非线性垂直轴旋转机器的参数识别研究：基于降阶建模与数据同化的创新方法 学术背景 在现代工程中，非线性动力系统的建模是一个重要的研究领域。然而，这类系统往往涉及一些难以直接测量或估计的参数，且将所有相关物理现象纳入数学模型会大大增加计算成本。为了解决这一问题，混合孪生模型（Hybrid Twin）应运而生。混合孪生模型结合了系统的物理数学模型和从实际系统中收集的经验数据，通过数据同化技术提高了参数估计和系统行为预测的准确性和可靠性。此外，降阶模型（Reduced Order Model, ROM）的使用显著降低了整个过程的计算负担。 本研究聚焦于垂直轴旋转机器（Vertical Axis Rotating Machine, VARM）的参数识别问题。VARM是一类常见的旋转机器，其振动行为受到...

双臂空间机器人有限时间自适应鲁棒轨迹跟踪控制研究 研究背景与问题 随着空间技术的快速发展，空间机器人在在轨服务、卫星组装、航天器燃料补给等任务中扮演着越来越重要的角色。然而，空间机器人系统在执行任务时面临诸多挑战，特别是其基座执行器的摩擦非线性特性和外部时变扰动的不确定性，严重影响了系统的轨迹跟踪性能。传统的控制方法在处理这些问题时往往表现不足，尤其是在高精度和高动态性能要求的任务中。因此，如何有效地补偿这些非线性摩擦和外部扰动，提升空间机器人的轨迹跟踪能力，成为当前研究的热点问题。 本研究针对双臂空间机器人（Dual-Arm Space Robot, DSR）系统，提出了一种基于单框架控制力矩陀螺（Single Gimbaled Control Moment Gyroscopes, SGC...

多区域互联电力系统在拒绝服务攻击下的稳定性分析 学术背景 随着现代社会对电力需求的不断增加，电力系统的稳定性和安全性成为了至关重要的问题。为了满足电力需求，多个发电区域通过互联的方式形成了一个整体系统，以确保即使某个区域发生故障，其他区域仍能继续供电。然而，随着电力系统的复杂化和网络化，网络攻击（尤其是拒绝服务攻击，Denial of Service, DoS）对电力系统的威胁日益增加。DoS攻击通过阻断通信通道，可能导致系统不稳定甚至崩溃。因此，研究多区域互联电力系统（Multi-Area Interconnected Power System, MAIPS）在DoS攻击下的稳定性，具有重要的理论和实际意义。 本文的研究正是基于这一背景，旨在探讨如何在DoS攻击下保持MAIPS的稳定性，并...

学术背景 随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展，高性能储能技术的需求日益增长。锂离子电池（LIBs）作为当前主流的储能技术，其能量密度和安全性仍面临挑战。特别是在使用液态有机电解质时，锂枝晶的生长和电解质的易燃性带来了严重的安全隐患。为了解决这些问题，固态电池（SSBs）应运而生。固态电池使用固态电解质（SSEs）替代液态电解质，具有更高的安全性和潜在的能量密度提升。然而，传统的固态电解质在离子导电性和机械性能方面存在不足，限制了其实际应用。 复合固态电解质（CSEs）通过将填料和盐分散在聚合物基体中，结合了聚合物和无机电解质的优点，成为固态电池领域的研究热点。然而，传统的CSEs仍然面临填料分布不均匀和团聚现象的问题，这可能会阻碍离子传输。纳米纤维（nanofibers, NFs）因其长...

学术背景 随着可穿戴电子设备（如健康监测设备和人机交互设备）的快速发展，市场对柔性、安全且可持续的电源解决方案的需求日益迫切。传统的锂离子电池虽然广泛应用，但其刚性结构、安全隐患、环境污染问题以及对稀有矿物的依赖，使其难以满足这些新兴需求。纤维形状的电源因其优异的柔性与纺织品的兼容性，成为了一种极具潜力的替代方案。其中，基于聚合物的柔性水系储能系统因其固有的安全性、柔性以及使用可再生、可回收的有机电极材料和环保的水系电解质而备受关注。然而，这类系统仍面临电化学稳定性窗口有限、聚合物电极不稳定以及电极-电解质相互作用复杂等挑战。 为了解决这些问题，研究人员致力于开发新型的柔性电池技术，特别是全聚合物水系纤维电池。这类电池不仅能够满足可穿戴设备的柔性需求，还能通过使用环保材料降低对环境的影响，推...

学术背景 随着全球气候变化的加剧，建筑能源消耗，尤其是空调系统的能耗，持续增加。据统计，建筑空调系统占全球年电力消耗的约10%，这一数字随着碳排放的增加而不断攀升，进一步加剧了全球变暖的恶性循环。被动辐射热管理技术，特别是通过选择性光谱调制的辐射冷却技术，被认为是解决这一问题的潜在方案。这种技术通过散射太阳光（0.3-2.5 μm）并通过大气窗口（8-14 μm）将热量辐射到外太空（约3 K），从而实现无需额外能源输入或环境污染的自动温度调节。 然而，现有的辐射冷却材料，如玻璃、块体、薄膜和涂层，通常存在柔韧性和透气性不足的问题，限制了其在特定物体表面的应用。纤维基材料由于其优异的柔韧性和可塑性，被广泛应用于各种场景。然而，现有的纤维材料在机械强度和耐久性方面存在显著缺陷，尤其是在户外冷却应...

新型可降解空气过滤材料：PLA熔喷非织造布与呼吸图案技术的结合 学术背景 随着空气污染问题的日益严重，尤其是细颗粒物（PM2.5）对人体健康的威胁，高效空气过滤材料的需求不断增加。传统的空气过滤材料大多依赖于石油基材料，如聚丙烯（PP），这些材料不仅不可降解，还会对环境造成长期污染。因此，开发可降解、高效且耐用的空气过滤材料成为了研究的热点。 聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）作为一种生物基材料，具有良好的可降解性和加工性能，被认为是替代石油基材料的理想选择。然而，传统的PLA熔喷非织造布（Melt-Blown Nonwovens, MN）在过滤性能上存在不足，尤其是其过滤效率主要依赖于静电效应，而静电效应在长期储存和使用过程中会逐渐衰减，导致过滤性能下降。为此，研究人员希望...

学术背景 随着可穿戴电子设备的快速发展，对高性能、柔性、耐久性材料的需求日益增加。石墨烯（graphene）作为一种具有优异导电性、机械强度和柔性的二维材料，近年来在可穿戴电子设备中的应用备受关注。然而，如何将石墨烯转化为适用于可穿戴设备的功能性纤维材料，仍然是一个亟待解决的挑战。石墨烯纤维（graphene fiber, GF）作为一种新型纤维材料，不仅继承了石墨烯的优异性能，还具备纺织品的柔性和可编织性，使其在可穿戴传感、柔性储能设备及智能纺织品中展现出巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯纤维的制备技术及其在可穿戴电子设备中的应用，旨在为未来研究提供方向，并推动石墨烯纤维的商业化进程。 论文来源 这篇综述论文由Heng Zhai、Jing Liu、Zekun Liu和Yi Li共同撰写，他们...

纳米纤维阴极在铝离子电池中的研究进展 学术背景 随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长，储能系统的发展成为了研究的焦点。锂离子电池（LIBs）因其高能量密度和循环稳定性在市场上占据主导地位，但其高成本、资源有限性、安全问题和环境影响等问题促使研究者探索替代的金属离子电池（MIBs）技术。铝离子电池（AIBs）因其更高的理论体积容量、低成本和环境友好性而被视为一种有前景的替代方案。然而，AIBs的性能尚未达到商业化标准，主要原因包括电极材料的体积变化、电解质与电极的副反应以及循环稳定性差等问题。为了解决这些挑战，研究人员开始探索一维（1D）纳米结构，特别是纳米纤维（NFs）作为阴极材料的潜力。纳米纤维具有高比表面积、灵活性和量子效应等优势，能够有效改善电池的性能。 论文来源 本综述论文由B...

学术背景 全球范围内的水资源和能源短缺问题在干旱和偏远地区尤为严重，尤其是在气候变化加剧的背景下，这一问题变得更加紧迫。传统的水资源和能源获取方式，如海水淡化或大规模电力输送，不仅成本高昂，技术复杂，且难以在资源匮乏的地区实施。因此，开发一种可持续的技术，能够从大气中直接获取水分并将其转化为清洁水和能源，成为了当前研究的重点。大气水分收集（Atmospheric Water Harvesting, AWH）技术通过利用自然界的露水和雾气，提供了一种分散式的解决方案，能够在干旱和偏远地区提供清洁水资源，同时减少对传统集中式系统的依赖。然而，如何将AWH技术与能源生成相结合，特别是通过电催化水分解产生氢气和氧气，仍然是一个具有挑战性的课题。 论文来源 该研究由Yi Lu、Zongze Li、Gu...