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关键词： 铜板带   冷轧   板形控制   数学模型   板形标准曲线  

摘要： 随5G时代的来临,各种新兴产业对铜及铜合金板带的需求日益增加,对于铜及铜合金板带的质量要求也越来越高。提高板带材的板形质量一直以来都是轧制领域的热点话题,相对于黑色金属来说,铜及铜合金板带板形控制的研究较少。在钢铁板带轧制理论基础上,建立了铜板带轧机板形理论模型,使用实际生产数据对模型进行计算验证。使用所建立的板形理论模型对铜板带轧制过程板形控制特性进行了分析,并提出了考虑后续工序要求的铜板带轧机板形标准曲线设定方法,为实际生产提供了一定的参考价值。论述了板带轧制理论发展现状,针对铜板带轧制过程建立了轧机辊系弹性变形模型、金属塑性变形模型、板形模式识别模型及板形失稳判别模型等板形基本理论模型,在此基础上建立了铜板带轧机板形预报模型,并采用现场生产数据对模型进行了验证,结果表明所建立模型能够满足理论分析使用。利用所建立的板形基本理论模型,对冷轧来料板凸度为中凸及中凹时,不同工作辊弯辊力下的轧制过程进行仿真计算,分析工作辊弯辊力变化对轧后板带板形、板凸度的影响;对来料板厚不同的工况,采用不同工作辊弯辊力的轧制过程进行仿真计算,分析轧件在不同厚度时,工作辊弯辊力变化对轧后板形、板厚分布的影响;对同一冷轧来料,不同压下率的板带轧制过程进行仿真计算,分析压下率变化对轧后板带板形、板凸度的影响。针对铜板带冷轧板形调控特点,充分考虑后续工序对其来料板形的要求,分别以轧后板形为边浪、中浪及板形良好为目标,提出了一种考虑后续工序要求的铜板带轧机板形标准曲线设定方法。相较于之前的设定方法,该板形标准曲线设定方法更适用于铜板带粗轧过程,能够根据不同的后续工序进行设定,尽可能的满足后续工序对其来料板形的要求。以某典型铜板带的五个道次轧制过程为例,进行了仿真计算,验证该方法的可行性。在建立的板形基本理论和板形标准曲线设定模型的基础上,采用C++语言编写计算程序,采用VB语言将计算界面可视化,编写板形标准曲线计算软件,便于现场操作人员的使用。

关键词： 船舶辅锅炉系统   数学模型   可视化仿真   界面开发   评估算法  

关键词： 浮态   舰船结构   极限承载力   数学模型  

摘要： 传统的舰船结构极限承载力变化数学模型在计算时,受到船舶吃水、装载重量的影响,导致不同浮态下舰船结构极限承载力变化计算结果准确性较低,为此设计不同浮态下舰船结构极限承载力变化数学模型。提出了正浮、横倾、纵倾与任意倾斜情况下浮态计算公式,并建立目标函数,计算船体的结构形变概况,同时采用有限元分析方法中的相似定理对结构极限承载力变化情况推导,以此完成不同浮态下舰船结构极限承载力变化情况计算。结果表明,在正浮、横倾、纵倾情况下,所研究的不同浮态下舰船结构极限承载力变化数学模型都获得了较高的准确性。

关键词： 运动性肌肉疲劳   恢复   最大功率   肌电信号   数学模型  

摘要： 目的:运动性肌肉疲劳的积累导致损伤风险增加,且不局限于疲劳肌肉所在局部关节,在运动中严重的肌肉疲劳会引发全身动作变形出现高跌倒风险等,是运动生理学研究的重要的基础理论问题,也是竞技体育的重要实际应用问题。采用肌肉疲劳的直接测量法和间接测量法检测运动性肌肉疲劳恢复过程,发现肌肉疲劳和恢复特征,选择适合的肌肉疲劳评价方法;同时验证肌肉疲劳的数学模型,为提出适用于体育领域内的数学模型提供理论基础。方法:32名普通大学生（男性:16人;女性:16人）,采用Mark 10测试三次MVC,并根据自身MVC的30%、40%、50%、60%、70%设置阻力负荷;膝关节屈伸过程中,采用节拍器设置频率为30次/分,使用肌电设备和三维加速度计同步采集伸膝肌群肌电数据和加速度,经MATLAB R2019b编程经小波变换处理后肌电数据得出瞬时平均频率和瞬时中位频率。应用线性回归描述最大功率、IMNF、IMDF随着伸膝次数增加而下降的趋势,同时使用IMNF和IMDF的斜率（Slope）与“0”做比较。恢复过程欧姆龙血压计每1min测试一次心率和血压,结合每20s报一次Borg量表值。将平静心率与测试后恢复心率做独立样本t检验,同时应用曲线估计描述Borg值变化。结果:1.男性和女性3次MVC测试结果组内相关系数分别为0.97、0.98,3次测量之间无显著性差异（P>0.05）。2.最大功率输出呈线性变化,同一负荷下,随时间的增大而减小;不同负荷下,负荷越大,最大功率输出越大。女性受试者施加负荷大于60%MVC,随着负荷的增大,最大功率减小变慢。3.32位受试者的肌电数据的斜率均为负值,且与“0”相比较,均具有显著性差异（P<0.01）,其中男性50%MVC下的下降率小于40%MVC。4.恢复过程中,休息5min后的心率和血压与测试前平静心率和血压无显著性差异（P>0.05）。Borg值在恢复过程中呈现指数变化的趋势,R2均大于0.994,Borg值恢复率是先增大后减小的趋势。5.使用实验数据验证数学模型,疲劳率为线性变化趋势。结论:1.抗阻训练中,在既要完成动作,又避免错误动作或借力的情况下,女性负荷设置不用超过自身MVC的60%。2.表面肌电的小波变化分析优于其他指标,既能检测肌肉疲劳状态,还可以发现肌肉疲劳的积累。3.恢复过程中,心率和血压恢复较快,建议恢复阶段使用心理物理学量表进行评价。4.验证肌肉疲劳模型发现,此数学模型中的疲劳率为指数变化,使用下肢肌肉测试结果验证为线性变化。

关键词： 初中   物理课堂   问题   对策  

摘要： 众所周知,课堂是一个向学生传授知识的过程,学生是课堂的主体。从这个角度来讲,课堂中各个环节的存在,应当围绕学生的成长与进步而存在。而提问环节的设计,是教师为了了解学生的学习状况,尤其是对某一个具体知识点的深刻掌握程度的考查。因此,教师在课堂上进行的提问环节的设计,应当从学生的具体学习实践出发,在一个学生踊跃参与的课堂氛围中,针对性地进行提问。这样的提问环节的设计,才能够发挥其应有的价值,才能够有助于学生学习兴趣的提升、学习习惯的培养,能够真正达到有利于学生的成长与进步的效果。笔者从这一目的出发,从自身多年的教育实践中总结出了一些初中物理课堂上在提问环节有益的意见和建议。

关键词： 直线旋转开关磁阻电机   独立控制策略   直接转矩与直接轴向力控制   直接瞬时转矩与直接轴向力控制   数学模型  

摘要： 直线旋转电机是集合了旋转运动与直线运动的两自由度电机,具有响应速度快、精度高等优点。开关磁阻电机(SRM)定、转子采用双凸极结构,具有结构简单、可维护性好等优点。基于开关磁阻电机简单的结构,本文研究了一种直线运动和旋转运动相结合的电机——直线旋转开关磁阻电机(LRSRM)。为了实现LRSRM的控制,分别研究了LRSRM的独立控制策略、直接转矩与直接轴向力控制策略(DTC&DAFC)、直接瞬时转矩与直接轴向力控制策略(DITC&DAFC)。首先,利用虚位移法建立了电机的数学模型,并利用Ansoft仿真软件对数学模型进行了仿真验证,同时利用仿真研究了该电机转矩和轴向力之间的关系,分析了LRSRM的电磁特性。其次,为了实现对LRSRM的协调控制,将电机电感曲线划分为六个区间,研究了一种基于电流斩波控制的LRSRM独立控制策略。利用Matlab/Simulink仿真验证了方法的有效性,并在样机上进行实验验证。再次,针对LRSRM转矩脉动大,转速波动的问题,基于直接转矩控制策略(DTC)研究了DTC&DAFC控制策略,并进行了仿真和实验验证,结果表明该方法相较独立控制方法转速波动和轴向力波动有了一定改善;基于直接瞬时转矩(DITC)控制策略,研究了DITC&DAFC控制策略,该方法省去磁链控制环节,控制过程简单,并进行了仿真和实验验证。最后,介绍了LRSRM的软硬件实验平台,给出主拓扑、驱动电路、信号检测等电路的设计方案。

关键词： 数学模型   舰船   运动特性  

摘要： 舰船领域的研究中,运动特性分析是重点内容,在研究过程中,可以采用非线性数学模型。通过对舰船运动特性的准确分析,能够为运动预报提供可靠依据,从而确保舰船上武器系统的发射精度。不仅如此,舰船的运动预报准确度与舰载飞机起落降的安全性有着密切关联,还能为舰船耐波性的研究提供帮助。在对舰船运动模型进行构建的过程中,可以选用MMG分离模型。基于此,以分离模型作为主要依据,对相关的数学模型进行构建,分析船舶在海面上的运动特性。

关键词： 草鱼鱼鳞明胶   药用明胶   物理特性   结构表征   深Ⅱ度烫伤   虎杖苷鱼鳞明胶膜  

摘要： 目的:药用明胶是从哺乳动物猪、牛、羊的骨、筋、皮、肌腱等结缔组织中提取而来,其资源有限,生产工艺不利于环境保护,且生产成本相对较高,无法完全满足国内国际市场的多元化需求。近些年来,由于一些人畜共患的疾病如牛绵状脑病、口蹄疫的频繁爆发和一些宗教信仰的因素,以牛、猪等哺乳动物为来源的明胶在应用上受到了很大的限制。本研究以草鱼鱼鳞为原料,采用控制性酶解的方法制得草鱼鱼鳞明胶,并与目前广泛应用于医药领域的药用明胶进行特性及结构的比较,以证明草鱼鱼鳞明胶作为药用明胶的一种新来源的可能性,为草鱼鱼鳞明胶的工业化及其在医药领域的应用提供理论依据。在中医药理论指导下,采用传统治疗水火烫伤的中药虎杖的有效成分虎杖苷为模型药物,以草鱼鱼鳞明胶为主要辅料,制备得到虎杖苷鱼鳞明胶膜,并对其药效及作用机制进行研究,为草鱼鱼鳞明胶作为中药制剂辅料的应用提供依据。方法:（1）采用扫描电镜、高效液相色谱仪、SDS凝胶电泳、动态流变仪及奥氏粘度计等对草鱼鱼鳞明胶与药用明胶的外观性状、微观形态、氨基酸组成、相对分子质量分布及特性粘度进行测定,比较两种明胶的异同;（2）采用紫外光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射仪、圆二色光谱仪、差示量热扫描仪、原子力显微镜等仪器对草鱼鱼鳞明胶与药用明胶的二级结构进行表征,从结构上对两者进行比较,探讨草鱼鱼鳞明胶作为药用明胶的新来源的可能性;（3）以中药虎杖的有效成分虎杖苷为模型药物,以草鱼鱼鳞明胶为主要辅料,制备虎杖苷鱼鳞明胶膜并采用正交试验的方法优选其制备工艺,考察草鱼鱼鳞明胶作为药用辅料的应用性能;（4）采用大鼠背部深Ⅱ度烫伤模型,以润湿烧伤膏为阳性对照,通过对创面愈合率、Masson染色切片、IL-6、MCP-1、SOD、CD31、CD68、GRP78及NF-κB指标进行检测分析,考察虎杖苷鱼鳞明胶膜对深Ⅱ度烫伤的治疗作用。结果:（1）草鱼鱼鳞明胶外观为白色疏松网状结构,而药用明胶为黄色颗粒状物,两者外观形态存在较大差异。在扫描电镜下观测到两者表面均非常平滑,其微观形态无明显差异。氨基酸分析结果显示,草鱼鱼鳞明胶中甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸的总含量为40.9%,而药用明胶为38.8%。SDS凝胶电泳结果显示草鱼鱼鳞明胶与药用明胶中均存在两条明显的α条带,草鱼鱼鳞明胶的α1链相对分子质量约为124 KD,α2链相对分子质量约为107 KD,而药用明胶的α1链相对分子质量约为134 KD,α2链相对分子质量约为150 KD。草鱼鱼鳞明胶的α、β组分比例分别为41.2%、48.3%,凝冻强度为310 Bloom g;药用明胶分别为33.1%、19.4%,凝冻强度为200 Bloom g。动态流变仪测定结果显示,草鱼鱼鳞明胶与药用明胶的胶凝温度分别为20.2℃与24.9℃,熔化温度分别为25.4℃与29.0℃。奥氏粘度计测定在60℃时,草鱼鱼鳞明胶与药用明胶的粘度分别为7.24 m Pa.s与6.69 m Pa.s;（2）紫外光谱测定结果表明,草鱼鱼鳞明胶与药用明胶在235 nm与280 nm处都具有吸收峰,草鱼鱼鳞明胶在280nm处的吸收强度略大于药用明胶样品。傅里叶变换红外光谱测定结果显示,药用明胶与草鱼鱼鳞明胶相比较,酰胺A带变宽,酰胺I带的位置向低波数移动。X-射线衍射测定显示,两种样品均符合明胶特征,草鱼鱼鳞明胶在2θ角为7.89°处的衍射峰强度强于药用明胶。圆二色光谱测定结果显示,两种明胶在198 nm处均有明显的吸收峰,而在220 nm处的吸收峰均不明显,两者相比较,草鱼鱼鳞明胶比药用明胶在220 nm的吸收强度略大。差示量热扫描仪分析表明,两种样品升温到30℃附近都出现了第一个吸收峰,第二个主吸收峰位于65℃左右,草鱼鱼鳞明胶的熔化温度略低于药用明胶。原子力显微镜表征结果表明,草鱼鱼鳞明胶的高点为3.12 nm,药用明胶的高点为2.24 nm,两种样品的均匀性和平滑度都相当好,不含有完整的三股螺旋结构;（3）虎杖苷鱼鳞明胶膜的工艺研究结果表明,其最佳生产工艺条件为:采用PVC塑料板为模板,控制含药胶浆中草鱼鱼鳞明胶百分含量为8%,甘油百分含量为0.3%,虎杖提取物百分含量为1%,涂膜温度为40℃;（4）虎杖苷鱼鳞明胶膜和润湿烧伤膏均能显著促进大鼠深Ⅱ度烫伤创面胶原纤维的合成及血管生成,提高烫伤创面巨噬细胞数量和清除氧自由基的能力,下调IL-6、MCP-1和NF-κB的表达。结论:（1）课题组采用控制性酶解的方法所制得的草鱼鱼鳞明胶与市售的药用明胶在物理特性及结构上具有很大的相似性,完全可以作为药用明胶的新来源应用于医药领域;（2）虎杖苷鱼鳞明胶膜制剂处方设计合理,制备工艺稳定可行,建立的含量测定方法准确可靠,能够为药效及作用机制提供合格样品。鱼鳞明胶具有良好的成膜性和载药能力,适合作为该制剂的辅料进行应用;（3

关键词： 无刷双馈电机   软起动   绕组设计   数学模型   有限元仿真  

摘要： 无刷双馈电机是一种新型结构的感应电机,其结构简单,运行可靠,且具有良好的调速性能。随着工业应用的发展,无刷双馈电机不仅作为发电机被应用于风力发电和水力发电领域,还作为电动机被应用于电力拖动及煤矿等工业生产领域中。随着控制技术的发展和成熟,无刷双馈电机广泛应用于变频调速领域。为提高电机起动性能,本文提出了一种软起动方法来消减冲击电流。该方法的核心是重构定子功率绕组和转子绕组。采用绕线式转子的无刷双馈电机结构灵活,可调整定子和转子线圈的节距、匝数以及连接方式改变气隙磁场分布,以此来提高电机的起动性能。本文从无刷双馈的绕组设计开始,展示了无刷双馈电机从设计到参数计算、数学模型搭建、仿真计算、样机制造和实验测量的整个开发全过程。主要分为以下几个部分。本文首先探讨了无刷双馈电机的发展历史以及发展意义,分别概括了本体的发展和控制策略的发展。在探讨本体的发展历程上,详细的比较了不同类型的转子结构和定子结构的优缺点,进而选定以绕线转子为基础,开展无刷双馈电机软起动方法的研究。同时,也详细介绍了无刷双馈电机的运行原理,功率绕组和控制绕组的功率分配问题。其次,基于无刷双馈电机的基本运行原理,确定了软起动无刷双馈电机功率绕组设计的基本理念和设计要求。为了验证设计思想的正确性,文中以36槽2/4对极的无刷双馈电机为例子,详细展示了其功率绕组不同连接方式、槽号选取方法和多方案生成等设计过程。借助这一思想,还展示了54槽功率绕组2对极的设计方案。验证了该思想可以扩展到其他槽数的无刷双馈电机上,而不拘束于36槽。此外也介绍了与定子绕组相配合使用的无刷双馈电机复合线圈结构绕线转子的设计方案和运行原理。然后,为了对软起动方案进行性能计算,从无刷双馈电机的三相对称模型开始,介绍了其电阻电感参数的计算,并搭建了相应了数学模型,对无刷双馈电机瞬态特性进行了计算,通过与有限元仿真结果对比验证了数学模型对多支路绕组方案的实用性。同时由三相数学模型推导出了,适合在软起动无刷双馈电机起动过程用的等效电路,为无刷双馈电机后续的方案设计、特性分析和优化调节提供了借鉴意义。最后,在选定了电机的连接方式和绕组方案,对电机参数进行计算,搭建更为精准的有限元仿真模型。在通过有限元仿真后,制造了一台无刷双馈电机试验样机。通过有限元仿真和试验数据结果,分析了电机在起动和稳定运行时的电机定子电流冲击特性和稳态带载能力。进而说明软起动方案设计思想设计方法的正确性和优越性。

关键词： 可逆冷轧机   全轧程   轧制力预测   数学模型   神经网络  

摘要： 带钢冷轧的生产技术是衡量钢铁工业发展水平的重要标志,成品的板形质量和板厚精度与轧制过程中的轧制力密切相关。轧制过程需要先后经历加速、稳速、减速三个阶段,随着轧制不断进行,轧辊磨损会引起轧辊状态的改变,若不及时更换轧辊导致冷轧过程无法正常进行。目前对轧制力预测的研究很少涉及整个轧制过程(全轧程),本文以单机架六辊可逆冷轧机为研究对象,以提高全轧程轧制力预测精度为目标,研究了多种预测轧制力的方法。根据速度变化特性可简单分为稳速段和变速段。基于冷轧的基本原理,摩擦系数和变形抗力直接决定了轧制力的计算精度,分析两者的影响因素,建立相应的拟合模型。根据轧件宽度、带材合金号、道次数、轧制阶段等分别建立稳速段和变速段参数模型库,利用Bland-Ford-Hill公式得到轧制力预测值并加以分析。为实现对全轧程轧制力的预测,引入神经网络,同时对稳速段、变速段数据进行分析。使用加法纠偏补偿模型,结合数学方法和神经网络预测轧制力,将模型库的计算结果作为轧制力预测值的主值,建立单隐层神经网络模型预测主值与实测值的差值,对轧制力预测偏差进行补偿。同时更改网络输出参数,将轧制力作为网络的输出量,以相同的网络结构预测轧制力。并使用GA算法优化神经网络的权值阈值,建立GA-BP神经网络轧制力预测模型,减小轧制力的预测误差。针对换辊周期内参数变化的关联性,将长短期记忆(LSTM)网络应用于全轧程轧制力预测中,LSTM网络充分考虑样本点的时间序列信息,更贴近实际冷轧生产的工艺流程。根据标记的换辊信息将52136个数据点划分为50组数据集,将前40组数据作为训练集,最后10组作为预测集数据。分别从时间步长、隐藏层神经元个数、学习速率等方面进行综合对比分析,确定合适的参数取值。结果表明,使用LSTM网络模型预测精度最高,预测误差可减小到3%左右。