基于无迹卡尔曼滤波的液体火箭发动机故障诊断

针对火箭发动机故障数据难以获取的问题,设计了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的液体火箭发动机故障诊断算法。采用MATLAB/Simulink平台搭建了液体火箭发动机故障仿真模型,实现发动机正常运行仿真和预燃室氧阀门故障、氧主泵汽蚀、氢主涡轮叶片脱落3种故障仿真。将正常运行仿真值与设计值、试车值进行了对比。结果表明:模型参数与设计值最大误差不超过5%,仿真精度较高;仿真参数变化趋势与试车值基本一致,且稳态值误差较小。使用UKF算法求取发动机正常运行阈值范围,并对故障序列进行滤波处理,若故障数据连续3次超出阈值区间,且在0.1 s内有至少2个涡轮泵发出报警,则判定故障发生,故障发生时间为第2个涡轮泵报警时间。使用设计算法对3种故障序列进行诊断,判定故障发生时间分别为20.08 s、20.05 s、20.18 s。相比于传统红线阈值算法,文中所设计算法响应更为及时,且误报率较低。

基于NGO-CNN-BiLSTM神经网络的动态质子交换膜燃料电池剩余使用寿命预测

为解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)剩余使用寿命(RUL)预测精度不高的问题,提出了一种基于北方苍鹰优化(NGO)、卷积神经网络(CNN)和双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的动态燃料电池RUL预测模型。首先,利用NGO对CNN-BiLSTM模型的学习率、隐藏节点及正则化系数进行寻优,然后,通过CNN-BiLSTM模型的卷积层对输入数据进行特征提取,输入到BiLSTM层进行时序建模和预测。同时,利用小波阈值去噪算法对原始数据进行平滑处理,采用皮尔逊相关系数提取模型输入变量,并搭建NGO-CNN-BiLSTM神经网络功率预测模型。仿真验证结果表明,该方法预测精度达99.49%,高于其他对比模型的预测精度。

牛蒡根多糖的结构表征及体外抗氧化、降血糖、降尿酸作用研究

以牛蒡根多糖(Arctium lappa polysaccharide, ALP)为原料,通过高效凝胶渗透色谱法、紫外分光光度法、气相色谱-质谱联用法与核磁共振的方法,解析ALP结构。通过研究ALP对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH·)自由基和羟基(hydroxyl radical,·OH)自由基的清除能力,对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性,以及对黄嘌呤氧化酶的抑制率,研究ALP的体外抗氧化活性、体外降血糖活性和体外降尿酸活性。结果表明:ALP相对分子量为1941 Da,具有果糖和葡萄糖的结构特点,ALP有较强的抗氧化能力、体外降血糖和降尿酸作用。研究结果可为牛蒡根作为功能性食品与医药保健品的开发提供科学依据。

多传感器融合SLAM研究综述

如今,移动机器人技术的发展使得同步定位与建图(SLAM)技术越来越受到学者的关注。在未知环境下,使移动机器人能够自主完成建图或者探索,是SLAM最基本的要求。在过去的十年,单传感器为机器人的建图和探索提供了良好的效果,而多传感器融合SLAM则以其强鲁棒、高精度的技术特性,为提升移动机器人建图的精度和速度提供了更高的可能性,成为了SLAM发展的主要研究方向。文中总结了现今多传感器融合SLAM的方案,首先对单传感器方案进行了比较;然后对多传感器融合技术的方案进行了对比;最后,分析了多传感器融合SLAM的难点与解决方案,并对多传感器融合SLAM的未来与发展进行了探讨。

基于高通量测序技术的9种铁线莲属药材混合粉末分子鉴定

目的建立基于高通量测序技术的9种铁线莲属混合粉末分子鉴定方法。方法采用高通量测序技术,对9种铁线莲属药材混合粉末样品中的总DNA经提取,对ITS2片段进行PCR扩增,利用Illumina MiSeq平台对DNA片段进行双端测序,最后采用FLASH、QIIME、GraPhlAn及MEGA 7.0软件对序列进行整理并聚类分析,鉴定混合粉末中的物种。结果混合粉末样品中得到高质量的ITS2序列共496条,铁线莲属物种含有序列72条,比对出棉团铁线莲、女萎铁线莲、短尾铁线莲、灌木铁线莲、单叶铁线莲、黄花铁线莲、粗齿铁线莲等7个物种,未能比对出东北铁线莲和芹叶铁线莲。结论以ITS2作为DNA条形码,采用高通量测序技术,可以鉴定出铁线莲属药材混合样品中的7个物种,为混合药材的鉴定提供依据。

牛蒡繁育系统与花部特征研究

[目的]了解牛蒡生殖特性,为其栽培育种提供理论基础。[方法]通过野外观察,运用异交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)及套袋试验等研究方法对大连地区辽宁中医药大学内牛蒡的花部特征及繁育系统进行研究。[结果]牛蒡群体花期一般为34~35 d,花期重叠,每年6月下旬开始到7月末结束,其花粉和柱头具有活力且柱头在全天都具有活力;OCI为4,P/O为5 666,异花授粉需要传粉者,风对其传粉作用不明显;套袋试验中自然套袋与自然对照均可结实,结实率分别为99.0%和69.5%,去雄去柱头后套袋结实率为0,不具有无融合生殖特性。[结论]牛蒡具有异交特性且自花授粉可结实,风媒传粉可能性小。

肝尾状叶切除在机器人辅助腹腔镜下腔静脉癌栓切除术中的应用:单中心经验

目的:探讨机器人辅助腹腔镜下腔静脉癌栓切除术联合肝尾状叶切除术治疗301Ⅱ~Ⅲ级下腔静脉癌栓的可行性和有效性。方法:回顾性分析2021年1月至2022年6月于解放军总医院第一医学中心行机器人辅助腹腔镜下腔静脉癌栓切除术的5例患者的临床资料,所有患者术中均联合部分肝尾状叶切除以显露肝后段下腔静脉。其中男性2例,女性3例,中位年龄61(60~75)岁;中位体质量指数24.8(21.7~25.3)kg/m2。根据301分级,Ⅱ级癌栓患者1例,Ⅲ级癌栓患者4例。下腔静脉癌栓中位高度10.8(10.4~13.1)cm,癌栓中位最大径2.0(1.5~3.9)cm。结果:5例患者手术均顺利完成,无中转开放。中位手术时间510(290~795)m i n,中位失血量1500(900~2000)ml。患者术后中位重症监护室(intensive care unit,ICU)住院时间4(0~7)d,中位总住院时间11(6~13)d。术后出现Ⅰ级并发症2例,Ⅱ级并发症3例,无围术期死亡病例。出院时该5例患者的肝、肾功能均降至基线水平。中位随访时间8.3(2.5~16.1)个月,无肿瘤复发、进展、转移等情况。结论:对于肾肿瘤伴高度毗邻第二肝门的粗大下腔静脉癌栓的患者,术中切除肝尾状叶能够更好地显露肝后段下腔静脉,有利于术中尽早控制癌栓近心端下腔静脉,从而提高手术的安全性。

基于响应面法优化牛蒡子多糖提取工艺及对细胞抗炎作用研究

为了确定提取牛蒡子多糖的最佳工艺条件,并探究其抗炎作用。通过响应面法考察不同料液比,提取时间和提取温度对牛蒡子多糖提取率的影响;使用ELISA试剂盒测定不同RAW 264.7细胞处理组肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的水平;经Western blot法检测髓样分化因子88(MyD88)、Toll样受体4(TLR4)和核转录因子-κB(NF-κB)的蛋白表达水平。结果显示牛蒡子多糖最优提取工艺条件为料液比1∶15(g/mL)、提取时间3 h、提取温度80℃,此时提取率为7.19%;牛蒡子多糖组对TNF-α和IL-6的分泌均有抑制作用并通过调控相关通路上的蛋白表达,起到免疫调控作用。该研究可为牛蒡子新药用成分的开发和应用奠定基础。

利用PCR-RFLP方法快速鉴别中国牛蒡属药用植物

目的随着近十几年来国内学者对牛蒡属药用植物研究的深入,中国牛蒡属植物鉴定需要一种快速、准确的分子鉴别手段。因此研究拟通过利用聚合酶链式反应-限制性酶切长度多态性(polymerase chain reaction restriction frag-ment length polymorphism,PCR-RFLP)建立一种快速鉴定中国牛蒡属药用植物的方法。方法通过对两种中国牛蒡属药用植物牛蒡与毛头牛蒡常用鉴定DNA条形码进行限制性核酸内切酶图谱分析,找到牛蒡在内源转录间隔区1(internal transcribed spacer-1,ITS1)片段中有一个单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphism,SNP)位点,正好为BsaAⅠ酶(YAC/GTR)的酶切位点,根据该酶切位点,设计引物对目标片段进行扩增。另外建立PCR体系:95℃预变性5min,循环反应40次(90℃20s,60℃20s,72℃20s),72℃延伸5min,4℃保温。建立限制性内切酶BsaAⅠ酶切体系,制作琼脂糖凝胶电泳观察结果。结果电泳结果表明在经过BsaAⅠ酶切后牛蒡将会产生长度分别为101bp与125bp的短条带,而毛头牛蒡未被切开仍为226bp的长条带,成功将两种药用植物区分开。该方法简单、快速、准确,满足日常对中国牛蒡属植物的鉴定。结论该实验通过从牛蒡与毛头牛蒡的ITS1序列入手,利用PCR-RFLP技术首次完成了对两种植物的鉴别研究,建立了中国牛蒡属植物的PCR-RFLP鉴别方法。

蒙成药安神补心六味丸多维鉴定研究

目的 建立蒙成药安神补心六味丸组成药材基原系统化的鉴定方法。方法 通过高通量测序技术对蒙成药安神补心六味丸进行总DNA的提取,并对其COI及ITS2序列进行PCR扩增,双端测序后进行序列的整理和聚类分析,并与组成安神补心六味丸中牛心的COI序列,木香、丁香、广枣、肉豆蔻药材的ITS2序列进行测序的结果利用邻接法构建系统树。利用薄层色谱方法以正己烷-石油醚(60~90℃)-乙酸乙酯-冰醋酸(6∶2∶3∶0.2)为展开剂。展开后烘箱烘干,置紫外光灯(254 nm)下检视。最后对蒙成药安神补心六味丸进行光学显微鉴定观察,确定其显微特征,并将显微特征与组成中药显微特征进行对应。结果 基于对蒙成药安神补心六味丸的ITS2序列进行高通量测序后得到高质量序列共138 633条,经过比对与安神补心六味丸组成药味相关的序列共584条,分别为木香(Aucklandia lappa)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、丁香(Eugenia caryophyllata),均为木香、广枣、丁香药材的正品植物来源。在新鲜牛心中成功提取到COI序列,但未提取到安神补心六味丸成药及干燥牛心的COI序列,木香、丁香、广枣、肉豆蔻的ITS2序列成功扩增,扩增的ITS2序列与高通量测序比对后获得的OTU代表序列在系统树与木香、丁香、广枣分别聚为一支。安神补心六味丸与枫香脂及对照药材在相同条件下,薄层色谱同一处出现斑点。在对成药进行显微鉴定后发现与组成药味一致的显微特征。结论 结果表明以ITS2序列作为条形码,利用高通量测序的ITS2序列技术为主要鉴别手段,结合薄层色谱及对蒙成药显微特征观察,可以对安神补心六味丸中6种中药的基原进行准确的鉴别。

一种改进型内嵌特征压缩机制的智能间断指示器

高精度高分辨率数值格式是模拟高速含激波复杂流动最有效的计算方法之一,而其中对于激波等间断结构的捕捉和辨识,是设计鲁棒的高精度高分辨率数值格式的关键问题之一。借助先验的数理知识及人工神经网络(artificial neural network,ANN)方法,构造了一种改进型内嵌“特征压缩”机制的智能间断指示器,以提高高精度格式框架下间断捕捉的精准度。该间断指示器模型是通过借助先验的数学物理知识进行预建模,然后借助数据驱动方法学习模型中的待定参数而得到。这使得间断指示器模型形式简洁,在训练过程中具有小样本依赖的优势,还使训练后的模型具备计算复杂度低、数理可解释等优秀性质,且其一维形式可以自然地推广到高维非结构网格下的方程组中。已证明该间断指示器模型包含两种间断捕捉机制,即基于特征压缩的激波捕捉机制和基于大梯度跳跃的膨胀波起点、接触间断捕捉机制。一系列数值实验结果验证了所构造的间断指示器对于流场不同间断类型的捕捉精准性。

可压缩两气体流动的简化神经网络模型

实用的虚拟流体方法(practical ghost fluid method, PGFM)利用Riemann问题速度解对可压缩多介质流场界面条件进行建模。基于构造的嵌入物理约束的神经网络模型预测Riemann问题速度解的方式,给出一种两气体流动的神经网络模型简化方法。首先提出完全气体状态方程下神经网络模型输入特征采样范围从无界域到有界域的转换方法,改善模型预测不同初始条件下Riemann解的泛化性能。根据该转化方法,进一步提出一种结构更加简单的神经网络优化方法,将输入维度从5个减少到3个,有效提高神经网络的训练效果。将该神经网络代理模型应用于PGFM程序框架,通过典型的一维与二维两气体流动问题进行数值验证与对比分析。结果表明,简化的网络模型与已有研究的神经网络模型相比,能取得精度相近的计算结果。而在神经网络训练效率上,简化神经网络具有明显优势。同时因为简化神经网络采样维度少,方便尝试加密采样提高拟合精度,更具备发展潜力。

基于改进的U-Net网络模型的叶片病害检测

为了满足作物病虫害绿色防治对病虫害程度检测的需求,设计了一种改进的U-Net网络模型用于作物叶片病虫害程度的检测。首先,选择ResNet50网络作为模型的主干网络,借助迁移学习来提升训练收敛速度和降低计算成本。其次,引入注意力机制对U-Net网络的各层特征提取和融合进行优化,以提高网络模型接收关键信息的能力。实验结果表明,改进的U-Net512网络模型具有最优的检测性能,平均检测精度达到90.14%,平均绝对误差为276.3。通过分析模型不同采样深度下的各层特征图发现,注意力机制的引入使网络模型能够获取并融合叶片整体特征和病害区域特征两个维度的信息,进一步提升模型检测性能。这种方法不仅能够有效地检测作物叶片的病虫害程度,而且具有较高的准确性和可靠性,有助于实现作物病虫害的绿色防治。

天然气管道压缩机组故障预测与健康管理研究

智慧管网具有综合性预判等方面能力,但目前油气管道关键设备如压缩机组非计划停机频发,维修保证策略以“事后维修”和“定期维修”为主,对故障预知预测的研究思路不够清晰、方法不够科学。维修检修需定期开展,故障管控能力及维护策略需进一步提升。总结国内外典型压缩机组及设备故障预测与健康管理(PHM)建设的现状,首次分析了管道压缩机组燃机性能算法、压缩机效率算法、模拟仿真等算法的核心问题、研究方法、关键量化指标及各研究方法的优点。研究天然气管道压缩机组PHM系统的重点难点,对平台融合与系统设计、机组变工况、多元数据分析技术、停机故障失效模型及算法研究、验证评价、知识图谱等重点研究内容提出了思考和展望。此研究对提升油气管道关键设备管理、开展平台融合设计及智能管道核心技术研究具有一定借鉴意义。

藁本基原与辽藁本道地药材本草考证

文章通过查阅古代本草文献、地方志、期刊文献等,收集相关资料并归纳总结,从中药的名称、基原植物、功效等方面对藁本进行本草考证,探究辽藁本的道地产区及其历史变迁,挖掘辽藁本的道地性。在考证过程中发现,《植物名实图考》对于藁本产地的记载“今山东别有藁本”与其他本草著作均不相同,通过本草考证确定中药藁本的基原植物为伞形科藁本属植物藁本Ligusticum sinense Oliv.、辽藁本Ligusticum jeholense Nakai et Kitag.。古时辽藁本的道地产区为当今山西省太原市、武宁县等地,近代其道地产区变迁至辽宁省境内。

基于实践能力提升的药用植物遗传育种学实验教学改革

药用植物遗传育种学是中草药栽培与鉴定专业的必修课,是一门新兴学科,可参考和借鉴的教学经验较少。其中的实验教学部分是促进我国现代中医药实践人才培养的重要环节,需要不断改革完善。针对教学中存在的问题,应从教师队伍建设、丰富实验类型、建立实验实训基地、改革教学模式、强化实验教学质量评价等方面进行改革,以实现教学目标。

改进DBO优化CRJ网络的PEMFC剩余使用寿命预测

质子交换膜燃料电池(PEMFC)剩余使用寿命(RUL)预测是其健康管理和故障诊断的主要问题。针对此问题提出一种基于改进蜣螂算法(HDBO)优化确定性循环跳跃储备池网络(CRJ)的PEMFC剩余使用寿命预测方法。采用局部加权回归散点平滑法对PEMFC运行数据进行重构和平滑处理,有效地滤除噪声并保存了原始数据的主要特征。利用最大信息系数(MIC)结合贝叶斯信息准则(BIC)方法选择出8个最优输入特征。采用混沌映射初始化种群、自适应调整搜索策略、引入柯西变异改进了蜣螂优化算法,利用HDBO优化CRJ的三个关键参数,建立高效的预测模型。将最优特征集作为预测模型的输入实现PEMFC的剩余使用寿命预测,实验结果表明,该方法的决定系数(R2)、平均绝对值误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为0.95022、0.0025729和0.0035232,与DBO、SSA和CRJ相比,该方法的预测精度更高。

枸杞果酒中总黄酮含量的发酵条件优化

以宁夏枸杞为原料,通过Box-Behnken试验设计研究发酵温度、糖添加量、酵母添加量及pH值对发酵后枸杞果酒中总黄酮含量的影响,建立各影响因素的回归方程,并通过响应面分析法优化出成品酒中总黄酮含量的最佳发酵条件为:发酵温度21.9℃、酵母添加量0.29g/L、糖添加量107.0g/L、pH4.3,此条件下的预测值为0.2404g/L,实测值为(0.2337±0.0043)g/L,表明所得模型有很好的预测性。

枸杞果酒发酵过程中黄酮含量的变化

以宁夏枸杞为原料,选用两种酵母进行发酵,跟踪检测发酵过程中发酵醪中黄酮含量、pH值、酒精体积分数的变化。结果发现:发酵过程中黄酮含量持续增加至最大值后基本保持不变,酒精体积分数不断增大至最大值后基本保持不变,经过回归分析,两者之间呈现良好的相关关系,并得到了其回归模型;发酵醪的pH值在发酵前期表现为轻微下降,下降至一定值以后基本保持不变;不同的酵母菌种对发酵过程中各组分的变化趋势无影响,但各组分的变化速度不同。

牛蒡子药材中内果皮石细胞与牛蒡苷含量相关性研究

目的对牛蒡子药材中内果皮石细胞显微特征指数与牛蒡苷含量的相关性进行研究,从显微鉴定的角度评价其质量,为中药材"辨状论质"提供依据。方法采用容量分析的方法测定牛蒡子药材中内果皮石细胞显微特征指数,采用HPLC色谱法测定牛蒡苷的含量,对两组数据进行SPSS统计,并进行相关性分析。结果牛蒡子药材中内果皮石细胞显微特征指数与牛蒡苷含量呈负相关,且高度相关,有极显著的统计学意义。结论为牛蒡子药材的质量评价,从显微鉴定的角度给出了新的参考。