双T型通道对物质的电动富集性能研究

微流控检测作为一种新型生化检测平台,具有快速、低成本的检测优势,得到了广泛关注,微流控富集技术对改善微流控检测系统的灵敏度具有重要意义。该文从能实现电动控制样本驱动功能的双T型通道出发,研究了该结构对荧光离子和皮质醇适配体的富集效果,发现了该结构针对不同尺度的物质具有不同的富集效应和富集区域。针对尺寸相对较大的分子类物质,可以在较低的电压下实现局部区域的快速富集,且富集区域远离电极,并利用该富集效应,完成了双T型通道对浓度为0.1 μg/mL的皮质醇的荧光检测。     

多场景下梯级水-光-蓄容量配置与优化运行研究

四川省小金县地势东北高、西南低,且光照、水资源丰富,有利于修建梯级水-光-蓄互补电站,但是水-光-蓄的容量配置将极大地影响系统经济性。计及光伏分钟级尺度下出力波动性强,提出了在分钟级多场景下新的梯级水-光-蓄容量规划方法。从提高互补电站的经济效益与外送稳定性等角度,首先,建立投资最小与外送波动最小的梯级水-光-蓄互补电站容量配置与优化运行双层规划数学模型;其次,详细描述了基于粒子群与序列二次规划算法的双层规划算法模型求解方法与执行步骤;最后,在多场景下对双层规划模型的准确性和合理性进行了分析。分析表明,配置5 MW抽水蓄能机组能够使得梯级水-光-蓄互补系统具有最大投资效益比,且缓解外送功率波动高达11.7%。     

一种基于节点比较法的三相四桥臂并网逆变器模型预测控制方法

三相四桥臂并网逆变器在三相四线制系统中得到了广泛的应用。建立了三相四桥臂LCL型并网逆变器的精确模型,采用模型预测控制并综合考虑跟踪误差与开关损耗,求出最合适的开关序列,其效果优于传统控制方法。为了解决运算量大的问题,使用球形译码算法,把代价函数匹配为球形译码的标准形式,同时引入一种新的初始半径选取方法,即节点比较法,进而减小计算量。仿真结果表明,所提方法中电流波形的跟踪误差和谐波失真均满足要求,并有较好的动态响应。     

基于换挡力的换挡摇臂多目标结构设计优化

换挡摇臂是换挡执行机构的关键零件之一,其变形与疲劳寿命对于换挡执行机构的正常工作具有重要影响。文中以某型电控电动式换挡机构的换挡摇臂为研究对象,首先通过多体动力学仿真计算获取载荷谱,基于有限元仿真计算换挡摇臂的应力分布,从而计算出换挡摇臂的变形与疲劳寿命;然后基于变形和疲劳寿命分析结果,选取换挡摇臂关键几何参数为设计变量,以换挡摇臂质量和换挡摇臂变形为目标,以换挡摇臂疲劳寿命为约束条件,通过响应面法对换挡摇臂结构进行多目标设计优化。结果显示,在换挡摇臂质量减轻的同时,变形不增反减。这充分说明文中建立的模型和优化方法具有一定的工程应用价值,为换挡摇臂的设计提供了重要的理论支撑。     

基于自适应粒子群算法的玻璃澄清环境评价模型分析

玻璃熔制过程是玻璃生产中的高耗能单元,其过程涉及的变量复杂,在实际生产中常因难以合理调节生产参数而造成生产环境不稳定进而导致产品质量缺陷。为了评估澄清环境,基于前人对玻璃液流规律的研究,对气泡逸出难易程度和澄清时间进行定量化分析,建立澄清环境评估模型,并采用自适应变异粒子群算法对模型求解,将优化后的参数应用于实际生产调试,得到非常满意的结果,从而验证模型的正确性。     

微机电系统压电振动台迟滞补偿方法研究

微机电系统（MEMS）压电振动台作为加速度传感器现场标定平台的新秀,能够提供片上物理驱动环境,为加速度传感器的快速重新标定提供持续稳定的加速度信号,然而用于压电振动台驱动的压电材料具有明显的迟滞特性,严重影响平台振动信号的稳定性和连续性。基于上述振动台振动特性,建立基于多项式拟合的压电迟滞模型,采用前馈控制和反馈控制相结合的复合控制方法对压电振动台进行控制和加速度滞后补偿。实验结果表明,在10 V（317 Hz）正弦电压激励下,MEMS压电振动台提供的简谐振动信号的加速度最大误差从1.3g降到了0.05g。     

太阳翼驱动机构谐波齿轮减速器动态可靠性优化设计

谐波齿轮减速器广泛应用于太阳翼驱动机构,具有较强的承载能力,也易于实现轻量化设计,同时具有诸如回差低、减速比范围大等优点。受诸多不确定因素如磨损和载荷等的影响,谐波齿轮减速器的强度随着服役过程的推进而逐步退化。将强度退化引入谐波齿轮减速器静态可靠性优化设计模型中,运用Gamma过程对柔轮疲劳强度退化进行表征,以此建立考虑强度退化的可靠性优化设计模型,并应用MATLAB对所建优化模型进行求解。结果表明:考虑强度退化的优化设计结果比静态的优化设计结果更加保守。考虑强度退化时,谐波齿轮减速器在初始设计阶段就必须使可靠度高于最低要求值,因此此种情况下得到的谐波齿轮减速器通常更加安全可靠。     

考虑认知不确定性的多状态系统Birnbaum重要度分析方法

重要度分析是辨识复杂系统可靠性薄弱环节的有效手段。但现有的重要度分析方法均假设系统及组成部件的退化规律是完全精确已知的,即系统和部件的退化或失效模型是可以被精确估计的。针对实际工程中由于小样本、失效数据不足且难以获取、失效或退化机理不明确等因素所产生的退化模型参数认知不确定性,提出一种考虑认知不确定性的多状态系统Birnbaum重要度分析新方法,利用证据理论和马尔科夫模型分别开展认知不确定性量化和多状态系统可靠性建模,从而有效地量化部件退化参数的认知不确定性对系统可靠度和重要度的影响。该方法被应用在重型数控车床的刀具进给控制系统的可靠性分析中,以阐明认知不确定性对部件重要度分析和排序的作用与影响。     

机械应力下单层六方氮化硼纳米片的褶皱分析

为了研究单层六方氮化硼(hexagonal boron nitride,h-BN)纳米片在机械应力下的褶皱形成机理,采用分子动力学仿真模拟了单层h-BN纳米片形貌在压应力和剪切应力作用下的变化。结果表明:在压应力下,单层h-BN纳米片褶皱经历了从很多小褶皱到汇聚成大褶皱的过程,如果单层h-BN纳米片边缘存在缺口,褶皱最终汇聚到缺口处;在剪切应力下,单层h-BN纳米片褶皱的数量、高度和位置随着剪切位移的变化而变化,如果单层h-BN纳米片边缘存在缺口,缺口处的褶皱非常稳定,而且会影响整体褶皱的形貌和位置。     

缺口-尺寸效应下疲劳寿命预测：考虑应力梯度的临界距离理论

疲劳断裂是金属材料最普遍的失效模式之一,而由缺口特征引发的应力梯度效应更是工程部件抗疲劳设计的关键瓶颈问题。因此,发展高精度的缺口疲劳强度分析方法是保障工程结构服役完整性的关键。据此,提出耦合临界距离理论与Weibull分布的缺口件疲劳寿命预测模型,并综合考虑尺寸效应及应力梯度效应对临界距离的影响。研究表明,在给定疲劳寿命下,临界距离随应力梯度增大而减小,故提出基于相对应力梯度修正的临界距离模型,以合理量化尺寸效应对临界距离的影响。最后,基于镍基合金GH4169与铝合金Al 2024-T351的缺口疲劳试验数据进行模型验证与对比,结果表明新模型相较于传统临界距离理论预测精度显著提高。