针对可再生能源与系统负荷波动对综合能源系统多能流分布的不确定性量化问题，提出一种基于数据驱动的综合能源系统概率多能流计算方法。首先，提出了考虑压缩机不同工作模式的综合能源系统多能流计算统一模型，并探讨了压缩机不同工作模式对能流分布的影响；其次，提出基于支持向量回归的概率能流计算方法，先通过多次重复的确定性多能流计算，构建数据样本集，再用支持向量回归挖掘出综合能源系统中已知负荷、网络节点信息与未知节点参数的非线性映射关系；最后，通过算例分析对提出的多能流计算统一模型在不同压缩机工作模式下的有效性进行了验证；通过与传统概率多能流计算方法对比研究，证明提出的数据驱动概率能流计算方法具有更高的计算精度与效率。

针对内置式永磁同步电机参数摄动导致模型不确定而影响系统控制性能的问题，提出一种基于非线性干扰观测器的内置式永磁同步电机改进无模型滑模控制方法。首先，建立考虑参数摄动的内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM) 新型超局部模型；其次，利用改进滑模趋近律设计滑模控制器作为无模型控制中的反馈控制器；然后，设计非线性干扰观测器来观测估计无模型控制中的未知复杂项；最后，与传统无模型滑模控制方法进行仿真实验对比。仿真实验结果证明所提方法能有效解决系统参数摄动影响电机控制性能等问题，验证了所提方法的有效性及优越性。

随着国家能源结构的转型以及实施“双碳”战略，大规模风电持续接入电力系统，对系统带来了交互谐振以及变流器驱动稳定性等问题。通过研究双馈异步风机机侧变流器以及网侧变流器控制外环的控制参数对稳定性的影响，发现机侧变流器控制外环的参数稳定区均位于左下平面，网侧变流器外环控制参数稳定区位于右下平面，参数稳定区与不稳定区之间存在着带状的参数风险区。当增大网侧变流器控制器的比例系数与积分系数时，系统阻尼将增强，但在某个区间会产生强烈的交互作用进而发生内部谐振，导致系统失去稳定。针对网侧变流器控制器之间的强烈交互作用，引入粒子群算法对网侧变流器的PI控制器进行参数优化，优化后直流电压恢复速度缩短半个周期，超调量减少40%。

针对电缆接头状态信息以及评估等级边界的动态性和随机性问题，提出基于变权与区间数–集对分析理论的电缆中间接头绝缘状态评估方法。提取电缆接头局部放电特征参数作为状态评估指标，并对指标数据进行区间表示。引入方差和标准差来衡量指标区间数据的波动性，进而赋予指标的客观权重；对于局部放电指标劣化不均衡的问题，综合考虑指标的劣化程度与趋势参数，构建相应的状态变权函数从而得到变权权重。最后应用区间数与集对分析耦合方法，依据最大综合联系期望值确定电缆接头的状态等级。通过对某地10 kV电缆中间接头的在线监测数据进行算例分析，验证了该状态评估方法的有效性和可行性。

合理的任务分配与巡检路线规划是确保机器人能够高效替代工程师完成变电站危险区域巡检任务的关键所在。然而，以往的研究大多局限于为变电设备规划固定的最短巡检路径，却鲜少考虑到设备检测时间和检验等级的差异性。为了进一步提升变电站巡检的有效性和灵活性，本文在充分考虑检测时间、设备检验等级以及待检测设备数量差异性的基础上，构建了一个动态巡检路径规划模型。鉴于所建模型属于NP-hard问题，提出了一种基于强化学习和多智能体注意力机制的求解策略。在求解过程中，先利用具有注意力层的编码器–解码器框架生成巡检路径，随后通过无监督神经网络进行训练优化。最后，以南方电网某变电站作为实验点进行模型验证。与遗传算法、分层可变领域搜索算法和自适应并行蚁群算法相比，本文提出的算法在路径距离上分别缩短了3.31%，1.24%与1.73%，规划用时分别缩短了17.06%，16.22%与13.89%，单次巡检成本分别降低了21.22%，6.86%与9.14%，展现出显著的优越性。

碳汇渔业是生产蓝碳，助力实现碳中和的重要手段，具有可观的经济与环境效益。然而，碳汇渔业的实施涉及到多方主体的利益，是一个复杂的动态博弈问题。现有研究很少以碳汇渔业为切入点将政府、养殖商及企业同时纳入系统进行分析。在连江、莆田接连取得试点成功的背景下，基于碳汇渔业的视角探讨蓝碳交易有利于为后续的渔业碳汇交易试点提供科学的建议。因此，本文构建了涉及地方政府、水产养殖商和企业的三方演化博弈模型，分析了每个主体的策略选择对系统稳定性的影响。研究结果表明：(1) 碳汇渔业补贴对演化进程具有双重影响。在一定范围内，适度的碳汇渔业补贴可以激励水产养殖商向碳汇渔业转变，但过高的碳汇渔业补贴可能会引发沉重的财政负担而迫使政府选择不补贴。(2) 补贴后的蓝碳单价与碳税的差异是影响企业策略选择的关键因素，当补贴后的蓝碳单价小于碳税时，企业趋向于购买蓝碳，并且补贴后的蓝碳单价越低，企业的响应速度越快。(3) 参照初始情景，适度提高地方政府的补贴水平可以促使三方演化博弈达到理想状态。在这种补贴水平下，无论三方主体的初始概率如何，均不会影响理想状态的实现及延续。

我国南方桉树林种植区里面的水库在秋冬季存在明显的天然致黑物质，主要为单宁酸、鞣花酸等多羟基酚类化合物及其铁盐络合物，中小型水库承担了农村生活饮用水源的功能，因此有必要评估天然致黑物质的毒性潜在风险。本文模拟南方桉树林区水库水体特有的天然致黑物，以不同浓度的鞣花酸(Ellagic acid, EA)和三价铁(Fe³⁺)为研究对象，评价暴露于EA和/或Fe³⁺对人源结直肠腺癌上皮细胞(DLD1)、肝细胞(LO2)和肾上皮细胞(293T)的一般细胞毒性、细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)水平和细胞形态变化，并确定不同质量浓度的EA和Fe³⁺的毒性作用特征。结果提示EA和Fe³⁺在单独暴露和联合暴露条件下表现出不同程度的细胞毒性。联合暴露时，DLD1在较高质量浓度的EA(1 mg/L, 10 mg/L)联合1 μmol/L Fe³⁺处理组中细胞活力显著下降，比EA单独暴露时毒性更强。而LO2和293T在联合暴露组中细胞活力均未产生明显变化，但与Fe³⁺单独暴露相比联合暴露后细胞活力显著下降。氧化应激检测结果发现，与DMSO对照组相比，EA和/或Fe³⁺暴露均显著增加了ROS水平。其中，DLD1和LO2的ROS结果可能提示EA与 Fe³⁺共同暴露比EA单独暴露时对细胞内ROS生成的影响更大，提高了氧化应激水平。此外，暴露于EA和/或Fe³⁺对3种细胞的细胞形态没有发现明显变化，但显著抑制了LO2中肌动蛋白F-actin的表达。结果表明，EA和Fe³⁺的单独或联合暴露对人源细胞具有较强的毒害作用，按影响程度从大到小排序，依次为：肝细胞LO2 >肠道细胞DLD1 >肾细胞293T。本文为南方农村水源地污染物的精准管控提供了基础依据。

采用气相色谱–离子迁移谱技术，建立了检测畜禽有机废物堆肥中挥发性硫化合物–甲硫醚、乙硫醚、二甲基二硫醚和二硫化碳的方法。样品经除氨后用采气袋收集，经MXT-1气相色谱填充柱分离，采用正、负两种模式，在优化的载气流量和系统温度条件下进行检测。结果表明，4种挥发性硫化合物在各自线性范围内均表现出良好的线性关系(R²>0.99)；检出限为0.008~0.097 mg/m³，回收率为85%~116%，相对标准偏差(Relative Standard Deviation，RSD)为1.13%~8.42%。该方法无需浓缩富集等预处理，仅采用气袋就可完成堆肥恶臭气体的收集，检测灵敏、响应快速，可用于堆肥气体中挥发性硫化合物的现场监测。

城市热岛(Urban Heat Island, UHI) 对热舒适、能源和生态安全有重要影响。准确预测日最大城市热岛强度(Maximum Urban Heat Island Intensity, UHII_max)可以预警能源消耗和保障室外热安全。基于局地气候分区(Local Climate Zone, LCZ)框架，在广州选择多个LCZ分区，并进行长达3年的局地气候观测。基于实测结果验证一个欧洲学者提出的未考虑人为热的日UHII_max诊断方程的适用性；进一步检验考虑人为热后扩展方程在广州的适用性。结果表明，该原始方程诊断结果与观测结果的相关系数为0.63，均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)为1.50 K，平均绝对误差(Median Absolute Error, MEAE)为0.97 K，d=0.60，诊断精度可适用。考虑人为热的扩展方程比原始方程诊断结果更加准确，RMSE降低了0.12 K，MEAE降低了0.10 K，d增加了0.04。方程在不同的LCZ的检验结果存在差异表明应针对不同的LCZ特征对方程进行修正，但增加人为热可提升在各LCZ的诊断表现。综上，该修正方程可以作为预测局地UHI发展的工具，提高湿热地区局地UHI的诊断精度。

针对风力机复合材料叶片弯曲与扭转刚度计算，以及当叶片在横向剪力作用下对空心薄壁截面上剪应力的数值计算方法进行研究。现代风力机叶片呈细长扭曲形，翼型截面为薄壁且内部拓扑构型复杂，材料具有各向异性。在应用各类梁模型进行叶片气弹计算和强度校核等力学分析时，叶片截面的刚度系数和截面剪应力分布是必需参数。基于复合材料薄壁结构层合理论和加权平均方法，结合Bredt-Batho剪力理论，考虑了复合材料叶片的剪切腹板效应和翘曲效应，建立了复合材料层合板等效弹性常数与截面刚度系数数值分析算法；根据弹性力学板壳理论，考虑横向剪切和截面翘曲对截面变形的影响，建立了横向剪力引起的剪力流数值计算方法，并开发了相关算法的Matlab程序。分析10 MW风力机叶片主刚度系数和剪力流分布，并对比文献结果，验证了模型的正确性和算法的有效性。

在轴承–转子系统中，转子不对中现象时有发生，其对轴承性能具有较大影响，目前关于气体箔片轴承的研究大部分都是二维模型，无法考虑轴承的轴向变形差异，从而无法分析转子不对中现象。本文使用壳理论对气体箔片轴承进行三维建模，平箔片和波箔片采用壳单元模拟，并考虑膜效应、弯曲效应和剪切效应。箔片与平箔之间的摩擦接触则采用点线接触，并通过罚函数法计算接触力。库仑摩擦模型具有高度非线性，为了避免数值求解困难，需要对其进行规则化处理，采用增量迭代法进行求解。结果表明，该模型能够有效地对箔片轴承的性能进行模拟。当转子不对中时，箔片轴承中的气膜厚度在轴向上分布不均匀，最小气膜厚度随倾斜角的增大而减小，倾斜角几乎不影响转子偏心率，平箔片一端的变形量要远远大于另一端，这会使箔片轴承的承载能力下降，甚至造成破坏。

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，CFRP)的激光定量去除是航空航天工业中结构修复的关键技术。然而，CFRP中碳纤维和环氧树脂性能的巨大差异使得激光加工非常具有挑战性，热损伤一直是CFRP激光加工广泛应用的主要障碍。为了研究高重频飞秒激光加工对CFRP复合材料的热影响，采用单因素实验方法进行了理论分析和实验验证，分析了激光能量密度、扫描速度和扫描方向对材料烧蚀速率与热影响区的影响规律，并研究了飞秒激光在 CFRP 上的高精度选区定量去除工艺。结果表明：当工艺参数选择 θ = 90°，脉宽为 290 fs，功率为7 W，频率为 100 kHz，扫描速度为 300 mm/s，扫描间距为 60～80 μm 时，整体烧蚀表面质量较优，精度(粗糙度)可以达到 10 μm，去除区域表面热影响区约为 33.9 μm。

基于超声振动的模式转换理论，结合有限元方法设计了谐振频率为20 kHz的超声扭转焊接振子。该振子主要由夹心式压电换能器与模式转换变幅杆组成，模式转换变幅杆的互推杆和传振杆通过螺栓连接。为减少振子的漏波，设计了一种特殊结构的减振型法兰，并保证模式转换变幅杆输出端产生扭转振动。利用有限元分析软件进行模态分析和谐响应分析，仿真出振子的扭转频率为19.877 kHz，得到振子的频率响应曲线，通过模式转换变幅杆处完成振动模式的转换。最后，通过阻抗分析仪测得研制的振子谐振频率为19.69 kHz，与理论值和仿真值相差较小。激光测振仪测量振子互推杆端面处的纵向振幅为10.2 μm，与仿真值接近，验证了设计方法的可行性，可为设计其他超声扭转焊接振子提供参考。

边值问题是方程问题中的一个热门领域，对常微分方程边值问题的研究已相当成熟。然而，当已知条件为离散点而非给定函数时如何求解边值问题仍有很大的研究空间。支持向量回归机是一种基于统计学习理论的机器学习方法，在逼近问题上有独特的优势，在经验风险最小化同时保证了泛化能力。因此，本文结合正则化、再生核理论和支持向量回归机对边值问题展开研究。将边值问题视为算子方程问题，利用再生核空间的性质得到方程解与已知条件的关系式，将问题转化为逼近问题后正则化为二次规划问题，然后利用支持向量回归机进行求解，最终得到一个由支持向量构成的稀疏解。通过Sobolev空间中的范数关系对所得数值解进行误差分析，给出了数值解与解析解的误差上界。以二阶三点边值问题为例，仅有离散值作为已知条件求解方程，实验结果表明该方法优于传统再生核方法和W-POAFD方法，验证了该方法的高精度和有效性。

本文讨论了二维时间分数阶Caputo-Hadamard慢扩散方程的交替方向隐式(Alternating Direction Implicit,ADI) 紧致差分格式。首先，在指数型网格上对Caputo-Hadamard型分数阶导数进行离散；其次，利用紧致ADI方法将高维问题转化为2个一维问题；根据离散系数的性质，利用数学归纳法证明了差分格式的稳定性和收敛性；最后，对具体模型进行数值求解。算例验证了上述理论分析的有效性。

由于Kirchhoff方程在众多物理问题中有着十分重要的应用，其规范解问题在近年来逐渐引起大批学者的研究兴趣。这些研究集中于探讨方程规范解的存在性问题，即在特定质量约束条件下，是否能找到满足方程的解。文章研究了一类带组合非线性项Kirchhoff方程规范解的存在性问题。通过利用变分法中的极小化方法，集中紧性原理和消失引理，证明了在扩散情形下对任意质量约束，方程存在一个规范解。对比已有的结果，文章的结论是对已有相关结果的推广。