基于电动方向盘的拖拉机自动导航转向控制方法

为提高轮式拖拉机自动导航过程中转向控制的精度与稳定性,该研究以雷沃欧豹M704-2H拖拉机作为试验平台,采用电动方向盘作为转向执行机构,分析转向机械间隙对控制精度的影响,针对转向间隙特性设计转向控制算法。首先,为了获得准确的转向角,利用GNSS(global navigation satellite system)与二轮车模型快速标定虚拟轮转角,标定结果表明:虚拟轮转角的最大误差为1.3°,平均误差为0.11°。然后,对转向系统的机械间隙进行分析,设计一种带有间隙补偿的模糊PD(proportional derivative)转向控制算法,并在Simulink中验证算法的可行性。实车试验结果表明,该算法跟踪方波转角信号的响应时间为1.1 s,最大稳态误差为0.65°,平均稳态绝对误差为0.132°。跟踪正弦波转角信号的平均延时为0.5 s,最大误差为1.91°,平均绝对误差为1.09°。与无间隙补偿算法相比,有间隙补偿算法跟踪方波信号最大稳态误差减小了0.022°,平均稳态绝对误差减少了0.112°,角度误差在±0.2°内的时间提升了71%;跟踪正弦波信号最大误差减小了0.68°,平均绝对误差减小0.23°。田间直线导航转向控制试验结果表明,转角跟踪的绝对平均误差为0.61°,最大跟踪误差为2.82°,转向控制跟踪精度较高,稳定性好,满足导航作业需求。

低功耗BDS-SPP/INS融合定位系统的设计与试验

【目的】融合定位设备大多依赖于BDS-RTK,而BDS-RTK功耗大,在网络信号不佳的区域无法获取差分链路,只能使用标准单点定位(Standard point positioning,SPP),而SPP定位系统存在定位误差大、抗干扰能力弱的问题。本研究致力于解决这些问题。【方法】提出一种惯性导航系统(Inertial navigation system,INS)和BDSSPP传感器信息融合卡尔曼滤波方法,基于该方法开发了低功耗融合定位系统。采用BDS-RTK作为基准,测试了BDS-SPP的低功耗模块静态和动态的误差、航姿参考系统(Attitude and heading reference system,AHRS)零偏和噪声,同时进行滤波器融合定位试验,检测在单天线BDS受到干扰时AHRS的断点续航情况。【结果】BDS定位的静态误差为0.4726 m,BDS-SPP/INS融合定位系统动态平均标准差小于1.9137 m,相较于融合前减少0.1652 m。断点续航试验结果表明,融合定位系统偏移距离平均标准差为3.6365 m,相较于融合前减少了2.5900 m。BDS-SPP/INS融合定位系统比BDS-RTK定位系统功率降低了33.3 W;融合后的输出频率较单独采用BDS-SPP情况提高了3倍。【结论】本文的融合定位装置提高了BDS-SPP的抗干扰能力,减少了定位误差,可以在缺少RTK链路的情况下为农业机器人提供定位,可以为农业机器人导航研究提供了技术基础。

基于改进WOA-BP神经网络的网格化空气质量监测仪数据修正

空气污染严重威胁人类健康,近年来逐渐兴起的基于传感器技术的微型空气监测仪(简称微型站)具有体积小、造价低的优点,符合当前网格化、精细化的空气质量管理模式。但微型站中使用的电化学传感器存在复杂的气体交叉干扰,影响设备的准确性。针对交叉干扰非线性,难以用明确的数学表达式描述的问题,提出将改进鲸鱼算法优化的反向传播(CIWOA-BP)神经网络应用于微型站数据的修正。CIWOA-BP算法结合了BP神经网络善于处理非线性黑箱问题的优势以及CIWOA全局寻优的能力。结果表明:经过CIWOA-BP修正后的微型站可以实现对混合气体中的NO_(2)、CO、O_(3)和SO_(2)的准确定量分析,4种气体的计算值和实际值之间的拟合优度(R^(2))均超过了0.97,效果优于一元、多元线性回归和传统的BP神经网络,可以很好地提升设备对空气污染物的监测精度。

氮中六氟化硫气体标准物质制备

采用称量法制备氮中六氟化硫气体标准物质。通过与摩尔分数相近的国家一级气体标准物质在相同实验条件下比较测量,从而确定制备的气体标准物质的量值。采用气相色谱仪-火焰光度检测器(FPD)对制备的标准物质进行均匀性、稳定性检验。由比较法定值、均匀性和稳定性引入的不确定度,计算合成氮中六氟化硫气体标准物质量值的相对标准不确定度和相对扩展不确定度。研制的3种浓度的氮中六氟化硫气体标准物质摩尔分数分别为10.0、99.96、1002μmol/mol,相对扩展不确定度为2%(k=2),均匀性和稳定性良好,有效期为12个月。

氮中甲苯气体标准物质的研制

介绍了氮中甲苯气体标准物质的制备方法。以高纯氮气和高纯甲苯试剂为原料,采用液体注射法,将高纯甲苯试剂气化注射到钢瓶中,并采用重量法配制目标气体标准物质。采用气相色谱法(FID检测器)对制备的标准物质进行均匀性、稳定性检验,并对定值结果的不确定度进行评定。研制的氮中甲苯气体标准物质标称摩尔分数分别为0.999、5.01、9.23、50.38μmol/mol,相对扩展不确定度为3%(k=2),均匀性和稳定性良好,有效期为12个月。

C_(12)-2-E_n-C(12)·2Br与SDS混合水溶液的胶团化研究

与[C_(12)H_(25)N^+(CH_3)_2CH_2]_2·2Br^-(简记为 C_(12)-2-C_(12)·2Br)/C_(12)H_(25)SO_4Na(SDS)混合水溶液相比，随着联接链上乙氧基团(E)数目增加，[C_(12)H_(25)N^+(CH_3)_2]_2C_2H_4(OC_2H_4)_n·2Br^-(简记为 C_(12)-2-E_n-C_(12)·2Br，n=2，3)与 SDS 混合水溶液澄清区域明显增大，C_(12)-2-E_3-C_(12)·2Br/SDS 混合胶团化过程中二组分产生了协同效应，理论预测在澄清区域所能达到的最小临界胶团总浓度(cmc_(T.mim))=0.0339mmol·L^(-1)，对应的 SDS 在溶液体相中的摩尔分数(x_2^(*))=0.447．当水溶液体相中 SDS 摩尔分数(x_2)=0.5时，混合胶团总聚集数(N_T)=36，混合胶团中 SDS 的摩尔分数(x_2~M)=0.43。

网格化空气质量监测仪中气体干扰模型的建立

网格化空气质量监测仪(简称微型站)利用内部集成的电化学气体传感器检测NO2、SO_(2)、CO和O_(3)等空气污染物,具有成本低、体积小等优点,但电化学传感器自身存在的气体交叉干扰问题极大地影响了监测结果的准确性。通过一元、多元线性和多元非线性回归分析的方法研究了微型站内的4种传感器的交叉干扰模型。结果表明:NO_(2)、CO传感器符合一元线性模型,拟合优度(R^(2)值)分别为0.9778和0.9898;而多元线性模型更适用于O_(3)和SO_(2)传感器,R^(2)值分别为0.9773和0.8901。在此基础上,通过进一步引入气体浓度交叉项进行优化,可以使SO2传感器的R2值提升至0.9294。气体交叉干扰模型的建立和优化有助于提高微型站对空气污染物的监测能力,同时为厂家设计和改良仪器提供参考。

内标法对PM_(2.5)切割器快速评价方法的修正

利用多分散颗粒物对PM_(2.5)切割器的快速检测,可极大提高检测效率。在实践中,发现空气动力学粒径谱仪的粒径测量结果偶尔存在偏移(偏小)。为克服偏移的影响,提出在多分散粒子中加入单分散微球标准物质,通过微球粒径标准值对捕集效率曲线的偏移进行修正,对进口及国产的PM_(2.5)切割器进行了评价研究,测量结果与单独使用8种粒径单分散微球评价结果基本一致。该方法既利用了空气动力学粒径谱仪方法在PM_(2.5)切割器评价方法中的高效率,又有效避免偏移造成的影响,在空气动力学粒径谱仪的应用中具有提高测量可靠性的作用。

基于荧光法生物气溶胶监测仪计数效率评价及方法研究

生物气溶胶监测仪是一类快速、实时监测空气中生物气溶胶的新兴仪器。为系统评价生物气溶胶监测仪的计数效率,开展了荧光法生物气溶胶监测仪总粒子和荧光粒子2个通道的计数效率评价。首先设计搭建了1套生物气溶胶监测仪计数效率评价装置,然后通过表面原子转移自由基聚合反应(SI-ATRP)制备了单分散、荧光性质稳定的荧光聚苯乙烯微球。采用制备的荧光微球雾化法发尘,模拟生物气溶胶环境,开展计数效率的评价,总粒子数和荧光粒子数计数效率分别为98.9%和98.1%,评价结果表明搭建的装置能满足荧光法生物气溶胶监测仪计数效率的评价需求,对生物气溶胶检测具有意义。

荧光法生物气溶胶监测仪性能验证及应用

利用荧光法生物气溶胶监测仪设备分别进行总粒子计数效率、荧光粒子计数效率评价,并在实验室和实际应用场景利用多种微生物气溶胶进行验证。通过菌落计数法和显微镜观察2种传统的离线检测方法与实时在线生物气溶胶监测仪的数值比对,发现实时生物气溶胶监测技术与传统方法检测结果具有较好的一致性。同时应用生物气溶胶监测仪对不同应用场景中的生物粒子进行监测,验证了检测结果的的可靠性。

采样流量和孔板间距对浮游菌采样器采集效率的影响

浮游菌采样器作为一种高效的撞击采样器,具有易操作、小巧便携等特点,广泛应用于药厂洁净间、卫生防疫等场所。目前市场上的浮游菌采样器采集效率缺乏科学、高效的评价方法。采用基于空气动力学粒径谱仪的评价方法,分别检测2种国产浮游菌采样器的采集效率,发现采样流量、琼脂高度以及孔板间距(喷嘴到采集板距离)等因素会显著影响浮游菌采样器采集效率。研究表明,在固定采样流量下,孔板距离越近,采集效率越好;在孔板距离固定条件下,随着采样流量增大,采集效率会出现先增大后降低的特性,在采样流量为80 L/min时的采集效率最好;琼脂厚度越大,采集效率越高。该研究对改进浮游菌采样器的结构设计、提高产品质量具有参考意义,有助于提高浮游菌采样器的检测准确性和科学性。

散发性伤寒50例分析

近年来,由于耐药伤寒杆菌菌株广泛存在及变异型伤寒杆菌菌株的增多,使伤寒的临床表现变异颇大,常规实验检查阳性率也减低,致使伤寒的早期诊断有一定困难。我院自1993年3月～1996年6月共收散发性伤寒50例,全部病例均经血培养和(或)血清学证实而确诊。报告如下。 1 临床资料 1.1 一般情况:本组男36例,女14例。年龄5～65岁,平均年龄35岁;本组均为散发病例,发病时间以4～10月为多,共35例,占70％。就诊时间为病后2～50天,确诊时间为病后10～50天。 1.2 临床表现:本组病人的主要症状与体征:发热40例(稽留高热8例,弛张热11例,不规则热21例),腹痛腹泻15例,咳喘、肺部有湿啰音10例,皮肤出血、贫血8例,血尿、蛋白尿8例,胸闷、心悸、室性早搏6例,黄疸、转氨酶增高3例。相对缓脉10例,玫瑰疹6例,肝大18例,脾大8例。而同时有腹痛腹泻、持续稽留高热、肝脾肿大、玫瑰疹和相对缓脉等典型伤寒症状仅5例。

安德森六级撞击微生物采样器的计量评价及影响因素分析

由于安德森六级撞击微生物采样器目前缺少相应的标准和检测技术规范,提出了基于捕集效率曲线的空气动力学粒径D_(a50)评价方法,并对D_(a50)的检测与理论计算及其影响因素进行了分析。通过检测5个国产品牌的安德森采样器,发现不同厂家产品测量结果差异较大,多家产品的一级或多级的捕集效率曲线对应的D_(a50)在粒径范围之外。研究发现采样器性能差异并非是由孔径加工精度不够引起,相比之下,不同厂家采样器层与层之间撞击距离有差异,特别是有些厂家的培养基高度可选择范围过宽。研究结果表明:培养基越高,得到的D_(a50)越小;在培养基高度相同情况下,层与层之间距离理想值在10 mm左右。因此,撞击高度是影响安德森六级撞击微生物采样器性能的重要因素。

燃烧方程在机动车尾气遥测系统的动态检测中的作用与分析

尾气遥测作为一种快速监测技术广泛应用于机动车排放监测,然而其动态检测的准确性评价手段有限。通过对比机动车尾气遥测系统的静态的校准方法,发现燃烧方程的辅助计算可以修正测量数据,克服仪器在动态测试中气体扩散的影响。利用燃烧方程分别归纳了以1,3丁二烯与丙烷为碳氢标志物的标准气体的比例关系,并配制和验证了2种标准气体用于机动车尾气遥测系统的动态准确度检测。研究结果表明符合燃烧方程的标准气体能够更好地表征仪器对低浓度组分动态测量结果的准确性。研究结果可为机动车尾气遥测仪检测用标准气体制备提供指导,优化动态准确度的计量检测条件。

不同类型颗粒物切割器采样流量与切割粒径关系研究

利用静态箱法可探索美国BGI公司生产的多种旋风式切割器和国产撞击式切割器的采样流量(Q)对50%切割粒径(D 50)的影响,结果表明任意一种类型的旋风式切割器,采样流量变化均会导致采集效率曲线平移,流量越大,D 50越小。在同一个旋风式切割器中,通过改变流量可实现PM1.0、PM2.5和PM4.0等模式的切换,且采样流量与D 50近似成反比,而对于撞击式切割器,D 50的平方根与采样流量近似成反比。该研究可作为一种快速评估方法,根据实际流量快速估算其对应的D 50,具有一定的应用价值。

单分散聚苯乙烯微球的制备及在PM_(10)切割器评价中的应用

以分散聚合和种子聚合为实验依据,采用分散聚合法分别制备出3、5、7μm三种单分散聚苯乙烯微球,然后再分别以这三种单分散聚苯乙烯微球做种子,采用种子聚合法制备出9、11、13、15、17μm共5种粒径单分散聚苯乙烯微球,从而制备出粒径符合PM_(10)切割器评价需求的8种单分散微球。利用扫描电子显微镜对8种微球的粒径进行定值测量,结果表明,制备的单分散聚苯乙烯微球粒径均一、球形度较好,粒径分布的相对标准偏差不超过2.5%,并用于某PM_(10)切割器的评价,得到较好的效果。

餐饮油烟浓度检测仪器校准方法及不确定度评定

餐饮油烟浓度检测仪具有效率高、使用简便等特点,广泛应用在环境监测中;但是,该类仪器急需建立量值溯源方法,保障监测的准确性。利用自主搭建的餐饮油烟浓度校准装置,建立了餐饮油烟检测仪器的校准方法,并对测量不确定度进行了评定。自主搭建餐饮油烟浓度校准装置中油烟浓度稳定性和均匀性偏差均小于5%,为仪器及其标准方法提供了可靠的检测条件。此外,选取2种典型中小型餐饮油烟治理设施运行工况(烟气流速:4.6 m/s,6.2 m/s)作为测试条件,利用餐饮油烟浓度校准装置分别对2台设备进行校准测试,校准后仪器测量值与标准方法测定值的相对误差小于20%,达到餐饮油烟在线监测的要求。

光散射法扬尘在线监测仪自动校零模式及其影响

自动校零功能是要求光散射法扬尘在线监测仪在长期使用过程中数据漂移后进行自我修正,以减少缺乏自净功能带来的测量误差。该文搭建扬尘监测仪校准装置,探究市场上常见3类自动校零结构(无切换阀、前置切换阀、后置切换阀)高浓度淹没实验前后对零点测量效率、仪器采样流量、测量误差的影响。研究发现3种结构仅能实现“零点测量”,未实现零点校准,而零点测量效率为无切换阀>后置切换阀>前置切换阀。此外,前置切换阀积灰容易造成传感器二次污染,后置切换阀易造成传感器污染,均会影响传感器测量误差。因此,光散射扬尘在线监测仪需与传感器校零算法或定期清洗等方式相结合来最终实现目的,现有标准、规范需进一步细化对自动校零功能的检测方法和性能指标的设定,从而提高扬尘在线监测仪测量准确性和稳定性。

镁的引入对微生物加固砂土试验的影响

微生物沉积碳酸盐(microbially induced carbonate precipitation,MICP)技术是土木工程领域中一种新型的地基处理技术,其主要通过微生物诱导产生的碳酸盐沉淀胶结砂土颗粒,从而提高其力学性能。目前,MICP加固过程中Ca 2+作为生成CaCO 3沉淀的主要来源,但是对其他金属离子和矿化产物以及矿化产物之间结合作用的相关研究较少。选取6种不同的Mg 2+/Ca 2+物质的量比工况,通过碳酸盐沉淀试验和无侧限抗压强度试验,分析MICP技术处理砂土影响的效果。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,初步探讨了微生物固化砂土的机理。结果表明:随着Mg 2+/Ca 2+物质量比的增加,固化后砂样的碳酸盐含量降低;较低Mg 2+/Ca 2+物质的量比提高了其无侧限抗压强度;在Mg 2+/Ca 2+=0.1/0.4时,砂样的强度获得最大值;但较高Mg 2+/Ca 2+物质的量比抑制了碳酸盐的析出,降低了其强度;随着Mg 2+/Ca 2+物质的量比的增大,矿物成分含有方解石、球霰石和镁方解石等各种混合物,矿物成分发生了变化。

神经免疫在高血压中的研究进展

近年来高血压的发病率不断升高,而药物治疗对于部分患者疗效不佳。自主神经系统失衡是高血压的发病机制之一,同时神经免疫在高血压的发生发展中也具有重要作用。炎症浸润自主神经中枢可导致外周交感神经过度激活,而交感神经又可通过激活免疫系统促进炎症的发生,从而形成恶性循环,导致靶器官损伤及心脑血管事件。而肾交感消融、颈动脉窦刺激等自主神经调控治疗则可抑制交感神经、激活迷走神经,打破这种恶性循环。未来,针对自主神经的调控或可成为难治性高血压治疗的新策略。