基于SGD和余弦退火算法改进YOLOv3的高压电力设备目标检测方法

针对现有高压电力设备检测方法存在实时性差、准确性低和难以部署在移动端等问题,提出一种基于随机梯度下降(SGD)和余弦退火算法改进YOLOv3的高压电力输送设备安全检测算法。采用网络复杂度较小、计算速度快、识别精度高且易于部署的移动端YOLOv3作为算法的主要框架;然后设计了深层的残差网络(Darknet53)作为该模型的主干特征提取网络,在提高识别精度的同时解决网络过深可能产生的梯度爆炸问题;进一步地结合SGD优化算法和余弦退火算法,在保证网络训练学习效率较高的同时避免网络陷入局部最优解,以此提高高压电力设备安全检测的速度和精度,满足实际需要;最后使用采集的高压电力设备数据集对整个网络进行训练。结果表明,YOLOv3在高压电力设备数据集上的平均检测精度达到了97.08%,检测速度达到了56帧/s,误检率只有0.78%。

基于无迹卡尔曼滤波和小波分析的IMU传感器去噪技术研究

获得精确的姿态信息是跌倒检测的关键。文中在姿态角解算问题中提出一种基于无迹卡尔曼滤波和小波滤波的改进方法,通过Savitzky-Golay滤波器和小波滤波融合算法对加速度计以及陀螺仪数据进行降噪处理,利用降噪后的加速度数据对陀螺仪数据进行PI积分补偿,将补偿后的陀螺仪数据进行Mahony解算,其结果作为无迹卡尔曼滤波的状态信息;其次通过加速度值解算,将其结果作为无迹卡尔曼滤波的量测信息实现姿态解算。实验表明,在静态条件下,相对于常见的扩展卡尔曼滤波融合切比雪夫滤波算法,该方法使IMU传感器原始加速度计精度提高了83.3%,姿态角标准差平均减少了0.00193,能够有效地减少随机噪声。零点漂移、高斯噪声对IMU传感器姿态角信号的影响,使跌倒检测系统在复杂的环境条件下具有较高的精度以及稳定性。

代谢功能障碍相关的脂肪性肝病治疗及热门靶点的药物研究进展

代谢功能障碍相关的脂肪性肝病发病率高、发病机制复杂性,与肥胖、代谢紊乱和心血管等疾病息息相关。随着生活水平的提高,这类疾病的患病率在我国呈逐年上升趋势,甚至超过全球平均值。治疗此类疾病的药物研发一直是各大药企和科研机构关注的热点。本文概述了现有的此类疾病的治疗方法,以及最热门靶点药物的最新研究进展。

硫化铋忆阻器的制备及其图像识别研究

随着现代信息技术的飞速发展,传统的冯·诺伊曼计算架构存在数据处理与存储分离现象,在数据处理方面出现了瓶颈。基于忆阻器的人工突触阵列具有高的并行计算能力以及存算一体的特点,使得其在神经形态计算和人工神经网络等领域的应用具有显著优势。通过采用溶液旋涂法,在空气环境下成功制备了结构为Ag/Bi_(2)S_(3)/ITO的忆阻器件,并对器件的忆阻特性进行了测试。直流Ⅰ-Ⅴ循环测试结果表明,所制备的忆阻器具有极低的开关电压和良好的一致性。此外,通过设置合适的脉冲测试条件进一步获得了线性的电导调节特性。最后,将具有非易失特性的Ag/Bi_(2)S_(3)/ITO忆阻器作为人工突触和神经元建模,利用Python构建了用于手写数字识别的全连接神经网络,其线性可调节电导特性作为网络的权重更新,获得了高达87.46%的数字识别准确率,该研究结果为新型低功耗类脑芯片提供了一种可行的应用方案。

广州地铁列车冬季工况空调控制逻辑优化

针对广州地铁列车冬季工况空调系统的制冷需求,文章提出了一种基于乘客热舒适性的地铁列车空调系统控制逻辑优化方法,并通过列车正线测试对新风温度、车厢内温度和相对湿度等数据进行对比分析,最后对优化效果进行评价。

虚拟世界中的传统之魅:“非遗”与游戏叙事的联结

非物质文化遗产是人类智慧的结晶,对其进行有效传播具有很强的现实意义与必要性。游戏作为一种承担未来社会主流传播的升维媒介,是一种“知行合一”的新型媒介,具有易参与、强沉浸、重反馈的传播特性。在融媒体背景下,面对受众多样化的需求与社会审美观念的变化,非物质文化遗产依托游戏媒介叙事的互动性、非线性和共振性特点,传授知识、传递理念、构建认同,为非遗提供更多元的展示路径、更广阔的传播空间。

基于耐高温CRDM的堆顶结构散热性能研究

对耐高温控制棒驱动机构(CRDM)、取消强制通风的堆顶结构,采用计算流体力学(CFD)方法,基于含内热源的导热与对流耦合原理,分析堆顶结构不同通风形式下的散热性能。通过对自然对流、堆腔池辅助通风、设置围筒等方式进行分析,研究不同方式下反应堆堆顶流场及CRDM线圈的散热效果。研究结果表明:采用堆腔池辅助通风方式,通风散热性能明显优于自然对流冷却方式,线圈温度明显降低;增加围筒装置,可以使更多冷却空气约束在围筒范围内,产生“烟囱效应”,通风散热的效果更明显。采用辅助通风方式可以有效提高耐高温CRDM的设计裕量以及一体化堆顶结构的可行性。

非线性不确定机器人复合滑模非脆弱H_(∞)位/力控制

针对非线性不确定机器人面临参数不确定性、控制器增益摄动及外界干扰的问题,在其终端受环境约束的情况下,提出一种基于多项式平方和(sum of squares,SOS)理论的复合滑模非脆弱H_(∞)(composite sliding non-fragile H_(∞),CSNH)位/力控制策略。首先,建立了机器人降阶动力模型和误差状态空间模型。其次,根据所提的复合位/力滑模面,基于Lyapunov稳定性理论设计一种具有H_(∞)扰动抑制的非线性变参数滑模非脆弱状态反馈控制器,给出控制器存在条件和求解方法。仿真结果表明,CSNH控制能够在不确定性和外部干扰作用下,使机器人快速、精确地跟踪位/力指令,体现出了良好的鲁棒性、抗干扰性及非脆弱性。

湖南花灯戏传统剧目的题材及主旨

湖南花灯戏传统剧目题材以表现社会底层民众所熟悉的生活为主,主旨多元,“民间性”突出:或叙演社会底层民众家庭之间婆媳、妻妾、后娘与前房子女间的伦常关系;或敷演社会底层民众的两性关系;或通过一些带有一点荒诞色彩的喜剧情节,来批判某种社会现象;或仅有一个故事框架,以其“装入”各种民间歌舞、曲艺、笑话等以作耍乐。随着花灯戏戏剧化程度的提高,其题材亦逐渐扩大,出现了敷演神话故事、公案故事等的剧目。

基于静态峰值分布的超声波回波信号检测方法研究

超声波气体流量计在气体流量计量方面具有独特的优势而被广泛应用,然而超声波信号在管道内传播,受流速、噪声等因素的影响,超声波回波信号幅值会发生衰减,造成回波信号定位错误导致严重的计量误差。尤其在高流速情况下,使用常用的方法很难确定特征点,导致测量到错误的结果。为此,研究超声回波信号的峰值特性,提出一种基于归一化静态峰值分布的超声波回波信号的超声气体流量计数字信号处理方法。在静态条件下对超声回波信号进行归一化,提取超声波回波信号峰值分布得到静态峰值参考波。在动态条件下,判断回波信号峰值的与静态峰值参考波的对应关系,确定特征点后计算超声波传播时间。该数字信号处理方法在以MSP430微控制器为核心的数字系统中实现,并进行气体流量标定实验,可验证该方法和所开发的数字系统的有效性。

基于粒子群模糊PID三环控制的全向转台控制系统

根据航空航天模拟实验系统对转台的应用需求研制了一套大功率全向转台控制系统。为满足其大惯量高动态特性的需求,提出了基于三环控制的粒子群最优参数自整定模糊PID控制系统。MATLAB仿真结果表明:该控制策略相较传统PID控制超调量更小、调节时间更短、系统带宽更大;同时该系统在抑制轴系耦合干扰和负载干扰的能力比传统PID控制更强。工程实践表明,所提转台控制系统可以显著提升转台的控制精度,极大提高了转台控制系统的动态性能,满足“双十”指标,同时通过粒子群迭代的方式计算系统最优参数可以大大减少人工调参的时间,提高了产品研发效率。

一种基于NRF52832的电致热艾灸盒设计

艾灸盒是智能艾灸机器人的末端执行机构。当艾灸机器人系统找到人体穴位所在的三维坐标,将艾灸盒运行到该穴位上方后,艾灸盒开始艾灸。传统艾灸采用明火点燃并且人员暴露在烟熏火燎的环境下,对人体健康有一定危害并存在安全问题。同时为了满足艾灸机器人控制系统操作的需要,本文设计了一种基于NRF52832的电致热艾灸盒。艾灸盒的硬件设计包括NRF52832微处理器模块、电源模块、致热模块、温度传感器模块和电量采集模块等组成部分。艾灸盒通过蓝牙与机器人控制器通信,实现了装置制热、散热等功能;还可通过ADC通道对艾灸温度、电池电量及温度进行模拟量采集。经过检验,该装置能够有效完成艾灸理疗工作,助力艾灸理疗进一步实现居家化、便捷化和安全化。

先进压水堆反应堆堆坑通风散热数值模拟与试验研究

先进压水堆反应堆压力容器(RPV)保温层与堆坑混凝土之间设置通风,可带走RPV保温层散失的热量,从而降低堆坑环境温度,保障反应堆设备的安全运行。堆坑通风通道结构复杂,存在多处突扩或突缩,且筒体段流道被保温支承遮挡,因此,堆坑风速存在着不均匀,甚至存在局部死区,可能造成RPV保温层外表面和堆坑混凝土局部热点。因此需开展堆坑风场及温度场研究。本文运用CFX对堆坑通风及散热进行了数值模拟,并对比了热试期间堆坑温度实测数据。结果显示,堆坑风场呈螺旋上升形式,可以有效冷却堆坑物项,堆坑温度场满足设计要求;堆坑空气温度在高度方向梯度分布,RPV保温背风区存在局部热点。

回料对餐厨垃圾二步法堆肥处理效果的影响

为探究堆肥回料替代部分餐厨垃圾好氧堆肥调理剂的可行性,采用中试规模的达诺滚筒(DANO)动态堆肥和静态堆肥结合的二步法堆肥工艺开展试验。将锯末和稻草分别与回料混合使用,分析不同比例(0、10%、20%和30%,分别记为M1、MH1-1、MH1-2、MH1-3、D1、DH2-1、DH2-2和DH2-3)回料替代部分调理剂进行好氧堆肥的效果。结果表明:利用DANO一次堆肥可以使堆体快速升温,且添加回料可以促进升温,7个批次可以维持大于55℃堆温超过12 d;回料添加量越大,易降解有机物越低,降解速度也越慢。锯末和稻草批次平均C/N降低率分别为5.42%和40.31%。添加回料能降低堆体生物毒性(8个批次的GI分别为48.35%、66.23%、54.78%、52.43%、71.89%、80.89%、73.12%和66.86%),提高腐熟度,从而提高GI。初始C/N、回料添加量和初始含水率分别控制在19∶1~24∶1、10%~20%和55%~60%情况下,二步法堆肥成品相关核心技术指标均符合NY/T 525—2021有机肥料的要求。

标准表法气体流量自动检定系统的设计与实现

针对利用原气体标准装置对气体流量计进行校准时效率相对比较低的现状,研制标准表法气体流量在线实时检定系统。在分析气体流量校准原理基础上,构建气体流量模型,设计标准表法气体流量检定系统结构,采用PLC进行气体稳流控制,采集标准表和待测表的数据,根据温度压力数值修正到标况下数值,在组态王环境下完成标准装置的检定。该系统具有自动采集各种数据、自动计算以及自动打印报表和储存数据等功能,实现校准过程自动化、高精度与高效性。通过对标准装置的测量误差和不确定度的分析,该系统达到了设计要求。

3D打印肺混合细胞结构体植入兔体内研究

目的通过将三维(3D)生物打印的肺混合细胞水凝胶结构体片段植入兔背部皮下,探讨类肺组织结构体片段植入的可行性。方法采用胰蛋白酶消化法提取新生兔原代肺混合细胞。3D生物打印肺混合细胞-海藻酸钠-明胶3D水凝胶网格状结构体片段,活/死细胞双荧光染色观察细胞存活率。并将该结构体植入兔背部皮下。植入2周后,取出结构体片段,并进行组织病理学检测类肺组织结构形成情况。结果打印后的肺混合细胞在三维结构体中的存活率为83%±2%。兔肺细胞水凝胶支架体内植入2周后,可见植入物尚未降解。通过HE染色与Masson染色观察,表明植入物中肺细胞均匀分布,未见细胞变性及死亡。结论 3D生物打印的肺结构体具有再造类肺组织片段的潜力,将于基础医学和临床之间搭建桥梁,为肺脏再生打下基础。

基于卡尔曼滤波的四旋翼飞行器控制算法

针对微型四旋翼飞行器运行过程中姿态数据中参杂着噪声干扰的情况,提出了以四元数与卡尔曼滤波相结合对飞行器的姿态数据做互补融合处理的方法。在分析微型四旋翼飞行器工作原理和结构组成的基础上,应用相关的物理规律建立飞行器的姿态算解的方程,提出了用卡尔曼滤波器解决飞行器的运动方程的方法,设计PID控制器,并进行相应的软件程序设计。测试结果与理论分析表明,该方法能实现良好的滤波效果,达到了平稳飞行的目的。

利用异源表达挖掘纤维堆囊菌So0157-2的新型天然产物

黏细菌是天然产物的重要来源。纤维堆囊菌So0157-2是抗癌药物埃博霉素的产生菌,并且是已知基因组最大的原核生物。生物信息学分析发现该菌一共含有35个次级代谢产物生物合成基因簇,除了已知的埃博霉素基因簇和其他两个萜类化合物生物合成基因簇与已知基因簇的相似度为100%之外,其他基因簇与已知化合物基因簇相似度均较低,其中包括17个聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)、非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS)及其杂合的基因簇。由于纤维堆囊菌So0157-2生长缓慢、培养困难且难以在本源菌中进行遗传改造。因此,将其生物合成基因簇转移到简单宿主中,利用异源表达策略是挖掘该菌中新颖天然产物的一个有效途径。本文利用直接克隆技术从纤维堆囊菌So0157-2基因组DNA中克隆了1个包含NRPS和PKS结构域的基因簇BGC18,将其转移至伯克氏菌DSM 7029中进行异源表达。通过液质联用分析,色谱柱靶向分离纯化,进而通过NMR结构鉴定和Marfey反应确定了3个化合物分别为Cyclo(N-Me-L-Leu-L-Val)(1)、Cyclo(N-Me-L-Leu-LLeu)(2)、Cyclo(N-Me-L-Leu-L-Ile)(3)。化合物结构的多样性来源于第1个腺苷化结构域对底物识别的宽泛性(Val/Leu/Ile)。生物合成途径分析推测由于缺少硫醇化结构域导致PKS模块被跳过,从而只获得了NRPS指导合成的环二肽产物1~3,这可能是细菌中一种实现化合物多样性的方式。本论文以基因簇直接克隆与异源表达相结合的策略,成功实现了一个来源于纤维堆囊菌So0157-2中的NRPS-PKS杂合基因簇的异源表达,分离并鉴定了3个该基因簇对应的表达产物。本研究为后续从该菌株中挖掘更多活性天然产物奠定了技术基础,也为其他难培养菌株的次级代谢产物的挖掘提供了思路。

针织蚕丝网力学与生物相容性及皮下埋植实验

目的进行蚕丝丝素纤维网状支架的力学强度测试、生物相容性及兔皮下埋植实验观察。方法采用纬编针织法制备蚕丝丝素纤维网状支架,进行机械强度测试。在网状支架上滴加I型胶原-蚕丝丝素溶液并冷冻干燥后,种植兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行体外共培养,观察细胞与支架复合生长情况。另外,将蚕丝纤维网埋植于兔皮下3个月后,观察其组织相容性及力学性能变化。结果蚕丝纤维网状支架长2.5 cm×宽0.5 cm。支架的最大载荷、抗拉强度及弹性模量分别为(110.53±14.60)N、(41.88±5.51)MPa、(199.08±26.14)MPa。支架-BMSCs复合物培养2 d的扫描电镜观察显示:BMSCs黏附于支架呈立体生长,细胞呈梭形,增殖良好。蚕丝网埋植3个月后,组织相容性良好,可见有肌肉长入蚕丝网支架,产生胶原;并具有相当强的力学强度,蚕丝网的最大载荷、拉伸强度及弹性模量分别为(74.85±11.36)N、(28.84±4.39)MPa、(130.79±19.87)MPa。结论蚕丝网状支架具有良好的力学性能与生物相容性,是组织工程韧带/肌腱的良好材料。

初级南拳对少年儿童身体素质影响的实验研究

南拳是目前国内外武术套路比赛的重点项目之一。近几年,初级南拳在中学受到了普及和推广,如:在武术操的动作编排中就有南拳的手法。为了深入研究初级南拳对少年儿童身体素质的影响,文章采用文献资料法、实验法、数据分析法研究初级南拳对少年儿童身体素质的影响。研究结果表明:(1)少年儿童练习初级南拳可以提高他们的速度和爆发力的素质。(2)少年儿童练习初级南拳可以提高学生的耐力素质。(3)少年儿童练习初级南拳后在提高灵敏素质中效果不好,所以我们还需要通过其他的运动手段来提高少年儿童的灵敏素质。(4)少年儿童练习初级南拳后在提高柔韧素质中没有得到较好的运动效果。