异步电机非侵入式效率检测与节能控制

异步电机结构简单、坚固耐用，是主要工业动力设备。异步电机的运行节能问题是工业节能研究的重要内容和热点之一。本文分析了异步电机运行性能，对异步电机的转速和效率检测的非侵入式方法、各种运行方式下的节能控制方法进行了研究，主要贡献有： 对比研究异步电机转速检测的各种方法，采用高分辨率谱估计和混叠采样处理实现了准确的转速检测，给出了转速自动判断方法，为非侵入式效率检测提供了重要的支撑技术。 研究了异步电机的低成本非侵入式效率检测方法，研制了相应的测试装置并进行了相关实验，对检测方法进行精度分析并提出了减小误差的措施。 在非侵入式效率检测的基础上，对于异步电机工频运行、转速开环变频调速和转速闭环转差频率控制变频调速三种运行方式进行了基于效率反馈的节能控制研究。通过专门设计的效率优化模糊控制器实现这三种运行方式下的节能控制，仿真分析表明了所提方法是合理有效的。 针对矢量控制异步电机的效率优化问题，对比分析了模糊搜索和黄金分割法这两种主要效率优化策略的特性，提出了一种混合搜索效率优化方法。这种新方法发挥了前两种寻优策略的互补优势，既保证了收敛的确定性，又降低了对电机输出转矩的影响。仿真分析表明了这种混合搜索方法的可行性。同时，在对输入功率的精确检测条件下，提出了一种全新的效率优化方法，该方法能够在更短时间内实现效率寻优。 探讨了基于无线网络技术的工厂电能管理系统。本文说明了工业无线网络技术的优势，阐述了能够实现系统节能的电能检测与管理技术，如异步电机能效分析模型、异步电机状态监测与预测技术等，分析了基于IEEE802.15.4无线传输协议构建异步电机能效监测系统的可行性。

工业无线网络化控制系统结构及调度问题研究

无线通信技术在工业网络化控制系统中的应用已成为当今工业领域中的研究热点。然而无线通信技术在恶劣的工业环境中通信质量严重下降，使得现有无线通信技术在工业网络化控制系统中的应用受阻。为此在不断提高和改进无线信号传输性能的同时，更要在控制系统级层面上充分考虑无线通信技术的特点，进行相关系统结构和实时调度机制等方面的改进，以达到使系统产生的通信任务在应用层上得到可靠、实时调度的目的。同时也要从无线网络技术层面上入手，解决上层下达的通信任务在数据链路层中的实时调度问题。要设计适合工业无线网络化控制系统应用特点的MAC协议来有效调度网络所有节点的信息收发，减少高层下达的通信任务在网络中的平均时延，提高吞吐量，进而保证工业无线网络化控制系统的实时性。 因此，本文从工业无线网络化控制系统中的通信任务在数据链路层和应用层上的调度角度出发，以解决、改善工业无线网络化控制系统的实时性和可靠性等性能指标为目的。对工业无线网络化控制系统的结构、应用层调度策略和优化以及数据链路层中的MAC协议进行了系统的研究。主要工作和贡献有以下几点： （1）对工业网络化控制系统的基本问题和引入无线通信技术后产生的问题进行了探讨。在定性分析了工业环境对无线通信的影响及要求的同时，又推导出了无线通信的链路预算模型，并利用Matlab对该预算模型进行了建模，计算出了在工业级噪声指数和工业要求的误码率下，IEEE802.11b和IEEE802.15.4两大主流无线通信技术的链路预算情况及具体的量化数据。 （2）提出了工业无线网络化控制系统的双频二级拓扑结构和多路径传输机制。利用了无线信道特点和路径冗余优势，在系统级上改进了目前无线通信技术在工业网络化控制系统中的应用模式，部分缓解了无线通信技术在工业恶劣环境中的实时性和可靠性问题。为工业无线网络化控制系统结构的设计做了有益的尝试。同时，首次将DS-UWB技术应用于工业网络化控制系统中，设计出了基于该结构的UWB和FF及PROFIBUS的集成方案，为该结构的快速应用提供了有效的途径。 （3）提出了极大容忍无线通信时延的调度算法(GTD)。有效解决了工业无线网络化控制系统中周期性通信任务的实时性问题,部分弥补了因无线网络时延而导致周期性通信任务超时的缺陷。并针对GTD调度算法产生的通信窗口碎片问题进行了优化处理，又提出了面向非周期信息吞吐量最大化的优化调度算法，该算法提高了非周期性通信任务的吞吐量。同时，给出了基于这两种调度算法的非线性规划模型的调度时间表求解方法。 （4）提出了根据通信任务调度时间表进行分配无竞争期的混合CAP和CFP的MAC协议（HAF-MAC）。解决了工业无线网络化控制系统上层下达的周期性通信任务和非周期性通信任务在数据链路层中的实时调度问题，并有效解决了本文提出的应用层调度算法生成的预留时间可能存在浪费的问题。同时，在理论分析了HAF-MAC协议时隙利用率的基础上，提出了基于时隙的HAF-MAC（TSHAF-MAC）协议。TSHAF-MAC协议比HAF-MAC协议提高了时隙利用率，使吞吐量和平均延时得到了进一步改善，进而提高了非周期性通信任务的实时性。最后，对这两个协议进行了仿真建模与验证，进而较系统地解决了工业无线网络化控制系统中的通信任务的实时调度问题。 （5）分别将论文中的第三章和第四章的部分研究成果,在本人博士研究阶段研发的无线智能照明控制系统这一物理实验平台上进行了一定的验证。

东准噶尔和尔赛斑岩铜矿特征及其形成的构造背景

Hersai porphyry copper deposit(PCD) of eastern junggar, newly discovered copper deposit, is located at the eastern segment of the Xiemisitai-Kulankazigan-Zhifang-Qiongheba Paleozoic island arc, Eastern Junggar. The Hersai PCD is developed in a intrusive complex, characterized by intensive and multiform hydrothermal alteration, including potassic alteration, silification, chloritization，sericitization，kaolinitization and carbonatization. Granodiorite, grandiorite porphyry, granite and concealed explosion breccia are hosts of the ore bodies containing veinlet and disseminated ore. Ore-bearing granite (ZK107-1-9), granodiorite (ZK107-1-9) and Ore-barren granodiorite (HES2-1) are selected to date zircon U-Pb age by SHRIMP method, and have an age of 429.4±6.4Ma ,413.0±3.4Ma and 411.1±4.8Ma, respectively, showing that they were emplaced from Late Silurian to Early Devonian. In addition, sample ZK107-1-9 has some hydrothermal zircons with a weighted mean 206Pb/238U age of 404.9±3.7Ma which is interpreted to be related to the granodiorite porphyry. Re-Os dating of five molybdenite samples yielded a weighted average model age of 408.0±2.9Ma, indicating the metallogenic epoch of the Hersai PCD. The ore-forming age is close to the petrogenic time of garnodiorite (411-413Ma), this suggests the ore-forming porphyry is most possiblely granodiorite porphyry. Systematic major - trace elements and Rb-Sr-Sm-Nd-Pb-Hf isotopic characteristics were studied. Analysis results show that these intrusives have some interesting and special characteristics, as following:1) containing both calc-alkaline rocks and high potassium calc-alkaline rocks ; 2) have some characteristics of adakite, but not totally, such as much lower La/Yb ratios and no Eu anomaly or just faint Eu anomaly; 3) have an initial 87Sr/86Sr ratios(0.703852-0.704565) similar to that of BSE, positive εNd(t) values between 6.1 and 7.4, the initial 206Pb/204Pb values (17.576-17.912), 207Pb/204Pb values (15.400-15.453) , 208Pb/204Pb values (37.252-37.466) , and high εHf(t) values (10.2-15.4) close to the value of depleted mantle. These geochemical features suggest that these igneous rocks in the Hersai area not only have some characteristics of island arc, but also some characteristics that only appear in the continental margin arc. It is suggested that Hersai PCD is formed in the subduction setting by the partial melting of young crust. These works and advancements mentioned in the paper are helpful to understand the deposit geology, geochemistry and metallogenesis of Hersai PCD. It is also significant to understand mineralization and tectonic setting in the Qiongheba area.

太阳变化驱动气候变化研究进展

从５个方面综述了近２０年来太阳变化驱动气候变化研究的进展，重点在机制方面，即对全球变暖原因看法的分歧、太阳总辐射量的卫星测量结果、树轮＾１４Ｃ记录与太阳变化代用指标、太阳变化影响的模拟研究，以及太阳－宇宙射线－云量的关系，强调这是一个有重大经济和科学意义的前沿课题。

贵州喀斯特山区植物营养元素和碳、氮、硫同位素组成研究--以贵阳花溪杨中流域为例

喀斯特的面积分布很广，占全球总面积的10%。我国喀斯特面积占国土面积的13%，主要集中在我国的南方。而贵州喀斯特山区位于西南喀斯特地貌最集中成片分布的中心区，是我国乃至世界热带、亚热带喀斯特地貌连续分布面积最大、发育最强烈的高原山区。和非喀斯特地区相比，贵州喀斯特山区由于碳酸盐岩的特殊理化特性，造成土层浅薄、土被不连续、岩石裸露率高、持水量低，适生树种少、群落结构单一、植被生长极其缓慢，生态环境十分的脆弱。加之人类不合理的活动，使得喀斯特山区植被退化非常严重。因此，开展贵州喀斯特山区植物的营养元素和碳、氮、硫同位素的研究是为了更好的了解该区植被的营养元素状况、生理生态特性以及营养元素的生物地球化学循环，更好地为该区森林、植被的治理、恢复以及生态系统的保护等提供决策依据。本研究选择典型喀斯特山区作为研究点，并以非喀斯特山区为对照。研究喀斯特山区植物的营养元素含量水平、分布状态、变异特征以及营养元素之间的相互关系和碳、氮、硫的同位素组成的种间差异、生境差异特征以及时空变化特征进行了研究。主要得到以下几点认识： 1、植物的N、P、K、Ca、Mg、S的平均含量大于1000 μg∙g-1； Fe、Mn、Al的平均含量在100 μg∙g¬-1～1000 μg∙g¬-1之间；Zn、Sr的平均含量为10 μg∙g¬-1～100 μg∙g¬-1之间；Cu和Mo的含量小于10 μg∙g¬-1，Mo最低(仅为0.17 μg∙g¬-1)。Ca、P、K、 Fe、Mn、S、Sr高于所报道的陆生植物元素的含量；Mg低于陆生植物的元素含量；其它元素在元素含量范围内。植物营养元素的特点为Ca>K>Mg型，和我国其它地区相比，喀斯特山区植被具有高钙的特征。 2、N、P、K、Mg为正态分布；Ca、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、Mo、S为对数正态分布。Al、Fe、Mn、Sr的变异系数大于100%；N、P、K、Ca、Mg、S、Cu的变异系数小于60%。其中，Ca的变异系数最小(为11.8%)。P和K、P和Cu、Al和Fe、Al和Zn、Fe和Zn之间具有极显著的相关关系；N和P、P和Mg、K和Al、K和Cu、Ca和Sr、S和Mo之间具有显著的相关关系。 3、不同的生境下植物营养元素存在差异，差异在2倍范围内。其中，Mn、Al、Sr元素差异较大，分别达到2.1、1.5、1.4倍。 4、植物δ13C、δ15N、δ34S值的分布范围分别为-26.98‰～-29.15‰、-4.08‰～-0.79‰、-8.69‰～-6.04‰；平均值分别为-28.14‰、-2.41‰、-7.53‰。δ13C除了高于我国热带雨林区植物外，均低于其它地区，且变化范围较窄；不同地区之间植物的δ15N、δ34S值存在较大差异。 5、不同植物种之间的δ13C、δ15N、δ34S值存在较大的差异，不同生境条件下植物的δ13C、δ15N、δ34S值也存在差异。植物的δ13C值从生长初期到末期有降低的趋势；δ15N、δ34S则无一定的变化规律，不同的植物种的季节变化不同。植物的δ13C、δ34S随海拔的升高而增大，但δ15N随海拔的升高而降低。