摘要：蒸汽再压缩热泵(VRHP)可以提升隔离壁蒸馏塔(DWDC)的稳态性能,但也加剧了被控变量间的相互耦合,给蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(VRHP-DWDC)的平稳操作带来困难。针对分离中间组分(甲苯)绝对占优的苯/甲苯/二甲苯三元物系的VRHP-DWDC,通过非方相对增益矩阵对操纵与被控变量进行配对,并依据闭环响应分析给出了一种新颖的单温度分散控制系统。由于采用塔顶/侧线热泵压缩机分别控制侧线段/公共提馏段的灵敏板温度,不但加快了侧线产品的响应速度,而且降低了塔底产品的峰值偏差。鉴于高度内部耦合以及失真的温度与组分对应关系导致二者存在较大的稳态偏差,采用双温差结构进一步强化系统设计,由此给出了一种非对称温度控制系统,降低了系统内在非线性因素的影响,因而能够减小侧线和塔底产品的稳态偏差。闭环仿真结果显示了该非对称温度控制系统的优越性。研究表明,VRHP的引入虽然加重了VRHP-DWDC的内部耦合,但也提供了压缩机功率这一潜在操作变量,其较好的控制通道特性与双温差结构的有效应用能在一定程度上改善VRHP-DWDC的闭环操作。

摘要：实现自主学习、高质量学习、教育公平是中国教育教学数字化转型的重要目标。然而受限于教学方法、智能教学环境限制,距离教学智能化依然有较大差距。为解决上述问题,针对化工背景自动化专业实践类课程的特点,提出了基于探究式学习与知识剧情的教学方法,设计开发了智能化教学系统。引导学生主动思考、解决问题,充分调动学生的学习积极性、主动性,并对学习过程全流程自动分析、精准辅导以及评分。基于“化工过程与控制仿真实习”课程进行了实践,为实现自主学习、主动学习,提升教学学习质量,实现教育公平提供了很好的解决思路。

摘要：鉴于己醇(HeOH)与乙酸正丁酯(BuAc)酯交换反应的不利动力学和热力学特性,采用基于过程强化的反应蒸馏装置是一条有利的途径。常规反应蒸馏塔(CRDC)虽然考虑了反应-分离操作之间的相互耦合,但却完全忽略了分离操作之间的相互耦合,必然导致过大的不可逆性同时可进一步降低系统的稳态性能。单隔离壁反应蒸馏塔(R-SDWDC)的确在一定程度上考虑了分离操作之间的相互耦合,但其外部限定耦合方式致使仍然无法有效降低分离操作的不可逆性。本文基于本课题组最近提出的共强化原理给出了两种双隔离壁反应蒸馏塔(R-DDWDC)的拓扑结构,并将其与CRDC和R-SDWDC进行了深入系统的比较与分析。结果表明,R-DDWDC明显优于CRDC和R-SDWDC,是实施HeOH与BuAc酯交换反应的最佳拓扑结构。得出这一结论的根本原因在于R-DDWDC既能充分考虑分离操作之间的相互耦合,又能有效协调R-DDWDC与反应-分离操作耦合子系统的相互作用。虽然上述结论是通过具有最有利相对挥发度排序的HeOH与BuAc酯交换反应所得到的,但对于任何具有不利动力学与热力学特性的该类反应物系均具有普遍性的指导意义。

摘要：催化剂性能受制备过程多种因素影响,为优化催化剂制备配方与工艺条件,通常需要大量人工操作的实验试错过程,由此造成的低效率与低精度不可避免。在机械自动化控制水平不断发展的背景下,高通量合成装置的研发与投用将提升实验制备催化剂过程的效率、精度与安全性。本综述从金属催化剂常用的合成方法(包括浸渍法、离子交换法、化学气相沉积法和沉淀沉积法)出发,阐述了薄膜沉积法、微流控技术、自动合成机器人、喷墨打印法等高通量合成装置如何协助强化催化材料制备过程和加速催化剂配方优化进程。本文将着重分析金属催化剂制备工艺的需求与高通量合成装置特征之间的一一对应关系。金属催化剂合成过程对高通量合成技术的需求日益增加,构建一种与合成工艺相适配、实用的金属催化剂高通量合成平台,可以为催化剂的研究带来巨大的推动力。

摘要：磁共振成像(MRI)是一种无创检测人体内部结构的技术,随着接收通道数量增多,产生的采集数据量越来越大,给快速成像带来了巨大的挑战。文中设计一种基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统。系统功能主要由FPGA实现,分为数据缓存模块和数据传输模块两类,数据缓存模块基于双缓存区和状态机控制的乒乓操作,有效地解决了因数据量大而带来的读写冲突问题;数据传输模块基于FPGA建立SerialLite Ⅱ数据传输链路,实现了采集数据的光纤传输。通过仿真和实验验证了系统功能的正确性,表明其能够实现磁共振采集数据的高速稳定传输。

摘要：近年来,星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像和SAR图像处理已广泛应用在遥感图像领域的各个方面。SAR通常将接收到的回波数据传回地面系统进行处理,这导致当前星载SAR系统存在星地数据传输压力大、系统实时响应能力差等问题,因此将星载SAR成像和图像处理两大任务部署在SAR卫星上进行在轨解译成为新的解决方案。但SAR卫星上的载荷空间资源有限,难以搭载完成星载SAR成像和图像处理任务所需要的高性能计算设备,同时SAR卫星的制造成本高、研发风险大,需要在发射前对其进行验证。为解决上述问题,结合数字孪生技术设计了一种面向星载SAR在轨解译的数字孪生系统。在该系统中,首先构建了用于获取星载SAR回波数据及卫星几何信息的数据采集模型;其次,设计了用于模拟星载SAR在轨解译的数据处理模型及数据应用模型,为了适应星上资源有限的环境,对在轨解译进行了并行计算优化和轻量化处理;最后,搭建了一套由低功耗设备组成的系统硬件平台用于模拟资源有限的卫星环境。在多种场景目标下对该数字孪生系统进行实验,实验结果表明所设计数字孪生系统可以有效地模拟星载SAR在轨解译全流程,能为实际中的星载SAR在轨解译和功能验证提供合适的系统平台。

摘要：极化合成孔径雷达(PolSAR)图像配准在地物分类、变化检测、图像融合中都具有广泛应用。现有的PolSAR图像配准方法,无论是基于深度学习还是传统方法,大多采用PolSAR幅度影像信息进行处理。这种处理方式导致大量极化信息丢失,同时在PolSAR图像固有相干斑噪声影响下,配准精度和可靠性表现不佳。为此,本文首先发展了一种有效的基于极化白化滤波(PWF)精细化处理的关键点检测器,利用PWF对PolSAR图像进行相干斑噪声抑制,通过阈值约束、形态学腐蚀及非极大值抑制来选取显著且分布均匀的匹配关键点。进一步地,本文设计了一种孪生简单稠密胶囊网络(SimSD-CapsuleNet)来快速提取PolSAR图像的浅层纹理特征和深层语义特征,同时为了充分利用极化信息,本文将极化协方差矩阵作为输入数据。本文计算了胶囊形式特征描述符之间的距离,并将其输入硬L2损失函数用于模型的训练。本文方法在不同传感器获取的不同分辨率PolSAR图像上进行验证。结果表明,该方法能够在更短的时间内获取更加均匀且数量更多的匹配关键点,结合PWF和深度神经网络可以实现快速准确的PolSAR图像配准。

摘要：反应器是具有多扰动、强耦合、非线性的流程行业生产装置,反应温度、反应速度、进料流量、进料配比等对反应产物含量均有较大影响。针对化工过程常见的连续搅拌反应器放热反应过程,遵循安全、稳定、经济的原则,根据所给工程文件进行理论分析和控制系统设计开发。仿真结果表明:该控制方案具有良好的控制性能。

摘要：在新工科建设大背景下,进行电路原理课程思政建设和实践,基于课程特点探讨课程思政建设的设计思路、遇到的主要问题及解决方案,介绍课程思政的具体实施路径,进行教学效果总结与反思。以课程思政建设为推手,进行面向技术前沿、培养科学思维、紧密结合工程实例的课程内容体系全面提升,实现更好的育人效果。

摘要：该文针对人工智能及应用课程存在的问题,提出相应的课堂改革方式。首先分析当前课程存在的问题,包括理论与实践脱节、课堂互动不足以及考核方式偏重理论知识等方面。然后针对这些问题提出改革方式,包括注重专业发展方向、调整实验课时关系、革新互动环节设计以及开展线上课堂辅导等措施。最后指出,通过这些改革措施,可以更好地激发学生的学习兴趣,提高课堂的互动效果,培养学生的实践能力和创新意识,为其未来的学习和职业发展打下坚实的基础。