微生物燃料电池同步还原五价钒并产电

五价钒(V(Ⅴ))具有较强的毒性,在环境中广泛存在。本文采用双室微生物燃料电池,以人工模拟的含钒废水作为阴极电子受体,实现了V(Ⅴ)的同步还原与产电。同时发现:较高的初始V(Ⅴ)质量浓度能够提高微生物燃料电池的输出功率密度,但不利于V(Ⅴ)的去除;降低pH对功率密度和V(Ⅴ)的去除率都有利,但当pH低至2时,再减小pH,上述两指标没有显著提高。V(Ⅴ)在微生物燃料电池中被还原为V(Ⅳ),后者可以通过调整pH而沉淀,从而实现了含钒废水的有效处理并回收电能与钒元素。     

基于Pt电极和Nafion电解质的CO传感器研究

为有效地对大气环境中的CO气体进行监控, 设计和制作了一种可在室温下工作的新型结构Nafion基CO气体传感器。该传感器由活性炭过滤帽、 Pt敏感电极、 Nafion膜、 对电极、 分隔层和储水罐等部分组成。储水罐的设计提供了Nafion膜正常工作时所需要的湿度环境。采用化学沉积法在Nafion膜上制备Pt敏感电极的工艺条件。研究结果表明, 当反应物H2PtCl6溶液浓度为5 mmol/L、还原剂NaBH4溶液浓度为30 mmol/L, NaBH4溶液的pH值为13时, 制作的Pt电极具有最好的气敏特性。对体积分数为400×10^-6的CO测试时,响应电流为107 nA, 响应时间为40 s, 恢复时间为50 s。当CO体积分数在50～400×10^-6时, 传感器的响应电流值与CO气体浓度具有很好的线性关系。     

基于GMS的汽车事故求救系统设计

为了在汽车意外事故后伤者能得到及时的救援, 设计了一种基于嵌入式的汽车事故求救系统。该系统以MC9S12XS128为主控芯片, 利用三轴加速传感器MPU6050和GPS(Global Positioning System)判断车辆的姿态信息和位置信息, 并通过GSM(Global System for Mobile Communications)模块将车况数据传给呼叫中心和家
属端, 接收端对事故确认后迅速救援。测试结果证明了该系统的可靠性。     

均匀圆型声矢量阵的四元数二维波达方向估计

为提高声场空域中目标参数估计的精度, 将四元数理论应用于均匀圆型声矢量阵列的二维空间角度估计中, 建立了基于四元数模型的信号接收模型, 推导了圆型声矢量阵的四元数导向矢量, 给出了二维波达角估计的四元数域空间谱算法。考虑算法的软硬件可实现性, 理论分析了算法的内存占用空间和计算量。此外, 分析了圆阵半径对侧向性能的影响, 为实际工作中圆阵的半径选取提供了一定的依据。仿真结果表明, 基于四元数模型的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法的分辨力较高, 抗干扰能力较强, 提高了信号参数估计的精度。     

基于nRF24L01的无线传感网络应用研究

无线传感网络系统相对于传统网络系统有很多方面的优势.以温度监控为例,进行基于无线收发芯片nRF24L01的测温节点的硬件和软件设计.利用低功耗单片机MSP430 F2012进行控制,结合温度传感器DS18B20进行温度数据采集.本文对硬件部分设计各元件之间的连接,对软件部分以框图形式说明工作流程,介绍温度数据采集模块和数据无线收发模块的软件设计.实验表明,本文所设计系统功耗低,可靠性较高,具有一定的实用价值.     

近51年海河流域气候变化特征分析

在全球变暖的背景下,海河流域作为我国重要工农业生产地,气候正在发生重大变化.利用1960年-2010年海河流域30个气象站点的气温和降水资料,将每个站点的气温和降水量展布到全流域,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等方法分析海河流域气候的变化特征.结果表明：海河流域气温呈明显上升趋势,其中西部和东部明显高于南部和北部,年平均气温在1988年发生突变,气温变化存在7a和10～15a2个周期;整个流域的降水量呈下降趋势,其中北部的内蒙古地区和河南的北部地区降水减少趋势最为明显,降水量在1997年发生突变,降水变化存在5～7 a和10～15 a 2个周期.     

基于改进RBF的空间插值算法及其在矿体三维可视化中的应用

为径向基神经网络确定更为优化的初始中心,增强径向基网络的性能。通过采用改进的模拟退火蚁群算法作为径向基神经网络径向基层的训练法,将改进的径向基神经网络模型应用于地层高程的面插值和矿体品位的空间体插值,并与普通克里金法进行交叉验证,优化效果明显,然后利用VC++与OpenGL开发环境开发出矿体可视化系统,结果在结合矿体实际数据进行实例应用的过程中,实效性明显。     

传感器故障非线性系统的快速抑制初态误差迭代学习控制

针对一类带有传感器故障的非线性系统提出了一种新的迭代学习控制算法,该算法在任意初态条件下,结合开环D型迭代学习律,设计一个随迭代次数增加而缩短的时间段,该时间段控制器对状态偏差进行修正,使系统跟踪误差收敛到与初态误差无关的界内,仅由系统自身不确定性和干扰决定。进而基于λ范数理论选取适当的控制增益,抑制传感器故障带来的跟踪误差,并给出控制算法的一致收敛性和误差的有界性证明。注塑机系统的速度控制仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于隐失场的基底纳米微粒的力学分析

针对光纤探针复合原子力显微镜(AFM)作用于纳米量级物体分析的操作,对纳米微粒、探针、基底之间作用力规律进行初步分析.指出纳米微粒所受的主要作用力为范德华力、毛细作用力、微观接触斥力、微观摩擦力和静电力等,通过纳米微粒受力分析并确定出微粒和探针之间距离的关系曲线,达到有利于控制纳米微粒精确操作的目的.     

一类蒸汽发生器水位控制系统的分段耗散控制

基于压水堆蒸汽发生器水位的线性变参数模型,应用耗散控制理论,设计了综合和正实性能指标的状态反馈耗散控制器。应用二次型耗散控制器存在的充分必要条件,设计了对应于一个供给率函数的分段状态反馈耗散控制器。为了提高控制性能,在状态反馈耗散控制器的基础上添加了PID控制器组成了双控制系统。仿真结果验证,所设计的两种控制器不仅能够保证闭环系统的渐进稳定,并且能够满足一定的性能指标,双控制系统与串级PID控制系统相比具有更好的控制性能。