NS⁃GA-II算法)相结合的多目标优化方法对砂轮主轴进行优化,获得砂轮主轴的Pareto优化解集。结果表明优化后的砂轮主轴一阶固有频率增加了1.86%,最大变形量减少了0.80%,工况下谐响应振幅减少了42%,提升了砂轮主轴的稳定性,同时为相关轴类零件的优化设计提供了参考。

摘要：探究不同耕作措施及灌水量对玉米产量及光合特性的影响,为绿洲灌区玉米覆膜节水管理技术提供理论支撑和实践指导。本研究基于2014年在甘肃农业大学武威绿洲农业综合试验站布设的长期定位试验,采用裂区试验设计,主区设覆膜免耕(NT)和传统覆膜耕作(CT)2种耕作措施;副区设低灌水量(I1,4500 m^(3)hm^(-2))、中灌水量(I2,4950m^(3)hm^(-2))和高灌水量(I3,5400 m^(3)hm^(-2))3种灌水量,于2022年和2023年测定了玉米籽粒产量、叶片光合参数及光合关键酶活性。结果表明:NT较CT玉米籽粒产量显著增加7.9%;玉米籽粒产量随灌水量降低呈减少趋势,但覆膜免耕中灌水量处理(NTI2)可保持与覆膜免耕高灌水量处理(NTI3)相当的玉米籽粒产量,较传统覆膜耕作中灌水量处理(CTI2)显著增加8.0%。吐丝期至蜡熟期,与CT相比,NT处理中玉米叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD)和净光合速率(P_(n))分别提高6.7%~9.5%、5.8%~7.0%和5.6%~9.9%;与I3相比,I1处理中玉米LAI、SPAD和P_(n)显著降低,但I2与I3处理之间差异不显著;NTI2处理中LAI、SPAD和P_(n)与NTI3差异不显著,但较CTI2分别显著提高9.1%~10.5%、7.5%~9.5%和7.1%~12.4%。吐丝期至灌浆期,NT较CT玉米叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性分别显著提高5.4%~8.0%和5.6%~8.8%;不同灌水量之间,I1较I3处理玉米叶片PEPC和Rubisco活性显著降低,但I2和I3间差异不显著;NTI2玉米叶片PEPC活性最高,较CTI2显著提高5.8%~8.8%;NTI2玉米叶片Rubisco活性较CTI2显著提高6.3%~11.6%。结构方程模型(SEM)综合表明,在中灌水量条件下,覆膜免耕较传统覆膜耕作可有效改善玉米生育中后期的光合性能,增加单位面积穗数及千粒重,进而提高籽粒产量。因此,覆膜免耕结合中灌水量(4950 m^(3)hm^(-2))可推荐为西北绿洲灌区的玉米农田覆膜节水管理技术。

摘要：几内亚湾海域沿岸频繁遭受海浪袭击,研究南大西洋至几内亚湾海域海浪特征及传播特性对西非港口、航道及海岸工程建设意义重大。对SWAN(Simulating Waves Nearshore)和WWIII(WAVEWATCH III)模型在模拟大尺度大西洋和小尺度几内亚湾海域海浪的行为进行比较,发现WWIII-SWAN双层嵌套模型更适合南大西洋至几内亚湾海域海浪模拟。基于该双层嵌套模型进行2021年7月1日至8月31日自南大西洋至几内亚湾海域的海浪模拟,得到南大西洋典型海浪时刻海浪有效波高分布和峰周期分布。研究表明咆哮西风带高强度海浪沿西南方向传播至包括几内亚湾的西非沿岸,有效波高从10 m以上减少到4 m以内,峰周期自西南向东北方向呈明显分层且逐渐增加。南大西洋至几内亚湾的海浪二维谱能量分布也表明南大西洋海浪自西南向东北传播过程中涌浪占据主导,西非沿岸尤其是几内亚湾大部分时间处于14 s以上长周期涌浪作用中。

摘要：为了实现钢框架结构在地震作用下的集中耗能和震后功能快速恢复,提出了一种带可拆换T型钢连接件的梁柱节点。通过控制T型钢连接件与框架梁的承载力比值,即设计承载力系数,即可实现集中耗能的设计目标,震后仅需更换受损的T型钢连接件即可快速恢复结构功能。设计并制作了4个带T型钢连接件的梁柱节点试件,通过试验和有限元相结合的方法研究了其抗震性能。对典型试件拆换受损的T型钢连接件,并采用可拆换残余转角、滞回性能和组件耗能等指标,从功能恢复效率和功能恢复质量两个方面评估了其震后功能快速恢复性能。研究表明:所有试件均呈现出半刚性节点的特性。采用低屈服点T型钢的试件具有较高的刚度、较好的延性和较大的安全储备,建议在工程中优先采用。除了设计承载力系数较大的试件在试验后期钢梁悬臂段根部出现轻微塑性以外,其余试件的梁柱等非耗能构件均处于弹性状态,且T型钢的耗能比例达到90%以上,为震后功能快速恢复提供了可能。T型钢腹板较薄的RT-2试件具有最大的T型钢可拆换残余转角和梁端可拆换残余转角,采用低屈服点T型钢试件的拆换性能优于普通钢试件。拆换试件与原试件相比,虽然延性系数略有降低,但初始刚度和承载能力几乎没有差别,T型钢连接件仍能发挥集中耗能的作用,试件拆换后功能快速恢复性能良好。

摘要：高通量表征技术在金属材料分析领域具有重要应用价值,它能够实现对金属材料进行跨尺度的全域分析,评价材料表面宏观特性、微观不均匀性及局部缺陷。辉光放电溅射可沿样品表面的纵深方向,以大尺寸、平坦且快速的方式逐层剥蚀样品,再将暴露出真实显微组织的样品送至多种分析仪器中进行成分、性能、组织结构的分析,从而作为金属材料的高通量表征样品前处理环节的关键设备。在传统Grimm型辉光溅射源的基础上,本研究搭建了一种专为高通量实验设计的辉光放电溅射系统,该系统将辉光溅射尺度由mm级扩展至cm级,同时实验发现了大尺寸溅射会导致辉光放电强度及溅射速率降低这一现象。针对这一现象,结合通过COMSOL Multiphysics仿真计算的辉光放电电子运动轨迹、电子密度以及化学反应速率等结果,该研究提出了一种通过施加扫描磁场来增强辉光放电光谱(GD-OES)强度以及溅射速率的方法。实验选用T2紫铜样品来探究扫描磁场的增强效果,结果表明,应用扫描磁场增强装置可获得更强的光谱信号强度及更快的溅射速率。在保持放电电压和电流不变的前提下,Mo、Cu元素的光谱强度分别增至无磁场时的1.43~11.97倍和1.13~26.50倍。其中,Mo元素光谱强度最大值可达53421 Cts,Cu元素光谱强度最大值可达76948 Cts,分别是无磁场时的6.86倍、4.32倍。此外,该方法可以显著地提高溅射速率,当阳极筒孔径为?15 mm时,T2紫铜样品的溅射速率提高了4.35倍,最高可达2662.09 nm·min^(-1)。使用白光干涉仪和金相显微镜对溅射坑表面的平整度和显微组织图像进行了采集,结果显示磁场引入对溅射坑表面粗糙度未产生显著影响,同时能清晰地呈现样品的真实显微组织特征。综上,实验结果证实,应用扫描磁场增强装置可在确保溅射平整度不受影响的前提下,实现光谱信号强度和溅射速率的提升,为解决大尺寸溅射引起的低溅射速率问题提供了新方法。

摘要：近年来,数字孪生技术在水利领域正在快速发展。其中,数字孪生数据底板存储着水利工程全生命周期中的信息,存在数据量庞大、管理复杂、更新成本增加等问题。同时,以WebGL为核心引擎渲染加载的应用层数字孪生平台受网络带宽和计算机性能的限制,面临着轻量化处理的挑战。针对数字孪生虚拟实体维度中的几何模型数据,利用改进QEM(Quadric Error Metrics,二次误差测度)算法和Low-Poly算法进行轻量化处理,选取水轮机导水机构作为案例,研究在满足数字孪生业务需求下的最优简化程度。结果表明:轻量化的处理是必要的;轻量化处理后的模型文件大小大幅度减小;在满足数字孪生精细度等级4个精度等级的简化程度的上限分别为原始数据、40%左右、70%左右、98%左右。

摘要：目的探讨虫草素(cordycepin,COR)减轻庆大霉素(gentamicin,GEN)肾毒性的作用及其抑制GEN诱导的氧化应激和细胞铁死亡的分子机制。方法将SD大鼠分为对照组、GEN组与GEN+COR组3组,动物模型构建成功后,检测各组大鼠血清肌酐和尿素氮水平,HE染色评价肾脏组织损伤程度。另外,检测各组SD大鼠肾脏组织中丙二醛和谷胱甘肽含量,并通过Western blot的方法分析细胞铁死亡标志蛋白GPX4、SLC7A11表达。结果与对照组相比,GEN组大鼠血清肌酐、尿素氮明显升高(P<0.01),同时给予50 mg·kg-1 COR后有效降低肌酐与尿素氮水平,HE结果也显示COR能够缓解GEN造成的肾脏组织损伤;COR可逆转GEN造成的大鼠肾脏组织中丙二醛水平升高与谷胱甘肽水平下降。同时,COR能够恢复GEN诱导的GPX4、SLC7A11蛋白水平下降。结论COR能够通过减轻细胞氧化应激与铁死亡缓解GEN造成的肾损伤。

摘要：基于信息技术的表现性评价能够为学生综合素质评价改革提供重要的理论和实践指导,助力破解“有指标缺工具”的“卡脖子”难题。然而,基于信息技术的表现性评价“以何”“为何”“如何”助推学生综合素质评价改革仍有待探讨。该文首先从新模式、新技术、新支撑和新服务四个方面论述了基于信息技术的表现性评价助推学生综合素质评价改革的现实意义;从目标同向、内容一致、理念相同、方法契合四个层面解析了基于信息技术的表现性评价助推学生综合素质评价改革的内在机理。随后,该文分析了综合素质评价改革中基于信息技术的表现性评价的设计原则和流程,并分别以协作问题解决能力评价和书面语言表达能力评价为例阐述了其具体应用。最后,该文分别从情境创设、数据采集、技术应用和质量保证四个维度指出了基于信息技术的表现性评价助推学生综合素质评价改革的发展建议。