重组禽流感病毒(H5+H7)三价灭活疫苗和鸡新城疫、禽流感(H9亚型)、禽腺病毒病(Ⅰ群4型)三联灭活疫苗联合免疫效果研究

为评价重组禽流感病毒(H5+H7)三价灭活疫苗和鸡新城疫、禽流感(H9亚型)、禽腺病毒病(Ⅰ群4型)三联灭活疫苗混合后的联合免疫效果,试验将120只11日龄健康商品代黄羽肉鸡随机分成4组,设混苗联合免疫组、分点免疫组和单苗免疫组,分别接种疫苗,检测免疫前和免疫后14、21、28和35 d鸡血清中特异性抗体水平,评估两种疫苗混合后联合免疫的安全性和免疫效果。结果显示:免疫后1周内各组鸡精神、食欲、呼吸等生理活动均无异常;混苗联合免疫组免疫后14 d,6种病原抗体滴度均升高,免疫后21 d均达到理想水平,免疫后28 d抗体滴度均高于5 log2;混苗联合免疫组抗体水平和抗体消长规律与其他组基本一致。研究表明,两种禽流感疫苗混合后联合免疫的安全性和免疫效果与单苗免疫相当,无干扰现象,可减少鸡群应激,节省人工,为养禽场免疫程序优化提供参考。

基于低阶模型的含压力补偿比例阀控系统平稳控制

液压工程机械负载变化大、受到控制器计算性能限制,常导致运动控制出现强烈冲击和精度降低等问题,为此提出一种基于低阶模型的含压力补偿比例阀控系统平稳控制方法。首先,证明了含压力补偿比例阀控系统可近似为线性系统,提出一种低阶建模方法,利用分段线性随机系统作为原系统的全局近似,并定量给出分段线性随即系统的协方差矩阵;其次,在所提出的建模方法基础上,设计了稳态卡尔曼速度观测器,提出基于速度观测的双回路控制器,利用精确的观测速度与速度内环控制提高系统阻尼,达到抑制振荡的目的;最后,在盾构管片拼装机举重臂上开展实验验证,实验包括AMESim与Simulink联合仿真实验和PLC控制的实机应用实验。研究结果表明:所提出的低阶建模方法在常见阀参数下与精确模型的精度相对误差不超过3%,所提出的控制方法在低算力控制器上实现了阶跃位置目标轨迹的低冲击、高精度控制,显著增加了系统阻尼,获得了更平滑的速度曲线,减小了稳态误差,力冲击峰值减少21.6 kN,振幅降低约39%,具有较高的工程应用价值。

基于微波反射法的谷物含水率在线检测装置研制

针对稻麦联合收割机在收获作业时难以对小麦、水稻等谷物的含水率进行准确在线测量的问题,该文基于微波反射法研究了谷物含水率在线检测方法,建立了稻麦含水率检测模型,研发了一种稻麦联合收割机谷物含水率在线检测装置。该装置采用微波测量模块对稻麦含水率进行非接触式测量,设计了电压转换电路将微波参数转换成电压信号,采用滑动平均滤波算法进行信号滤波,最后通过标定试验所建立的含水率检测模型进行稻麦含水率计算,计算结果经CAN总线通讯在显示器上实时显示。基于上述理论研究、技术开发和结构设计对所研制的谷物含水率在线检测装置分别进行了室内静态试验和田间收割试验研究,试验结果表明:检测装置的对稻麦含水率的测量范围为14%~34%,在室内静态试验和田间收割试验中的性能标准差分别为0.4583%和1.0780%,相对误差分别在2.5%和5%左右,具有良好的准确性与实用性。

采用状态估计的泵控非对称液压缸模型预测控制

针对伺服电机驱动泵控非对称液压缸系统存在约束和鲁棒性差等问题,提出了采用状态估计的模型预测控制策略。根据泵控液压缸系统的原理和实际要求,建立了含输入和输出约束的状态空间模型;引入模型预测控制,避免了阀切换带来的非线性,提高了约束优化控制性能;结合卡尔曼滤波器,补偿了干扰和模型误差的影响,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制策略能够实现无偏移跟踪,保证输入不超限、输出无超调,且具有很好的处理干扰和模型失配的能力。实验结果中,液压缸位置无超调,相对位置跟踪误差约为0.5%,干扰和模型误差对控制性能的影响很小。可见,所提方法能应用于实际泵控系统,提高输入、输出约束下的控制性能,容许一定的干扰和建模误差。

基于MIMO雷达的极化平滑降维酉ESPRIT算法

相干目标的波达方向估计一直是雷达信号处理中的一个难题。为了获得更好的相干信号角度估计精度,并提高算法可实现性,在多输入、多输出雷达的基础上,提出一种极化平滑降维酉旋转不变性参数估计算法。首先通过降维矩阵对接收信号数据进行降维处理,然后利用降维后的接收数据构造中心复共轭对称矩阵,再构建适当的酉矩阵对其进行实值处理,然后对其进行极化平滑解相干处理,最后构造出实值旋转不变性方程估计目标的波达方向。相比于常规的极化平滑旋转不变性参数估计算法,本文所提极化平滑降维酉旋转不变性参数估计算法的相干信号角度估计精度更高、更利于工程实现。第5节通过仿真实验证明了该算法的有效性与真实性。

基于线激光传感器的盾构管片位姿检测方法

针对盾构管片初始摆放误差与拼装累积误差问题,提出一种新的管片位姿检测方案。该方案无须在管片上添加额外标记点,利用安装在管片拼装机器人上的3个线激光传感器对管片边缘进行扫描,根据边缘点的相对位置坐标计算管片上特征点的坐标,并依此推导出待安装管片的抓取位姿和安装位姿表达式。使用SolidWorks软件建立三维模型以提供算例,比较不同检测点位置对位姿计算精度的影响,验证该方案的可行性。研究结果表明:本文提供方案计算得到的管片位姿误差较小,可以满足盾构管片抓取和安装要求;增大管片边缘扫描点的距离能够提高姿态检测精度。

荧光分析法在血糖检测中的应用

用不同波长的光激发葡萄糖溶液和血清样品,确定血清的最佳激发波长。以相同波长的光激发含不同血糖浓度的血清样品,得到不同血清的荧光发射光谱,通过分析其荧光光谱判断血清中的血糖浓度大小。实验结果表明,检测血清的最佳激发波长为340nm,血清中葡萄糖的发射峰位置为470nm;随着血清中葡萄糖浓度的增加,荧光光谱图中荧光峰处荧光强度总体呈上升趋势,光谱的面积积分强度和导数光谱中一阶导数的最大值也呈上升趋势,荧光峰的半峰宽整体呈现下降趋势。荧光光谱分析法操作简单,灵敏度高,费用相对较低,为血糖检测提供了有力的参考。

江苏海岸潮滩剖面形态与动力泥沙响应关系

基于2007年江苏海岸潮滩剖面高程测量资料和潮流、波浪、泥沙模拟结果,对比分析不同岸段剖面形态特征及其与潮流动力、波浪动力及泥沙供给的响应关系。研究发现:江苏海岸潮流主导的潮滩剖面往往呈现上凸形,随着泥沙供应量的增加,潮滩剖面进一步发展为斜坡形与上凸形组合和双凸形;稳定泥沙供给条件下,潮差越大、剖面坡度越陡;若泥沙供应量越大,潮滩则越平缓。江苏海岸波浪主导且缺乏泥沙供给的潮滩剖面呈下凹形或斜坡形,滩面坡度随波高的增大而增大。

近红外与荧光光谱法检测血糖试验研究

采用荧光光谱法检测血糖。结果表明,检测血清的最佳激发波长为340 nm,血清中葡萄糖的发射峰位置为470 nm。随着血清中葡萄糖浓度的增加,荧光光谱图中荧光峰处荧光强度,面积积分强度整体呈上升趋势,荧光峰的半峰全宽整体呈现下降趋势。利用近红外光谱法检测血糖,血清可分辨的光谱区域位于5 600~6 060 cm-1范围内,不同血糖浓度的吸收峰均位于5 768 cm-1处。随着血糖浓度的增大,其吸收峰处的吸光度逐渐增大,面积积分强度也呈上升趋势。分析二者的优缺点,荧光分析法受外界因素的干扰更小,精确度更高,光谱参数与血糖浓度之间的规律更明显,在有创检测方面具有更明显的优势,而近红外光谱法检测血糖则在无创血糖检测方面具有更大的潜力。

基于方波卷积调制的灵巧干扰方法

针对传统压制干扰进入线性调频雷达无法获得脉压增益,在功率有限的条件下干扰效果会大幅下降和现有干扰方法应用范围较小的问题,提出了基于方波卷积调制的灵巧干扰方法。该方法在已有卷积调制干扰的基础上进行设计以获得较好的干扰性能,建立了基于时域卷积调制的灵巧干扰数学模型,提出了周期方波卷积干扰信号形式,分析了时频特性和干扰效果并进行了仿真实验。仿真结果表明,通过控制周期方波的各项参数可以达到欺骗和遮盖两种不同的干扰效果。

首荟通便胶囊对脊柱骨折患者便秘的疗效及对肠道功能的影响

目的探讨首荟通便胶囊对接受脊柱骨科手术患者术后肠道功能的调节与术后便秘的临床疗效。方法选取2019年10月至2021年1月首次接受脊柱骨科手术的患者97例,男52例,女45例;年龄25~65岁,平均年龄(42.75±17.52)岁。按照随机数字表法分为对照组、观察组;比较术后围手术期患者便秘程度、大便状态、次数与状态正常时间,并进行临床疗效分析。结果对照组与观察组患者术后3 d便秘程度均较严重(P>0.05),术后5 d、7 d对照组比观察组严重(P<0.01);对照组腹胀、腹痛、排便困难的临床症状改善率普遍低于观察组(P<0.05);术后3 d时,患者大便性状接近(P>0.05),分类属于便秘的性状;术后5 d、7 d时,观察组已正常或接近正常状态,而对照组仍处于便秘状态(P<0.05);对照组次数正常时间、状态正常时间晚于观察组(P<0.05);观察组总有效率为66.67%,高于对照组的87.51%(P<0.01)。结论首荟通便胶囊可调节在脊柱骨折手术围手术期肠道功能、治疗便秘,临床疗效良好。

豚鼠不同年龄自发性骨关节炎显微变化的观察

目的探讨雌雄性豚鼠不同年龄自发性骨关节炎发生中关节软骨、软骨下骨显微结构的改变与体质量、性别的相关性。方法选用健康1月龄SPF级Hartley雌雄性豚鼠各18只,将不同性别的豚鼠随机分为3组,每组6只,分为1、3、5月龄组,取后肢膝关节。通过大体形态观察及X线检查评价关节软骨退变情况,采用Micro-CT观察胫骨软骨下骨显微结构的改变情况。结果雄性和雌性Hartley豚鼠的体质量随月龄增加而逐渐增加,3个月后雄性豚鼠体质量明显高于雌性豚鼠体质量。大体观察:5月龄雌雄性豚鼠胫骨平台、股骨髁、股骨髌面等关节面粗糙,光泽暗淡。X线检查:与1月龄相比,3月龄和5月龄雌雄性豚鼠膝关节间隙变窄。Micro-CT显示,3月龄和5月龄雌雄性豚鼠结构模型指数和各向异性的程度明显低于1月龄,而骨小梁厚度高于1月龄,内侧较外侧明显。结论随着年龄增加至5月龄的豚鼠自发性骨关节炎的发生可能与性别、体质量无关,对于软骨和软骨下骨两者的因果关系暂时难以确定。

一家系遗传性多发性骨软骨瘤的致病突变基因鉴定

目的鉴定一家系遗传性多发性骨软骨瘤(HME)的致病突变基因。方法抽取该家系先证者及家系成员外周血,进行血液常规及生化项目检查,提取基因组DNA,应用全外显子组测序技术进行检测,通过生物信息学分析筛选致病变异,确定突变位点,用PCR-Sanger测序法进行突变验证。结果该家系5例患者均存在EXT1基因第6外显子c.1468dupC(p.Leu490Profs*31)杂合移码突变,表型正常家系成员未检测到该突变,符合家系基因型—表型共分离。结论导致该家系患者发病的致病突变为EXT1基因c.1468dupC(p.Leu490Profs*31)杂合移码变异,该结果进一步扩展了EXT1基因的突变谱,同时也为家系中患者的遗传咨询和产前基因诊断奠定了分子基础。

丘陵山地拖拉机姿态主动调整系统设计与实验

为保证拖拉机在丘陵山地的安全作业,并提高作业效率及乘坐舒适性,设计了基于双闭环PID算法的丘陵山地拖拉机姿态主动调整系统。首先,根据丘陵山地特定作业需求设计了姿态主动调整系统,包括姿态调整机构、液压驱动系统和控制系统;然后,建立了系统动力学模型,通过数值分析验证了该自动调平控制算法的有效性;最后,在山东五征集团生产的拖拉机上安装此系统,并进行了实验验证。结果表明:所设计的姿态主动调整系统在±10°的坡地上调平时间为7.5s,最大调平误差小于0.5°,左右摆动机构摆角绝对值的差在±1°以内,能有效满足丘陵山地作业需求。同时,该拖拉机在高低起伏较大的坡地上以1挡速度(1.98km/h)行驶时,车身倾斜角可控制在±3°范围内,左右摆动机构摆角绝对值差在±5°范围内。所设计的姿态主动调整系统能适应恶劣作业环境的作业需求。

水稻直播机自动驾驶模糊自适应控制方法

为了提高在水田等恶劣环境下作业的自主导航水稻直播机的性能,提出了一种利用模糊逻辑推理自适应调整PD控制器参数Kd的最优控制方法。首先根据水稻直播机的运动学模型,建立链式空间状态模型;然后基于链式空间状态模型,设计了PD控制器,并根据现场实验确定了参数Kp、Kd的取值范围,通过仿真得出了Kp和Kd的值,以及两者比值对系统稳定性和响应速度的影响;最后,提出了模糊自适应控制方法。仿真结果表明,相对于固定参数的PD控制器,模糊自适应控制方法超调较小、上线速度更快、稳定性较好。实地实验结果表明,该方法在水泥路面上平均绝对横向偏差小于0.021 m,水田直线跟踪平均绝对偏差小于0.040 m,与传统的PD控制和纯追踪控制相比,能够有效提高自主导航控制系统的稳定性和快速性。

采用支持向量机的非对称阀控液压缸模型预测控制

针对非对称阀控液压缸位置控制中出现超调与由阀芯换向引起的压力冲击问题,设计了基于支持向量机与序列二次规划算法的非线性模型预测控制器。采用支持向量机拟合控制信号与活塞速度的关系得到系统的近似模型,使用序列二次规划算法求解获取控制器输出;通过增加输出约束以及满足输入约束实现每次控制过程中阀芯不换向、活塞快速到达目标位置并且无超调。数值仿真结果表明:在相对位置误差信号大于8%时,控制器输出的控制信号始终大于最大控制信号的90%,有效缩短了系统的响应时间;在保证活塞位置无超调、阀芯不换向的条件下,实现了精确位置控制,稳态误差小于0.02%。所提算法实现了多约束条件下非对称阀控液压缸系统的无超调快速控制,具有一定的理论和工程价值。

基于盾构机运行参数的局部切空间排列与Xgboost融合的地质类型识别

针对土压平衡盾构机掘进过程难以实时感知掌子面地质类型的问题,提出了局部切空间排列(LTSA)与极限梯度提升(Xgboost)相结合的盾构机掌子面地质类型实时识别方法。首先,通过分析众多盾构机运行参数与掌子面地质性质的相关性,选取177个盾构机运行参数作为模型输入;其次,利用LTSA算法从高维盾构机运行参数中提取内蕴低维特征作为分类模型输入参数,基于Xgboost的识别模型实现掌子面地质类型识别;最后,采用新加坡某地铁施工数据验证算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提算法对该工程沿线5种地质类型的识别准确率达到98.48%;采用本文方法所得的识别准确率相比于将运行参数直接作为模型输入的识别准确率提升20.96%,相比于采用总推进力、推进速度、刀盘总扭矩和刀盘转速4维特征作为输入,本文所提出方法的识别准确率提升50.16%。LTSA算法能够减少所选盾构运行参数中的冗余信息并保留其中的地质特征,解决了输入参数维度过高造成的识别模型准确率下降和训练效率降低的问题。

变速条件下农业机械路径跟踪稳定控制方法

为提高农业机械(农机)路径跟踪控制在不同速度条件下的稳定性和鲁棒性,提出了基于链式系统模型和小范围稳定性分析优化的直线路径跟踪控制方法。首先,根据几何约束建立农机非线性运动学模型,并基于链式系统模型将其转换为线性链式系统,进而对系统的误差项进行线性组合,得到农机路径跟踪控制方法;然后,基于控制方法在平衡位置小范围的稳定性分析,对控制方法进行优化,使得农机路径跟踪控制在平衡位置小范围的稳定性与行驶速度无关;最后,以水稻穴直播机为实验平台开展了直线跟踪对比实验和农机作业实验。结果表明,相比于PID控制方法,本文控制方法在3种不同速度下均能保持直线跟踪控制的稳定性,并且具有较高的控制精度。同时,本文路径跟踪控制方法的稳定性与行驶速度无关,农机作业的行驶速度在0.4~2.0 m/s范围内均能实现稳定控制,平均绝对误差均值为0.047 m,最大绝对误差为0.128 m。

水田环境下水稻直播机自动驾驶控制方法

为了解决无人化水稻直播机在水田里作业时精度不高的问题,提出了一种在不平整泥泞水田环境中的水稻直播机自动驾驶控制方法。首先建立了水稻直播机的运动学模型,基于横向偏差和航向角偏差,提出了一种用于直线作业段的非线性转向控制算法。为了避免水田路面不平坦对定位系统的影响,通过倾角传感器获取车身姿态,修正定位误差。通过检测计算位置与地边的相对距离,实现了地头自动转弯。水田实验结果表明,所提控制方法的路径跟踪平均横向绝对偏差为0. 027 m,具有较好的跟踪精度和稳定性,且自动转弯算法切实有效,提供了一种在水田环境下可行的自动驾驶控制方法。

基于随机森林与粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质类型自适应决策

考虑到隧道掘进机的性能对地质条件比较敏感且其操作依赖于司机经验,提出基于随机森林和粒子群算法的隧道掘进机操作参数地质条件自适应决策方法。利用随机森林(RF)分别建立地质类型、操作参数与推进速度、刀盘转矩的映射关系模型;结合映射关系模型,构建以盾构机推进速度最大为目标,以刀盘转速、螺旋输送机转速、总推力、土仓压力4个操作参数为控制变量的优化方程;利用粒子群算法(PSO)求解各地质类型地层中的最优操作参数决策结果。通过新加坡某地铁工程施工数据验证所提方法的有效性和优越性。研究结果表明:建立的随机森林模型中推进速度和刀盘转矩预测的决定系数R^(2)分别达到0.936和0.961,均大于adaboost、多元线性回归、岭回归、支持向量回归和深度神经网络模型中相应的R2;基于粒子群算法的操作参数决策方法能够准确求解操作参数最优解,寻优用时均比遗传算法、蚁群算法和穷举法的短。本文所提决策方法使隧道掘进机在该施工段的福康宁卵石地层、句容地层IV、句容地层V、海洋黏土地层中的推进速度分别提升了67.2%、41.8%、53.6%和15.0%。