益消方对糖尿病周围神经病变小鼠的神经保护作用研究

目的探讨益消方对糖尿病周围神经病变小鼠坐骨神经的保护作用。方法选取24只8周龄KKAy小鼠完全随机分为模型组、硫辛酸组、益消方组,每组8只,并以8只同周龄C57BL/6J小鼠作为对照组。硫辛酸组给予硫辛酸60 mg/(kg·d)灌胃,益消方组给予益消方7.7 g/(kg·d)灌胃,对照组及模型组给予同容积的蒸馏水灌胃。每天给药1次,连续12周。比较各组小鼠干预前及干预第4、8、12周的空腹血糖、体重和神经功能等。结果模型组、硫辛酸组、益消方组干预第8、12周空腹血糖和体重均高于对照组(均P<0.05)。硫辛酸组干预第12周空腹血糖低于模型组;益消方组干预第8、12周空腹血糖和体重均低于模型组;益消方组干预第12周体重低于硫辛酸组(均P<0.05)。模型组、硫辛酸组、益消方组干预前和干预第8、12周机械痛阈值均低于对照组(均P<0.05)。模型组、硫辛酸组、益消方组干预前和干预第4、8、12周甩尾时间均长于对照组(均P<0.001)。硫辛酸组和益消方组干预第8、12周机械痛阈值均高于模型组,干预第4、8、12周甩尾时间均短于模型组;益消方组干预第12周机械痛阈值高于硫辛酸组[(2.54±0.24)g比(1.95±0.28)g],干预第4、8、12周甩尾时间均短于硫辛酸组(均P<0.001)。结论益消方可减轻糖尿病周围神经病变小鼠坐骨神经损伤,其机制可能与调节Keap1-Nrf2-ARE信号通路及下游超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的表达有关。

基于人工智能的地球物理参数反演范式理论及判定条件

[目的/意义]人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术已在学术和工程应用领域掀起了研究高潮,在地球物理参数和农业气象遥感参数反演方面也表现出了强大的应用潜力。目前大部分AI技术在地学和农学的应用还是“黑箱”,没有物理意义或缺乏可解释性及通用性。为了促进AI在地学和农学的应用和培养交叉学科的人才,本研究提出基于AI耦合物理和统计方法的地球物理参数反演范式理论。[方法]首先基于物理能量平衡方程进行物理逻辑推理,从理论上构造反演方程组,然后基于物理推导构建泛化的统计方法。通过物理模型模拟获得物理方法的代表性解以及利用多源数据获得统计方法代表性的解作为深度学习的训练和测试数据库,最后利用深度学习进行优化求解。[结果和讨论]判定形成具有通用性和物理可解释的范式条件包括:(1)输入与输出变量(参数)之间必须存在因果关系;(2)输入和输出变量(参数)之间理论上可以构建闭合的方程组(未知数个数少于或等于方程组个数),也就是说输出参数可以被输入参数唯一确定。如果输入参数(变量)和输出参数(变量)之间存在很强的因果关系,则可以直接使用深度学习进行反演。如果输入参数和输出参数之间存在弱相关性,则需要添加先验知识来提高输出参数的反演精度。此外,本研究以农业气象遥感中的关键参数地表温度、发射率、近地表空气温度和大气水汽含量联合反演作为案例对理论进行了证明,分析结果表明本理论是可行的,并且可以辅助优化设计卫星传感器波段组合。[结论]本理论和判定条件的提出在地球物理参数反演史上具有里程碑意义。

基于虚拟阵列的低频噪声源高分辨率定位方法

针对阵列成像声源定位系统对于低频噪声源定位空间分辨率低的问题,提出一种适用于低频噪声源的高分辨率定位方法。该方法在不改变传声器阵列孔径条件下,通过对传声器阵列在不同位置采集的噪声信号进行处理,合成虚拟的大孔径阵列,等效增大阵列的物理孔径,以虚拟阵列的信号输出值作为初始值,再使用多重信号分类(MUSIC)高分辨率算法对噪声源进行定位分析。将仿真实验结果与波束形成(SRP)算法进行对比分析,证明基于虚拟阵列的MUSIC噪声源定位方法在对中低频段噪声定位时具有较高的定位分辨率,同时对近距离的多个噪声源具有较好的分辨能力。

小车位环境下的自动泊车路径规划与跟踪控制

针对小车位泊车路径设计不连续导致位姿调整不平滑的问题,提出一种回旋曲线、圆弧、直线组合的路径规划方法,并基于非时间参考量的跟踪偏差,设计滑模控制器。根据泊车要求和限制条件,规划出泊入路径与调整路径:泊入路径引导车辆以极限位姿进入车位;调整路径通过平滑的路径组合实现车位内的位姿调整。选用指数趋近率设计滑模控制器,利用连续函数代替趋近率中的符号函数,降低抖振影响。仿真结果表明,车辆能够连续、无突变地完成泊车操作,跟踪误差较小,抖振抑制效果较好。

一种改进的分段广义正交匹配追踪算法

压缩感知理论是根据信号本身具有的稀疏性提出的新型信号采样理论.为提升正交匹配追踪算法采样信号的准确性和实时性,研究该算法的信号重构算法.分段广义正交匹配追踪算法就是以通过改变原始正交匹配追踪算法筛选原子为依据,达到对正交匹配追踪算法改进的目的.改进算法将原子筛选过程分为2个阶段,不需要已知信号的稀疏度且优化了算法的运行时间,有更准确地恢复初始信号的能力.仿真结果表明,该改进算法的运行时间和对信号的恢复效果均优于正交匹配追踪算法的.

可旋气门变相异升程汽油机缸内涡流稳态特性

针对4气门汽油机为获得缸内大尺度涡流减小进气流量的问题,提出可旋气门变相异升程方法,即采用带背脊气门旋转加强涡流,并通过调整进气凸轮相异角改变两个进气门升程差调整涡流.仿真与试验证实,在稳态流动状态下,随着相异角的增加,涡流尺度增加.存在相异角时,在凸轮轴转角小于80°CaA和大于100°CaA的情况下,分别在缸内产生一次较大尺度涡流,且方向相反.研究表明:气门旋转可促进大尺度涡流的产生,可旋气门变相异升程在不减小进气量的情况下可以对缸内涡流运动进行调节,相异角为8°时,涡流比可达0.51,平均流量系数偏差仅为0.9%.

汽油机可变进气门相异升程机构研究

提出了汽油机可变进气门相异升程机构方案,通过调整进气凸轮相异角改变两个进气门升程差产生涡流和调整涡流。计算表明当齿轮螺旋角增大、分度圆半径减小时,相异角增大;存在相异角时,两进气凸轮转角不同,转矩与液压平衡力也不同,进气持续期随相异角增大而增加。有限元分析结果显示该机构凸轮轴安全系数为2.04,最大等效应变为6.73× 10^-4 mm ,强度及刚度均符合要求,且不会发生共振。缸内稳流试验证实进气门相异升程能够产生大尺度涡流,并且进气流量几乎不变。当相异角为8°时涡流强度可达0.24,平均流量系数偏差仅为0.93%,滚流随相异角增加略有增强。相异升程汽油机性能试验表明适当的相异角会使中低速转矩提高2.94%,高速功率提高3.03%。

大型储罐环境下多机器人检测作业任务规划

为解决单一爬壁机器人在大型储罐环境中作业效率不足的问题,提出了一种多机器人任务规划方法。构建了大型储罐环境的栅格地图,依据环境特点划分多个封闭子区域。为充分发挥多机器人的作业能力,以作业时间最少为目标建立多机器人任务分配的数学模型;引入精英策略和突变策略来提高萤火虫算法的寻优能力,通过改进萤火虫算法进行多机器人任务分配得到各机器人工作子区域。通过设计机器人运动方向的优先级及回溯思想解决机器人子区域内部的遍历路径规划及死区逃离问题。基于机器人的运动学模型设计了内外环轨迹跟踪控制器。设置仿真实验环境对所提出的多爬壁机器人协同作业算法进行仿真实验,实验结果表明该算法的有效性和可行性,且改进的萤火虫算法具有较好的寻优能力。

基于粒子群优化K-means聚类算法的快递网点选址方法研究

对于大规模客户群体,如何高效合理地规划出网点位置,在节省物流企业配送成本的前提下提高货物的周转率和及时送达率,目前已成为快递物流系统网络优化的难点。为解决此类问题,针对某地区物流公司的客户信息,采用粒子群优化的K-means聚类算法进行快递网点选址。具体过程:首先采用手肘法评估研究区域需设立的最佳快递网点数;为改善K-means初始簇中心带来的易陷入局部最优解问题,利用粒子群优化算法对数据集进行迭代寻优,重新确定初始簇中心;最后通过K-means聚类算法在全局最优解附近空间完成聚类任务,最终得到的聚类结果代表配送区域的划分方案,聚类的簇中心即为快递网点位置。此外,利用3个评价指标对粒子群优化Kmeans聚类算法和传统K-means聚类算法进行对比分析。结果表明,结合粒子群优化算法后的聚类结果其类内数据相似度更高,类间数据的差异与距离更大,取得的聚类效果更合理。

可变气门汽油机配气装置多参数综合分析

针对一种新型可变气门相异升程汽油机,分析其工作原理,采用Workbench软件的流体分析模块CFX建立仿真分析模型。以相异角、进气门座直径、进气终点压力和进气终点温度为主要参数,通过正交试验设计和仿真分析计算,得到了这些参数对缸内气体稳态流动特性的影响。为获得更好的稳态流动特性,利用综合分析法得到主要参数的最佳配置组合为:相异角为8°,进气门座直径为30 mm,进气终点压力为150.0 k Pa,进气终点温度为40℃,仿真分析结果表明,在最佳配置组合条件下缸内气体具有较好的稳态流动特性。

基于石墨烯材料的太赫兹波段频率可重构天线

通过在SiO 2/Si衬底的顶部沉积一层石墨烯,利用石墨烯的电导率受自身化学势的可控特性,设计了一种具有双频特性的太赫兹(THz)波段可调谐偶极子天线。天线能完成六种谐振模式可切换,在1.1 THz附近实现26 GHz的连续可调范围。此外,通过调节化学势,天线的辐射增益从2.33 dBi增加到3.65 dBi,表现出了良好的辐射性能,将在太赫兹可重构天线及天线阵设计中具有更广泛的应用。

基于Faster R-CNN的贺兰山岩画目标检测研究

针对贺兰山岩画非物质文化遗产保护工作受人力条件影响较大的现状,提出将Faster R-CNN目标检测算法应用于贺兰山岩画检测中。该方法利用深度特征提取网络ResNet,对贺兰山岩画进行特征提取;将图像的浅层信息与深层信息相融合;通过数据集增强技术使特征提取层拥有更加丰富的语义信息,提高了图像的表达能力,提升了目标检测网络性能。实验结果表明,数据增强后所有类别平均检测精度mAP提高了33.4%,该方法可以准确有效地检测出贺兰山岩画中的目标。

基于无线传感网络的三维室内无线信道建模与分析

随着无线传感器在室内的应用越来越普及,无线传感器网络室内信道模型的建立成为了通信行业的一个研究热点,然而以往的研究多是以二维信道模型为基础进行的,难以准确预测每个方向的电波衰落特性。文章针对这一问题,以发射天线为原点对不同方向进行了接收信号功率强度测试,并对处理之后的测试数据进行了曲面拟合,建立了一种三维室内无线信道模型。该模型对无线电波室内环境的衰落特性具有很好的表征意义,对室内无线传感器网络的研究具有了一定的参考价值。

基于Jacobsthal数列的QC-LDPC码构造方法

准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码具有良好的性能且描述实现简单,在5G eMBB场景下应用十分广泛。QC-LDPC码的校验矩阵结构中信息位的确定常用数列来建构,常见的数列有等差数列、Fibonacci数列和Lucas数列,这些数列构建校验矩阵存在码率选取不够灵活、编码复杂度较高等问题。Jacobsthal数列在组合序列的计数问题上应用广泛,有着深刻的组合背景及意义。将Jacobsthal数列的优良组合性质应用到基矩阵的构造上,采用双对角线基矩阵结构构造法,创新性地获得出较好性能的多码率QC-LDPC码。仿真结果表明:所提编码方案在一定程度上提升了QC-LDPC码的编码性能,实现了快速编码。

基于RS触发器的危险区域安全保护装置

为了消除自动化流水线车间工作人员在工作中被卷入扇叶的安全风险,利用74LS00集成块,给出一种新型RS触发器的电路结构,并设计一种控制电机的危险区安全保护装置。通过对RS触发器结构的改进,能够实现复位及信号锁存功能。装置的设计方法具有新意,稳定可靠,并且可与其他安全防护设施联合动作,在经济性和可升级性上具有独特优势。

柴油机轨压无法建立的故障分析

随着科学技术的发展,逐渐产生一种新型的技术。这便是关于柴油机的轨压技术。现在柴油机发展的同时,故障也随之产生。尤其是在轨压方面。对于轨压无法建立的问题,我们进行故障方面的分析,不断的进行改进,完善该技术,解决故障问题,提升技术水平。

太赫兹波段方向图可重构微带阵列天线设计

结合石墨烯材料在太赫兹波段下具有利于阻抗匹配、电可控的独特优势与可重构微带阵列天线高辐射效率等特点,设计了一款适用于太赫兹波段基于石墨烯材料的方向图可重构微带阵列天线。该阵列天线的天线单元在辐射贴片中嵌入石墨烯贴片充当开关,通过调节石墨烯的外加偏置电压改变开关的导通与截止状态。天线单元及阵列天线的工作频率皆为5.012 THz,天线单元在工作频率可以实现12°~24°的方向图调整,且具有良好的增益特性及抗干扰性,由天线单元组成的2×2的微带阵列天线可实现在0°~13°的方向图可重构功能,仿真结果表明,阵列天线的最大增益为12.5 dBi,最大波束宽度为51.4°,具有较好的方向性与抗干扰能力。

基于石墨烯材料的太赫兹波段波束可重构反射阵列天线设计

针对太赫兹通信,结合石墨烯材料在太赫兹波段下相较于金属具有利于阻抗匹配、电可控特性的独特优势与可重构反射阵列天线高辐射效率等优点,设计了一款适用于太赫兹波段基于石墨烯材料的波束可重构反射阵列天线。在天线移相单元辐射贴片缝隙嵌入石墨烯贴片,软件仿真中调节石墨烯贴片的化学势可改变其表面电阻值,达到动态调节天线单元补偿相位的目的。仿真结果表明,当中心频率为3.6976 THz时,移相单元在0.1、4.0 eV时具有180°的相位差,在0.1~4.0 eV内调节石墨烯贴片的化学势时,化学势与天线单元相位成正比。并设计了一款4×4的阵列天线,仿真结果表明,该阵列天线可实现(-30°,+30°)范围的波束扫描,且最大增益可达20.9 dBi。研究结果可为太赫兹波段反射阵列天线的研究及石墨烯材料在可重构通信器件中的应用提供新的思路。

Downlink energy efficiency modeling and optimization with backhaul awareness and interference price in ultra cellular HetNet

The cellular heterogeneous network(HetNet) with ultra dense small cells is called ultra cellular HetNet.The energy efficiency for this network is very important for future green wireless communications.The data rates and power consumptions for three parts(i.e.,macro cells,small cells,and mixed backhaul links) in ultra cellular HetNet are jointly formulated to model downlink energy efficiency considering the active base stations(BSs) and inactive BSs.Then,in order to decrease the downlink co-channel interference,the interference price functions are also jointly set up for the three parts in ultra cellular HetNet.Next,energy efficiency optimization iterative algorithm scheme using the fractional programming and Lagrangian multiplier with constraints for density of ultra dense small cells and fraction of mixed backhaul links is presented with interference pricing.The convergence and computation complexity are also proved in this scheme.The numerical simulations finally demonstrate convergence behavior of the proposed algorithm.By comparison,some conclusion can be drawn.Maximizing energy efficiency of system is lower as the density of small cell is high.The effect on maximizing energy efficiency with interference price outperforms that without interference price.And the energy efficiency increases as the fraction of mixed backhaul links is higher because of more power consumption in the microwave backhaul links.

基于石墨烯的微波频段动态可调宽带基片集成波导吸波器

围绕吸波器“轻、薄、宽、强”的发展目标,提出一款基于基片集成波导结构的石墨烯超宽带吸波器。将石墨烯材料蚀刻成有图案的周期结构,通过调控外加偏置电压,使其表面阻抗可调,进而设计出一款频率及吸波能力均动态可调谐的吸波器。该器件工作于微波频段,在15.76~41.73 GHz频段内的吸波率大于90%,相对带宽为90.35%,整体厚度仅为1.66 mm,其具有超宽带吸收及低剖面特性。通过调节方阻变化,该器件在17~40.3 GHz频段内有效实现频率动态调谐。随着方阻自140Ω/sq逐渐增大,反射波增加,吸波模式逐渐向反射模式过渡。基于该器件进一步构成2×2阵列,其在15.77~41.33 GHz频段内的吸波率大于90%。在石墨烯和底部ITO之间加载的偏置电压有众多组合,吸收带宽可任意调制。仿真结果显示,该设计具有低剖面、小型化、集成能力强等优势,具有良好的动态可调谐与强吸收特性。