异丁烷循环促进离子液体[Et_(3)NH]Cl-AlCl_(3)催化正庚烷异构化反应

轻烃异构化一般以C_(5)和C_(6)烃为原料,C_(7)及C_(7)以上烃类在异构化过程中由于存在较为剧烈的裂化反应,致使异构化油收率较低。作为一种新型低温轻烃异构化催化剂,离子液体对大分子烃类原料的适应性不佳。因此,在大分子烃类异构化过程中,抑制副反应、提高异构化油收率一直是研究的难点和重点。基于离子液体催化烷烃异构化反应机理,通过异丁烷循环抑制副反应、促进异构化反应的进行,进而降低异构化产物中C_(4)烷烃的含量,提高异构化油的收率。系统考察了异丁烷引入量、反应温度、反应时间、搅拌速率以及酸烃比等工艺条件对氯铝酸离子液体催化正庚烷异构化反应的影响规律。结果表明,体系中大量异丁烷的循环提高了氢转移速率,抑制了裂化、歧化等副反应,使副产物C 4组分的含量大幅降低。在异丁烷引入量为正庚烷体积的30%、反应温度为50℃、反应时间为1 h、搅拌速率为1500 r min和酸烃比(离子液体与正庚烷体积比)为1的条件下,正庚烷转化率达到91.0%,异构烷烃选择性和液体收率分别达到87.2%和93.5%;与未引入异丁烷体系相比,正庚烷转化率相近时,引入异丁烷体系的异构烷烃选择性和液体收率分别提高了16.0百分点和14.8百分点。

智能有机肥施肥机设计及验证

针对有机肥施肥存在智能化程度低等问题,研发设计一种智能施肥机。整机动力部分采用液压系统和机械系统结合方式,控制系统采用FPGA技术,利用前期的数据处理得到施肥量、施肥幅宽与输肥机构挡位、控肥闸门开度和肥料落点控制罩角度关系式及施肥量和幅宽的相关性,实现施肥量、施肥幅宽的变量调节及可视控制,并可根据施肥量预测幅宽的大小。验证结果表明:该施肥机控制系统程序稳定可靠,施肥量误差为2.58%,施肥幅宽误差为3.53%,作业效果良好,各项技术指标满足农艺要求。

混合型抗机器学习攻击的强PUF电路设计

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)作为一种面向硬件的安全原语,在资源受限的物联网设备中具有广泛的应用前景,但其安全性也受到机器学习攻击的威胁。通过对抗电路结构攻击和机器学习攻击等方法的研究,提出混合型抗电路结构攻击的新型PUF电路。首先,构造两个并行且对称设置的仲裁器PUF(Arbiter PUF, APUF),并将两个APUF输出进行异或,得到1位PUF响应输出;然后,为两个APUF引入前馈回路,实现输入激励集动态调整,确保结构非线性,防御建模攻击;最后,将两个并行APUF开关单元的输出对应交叉,使后级开关单元输入激励相互倒置,扩大信号延时路径选择范围,提高输出响应随机特性。该PUF采用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现,测试结果表明:即使机器学习训练所用激励响应对数量达105,采用传统机器学习进行模型攻击,预测率仍接近50%理想值,且PUF电路的随机性、唯一性和稳定性等性能指标均表现良好,具备实际应用价值。

基于锥形渐变耦合结构的可扩展多模弯曲波导

提出了一种基于锥形渐变耦合结构的可扩展多模弯曲波导。该器件利用模式等效折射率匹配原理,通过对称的锥形渐变耦合结构,实现高阶模式与基模的相互转化,完成多模弯曲传输功能。同时,结合时域有限差分方法和粒子群优化算法,优化锥形渐变耦合结构区域,提升器件性能。实验测试结果表明,在1520~1600 nm的波长范围内,当输入模式分别为TE_0、TE_1、TE_2、TE_(3)和TE_(4)时,该器件的插入损耗分别小于1.71 dB、3.04 dB、2.90 dB、3.16 dB和4.00 dB,对应的串扰分别小于-10.60 dB、-11.35 dB、-10.92 dB、-10.35 dB和-11.45 dB。

基于隧穿磁阻磁强计的软物理不可克隆函数设计

隧穿磁阻(TMR)传感器相比于其他类型磁阻传感器功耗更低、灵敏度更高、可靠性更好,在军事和民用等领域有着广阔的应用前景。该文针对TMR传感器的微弱信号检测和安全防护等问题,提出一种高精度TMR传感器读取专用集成电路(ASIC)和提取传感器物理不可克隆函数(PUF)特性的设计方案。该方案通过设计前端低噪声仪表放大器和高精度模数转换器,并结合斩波技术和纹波抑制技术,实现高精度信号读取和模数转换;利用具备数字输出功能的TMR磁强计比较不同传感器零位偏差,采用多位随机平衡算法完成TMR磁强计的软PUF设计,可产生128 bit PUF响应。TMR传感器读取ASIC利用上海华虹0.35μm CMOS工艺完成流片,并测试磁强计功能和TMR-PUF性能。实验结果表明,在5V电源电压下,TMR磁强计系统功耗约10 mW,噪底可达–140 dBV,3次谐波失真–107 dB;TMR-PUF的唯一性达到47.8%,稳定性为97.85%,与相关文献比较性能优异。

基于毫米波雷达的桥梁索杆振动检测及自动控制

在多因素耦合作用下桥梁结构会产生振动,以毫米波雷达技术为测量手段,提出桥梁索杆振动检测及自动控制方法。分析在恒载作用下桥梁索杆静止状态与振动状态的应变能,结合动能、势能和恒载做功等建立索杆平面内与平面外的振动特征描述方程。通过发送多周期连续毫米波雷达探测信号,取得同周期回波信号。根据回波信号与对应瞬时相位得到单频差拍信号及瞬时相位,检测出索杆振动幅值。利用半正定矩阵和正定矩阵等函数,建立令振动幅值达到最小值的桥梁索杆振动自动控制模型。实验结果表明,所提方法检测精准度较高,自动控制效果较好,并有效抑制了振动幅度,具备良好的应用性能。

硅格粉在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用

研究硅格粉在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用。结果表明:在胎肩垫胶中使用硅格粉部分替代炭黑,胶料的加工性能和物理性能变化不大,工艺性能满足生产要求,同时可降低生热,减小滞后损失;成品轮胎的高速性能和耐久性能符合国家标准要求,滚动阻力减小。

美《2022年陆军云计划》解读

2021年陆军数字化转型战略和2019年陆军现代化战略明确指出,云是美陆军现代化的基础。利用云计算的能力,美陆军将减少地面作战人员网络的数字足迹,并整合服务以实现多域作战。2022年10月11日,美陆军公布2022年陆军云计划,取代2020年的计划。该计划提供了一张路线图和衡量陆军云计划进展的指标,并将帮助陆军实现更接近其数字现代化的目标,以及将关键服务整合到整个企业的云环境中。同时,帮助陆军保持对美国近邻对手的数字优势,实施一个全球架构,并实现可持续的战略目标。

面向含有辅助特征的工艺模型创建方法

为了创建含有工艺辅助特征的工艺模型以提高工艺规划效率,提出面向含有工艺辅助特征三维工艺模型的快速建模方法。基于工艺辅助特征的具体作用,将其分为辅助加工特征、辅助装夹特征、辅助测量特征和辅助装配特征4类;对各类型辅助特征进行参数化设计,并建立工艺辅助特征库进行管理;基于工艺辅助特征的关联准则和添加方法添加工艺辅助特征,并创建了三维工艺模型。通过NX开发的相应功能模块验证了所提方法的有效性。

求解FPRM电路极性优化问题的改进多目标粒子群算法

针对多目标要求下较大规模固定极性Reed-Muller(FPRM)逻辑电路的极性优化问题,提出一种基于改进多目标粒子群算法的求解方法.首先根据延时、面积及功耗的综合要求建立FPRM电路极性优化的多目标决策模型;然后利用外部档案库引导粒子种群进行兼顾全局搜索及局部开发的双重更新,并通过Pareto占优进行粒子优劣性评价,以获取满足延时短、面积小、功耗低的最优极性解集;最后利用MCNC Benchmark电路进行性能测试,并与3种当前较优算法进行对比,验证了文中算法的有效性.

银屑病血热证与血燥证肠道菌群特征研究

目的探究寻常型银屑病血热证和血燥证的肠道菌群差异。方法采集寻常型银屑病血热证患者、血燥证患者以及健康人的新鲜粪便标本各15例,提取DNA、进行宏基因组学测序,分析各组肠道菌群的α多样性、β多样性以及菌群差异。结果血热组、血燥组菌群的α多样性和β多样性较健康对照组无显著差异;不同证型银屑病患者的肠道菌群有其独特组成,其中门水平的Firmicutes,属水平的Prevotella、Butyricimonas等在血热组和血燥组中均减少,种水平的Clostridium bartlettii、Citrobacter freundi和Dialister菌属等在血热组中增多,Megamonas funiformis菌种、Cellulophaga菌属等在血燥组中增多。结论寻常型银屑病患者的肠道菌群较健康人群发生了紊乱,血燥证较血热证菌群紊乱更严重;采用中药调整肠道菌群可作为治疗银屑病血热证和血燥证的潜在方案。

基于余子式的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法

覆盖等效性检测指验证2个具有不同表达式的组合逻辑电路是否实现相同的函数功能.通过扩展余子式概念,提出一种基于乘积项余子式分解及重言式判别的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法.首先将等效性检测问题分解成电路包含检测子问题,逐一求取其中一个电路表达式对另一个电路表达式各乘积项的余子式;然后在建立各乘积项余子式的香农结构图基础上判断其是否重言式;最后根据重言式判别结果确定两电路间是否覆盖等效关系.该算法通过求取乘积项余子式对逻辑函数进行分解和降阶处理,从而加快了覆盖等效性验证速度.电路测试结果表明,文中算法是稳定有效的;对EXPRESSO软件集成的3种算法所得电路的测试结果表明,与基于真值表和BDD的2种检测算法相比,该算法具有明显的速度优势.

基于COSMO-RS的单工质气液相平衡热物性计算方法

本文对基于真实溶剂似导体模型(COSMO-RS)的单工质制冷剂气液相平衡热物性的模拟精度进行了研究。研究结果表明,调节分子的表面面积比例因子可以改善模型精度。将制冷剂单工质分为无机物、碳氢化合物(HCs)和氢氟烃类化合物(HFCs)3类,在最佳比例因子参数下,模拟值与NIST实验值的相对误差,无机物CO2和NH3分别在±3%和±1%以内,HCs和HFCs在±2%以内。在此基础上,分析各类工质的尺寸因子参数的变化规律,并拟合出各类单工质的饱和蒸气压方程,为新型单工质的气液相平衡热物性预测提供了新方法。

成品油输送用X60感应加热弯管开裂原因分析

某成品油管道工程在投产前的试压过程中,发现某X60感应加热弯管外弧侧出现纵向及横向开裂,从而导致试压泄漏。通过力学性能检验、组织分析、扫描电镜分析及能谱分析,讨论了该感应加热弯管开裂的原因。分析结果表明,其开裂的具体原因有两个,一是在弯管热煨制过程中,裂纹部位温度过高,从而促使该处的组织转变为粗大的板条状贝氏体,其力学性能恶化,在弯管弯曲时外弧侧在拉应力的作用下产生横向开裂;二是由于母材中镶嵌的夹渣缺陷,破坏材料的连续性,并形成局部应力集中,在母管成型时可能会导致纵向开裂,也是弯管弯制时横向开裂的诱因之一。

基于参数自适应布谷鸟算法的RM电路面积优化

针对固定极性RM(fixed-polarity Reed-Muller,FPRM)电路面积优化问题,提出一种基于参数自适应布谷鸟算法的FPRM电路面积优化方案。在标准布谷鸟算法基础上,通过增加进化评估机制和参数自适应机制得到参数自适应布谷鸟算法。结合FPRM电路面积优化的特点,利用所提算法实现对FPRM电路的面积优化。最后采用MCNC Benchmark电路对该方案进行测试。测试结果表明,在RM电路面积优化中,参数自适应布谷鸟算法比遗传算法最优率提高21.5%,时间节省35%;比标准布谷鸟算法最优率提升2%,时间节省32%;与已有的改进型布谷鸟算法相比,最优率相同,时间节省35%。该方案具有更高的优化效率和性能。

监控视频ROI完整分割技术研究

智能视频监控技术发展迅速,对运动目标进行检测与感兴趣区域(ROI)分割是智能分析的基础。然而,在现有的运动目标检测算法基础上进行区域分割时会出现局部缺失问题,这将导致关键信息(运动目标信息)的损失并影响后续对视频的分析。因此,本文提出了一种基于空间和色彩2维特征联合分析的ROI完整分割算法,能够基于传统背景差法的检测结果,通过在空间维度进行检测结果的聚类以及误差过滤,并在色彩维度基于超像素聚合算法实现运动目标边界定位,从而实现在保障准确率和召回率的前提下,大幅提高ROI区域的完整分割性能。

基于IOU分析的稀疏视频检测技术研究

基于深度学习的目标检测技术发展迅速,检测性能不断提高。然而,在视频检测应用中,由于视频数据量较大且实时性约束严格,导致目标检测算法的计算资源消耗极高。针对视频检测算法的巨额计算资源消耗问题,本文提出了一种基于深度学习的目标检测算法和目标追踪算法自适应结合的稀疏视频检测方法,能够动态地基于目标区域交并比(IOU)分析,自适应地利用计算资源消耗较小的目标追踪算法替代目标检测算法进行视频分析,从而在保障视频检测准确率的前提下,大幅降低计算资源开销,并进一步提高了视频检测的鲁棒性。

基于气敏传感器的高稳态物理不可克隆函数发生器

物联网(IoT)作为战略性新兴产业已经上升为国家发展重点,但在实际应用中也面临各种安全威胁。确保资源受限物联网系统数据传输、处理和存储的安全已成为研究热点。该文通过对物理不可克隆函数(PUF)和传感器制备工艺偏差的研究,提出一种基于气敏传感器的高稳态物理不可克隆函数发生器设计方案。该方案首先采用静电喷雾沉积(ESD)方式生成具有高比表面积特性的纳米材料,结合高温煅烧技术制备Pd-SnO_(2)气敏传感器;其次采集Pd-SnO_(2)气敏传感器在不同气体浓度、环境温度、加热电压条件下对甲醛气体的响应数据;然后利用随机阻值多位平衡算法比较不同簇气敏传感器响应的阻值,进而产生多位高稳态PUF数据;最后对所设计PUF发生器的安全性和可靠性进行评估。实验结果表明,该PUF发生器的随机性为97.03%、可靠性为97.85%、唯一性为49.04%,可广泛应用于物联网安全领域。

基于2ω_0锁定放大结构的硅波导导纳检测电路

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种硅波导导纳检测电路,通过检测光子器件硅波导导纳变化,实现光功率监测。检测电路采用基于目标信号二次谐波(2ω_0)频率的锁定放大结构。目标信号由开关式相敏检测器和跨阻放大器进行频率合成与放大,在2ω_0频率处由二阶OTA-C带通滤波提取,最后硅波导导纳的改变量由提取的电压信号变化量表示。目标信号在2ω_0频率处被提取可以减小1/f噪声对其干扰,从而提高硅波导导纳的分辨率。仿真结果表明,在80 MHz工作带宽内测得导纳分辨率为0.8 pS。

基于MODCPSO算法的三值FPRM电路面积与延时优化

针对三值固定RM(fixed polarity Reed-Muller,FPRM)逻辑电路面积与延时综合优化问题进行了研究,提出了一种基于竞争行为多目标离散粒子群算法(multi-objective discrete competitive particle swarm optimization,MODCPSO)的极性搜索方案。首先在MODCPSO算法中引入竞争行为机制,将种群划分为不同的团队,从各个团队中随机抽取两个粒子进行比较,令较差的粒子向着较好的粒子进行速度和位置的更新;同时引入变异机制,令种群粒子能够跳出局部最优解,继续更新进化;然后结合三值FPRM极性转换技术和MODCPSO算法搜索电路面积与延时的最佳极性;最后利用PLA格式的MCNC Benchmark电路实现算法测试,并与DPSO、MODPSO算法进行了性能对比。实验结果验证了MODCPSO算法的有效性。