多输入Stacking模型融合滚动轴承故障诊断

针对现有单输入模型抗噪声能力不强、泛化能力不足的问题,提出了一种基于多输入Stacking模型融合的滚动轴承故障诊断方法。该方法对滚动轴承的原始振动信号进行预处理,分别对原始信号进行经验模态分解、变分模态分解和多分辨率分析,将3种预处理后的信号输入到改进的卷积神经网络和改进的双输入卷积神经网络中进行训练及测试;各模型通过Stacking方法进行融合,以实现滚动轴承各种类型故障的诊断。结果表明,多输入Stacking模型融合方法的诊断性能优于传统的深度学习模型,在信噪比为5 dB的条件下达到了98.9%的诊断准确率。该模型的故障诊断性能稳定,具有很好的鲁棒性和泛化能力。

肠道中钙和铁相互作用对其吸收影响的研究进展

钙和铁是人体健康必需的金属元素,在骨骼形成、氧气运输等多种代谢过程中发挥重要作用。然而,钙和铁缺乏却是常见的营养问题,可能会分别导致骨质疏松和贫血。而且其相互作用可能会干扰彼此的吸收和生物利用度,因此,了解钙和铁在肠道中的吸收机制及其相互作用对制定有效的预防或治疗营养性疾病的策略至关重要。已有大量研究表明,短期补充钙会抑制铁的吸收,而长期补充钙对总体铁稳态没有影响。这可能是由于钙摄入对铁吸收的影响是一种短暂和适应性反应,具体的分子机制可能是钙对铁相关转运蛋白的调节,但还需要更多的研究阐明这一过程。此外,关于铁如何影响钙吸收的研究较少,有研究表明高剂量的铁可能对钙的吸收和保留有负面作用,但铁对钙吸收的具体影响和机制尚不清楚。本文综述了钙和铁在肠道中的吸收机理、摄入钙和铁直至吸收过程中钙和铁所发生的相互作用,并详细阐述了钙和铁吸收过程中相互影响的内在机制,这对改善钙和铁的摄入和吸收,以及预防由营养缺乏导致的公共健康问题具有一定的指导意义。

基于改进PBFT的在线旅游点评服务模型

基于传统旅游服务平台中存在的商家虚假评价、虚假宣传等问题,提出改进PBFT算法的在线旅游点评服务模型并采用超级账本(Hyperledger Fabric)开发模型。模型面向游客和商家两个用户角色,设计商家信息上链合约、用户点评合约和查询信息合约,建立商家与游客两者间的直接联系,从而提升用户旅游体验感,消除商家与游客之间的信任裂缝。通过提出基于PBFT改进的共识机制F-PBFT,优化一致性协议减少节点间通信时间,提高共识效率。实验结果表明,文中所提出的F-PBFT算法的平均共识时延降低了6%,平均吞吐量提升了5%,具有较好表现。

面向承压设备的应变强度及寿命监测系统设计

针对承压设备使用过程中应变强度及疲劳寿命的实时监测问题,提出了一种云边协同的数据采集分析系统。该系统对承压结构关键节点的应变、压力、温度等状态进行实时监测,传感器采集到的实时数据经由边缘网关汇总后上传到云端进行计算和存储,云服务器利用三向应变测试法来计算监测点的应力状态并给出应力安全等级评价,并根据优化的雨流计数法,对承压设备的疲劳寿命进行预估。与现有关于承压设备应力强度和疲劳寿命测试的研究相比,该系统对承压设备的全生命周期进行了详细的跟踪和记录,并通过实时状态监测与历史数据相结合来提升疲劳寿命预估的准确性。最后,在钢结构承压平台进行系统部署和试验,结合具体的实时监测过程数据验证了该方法的有效性。

风洞式风量测量装置喷嘴自适应调节研究与软件实现

在多喷嘴型风洞式风量测量装置自动控制的基础上,针对风洞内喷嘴自适应调节进行研究。对喷嘴组合进行编码,并提出喷嘴自适应调节算法,该算法将风洞喷嘴的自动调节从焓差法试验装置自动测试中分离,形成独立的调节模块。经验证,以该算法为基础开发的软件,可以实现风洞喷嘴自动调节、变工况自动调节的测试需求,降低人工成本和测试难度,为实现风量测试自动化提供了新的思路。

基于流形等距映射的矩阵信息几何检测方法

雷达目标检测常面临复杂的杂波特性,经典的检测方法通常适合于某些特定的场景,当检测背景发生变化时,其检测性能急剧下降。为有效提升不同杂波背景下的检测性能,提出一种基于流形等距映射(ISOMAP)的矩阵信息几何检测器。该方法首先将信号检测问题转化为矩阵流形上两点之间的区分性问题;然后基于样本数据和流形等距映射原理,自适应地学习出矩阵流形的投影变换矩阵,将矩阵流形变换为可区分的低维流形,最大程度地保持每一个矩阵与其邻域内矩阵之间几何距离大小,增强矩阵流形的可分性;最后利用仿真杂波和实测数据对算法进行验证。实验结果表明,相比于经典的检测方法,所提方法能有效提升目标检测性能。

基于Toeplitz矩阵特征值分解的SAR图像舰船目标检测方法

合成孔径雷达(SAR)图像舰船目标检测一直是海洋监测领域的重要手段。经典的恒虚警率(CFAR)检测依赖于分布模型及多参数的准确估计,难以适应复杂多变的海面背景。新兴的信息几何舰船检测方法挖掘了目标与杂波的统计差异,实现舰船的显著性表示,但依然受限于背景杂波的精确建模。考虑到现有方法的局限性,本文提出了一种基于Toeplitz矩阵特征值分解的SAR图像舰船目标检测算法。在无需寻求背景杂波分布模型的前提下,通过构建Toeplitz矩阵,以其特征值均值为检验统计量,充分获取目标与背景杂波的差异。在高分三号卫星和TerraSAR-X卫星实测SAR图像上的实验结果证明,相比于现有的多种典型方法,本文方法取得了更优的检测性能与更快的计算速度。

基于正交投影的子带信息几何雷达弱小目标检测方法

基于信息几何理论的雷达目标检测是一种新兴的技术,它将目标检测问题转化为流形上目标与杂波的区分问题,在低信杂比检测中具有优势。对于复杂背景下的弱小目标检测,目标与杂波难以区分,限制着检测性能。因此,该文基于矩阵信息几何检测器,提出一种基于正交投影的子带信息几何目标检测方法。该文利用滤波器组对雷达回波信号进行子带分解,并在矩阵流形上稳健估计子带内强杂波信号子空间,提出基于流形的正交投影方法以抑制强杂波,增强目标与杂波的区分性。最后,采用仿真数据和实测海杂波数据验证所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够有效抑制强杂波,具有较好的检测性能。

基于自适应短时Chirplet分解的高性能时频分布重构

通过傅里叶变换得到的频谱能够反映信号所包含的频率成分,但无法揭示瞬时频率随时间的变化特性。为满足工程应用中大量非平稳信号的分析需求,能够同时描述信号时域和频域特征的时频分析方法得到了广泛关注和深入研究。然而,传统时频分析方法所得到的时频分布往往具有较低的能量聚集性和较强的交叉项干扰,难以支撑信号时频特征的准确表达和提取。通过对信号内在稀疏特性进行挖掘和利用,能够有效提升信号时频分布的质量。本文通过对信号的相位函数进行泰勒展开,阐述了信号稀疏时频分解的实质,并分析了现有稀疏类时频分析的方法不足。在此基础上,提出了一种基于自适应短时Chirplet分解的高性能时频分布重构方法。首先,利用与信号时频特性自适应的窗函数为每一时刻生成了具有最强拟平稳性的最优短时信号;其次,提出了一种Chirplet字典的简化设计方法,利用得到的Chirplet字典对上述短时信号进行稀疏分解,基于分解结果实现了短时信号中心时刻瞬时频谱的参数化重构;最后,按时间顺序排列所有时刻的瞬时频谱,得到了信号能量聚集性高且不含任何交叉项干扰的高性能时频分布。仿真实验表明,所提方法有效改善了传统稀疏类时频分析方法结果中时频曲线畸变的问题,同时在计算效率上具有较大优势。此外,本文还利用所提方法处理了实际雷达系统所采集的微动目标回波,进一步验证了所提方法的有效性和应用潜力。

反应精馏耦合离子液体萃取精馏工艺分离碳酸二甲酯和甲醇联产丙二醇甲醚

采用反应精馏耦合萃取精馏工艺,即反应精馏工艺中引入环氧丙烷反应剂,在消耗部分甲醇的同时,联产高附加值的丙二醇甲醚;萃取精馏工艺中选用离子液体为萃取剂,在实现甲醇-碳酸二甲酯共沸物高效分离的同时进一步降低成本。使用COSMO-RS模型从25种阳离子与25种阴离子的组合中筛选出最优离子液体[HMIM][PF_(6)],并对体系汽液平衡进行预测,从而设计出合理的分离工艺,使用Aspen Plus V11.0软件模拟并优化工艺流程。通过量子化学计算,利用独立梯度模型及分子表面电荷屏蔽密度分布曲线解释分离机理。模拟结果表明,年总费用相较于常规萃取精馏工艺降低约13.67%。同时,联产6丙二醇甲醚带来的额外经济效益为13.4×10^(6)$/a。

钙的生物利用度与多肽螯合钙研究进展

钙是人体内十分重要的营养元素,对维持人体健康起到了至关重要的作用。小肠是钙吸收的主要部位,食物中的钙经胃酸溶解为离子形式后在微碱性的肠道环境内可能会形成沉淀,导致钙的吸收下降和生物利用度降低。而长期钙摄入不足则会导致佝偻病、骨质疏松症等一系列骨代谢疾病。因此,选择能够提供高可溶性和生物利用度的钙的食物或补充剂十分重要。部分有机钙盐如葡萄糖酸钙、柠檬酸钙等可以在肠道中形成过饱和溶液从而增强钙的吸收。此外,多肽螯合钙也被证实有非常好的钙吸收率和生物利用度,可以作为新型的钙补充剂。本文综述了食物基质成分对钙吸收和生物利用度的影响,并对部分有机钙盐和多肽螯合钙的促钙吸收机理进行了总结,旨在为钙的吸收与钙补充剂的研发提供新的思路。

南京地区气溶胶谱分布的湿度相关性分析和等效复折射率预测

通过实验收集大气颗粒物,对南京地区大气气溶胶谱分布进行了描述,对气溶胶分布与相对湿度的相关性进行了探讨。建立了南京地区7—11月气溶胶化学组分的月平均模型,得出气溶胶等效复折射率的预测方法。结果表明:南京地区的大气气溶胶颗粒物,峰值粒径在80~100 nm范围,属于典型的城市型气溶胶。数浓度与相对湿度的相关性与季节和粒径大小有关,在6—9月,相对湿度与细粒子数浓度呈负相关,与粗粒子呈正相关,在10—11月相反,且易受极端天气影响。建立的干气溶胶等效复折射率月平均模型,结合湿度修正模型得到某一日的复折射率,与AERONET站点数据进行了对比,结果较为一致,误差范围在0~0.03。

响应面法优化单环刺螠酶解工艺

为了制得高档单环刺螠调味品,使其基料营养更丰富、游离酸氨基酸含量最大化,以单环刺螠为原料,研究了酶的种类、料液比、酶解时间、酶解温度、pH值及超声时间对水解度的影响。首先,通过单因素试验探究了水解度与各个因素的关系,并根据单因素试验结果,通过Aimplex lattice试验设计方法优化单环刺螠的酶解工艺。结果表明,超声时间54.95 min,料液比1∶52,酶添加量3.17%,酶解时间3.16 h,pH值8.58,酶解温度50.48℃,此时的水解度为31.48%,效果最佳。通过单因素试验和响应面试验优化出最佳超声条件为酶解时间3.16 h,pH值8.58,酶解温度50.48℃,此时的水解度(DH)值为34.19%。

紫山药多糖对D-半乳糖衰老模型大鼠肝、脑的影响

目的:探讨紫山药多糖对D-半乳糖所致衰老模型大鼠的抗衰老作用及其作用机理。方法:以D-半乳糖建立大鼠衰老模型,灌胃紫山药多糖(20、100、500 mg/(kg·d))45 d后,检测大鼠肝、脑组织中总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力,检测谷胱甘肽(glutathione,GSH)及过氧化终产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,应用免疫印迹实验评价肝、脑中p53、p21蛋白的表达。结果:100 mg/(kg·d)紫山药多糖可显著提高D-半乳糖衰老模型大鼠肝、脑中T-AOC、GSH-Px活力、GSH含量,降低过氧化产物MDA含量,抑制衰老基因p53、p21的蛋白表达。结论:紫山药多糖具有显著的抗大鼠肝、脑衰老损伤的作用,作用机理可能与p53/p21信号通路有关。

基于PLC与触摸屏的工业搬运机械手控制系统设计

为了提高工业自动线中工件的搬运效率,设计了五自由度搬运机械手控制系统。基于机械手的结构与功能,详细介绍了该机械手的硬件设计与软件编程思路。该系统以S7-200PLC为控制核心,Smart700IE作为监控界面。其运行结果表明,系统具有操作简单、运行稳定可靠、可视化等优点,不仅能够有效提高机械手的生产效率和自动化程度,还可实现运行过程的自动监控,具有较好的应用前景。

“探究-研讨”式工学研究生在线教学模式浅析

“新冠”肺炎疫情将在线教学推到了聚光灯下,老师瞬间成为了网络“主播”。针对线上教学要求,结合工学研究生教学的特点,提出了“探究-研讨”式工学研究生在线教学模式,详细分析了该教学模式的组织实施步骤,并通过案例进行了讨论。通过案例分析研究表明,“探究-研讨”式工学研究生在线教学模式能够较好的克服疫情对教学的影响,有效提高了在线教学的效益,为开展工学研究生在线教学提供了方法和思路。

基于金纳米粒子的催化发夹DNA组装检测microRNA

结合金纳米粒子和催化发夹DNA组装,发展了一种检测microRNA(miRNA)的新方法.首先,在金纳米粒子表面修饰荧光素标记的发夹DNA探针P1,P1荧光被金纳米粒子猝灭.当加入目标miRNA分子时,其与P1杂交并形成P1-miRNA中间体,同时打开P1发夹结构.继而P1-miRNA与P2发夹探针结合,形成稳定的P1-P2双链结构,导致P1上的荧光素远离金纳米粒子而释放荧光,同时顶替下miRNA.随后,miRNA又可以引发金纳米粒子表面多个P1与P2探针的组装,如此循环,实现了对miRNA的放大检测.方法中miRNA在50pmol/L^2nmol/L之间呈现良好的线性关系,最低检出限为39pmol/L.方法简便,成本低,应用于HeLa细胞和HepG 2细胞中miRNA的检测,结果满意.

临近空间多普勒激光雷达技术及其应用(特邀)

研制了车载钠荧光散射多普勒激光雷达和车载532 nm瑞利散射多普勒激光雷达用于测量临近空间大气温度和风场。在钠荧光散射多普勒激光雷达中使用了三频比率多普勒测量方法获得80~100 km的温度和风场。在532 nm瑞利散射多普勒激光雷达中,使用碘分子吸收线边缘技术测量70 km以下的风场,使用积分方法测量80 km以下的温度。在距离分辨率为1 km、时间分辨率为1 h情况下,40 km处的大气温度、风速测量不确定度约为0.2 K和0.4 m/s;70 km处约为1.5 K和5.5 m/s;92 km处约为0.3 K和1.0 m/s。这两部激光雷达已经在北京、青海、甘肃等地进行了长期观测,应用于临近空间环境特性研究。

精确制导前沿成像探测技术

回顾了精确制导技术的发展历程,分析了精确制导成像探测技术发展过程中面临的挑战与未来的主要发展方向。结合太赫兹、量子和超材料等前沿技术的发展动态,分别梳理了太赫兹雷达、量子雷达以及超材料雷达三种典型的精确制导前沿成像探测技术的技术背景、发展脉络、基本原理、技术优势。这三种成像探测技术有望为精确制导技术应对未来新型战争形态带来的挑战提供可行的技术途径。研究成果可为未来精确制导技术的深入可持续发展提供参考,并对提升精确制导武器的打击与拦截作战效力具有重大意义。

酸性电解水处理对余甘子采后生理及品质的影响

该研究以“蓝丰”余甘子果实为试验材料,探究酸性电解水(acidic electrolyzed water,AEW)处理对余甘子果实常温贮藏的保鲜效果。将余甘子果实分别置于30、60、90和120 mg/L有效氯浓度(available chlorine concentrations,ACC)的AEW中浸泡20 min,对照组果实则用蒸馏水浸泡20 min,取出晾干后用聚乙烯薄膜袋包装,而后置于(25±1)℃、相对湿度(90±1)%的恒温箱中贮藏,每3 d取样测定果实的商品率、感病指数、呼吸强度、失重率、色差、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量以及维生素C含量等指标。结果表明,AEW处理可降低余甘子果实的感病指数、呼吸速率和失重率,维持较高的商品率;且经AEW处理的果实可溶性固形物、可滴定酸和维生素C的含量均高于对照组,余甘子果实表面颜色和质地的劣化也比对照缓慢。其中120 mg/L ACC的AEW处理对延缓病害发生和提高贮藏品质的效果最为显著。