分析水电工程的生态环境影响及其评价研究进展情况,探讨将基于模糊逻辑的综合评价法应用于水电工程的生态效应研究.对模糊综合评价理论中因素集和评语集的建立、隶属度函数确定、模糊算子选择等问题进行分析,引入降半阶梯形分布函数用于隶属度计算,选择加权平均型模糊算子用于模糊关系合成.结合水电工程生态效应的指标体系和评价标准,构建水电工程生态效应模糊综合评价模型,定义一个能反映各个评价指标对评价结果影响大小和方向的参数即指标综合影响向量,并根据实例中已经建立的指标体系和评价标准对模型进行验证.结果表明:所建模型对于大朝山水电站生态效应的评价结果符合实际情况,并与前人评价结论相吻合;定义的指标综合影响向量能够反映各指标对水电工程生态效应影响的大小和方向;所建水电工程生态效应模糊综合评价模型是合理的、可行的.
针对在EPA-wireless协议中采用单报文广播(SPB)的时钟同步方法存在同步时间长、发送报文数目多、协议的宏周期长等问题，提出基于概率的用于EPA-wireless同步（PBS）方法.PBS只须分配较少的同步机会,每个机会中所有节点都以相等的概率发送同步报文.理论上PBS需要很少的时间和报文来保持节点和网关之间的同步,可以减少EPA-Wireless的宏周期；此外PBS方法更加节能,并且可以减少网络流量.PBS方法的性能不会随着节点数目增多而明显下降.使用PBS,从节点与网关时钟之间的时钟偏差比SPB大,但是该偏差不会影响到协议的功能.将该方法在组建的无线网络上进行实验,结果表明：基于概率的时钟同步方法在实际上和理论上的性能是一致的.
针对小型空中机器人在全球定位系统（GPS）失锁情况下的姿态估计问题,提出一种新的闭环姿态补偿算法.有GPS辅助的情况下,采用组合导航算法对姿态角和地磁场矢量做出估计；当组合系统无法有效工作时,将反馈控制的思想引入姿态估计过程,充分利用地磁场测量值与估计值之间隐含的姿态信息,通过地磁场矢量误差反馈对姿态角速率测量值进行修正,进而抑制惯性导航系统误差的发散.在小型空中机器人上对算法进行实物验证,并与参考系统对比.结果显示:在GPS失锁的情况下,与开环工作模式下的INS/GPS组合导航系统相比,新的闭环姿态补偿算法的姿态估计误差更小,使惯性导航系统的姿态误差积累得到了有效的抑制．
以单个子模块为出发点,分析死区对模块化多电平换流器(MMC)相单元总电压以及交流输出电压的影响.分析表明：在死区时间内,MMC相单元中实际处于投入状态的子模块总数与该相单元内部某一采样时刻发生投、切状态改变的子模块数相关,从而导致相单元总电压会出现短暂的过压(或欠压),不利于桥臂电抗器的运行,同时使MMC交流输出电压中出现不期望的电平数,增大了输出电压的总谐波畸变率.利用优化的均压算法减小了死区对MMC的影响,提高了输出电压的质量,研究最近电平逼近以及优化的均压算法在实现过程中面临的问题.设计一种适合于大规模MMC的控制系统硬件平台,研发了41电平三相MMC实验室样机.实验结果表明：所设计的控制系统是可行的；优化后的均压策略有效地降低了死区对MMC相单元总电压、交流输出电压以及桥臂电抗器的影响.
为了研究通信故障对配电系统安全可靠供电的影响，分析配电系统中通信故障对供电的影响，提出适用于评估通信故障影响的若干风险指标.根据通信故障模式的不同，提出电力通信设备三状态风险模型.考虑到配电系统中通信设备和配变电设备功能上的依赖性和相互关系，提出采用关联矩阵描述设备之间的关联联系，将该模型应用到基于序贯Monte Carlo模拟法的配电系统风险评估算法中.采用IEEE RBTS Bus 2算例对所提指标、模型和算法进行分析验证.结果表明，考虑通信设备故障后配电系统的风险状况更严峻；通信设施故障不一定导致电网发生停电，但是能够影响到电力设施的正常运行.通信故障是电网风险评估需要考虑的重要因素之一.
为了提高不平衡及谐波电网下双馈感应发电机(DFIG)的运行性能,提出静止坐标系下的谐振滑模控制策略.以输出定子有功/无功功率平稳为控制目标,通过在滑模控制的切换面方程中加入6倍频的谐振控制器,消除不平衡及谐波电网电压下DFIG功率跟踪的误差.分析所提控制策略的稳定性和收敛性.通过构建不平衡及谐波电压电网下的DFIG实验系统,采用提出的谐振滑模控制方法实现了DFIG输出有功功率及无功功率的平稳输出,验证了提出的谐振滑模控制与传统积分滑模控制相比具有更优越的稳态控制性能和动态响应能力.
在永磁同步电机(PMSM)调速系统中,提出新型模型补偿的无参数整定自抗扰控制策略.将模型辨识补偿与自抗扰控制技术相结合,采用离散最速反馈控制（fhan）函数解决了自抗扰控制器（ADRC）中非线性状态误差反馈控制律（NLSEF）参数整定的问题,使得系统结构更加简化,动态响应能力增强；引入负载观测器对负载扰动进行观测,对扰动进行部分补偿,使得速度控制系统稳态性能更好.通过仿真和实验的验证,模型补偿NMT-ADRC控制策略用于速度驱动系统具有快速的动态响应能力、转矩脉动更小、宽调速等特点,对负载及系统内部参数变化具有很强的抗扰动能力,使得该控制策略能够更好地应用于车辆驱动系统调速控制领域.
针对可控串联补偿问题,由于电力电子装置造价高昂,结构复杂,研究基于直流磁控可调电抗器的新型磁放大器.与现有的直流磁控可调电抗器相比,结构简单,响应速度快,电抗值线性可调.分析该磁放大器的运行原理,建立磁放大器控制模型,探讨该装置在抑制电力系统低频振荡中的应用.通过对发电机和磁控放大器的动态建模,计算获得控制器参数,应用电磁暂态仿真软件（PSCAD）验证了新型磁放大器抑制和缓解低频振荡的有效性.
为了解决现有电缆振荡波（DAC）试验装置中开关存在的体积大、结构复杂、易引发干扰等问题,研制适用于电缆振荡波检测系统的电磁触发式高压固体开关.基于脉冲宽度调制（PWM）控制技术提出利用单根线实现多级同步电磁触发的固体开关拓扑结构,解决了多级扩展难题；通过优化电磁触发和RCD均压方案,降低了开关导通时间；利用电容储能维持绝缘栅双极型晶体管（IGBT）门级驱动电压,克服了电磁触发易造成高频干扰的缺点,提高了振荡波试验装置的局部放电检测灵敏度；采用分散环形布局、环氧灌封方案,缩减了固体开关体积.试验结果表明,研制出的适用于10 kV电缆检测的固体开关体型紧凑、导通时间小于500 ns、自身局放起始电压为34.5 kV,能够满足电缆振荡波局放检测的实际需求.
针对采用阶梯波调制方法的链式静止同步补偿器（STATCOM）,分析阶梯波导通方式对链节直流电容电压的影响,推导出可以确保平衡控制方法稳定性的损耗差异电阻取值允许范围,分析4种常规电容电压平衡控制方法的稳定极限.提出3种电容电压平衡控制方法,分别为：基于导通方式选择的控制方法1；基于触发脉冲最优分配的控制方法2；结合方法1和方法2、基于电压误差预测的控制方法3.阐述3种方法的控制原理和实现方式,对比分析3种方法的控制能力、动稳态性能、适用范围、算法复杂度等性能指标.3种控制方法均不改变各个链节的导通角、调制比等参数,不需采集电流信号,与上层无功补偿算法无耦合关系,电压偏差修正时间短,可以改善装置输出波形的质量,不增加装置成本.三相链式STATCOM实验平台的实验结果表明,稳定性理论和平衡控制方法可行且有效.
研究储能电梯系统中的超级电容装置.提出采用交通流差值的方法来计算超级电容容量.该方法通过实际工况绘制1天内的交通流曲线,结合超级电容充放电的能量公式,确定满足电梯连续运行的超级电容容量范围.该方法从实际数据出发,确定合理的超级电容容量,从而降低系统的成本.采用母线电压检测的能量管理策略,分别对电梯电动、再生发电和电网故障3种状态以及相应的控制策略进行分析.在MATLAB/Simulink环境下搭建系统仿真模型.仿真结果证明了采用系统控制策略能够有效地实现能量的合理分配.
为了保障核电汽轮发电机的绝缘安全和提高运行效率,在工程中一般采用定子双罗贝尔换位线棒来减小股线环流损耗.针对传统解析法无法精确计算股线沿换位路径所有的漏磁分布情况,以一台600 MW汽轮发电机为例,建立齿槽定子线棒双罗贝尔换位方式三维实体模型,结合场路耦合法进行数值计算.通过对线棒不同换位编织方式的对比分析得出,采用不等换位节距,长换位节距越靠近槽中心段,股线数目越少,空心股线空心率越高,则槽中心线磁通密度Bx分量沿轴向的“凸起状”越不明显,股线电流有效值的差异性越小,股线的环流损耗越小.
为了分析大型中层拖网网具系统的水动力学性能,基于集中质量法建立该系统的数学模型.将网具系统的各个节点简化为在其形心的质量单元,各质量单元通过无质量弹簧相连,网具节点受到的水动力、重力、浮力及弹性力都集中在质量单元上,分别建立各质量单元的动力学方程.在建模中考虑了拖网网板及升力帆布,联立所有的质量单元方程可以获得整个网具系统的仿真模型.通过对拖网网具系统的仿真分析,研究拖网网线的受力分布、拖曳速度、曳纲长度对拖网网位及网口扩张的影响.通过海上试验验证了所建立的大型中层拖网网具系统数学模型的准确性.
为了研制最大下潜深度为200 m的水下滑翔机,分别对耐压外壳和浮力调节系统的设计方法、仿真分析和压力试验结果进行介绍.根据强度和失稳校核准则以对比计算的方式确定耐压外壳的材料和壁厚,借助有限元分析软件对耐压外壳进行应力和应变分析,通过大高压舱试验有效地验证了耐压外壳的承压性和密封性.浮力调节系统采用吸排油液改变外置油囊体积的方式实现对水下滑翔机系统净浮力的调节,通过AMESim仿真验证了设计方案的可行性,设计小高压舱试验对浮力调节系统的工作性能进行测试,确定了电机-泵的最优效率转速并对该转速下不同负载的响应情况进行调查.该浮力调节系统具有浮力调节准确、运行可靠及结构紧凑的特点.研究表明,设计的水下滑翔机关键承压系统运行稳定,性能可靠,为水下滑翔机的整机研制提供了有力的保证.
在考虑工件轮廓的几何特点对加工效率与加工平稳性带来的影响的基础上,提出直线、NURBS及Hermite曲线混合高速加工插补算法.该算法在满足插补精度的基础上,对工件轮廓的线段长度、相邻线段夹角等几何参数进行定量分析,筛选出满足条件的部分进行NURBS曲线拟合.对存在尖角的曲线段间采用三次Hermite曲线进行衔接,改善了加工轮廓的光滑性.在满足最大弓高误差及最大加速度的要求下对直线段、NURBS曲线以及Hermite曲线进行混合插补,从而实现任意轮廓高速高质量的数控加工.对比分析和加工实验表明,采用该算法能够提高轮廓的连续性,有利于改善加工效率和加工平稳性.
为了回收内燃机排气余热能,提出气动/内燃复合循环.该复合循环利用内燃机排气过程提前开启,以提高排气压力,保证内燃机排气和压缩空气顺利混合.基于热力学理论建立复合循环p-V图,分析复合循环工作过程和循环效率,对循环效率进行初步计算.结果表明：随着排气提前角的增大,复合循环热力学第一定律效率和第二定律效率均呈现先增加后减小的趋势；随着内燃循环转速的增加,复合循环最佳排气提前角呈现减小趋势,而复合循环热力学第一定律效率和第二定律效率呈现逐渐增加的趋势,但增加幅度逐渐减小.
使用微波辐照方法在130 ℃和160 ℃对我国主要褐煤产区不同变质程度的3种典型褐煤进行脱水改性,在对脱水改性前、后褐煤煤质组成分析的基础上使用低温氮吸附法和热重研究改性前、后褐煤孔隙结构和CO2气化特性上的差异.结果表明,微波能够在较短时间内大幅度降低褐煤中的水分,最高降幅达87.93%,处理后褐煤中的水质量分数都小于10%,固定碳质量分数和热值上升.褐煤微波改性后孔隙结构向微孔方向发展,比表面积和孔容上升,平均孔径下降.CO2气化结果表明,褐煤经过微波处理后气化速率上升,达到50%碳转化率时的特征温度降低,改性后褐煤的气化活性变好.动力学计算结果表明,改性后褐煤气化活化能下降,反应级数发生变化.较高的微波处理终温使得微波脱水改性的效果更加明显,褐煤组成、结构和气化特性的变化更大.煤阶相对较低、水质量分数较高的褐煤脱水效果更显著,煤阶相对较高、水质量分数较少的褐煤改性造成结构和气化特性的变化更明显.
在自行搭建的颗粒堆积多孔介质器中,以甲烷/空气为燃料,对多孔介质燃烧波传播过程中的“超焓”燃烧特性进行实验研究.在对比“超焓”与“非超焓”燃烧火焰温度的基础上,探讨不同当量比下燃烧波传播方向对“超焓”燃烧火焰温度的影响,对相应燃烧状态下的污染物排放特性进行比较.结果表明：随着当量比的升高,“超焓”燃烧状态下的火焰温度升高速率高于非“超焓”燃烧状态；燃烧波正向传播时,燃烧火焰温度超过绝热燃烧温度,出现“超焓”燃烧状态；燃烧波逆向传播时,燃烧火焰温度远低于绝热燃烧温度,出现“非超焓”燃烧状态；“超焓”状态下的CO排放体积分数低于“非超焓”燃烧,NOx排放体积分数相对较高.
为了研究高浓度盐水冷却塔的传热传质特性,通过机械通风式逆流冷却塔实验台,在不同进塔盐水温度（28～50 ℃）的条件下,研究改变盐水质量分数(6%、12%、16%、25%和34%的氯化钙溶液）及雷诺数Re（范围：2 000～16 000）分别对无量纲换热系数NuV和无量纲传质系数ShV的影响.结果表明：NuVPr-1/3和ShVSc-1/3均与Re无关,即在填料层内发生了关于Re的自模化现象；随着盐水质量分数的升高,盐水冷却塔的传热和传质性能均有所下降.当盐水质量分数由6%提高到34%时,NuVPr-1/3的平均值下降了51.5%,ShVSc-1/3的平均值下降了45.8%.通过线性拟合得到了NuVPr-1/3和ShVSc-1/3随盐水质量分数变化的关联式.
针对既有高层建筑地下增层开挖引起原基础底板下桩基承载力损失的问题,在嵌岩桩极限端阻计算公式的基础上,分别应用简化公式以及Mindlin应力解考虑开挖引起的附加应力,计算开挖后极限端阻损失.利用有限元法计算桩端阻力并与理论计算结果进行对比,研究增层开挖条件下桩端极限阻力损失比随不同增层开挖宽度和深度的变化规律,分析桩端参数对桩端阻力损失比的影响.结果表明：损失比随增层开挖宽度的增大而增大,开始增大较快然后变缓并趋于稳定；损失比随增层开挖深度的增大而增大,大致呈线性趋势；岩体的质量越好,损失比越小,当组成岩体的岩块强度较高时更明显；随着桩体嵌入基岩深度的增加,损失比先减小后趋于稳定,当岩体质量较好时更明显.
针对砂性土设计3组真空预压室内模型试验,探讨真空预压过程中存在的排水机制,分析不同因素对排水机制的影响.试验结果表明,在真空预压过程中,除固结排水外,溶解气膨胀驱水也是一种重要的排水机制,而蒸发所引起的排水可以忽略不计.试样孔隙大小、水中溶解气含量是影响溶解气膨胀驱水效果的主要因素,孔隙过大或过小都会削弱溶解气膨胀驱水的作用,溶解气含量越大,则溶解气的膨胀驱水效果越好.
建立新一代超大功率风力机系统,考虑风轮离心力的“风轮机舱塔体基础”一体化有限元模型,输入采用基于谐波叠加法和叶素动量理论计算的考虑风轮旋转、塔架风轮模态和气动相干效应的脉动风荷载；结合考虑结构背景、共振及耦合项的风振精细化计算方法,研究风力机塔轮系统的风振响应、等效静力风荷载(ESWL)和动力放大系数的分布特性.结果表明：新一代大型风力机塔轮系统的风振呈现多模态耦合、多振型响应和多目标等效3个显著特征,其中塔架中上部和风轮由共振响应主导,塔架底部背景和共振响应相当,背景和共振交叉项影响不能忽略.
针对格构式圆截面钢管塔天平测力风洞试验的体型系数是否需要修正的问题,采用6种体型的圆钢塔在均匀流和B类地貌下进行测力试验.根据基底剪力和基底弯矩计算输电塔的整体体型系数,对比2类风场下的数据以获得体型系数在均匀流时的修正系数.研究表明,按基底弯矩和基底剪力计算的体型系数比较接近；输电塔顺线向体型系数的最大值出现在均匀流的15°风向和B类地貌流场的0°风向；在圆钢塔的天平测力风洞试验中,B类地貌风场下测试获得的体型系数更加合理,均匀流下建议进行体型系数的修正.
针对用钢腹杆代替混凝土腹板的桁腹式钢桁架-混凝土组合桁梁结构的空间分析问题,提出桁腹式组合桁梁的弯曲、扭转和畸变计算方法.通过以抗剪等效为原则的等厚腹板换算,引入上下翼板独立轴向位移自由度的手法,在一般箱梁计算理论的基础上建立桁腹式组合桁梁空间分析的基本微分方程和单元刚度方程,推导了单元刚度矩阵的计算公式,给出该类桥梁结构预应力钢束的处理技术.通过与三维实体有限元计算结果的对比,检验了该算法的计算精度.提出的计算方法具有自由度少、计算简便、变形概念明确、与现行箱梁结构计算理论衔接的优点.
利用土体刚度衰减模型,研究风机桩基础在长期风浪荷载作用下的累积侧向位移问题.基于砂土室内动三轴试验数据,得到刚度衰减模型的回归系数,对ABAQUS进行二次开发以实现土体刚度衰减模型,考虑循环次数、荷载频率及荷载大小对风机桩基础水平位移的影响.结果表明，不同荷载频率对钢管桩侧向位移发展的影响程度不同,存在某一特定荷载频率,使得钢管桩的侧向位移发展十分迅速.当循环荷载较小时,钢管桩泥面处水平位移随着循环的进行逐渐稳定.当循环荷载超过一定大小后,泥面处水平位移急剧发展且不再稳定.
针对实际非平稳海洋声数据存在非寻和非圆特性,在状态-空间模型下,对复信号作增广表示,建立复域状态-空间模型.从观察者的角度,推导了复高斯条件下的最佳瞬变观察者的线性表达式,即复域卡尔曼滤波器.当状态-空间模型为非线性非高斯时,最佳瞬态观察者须通过线性化或数值近似的方法近似得到.给出一种数值近似的方法——复域质点滤波,通过计算机仿真和波导实验证明了在信号非寻的情况下,复域卡尔曼滤波和复域质点滤波比常规的卡尔曼滤波和质点滤波具有更好的估计性能.
针对率失真性能和算法复杂度约束,提出基于偏移量自适应模式预选的高效帧间模式选择算法.计算所有可能模式率失真优化关闭判据下的编码代价,对代价进行自适应偏移量调整.基于调整后的代价进行模式预选,选择几种性能可能较优的候选模式,对这些模式进行率失真优化模式选择.由于该算法采用统计分析建模方法,自适应地确定偏移量参数,显著提高了模式预选准确率,较好地平衡了复杂度和算法性能.针对典型视频测试序列进行算法验证.实验表明,与完全率失真优化模式选择算法相比,该算法的复杂度大大降低,视频质量仅存在轻微退化.
针对自组织映射（SOM）神经网络算法实现复杂的问题,提出SOM算法的简化方案及并行硬件电路架构.经典SOM算法中,权值更新函数须使用浮点数乘法、开方以及指数等运算,硬件并行实现十分困难.传统的SOM简化方法的聚类准确率不高,面对手写数字识别这类复杂应用,传统方法的识别率十分有限.提出的SOM简化算法可以在保证系统聚类准确率的同时,除去权值更新函数中的复杂运算,易于硬件的全并行实现.基于提出的SOM简化算法及并行电路架构,实现的手写数字识别系统的工作频率为50 MHz,单次输入的学习时间仅需200 ns,实时处理性能可达400 MCUPS.识别系统针对MNIST样本库的识别准确率超过81%,与经典SOM算法的准确率持平,明显优于其他SOM简化方法.
基于位场数据在离散余弦变换域的稀疏性,利用lp(0≤p<1）范数代替l1范数作为模型参数稀疏性的度量.引入lp范数稀疏约束正则化方法,借用迭代再加权最小二乘算法思想求解得到稀疏约束优化问题的解.分析不同p值的lp范数稀疏约束正则化方法的数据重构能力.将该算法应用于实际位场数据重构试验中获得了较理想的结果,通过边界外延加大计算区域的方法减少了边界数据的重构误差,提高了数据重构质量.
对双线性(BIL)和剪切滑移(SSP)滞回模型的SDOF体系在地震作用下进行弹塑性动力分析,得到考虑和不考虑P-Δ效应时不同场地、延性等参数组合下双周期标准化的地震力调整系数R谱,并与理想弹塑性(EPP)滞回模型的R谱比较.结果表明：在Tga<T<TgR周期段,等能量准则在BIL模型中成立,EPP模型的R值大于等能量准则的值,显示耗能能力在此周期段中有重要影响；在T>2TgR周期段,3种滞回模型的R谱接近；P-Δ效应对BIL模型的影响可以忽略,对EPP和SSP模型的影响随延性的增大而增大；对于具有90%保证率的R谱,BIL模型在Tga<T<TgR范围内很小,SSP模型仅略有改善,EPP模型的谱值最大.
