超声波无线电能传输的声电通道设计

为了解决磁耦合方式无线电能传输技术在金属障碍环境下因涡流效应而效率低下问题,该文开展了金属障碍环境下超声无线电能传输技术研究。首先从声学的角度分析能量传输通道参数对声波透射系数的影响规律,并指导完成通道参数的配置。然后,采用同时共轭阻抗匹配技术完成通道输入端口与输出端口的阻抗匹配网络设计,并通过实验验证阻抗匹配网络的有效性。测试结果表明,该文所设计的超声波无线电能传输系统透11 mm厚304不锈钢障碍的理论最佳传输效率为68%,进行同时共轭阻抗匹配后通道的实际能量传输效率为56.25%,传输功率达51.53 W。该研究所达到的能量传输效率和传输功率均能满足绝大部分使用需求。该技术在军事、航天等领域具有较好的应用前景。

AUV终端对接的单目视觉导引方法研究

在水下复杂环境中高效回收自主潜水器(AUV)是一项重大的技术挑战。本文提出了一种利用单目视觉检测和跟踪对接站上光环标识进行终端对接的方法。为了提高光源特征识别,本文改进了Canny边缘检测算法,采用自适应阈值方法动态调整光源轮廓,并在阈值最优时采用最小外接圆方法确定光源中心。此外,利用几何位置和面积约束消除水面反射的干扰。在视觉定位和跟踪方面,采用张氏标定法获取相机的内部参数和畸变参数,通过比较光环中心和图像中心来估计AUV的航向和俯仰偏差,然后利用位置-姿态PID控制器进行快速跟踪。水池实验结果表明,该方法简单实用,鲁棒性强,能够为未来水下机器人的可靠回收提供一定技术参考。

新工科背景下自动化专业《专业设计》课程教学改革

新工科建设背景下,自动化《专业设计》课程作为学生理解运用专业知识和技能的综合性实践课程在教学内容及方法上都面临着新的机遇和挑战。针对自动化专业学生在学习过程中缺乏工程设计理念及解决复杂工程问题的能力,提出以提升学生工程实践能力,注重创新思维、多学科知识交叉融合并强调团队协作能力的专业设计课程改革思路,探索适合的教学模式及考核方式。通过教学改革,紧密结合产业发展要求,使学生专业设计贴合工程教育认证要求,培养符合新工科教育理念的专业人才。

基于绿色低碳理念的第十五届全运会全过程办赛研究

本文通过运用文献分析法、案例研究法,设计出第十五届全运会绿色低碳办赛总体思路,将绿色低碳理念贯穿到赛前策划、赛中执行与监控、赛后总结评估全过程。具体实现路径为:在场馆建设上,采用环保材料和新工艺,推进既有场馆绿色化改造;在能源使用方面,加大清洁能源和可再生能源的使用;在出行方面,加大新能源车投放力度并建立智慧调度管理平台;在运营方面,因地制宜围绕衣食住行用降低运营成本;在公众参与方面,加强宣传和碳普惠应用。

“链长制”背景下环保产业规划编制技术路线研究

在“链长制”背景下,环保产业规划编制技术路线亟须调整。本文通过分析产业发展形势,确定规划思路、明确规划目标,并提出规划要点及细化措施,形成“链长制”背景下环保产业规划编制技术路线。

核心素养视角下小学数学教学策略

核心素养视角下,数学教学需要注重对学生综合能力的培养,因此,如何根据学生的实际需求 制订教学计划和组织教学活动,成为数学教师的重点研究课题。文章探讨了核心素养视角下数学教学的优 势与具体方向,以期为提高数学教学质量、促进学生全面发展提供参考。

基于六自由度机械臂的艾灸机器人手法控制算法

传统的艾灸治疗中医学消耗较大,医师负担较重,而当前可代替医生进行艾灸治疗的机器人或机械装置结构简单,自由度及智能化程度低,仅能实现简单的定点操作,难以模拟复杂、多角度变换的艾灸手法。针对以上问题,基于六自由度机械臂,提出了模拟艾灸治疗手法的艾灸机器人轨迹规划算法。该机器人通过采集人体不同方向上的穴位点,建立机械臂的运动控制坐标系,然后针对不同艾灸手法的轨迹,解算机械臂艾灸的轨迹关键点,从而真实再现复杂多变的艾灸手法,实现治疗过程中对于多种艾灸手法的精确控制和智能变换。同时,该机器人引入温度监测与反馈系统,确保艾灸过程中人机交互的安全性和友好性。最后经过实验测试验证了该艾灸机器人在实现真实艾灸治疗手法方面的可行性、准确性和智能性,证明该研究不仅有望替代医生进行艾灸治疗,也可用于家庭自助理疗,具有广阔的市场和应用前景。

基于连续滑模控制的水下无人航行器航向跟踪研究

本文提出在构建模糊水下无人航行器运动学模型的前提下,设计一款基于时变干扰观测器的连续滑模控制器。干扰观测器把系统误差及外界干扰等效到控制端,连续滑模控制器通过切换控制量使系统趋于平衡点。该控制器可快速响应,且对于模型参数变化及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性。此外,将直线、正弦波及自定义曲线设置为预定航向,通过Matlab/Simulink进行仿真验证水下无人航行器是否可以实现在复杂水域下的轨迹跟踪,达到航向控制目的。

面向航天器地面测试的双参量同步采集与无线传输系统设计

针对航天器地面测试过程中双参量同步采集与数据无线传输的需求,提出了一种双参量同步采集与无线传输系统。设计了基于FPGA的双过载参量同步采样电路,搭建了长距离LoRa和高速率GFSK调制动态切换的无线传输模式,实现了过载加速度和压力参量的同步、实时无线传输。为增强系统可靠性,设计了Flash存储模式,在无线传输出现故障时通过有线通信读取数据。测试表明,输入信号频率在4 kHz内,可实现双通道同步采集与无线传输,且波形可复现。采用GFSK无线传输,速率可达2 Mbps,传输距离为0.5 km;采用LoRa无线传输,速率为1 kbps时可实现1.2 km的远距离无线传输。该系统能够满足过载向心加速度和压力的同步、远距离、实时采集与监测,在航天器地面测试领域应用潜力巨大。

面向乳腺癌诊断的压电式微机械超声换能器的设计

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理论模型。利用有限元仿真软件COMSOL建立了基于AlN薄膜的PMUT有限元模型,给出了具体的结构设计参数,并分析了静态压力、静态位移、振动模态、谐振频率、灵敏度、声阻抗等性能参数。仿真结果显示,所设计的PMUT一阶谐振频率为7.61 MHz,灵敏度为-258 dB,品质因数为380.5,有效机电耦合系数为10.2%,能够满足对乳腺软组织检测的设计需求。

红外传感器的信号提取和数据采集的设计

对于解决一类适合低频调制技术,且输出信号非常微弱的红外传感器的信号检测和提取,设计采用选频加窄带通滤波器的方法,再应用中位值平均滤波的数据采集方法很好地解决了对这一类红外传感器信号的数据采集。通过理论和实验证明该设计方法很好地提取了反映变化量性质的有用信号,同时也很好地提高了系统的信噪比,满足了实际情况的需要。

家用心电心音检测仪

在传统听诊器基础上将其智能化,利用高灵敏传感器采集更复杂的心脏杂音;并集成心电信号采集接口,实现心电、心音信号同步采集并数字化显示。通过配套APP将采集到的数据上传至云端服务器,通过人工智能进行大数据分析,并且智能检测病状。亚健康人群和心血管疾病的康复者可将自采的心电心音波形图发送至关联医生,便于医生及时诊断。

利用白光干涉原理测量MEMS深槽结构

利用白光干涉仪测量形貌,实现对MEMS深槽结构的几何尺寸和三维形貌的分析.实验采用样品为硅栅,测得沟槽的深度为89.78μm,沟槽宽度22.6μm,深宽比为4∶1,得到清晰的三维形貌图.经过对不同沟槽的测量发现,当槽结构的宽大于5μm时,经倾斜一定角度后,可以测得槽的三维形貌.

极端环境下的惯性测量传感器件与系统

面向惯性传感与测量系统在超高过载、超高转速等极端应用环境下,介绍了几种典型的瞬态高量程与大动态范围条件下的惯性传感与测量系统技术。重点分析和讨论了极端环境下的超量程与大动态测试所需的特种传感方法与微纳集成制造技术,结合特殊的封装防护与系统集成方法,实现外部恶劣环境影响因子的衰减,以及新型的高过载、高旋运动载体惯性参数的传感与测量。

氧化石墨烯强化铜绿假单胞菌降解污染土壤多环芳烃的效果及其机制研究

微生物修复技术具有经济绿色、环境友好等特征,已成为多环芳烃(PAHs)污染土壤的主要修复手段之一。然而,针对经历长期老化的污染场地土壤,微生物修复效率偏低,生物强化技术亟待进一步提高。以PAHs高效降解菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PAE)为对象,研究了新型碳质纳米材料氧化石墨烯(GO)对PAE生长和PAHs降解的影响,探讨了GO强化PAE降解土壤PAHs的效果及其机制。结果显示:(1)50~100 mg/L GO可以显著促进PAE的生长和胞外聚合物(EPS)的分泌。(2)PAE及GO(100 mg/kg)的添加显著促进了老化土壤中PAHs的降解。(3)GO添加前期,土著微生物群落丰度下降,PAE丰度显著增加;处理后期,土壤细菌群落丰度恢复至对照组水平。适宜浓度GO的添加可以影响土壤微生物的多样性和丰度,促进PAHs的降解,然而,修复后期GO的影响力下降,土壤微生物群落呈现出“扰动—恢复”模式。研究结果有助于深入理解GO对环境微生物的效应,为PAHs污染土壤的微生物修复提供新思路。

母乳喂养促进护理方案对初产妇产后母乳喂养效果的影响

论文的中心是探索母乳喂养增强方案对新生儿妈妈的哺乳效果产生何种影响。旨在为首次产妇提供及时全方位的援助和引导,如有关育儿的教育,掌握哺乳方法,以及在精神层面的协助。方法 这个研究涉及的所有初产妈妈都是接受我院接纳的,入院时间是2021年11月之后,到2023的2月份。为了严谨公正,通过随机分配,把90名初产妈妈分为两组。为了更深入了解母乳喂养增强方案对初产妇哺乳效果的作用,两组采取了不同护养方式。控制组遵循常规护养,观察组则在常规护理保障的同时,额外施行母乳促进护养。然后通过对比两组的数据,来判断观察组在哺乳效率和效果上是否超过控制组。结果 据相关数据显示,研究组中有45名初产妈妈中,精力喂养比例为53.33%,即24人。观察组初产妈妈母乳喂养比例则高达77.78%。控制组初产妈妈育儿技能维度为25.18±3.29,精神面貌维度为17.41±2.45,在观察组中初产妈妈育儿技能维度为27.61±2.43,精神面貌维度则为20.85±1.39。结论 母乳促进护理方案的实施使初生母亲能够更早地建立起有效的哺乳技巧,进而提高母乳喂养的成功率和持续时间,使初产妇更加自信和愿意坚持母乳喂养。因此可以认定,母乳促进护理方案在提高初生母亲的母乳效能方面取得了良好的成效,并能够有效地改善母乳喂养的效率,值得在临床上广泛推广和应用。

长江中游降雨径流演变与水旱灾害

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明:长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,夏冬季降雨量占比增加;长江中游径流深在1988年和2003年发生突变,降雨量变化对径流深改变的贡献占30%左右,人类活动贡献程度约占70%;2003年后长江中游径流深的水文改变度排序为中游出口最大(36%),鄱阳湖出口(33%)和洞庭湖出口(31%)次之,汉江出口最小(21%)。长江中游水旱灾害具体表现为:2000—2020年长江中游异常降雨占据60多年来异常降雨总数的43%,且主要发生在两湖流域,极端降雨造成中游区域型洪水和春季秋季干旱;2003年后,两湖秋季水位持续下降,近10 a来,由于长江上游秋季来水持续减少,洞庭湖南咀站和鄱阳湖都昌站9月份水位分别下降了0.7 m和1.7 m。建议未来研究中注重研发大尺度多时空尺度水文水动力模型,提升极端水文事件成因识别能力及未来变化趋势预测能力。

基于改进VSRB-RRT算法的机器人路径规划仿真实验

针对B-RRT算法在路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑,以及无法实时避障等问题,该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT(VSRB-RRT)和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中,VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置策略相结合的方法,加快了收敛速度并提高了采样效率,并使用贪婪优化、迭代优化和关键点优化生成代价低且光滑可执行的路径。在局部规划过程中,以改进VSRB-RRT算法规划的路径为指引,选取路径上的关键点,并使用改进DWA算法在关键点分段路径上分段规划。仿真实验表明:改进VSRB-RRT算法具有较好的搜索效率,能够以最少的时间和最稳定的效率获得最优路径,同时也验证了融合算法在实时避障路径规划时的有效性。

“微纳光学结构高温传感技术”专栏序言

航空航天发动机工作过程的高温环境,给其工况参数的测试带来了巨大的挑战,受材料耐温极限的限制,以及高温环境下的多物理参数耦合的影响,高温传感技术成为发动机测试领域的难题。开展并突破适用于发动机的高温传感技术,获取发动机高温工况下的物理参数,将有助于发动机的结构优化设计,缩短研制周期,降低研制成本,对发动机的性能提升具有重要意义。

不完善探测对强度差压缩度及光学测量精度的影响

文章讨论了探测系统的传输损耗与非理想探测器对量子相关孪生光束强度差压缩度和低于散离噪声极限光学测量精度的影响，特别推导出两臂不平衡下探测效率的数学表达式，并结合实验参量进行了数值计算。