基于模糊RBF神经网络的风电机组变桨控制研究

针对大型风力发电机变桨控制受外部干扰和参数变化大、造成输出功率不稳定的问题,提出一种智能控制的算法,在RBF神经网络基础上增加模糊算法,利用模糊RBF神经网络实时在线调整PID参数。当实际风速偏离额定风速时,科学调整风机桨距角,使风机所获得的空气动力转矩发生变化,从而在额定功率附近保持风力机输出功率的相对稳定。据此搭建了风电机组各模块的数学模型,并在MATLAB/Simulink上搭建了仿真模块。实验结果表明：基于上述的方法控制效果相比于传统PID控制和常规RBF神经网络PID控制,响应更快、风能利用系数性能超调更小、功率输出更稳定,更有利于风力发电机组的系统稳定性。     

熔盐电解法制备单一Sm2Fe17合金相的机理研究

选择在LiF-CaF₂-SmF₃熔盐体系中,采用熔盐电解法在1160℃下通过恒电流在Fe阴极表面获得了不同厚度(17.22～40.34μm)的Sm₂Fe₁₇合金层,同时通过循环伏安法与方波伏安法研究了Sm³⁺在W与Fe阴极上的电化学行为。结果表明,Sm³⁺无法单独沉积于W电极上,Sm³⁺在铁阴极上的还原为Sm⁰分为2步,首先在-0.33V(vs.Cr/Cr₂O₃)发生Sm³⁺还原为Sm²⁺的可溶-可溶型反应,然后当电极电势超过-0.78V(vs.Cr/Cr₂O₃)时Sm²⁺开始在阴极界面处上发生欠电势还原,在Fe电极表面生成Sm₂Fe₁₇合金,这是由于在Sm₂Fe₁₇合金中降...     

液氮改性—机械破碎法分离回收废旧光伏电池板

随着我国光伏装机总量逐年攀升,未来将会有大量的光伏固废需要回收处理.光伏电池板作为光伏发电设备的主要部件,对其进行简单的破碎热解回收,释放的有毒气体对生态环境有极大危害,并且其中的有价资源也无法高值利用.采用液氮对光伏电池板进行改性,并利用机械破碎法破碎改性后的光伏电池板.研究了液氮改性对电池板硅材料富集和玻璃去除的影...     

氟化物磁光晶体的研究进展与应用

光通信技术发展迅速,激光平均功率不断提高,磁光隔离器是保证激光单向传输、维持光学系统稳定高效工作的基础,而磁光介质作为磁光隔离器的核心部件也因此得以快速发展。首先简要介绍了几种磁光材料以及当前广泛应用的石榴石磁光晶体的缺点、法拉第效应的原理和应用,随后系统分析了作为新一代磁光晶体的各类氟化物磁光晶体的优缺点,最后展望了CeF₃磁光晶体潜在的应用前景以及未来氟化物磁光晶体的发展趋势。     

基于改进跟踪微分器的电磁悬浮控制系统研究

在电磁悬浮(EMS)控制系统中,如何实现间隙及间隙微分信号的有效提取是提升系统控制性能的关键问题。针对当前跟踪微分器(TD)存在的综合控制函数形式复杂、参数整定繁琐、输出存在抖振等问题,设计了一种改进的非线性跟踪微分器,旨在提升传感器信号的提取质量。首先通过引入反平方根函数与终端吸引子函数,设计了新型的跟踪微分器。之后应用稳定性理论对改进跟踪微分器的收敛性进行验证,并通过扫频测试进行频域特性分析,明确了该跟踪微分器的参数整定原则。最后进行了闭环控制系统仿真与实物验证,结果表明,ISRU-TD相对于其他3种TD方法在稳态误差方面表现出显著优势。输出位置信号的稳态误差减小了92.58%,相对于ATD减小了18.18%,相对于Fhan-TD减小了42.55%,而与HSTD相比则增加了3.7%。此外,ISRU-TD使输出位置信号的调节时间显著减小,相对于ATD减小了38.68%,相对于Fhan-TD减小了61.99%,相对于HSTD减小了58.06%。表明其具有出色的信号跟踪和噪声抑制能力。     

合成工艺对固相法制备高四方性纯钛酸钡粉体的影响

钛酸钡是一种重要的功能陶瓷材料,因具有优异的电学性能而被广泛应用于多层陶瓷电容器(MLCC)等电子元器件。本研究以碳酸钡和二氧化钛为原料,采用固相法制备形貌均匀且四方性高的BaTiO₃粉体,系统研究了合成工艺(合成温度、升温速率和保温时间)对BaTiO₃粉体的影响。通过TG/DTA、XRD和SEM等测试手段对BaTiO₃粉体进行表征,结果表明：合成温度主要影响BaTiO₃粉体的四方性,保温时间和升温速率主要影响BaTiO₃粉体的粒径和粒度分布;原材料经过90 r/min球磨24 h后,在合成温度1050℃、升温速率5℃/min和保温时间3 h的条件下,制备了平均粒径为400 nm、四方性(c/a)为1.009 1的形貌均匀的BaTiO₃粉体。本工作为固相法制备高可靠性MLCC用纯BaTiO₃粉体提供了良好的研究思路。     

钕铁硼废料循环利用技术现状与展望

钕铁硼磁体是重要的稀土功能材料.随着新能源汽车、风力发电、电子信息等行业的快速发展,对钕铁硼磁性材料的需求量逐年增加.我国是世界上最大的钕铁硼生产国,2018年产量达17万t,占世界总产量近90％.钕铁硼在生产过程中会产生约30％的废料.此外,每年也会产生大量因达到使用年限而报废的磁体.这些废料中含有20％～30％的稀土元素,是宝贵的二次资源,对其进行循环再利用,不仅有利于环境保护,同时也有助于促进稀土产业的可持续发展.不同来源的废料成分特点差别较大,因而采用的处理方法也有所差别.目前的研究方向主要有两个:(1)从废料中回收稀土元素;(2)利用废料进行磁体再生制造.其中稀土回收方法主要包括湿法和火法两大类.如何实现稀土再生产品质量与环境友好度、经济性的有机统一,是钕铁硼废料循环利用领域的热点与难点.湿法回收工艺包括盐酸全溶法、盐酸优溶法、硫酸复盐沉淀法等,其共性特点为通过控制pH值,将稀土与其他元素分离;通过多级萃取得到单一稀土化合物,之后采用沉淀剂将稀土转化为盐类,经焙烧后得到单一稀土氧化物.此类方法对原料适应性强,稀土产品纯度高,但流程长、对环境不友好.火法回收工艺包括氧化法、氯化法、液态合金提取法等,其原理是基于稀土元素、其他元素与氧、氯、合金元素结合能力的差异性.此类方法流程短、对环境相对友好,但通常得到的是混合稀土化合物,产品纯度较低,且尚未实现工业化.近年来,国内外发展了诸多回收新方法,如电化学法、离子液体法、水解法等,但均处于起步阶段.其中通过电解法、水解法得到混合稀土化合物,离子液体法具有分离效率好、体系稳定性高等优点,具有一定发展前景.短流程再生制造主要包括氢爆法、掺杂法、热压法等,此类方法流程短、对环境友好,但再生磁体磁能积往往会有一定程度降低,从而限制其进一步应用.如何保证再生磁体的磁性能是未来再生制造发展的重点.本文首先对钕铁硼废料产生的途径及成分特点进行简要介绍,然后综述了各种循环处理方法(湿法、火法、回收新方法、短流程再生制造)的研究现状及问题,并对未来的发展趋势进行了展望,以期为钕铁硼废料的综合利用提供一定参考.     

基于改进双滑模的永磁同步电机无传感器控制

针对永磁同步电机中速度环传统比例积分控制(proportional integral,PI)超调量过大与传统滑模观测器(sliding mode observer,SMO)存在的高频抖振等问题,提出一种基于新型微分积分滑模控制器及新型滑模观测器的无感控制方法。该方法用新型微分积分滑模控制器代替PI控制器,采用连续函数代替开关函数以减轻抖振,用指数趋近律设计滑模观测器并估计反电动势,并根据反电动势设计自适应律以避免低通滤波器的使用,得到较为精确的转子位置。最后通过MATLAB/Simulink搭建模型,结果表明该方法具有削弱抖振、无超调、准确估计转子位置的特点,转速最大误差从18下降至2.5 r/min,转子位置误差从0.048下降至0.021 rad。     

高矫顽力混合稀土永磁体的微结构与磁性能

利用高丰度混合稀土制备永磁材料不仅可以有效降低成本,同时可促进稀土资源的平衡利用。本研究采用晶界扩散工艺制备了高矫顽力混合稀土永磁体,研究了重稀土Tb对混合稀土永磁体磁性能及微结构的影响。研究发现,当晶界扩散热处理为880℃、8 h时,磁体表现出优异的磁性能,矫顽力由660.12 kA/m增长至1 248.13 kA/m,并且磁体剩磁仍然保持在1.29 T。Tb元素的扩散使混合稀土扩散磁体的主相晶粒边缘形成了(Tb,RE)₂Fe₁₄B核壳结构,这不仅增强了主相晶粒边缘的磁晶各向异性场,而且阻断了晶粒之间的磁耦合作用,抑制了反向畴形核的长大,提高了磁体的矫顽力。     

Ce-MnOx低温净化氮氧化物和一氧化碳的催化性能研究

为协助工业界实现碳达峰与碳中和的目标,聚焦于低温烟气中氮氧化物（NO_x）和一氧化碳（CO）的协同脱除,以铈（Ce）和锰（Mn）的无机盐为前驱体,采用共沉淀法、机械球磨法、溶液燃烧法和溶胶-凝胶法制备了Ce元素改性的Mn基氨选择性催化还原（NH₃-SCR）/一氧化碳（CO）氧化双效纳米催化剂。使用固定床-在线质谱/色谱测试系统对催化剂性能进行了评价,并利用X射线衍射、氮气-物理吸附等表征手段对Ce-MnO_x纳米催化剂进行了表征分析。结果表明,反向共沉淀法制备的催化剂具有最优的NO_x和CO协同脱除性能,在100 000 mL/（g·h）的高空速条件下,140 ℃以上能够实现CO净化率超过85%,100 ℃以上能够脱除气体中80%以上的NO_x,且运行20 h后仅出现微弱的性能衰减。其活性组分为具有高比表面积（100 m²/g以上）的CeMnO_x,因此能够吸附更多气体进行反应,表现出优异的催化性能。