水下重力匹配导航关键技术及其研究进展

针对现有导航手段无法满足载体水下高精度安全航行的问题,研究分析水下重力匹配导航关键技术:介绍了国内外水下重力匹配导航及水下重力信息获取手段发展现状;然后从水下重力匹配导航的关键技术点出发,论述重力基准图构建技术、重力匹配导航适配区选择技术和重力匹配定位算法的基本原理和相关进展,指出3个领域存在的关键问题和研究方向;最后结合水下重力智能建图与匹配的相关需求,针对水下重力匹配导航未来的发展趋势进行展望。

缆式焊丝GMAW焊缝截面侧偏行为机理分析

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于缆式焊丝独特的绞合结构引起电弧旋转,进而导致出现熔滴受力不均的现象,熔滴过渡方向与焊丝轴线存在夹角,在熔滴冲击力的作用下导致焊缝截面出现侧偏现象,随着电流的增加,电弧对熔滴的拘束增强,熔滴过渡方向逐渐趋于轴线,因而焊缝截面侧偏的趋势随着电流增加而减小.

基于深度学习的人工智能模型自动识别颈动脉斑块

该研究旨在构建一个用于颈动脉斑块超声图像的有无判定的数据集,由1 165例受检者的1 761张超声图像组成。研究采用了一种融合了双线性卷积神经网络与残差神经网络的深度学习架构,即单输入BCNN-ResNet模型,以辅助临床医生通过颈动脉超声图像进行斑块的诊断。该模型经过训练以及内部和外部验证后,在内部验证中,ROC AUC达到了0.99,其95%置信区间为(0.91, 0.84),在外部验证中ROC AUC为0.95,其95%置信区间为(0.96, 0.94),此表现优于ResNet-34网络模型在内部验证中0.98 AUC的95%置信区间(0.99,0.95)和外部验证中0.94 AUC的95%置信区间(0.95, 0.92)。因此,单输入BCNN-ResNet网络模型展示了优异的诊断性能,为颈动脉斑块的自动识别提供了一种创新的解决方案。

柔性货车端墙机器人焊接生产线研制

【目的】根据国家能源货运输送干线主体建设与自动化/智能化焊接装备转型升级的切实需求,依据多年板梁式端墙自动化焊接装备设计制造经验,构建铁路货车端墙全工序柔性制造机器人焊装生产模式,研制出多信息传感交互、多机器人智慧协同的端墙柔性制造生产线。【方法】应用了基于点激光三角定位与机器人系统的柔性控制方法,【结果】实现了多轴重载机器人系统焊接中整体空间轨迹的人机交互共生,解决端墙框架结构下的焊缝位置确定与焊接盲区作业的技术难题。【结论】经生产应用表明,柔性端墙机器人焊接生产线满足端墙的焊接工艺要求,大幅提高了生产效率,实现多规格端墙的柔性生产制造。

基于ACGAN-BELT的输送带表面损伤检测方法

针对现有输送带检测方法无法适应小样本条件和复杂工业环境导致精度差的问题,提出一种更可靠的输送带表面损伤检测方法ACGAN-BELT。基于ACGAN网络实现输送带表面损伤样本的多类别增广,构建基于YOLOX的检测网络对输送带损伤信息进行细粒度特征感知。实验表明,ACGAN-BELT方法在原始工况和复杂工况2种工况下具备更好的可靠性和泛化性。

水牛乳外泌体对高脂饮食诱导的小鼠肝脏脂质代谢紊乱的影响

为探究水牛乳外泌体对高脂饮食引起的小鼠肝脏脂质代谢紊乱的影响。该试验通过超高速离心的方法获得水牛乳外泌体,选取32只雄性C57BL/J6小鼠,随机分成正常对照组(ND组)、高脂日粮组(HFD组)、外泌体低剂量组(HFD-L组)和外泌体高剂量组(HFD-H组)。正常对照组小鼠和其他组小鼠分别用10%kcal对照饲料和60%kcal高脂饲料喂养8周。之后按分组情况每48 h分别灌胃磷酸盐缓冲液(PBS)或水牛乳外泌体(5和20 mg/kg),持续28 d。测定小鼠体重,脂肪和肝脏质量;检测血清和肝脏甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及血清谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)水平,并对肝脏组织进行HE染色和油红O染色。结果显示,通过超高速离心的方法可以获得完整的水牛乳外泌体;水牛乳外泌体可一定程度缓解高脂饮食诱导的小鼠体重增加;同时能以剂量依赖的方式显著降低高脂小鼠肝脏和血清TG、TC、LDL-C(P<0.05),提高高脂小鼠肝脏和血清HDL-C及降低血清AST、ALT(P<0.05),减缓高脂小鼠肝损伤。此外,HE染色和油红O染色结果均显示水牛乳外泌体可显著改善小鼠肝脏空泡变性,减少肝脏脂质沉积(P<0.05)。综上,水牛乳外泌体减轻了高脂肪饮食引起的肝脏脂质紊乱,为乳源性外泌体作为天然纳米药物的应用与开发提供理论依据。

Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极在碱性体系的失效行为

以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极为研究对象,对其在碱性析氧条件下的主要失效机制进行了深入的研究。利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析其失效前后的物相和形貌变化,利用标准强化电解寿命试验、电化学分析等手段探讨了Ti/RuO_(2)-IrO_(2)涂层阳极在碱性环境中的性能。结果表明,碱性体系中的强化电解并不是均匀的,可分为4个阶段;电极在碱性体系下的腐蚀是由外向内的,Ti/RuO_(2)-IrO_(2)涂层钛阳极的电解失效机制是物理作用和化学作用的叠加,物理变化主要表现为涂层变薄、裂纹加宽甚至剥落,化学变化表现为涂层中的贵金属氧化物逐渐被腐蚀,裸露出钛及其氧化物,导致电阻增大。

基于图像自适应增强YOLOv5的输送带纵向撕裂检测

针对多源干扰环境下输送带纵向撕裂图像质量低和损伤特征信息丢失严重问题,提出一种图像自适应视觉检测方法IAE-YOLOv5。首先,设计IAE模块增强输送带损伤特征信息,改善不稳定光照、雾气等环境干扰导致的图像失真。然后,引入小型网络CNN-PL学习IAE模块各滤波器超参数。最后,通过检测损失联合训练CNN-PL与YOLOv5检测网络,预测合适的滤波器超参数,提升IAE模块处理效果,实现图像自适应增强和检测。实验结果表明:相较于原始YOLOv5,IAE-YOLOv5在自制原始数据集和增强数据集上mAP分别提高1.53%和6.9%。

基于二维激光多普勒测速仪的捷联式车载自主重力测量方法

传统的车载重力测量通常采用捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)/全球导航卫星定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)组合的方式,但是在如山谷、隧道以及高楼林立等特殊环境下,GNSS信号会受到遮挡,导致重力测量系统精度下降。针对特殊环境下传统车载重力测量方法精度下降的问题,提出了一种基于捷联惯导系统/二维激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter,LDV)组合的车载重力测量方式,分析了系统重力测量原理和误差模型,设计了滤波器方案,通过车载重力测量实验对系统精度进行了验证。实验针对丛林遮蔽的山地环境下完成了六条重复测线重力测量,同时比对SINS/GNSS组合重力测量系统的测量精度,其中SINS/GNSS组合系统的单条测线内符合精度最大为2.46 mGal,最小为1.03 mGal,总内符合精度为1.53 mGal;SINS/LDV组合系统的单条测线内符合精度最大为1.05 mGal,最小为0.47 mGal,总内符合精度为0.70 mGal,其总内符合精度相比于SINS/GNSS组合系统提高了约53%。车载重力测量实验证明了SINS/LDV组合重力测量系统在卫星信号拒止环境下的有效性。

外贴FRP加固RC短梁抗弯承载力公式

采用外贴FRP布加固钢筋混凝土短梁时,现有抗弯承载力计算公式大多基于无下降段的混凝土受压本构模型,导致公式计算结果存在误差。为此,提出将带下降段的Hognestad混凝土受压应力-应变曲线引入计算过程,以考虑受压区混凝土的实际受力状态。根据加固短梁的破坏模式推导了4种破坏形式的抗弯承载力计算公式,包含FRP布未被拉断的适筋破坏、FRP布被拉断的少筋破坏、超筋破坏和剥离破坏,最后通过一批试验短梁数据验证了公式的准确性。结果表明:采用完整混凝土受压本构模型能提供更准确的加固短梁承载力评估值,所推导公式的计算结果与试验结果的平均值为1.03,标准差为0.04,变异系数为4.22%,离散性较小,说明公式具有较好的可靠性。

基于可再生能源的膜脱盐技术进展

膜法脱盐技术具有分离效率高、适用范围广等优势,在碳达峰与碳中和的战略背景下,高能耗仍是膜脱盐技术的关键瓶颈之一。在海岛等缺少稳定供能的地区,开发基于可再生能源的新型膜脱盐技术可为膜法脱盐的应用普及提供关键技术支撑。首先简述了易与可再生能源系统相耦合的反渗透及电渗析脱盐原理,系统总结了基于太阳能、风能、盐差能等可再生能源的膜脱盐技术及其工作原理与运行效果,指出目前基于可再生能源的膜脱盐技术尚存在耦合策略不成熟、易受自然因素影响等不足,继而提出今后的研究方向应集中于深入探究可再生能源单元与膜脱盐单元间的耦合机制,并将可再生能源膜脱盐系统与电子信息技术进行深度融合等方面。

基于ZVS的双向全桥DC-DC变换器最小回流功率双重移相分段控制

双向全桥DC-DC(DAB)变换器在直流微电网作为可再生能源与储能设备的能量传输环节,通过实现零电压开关(ZVS)和最小回流功率,可显著地提升DAB变换器的性能,从而提高直流微电网的稳定性。但同时实现ZVS和最小回流功率控制在理论上是相互制约的。针对这一问题,该文提出一种基于ZVS的最小回流功率双重移相分段控制策略。通过对双重移相下的传输功率进行分段,前段将ZVS作为约束条件,得到基于ZVS条件下的最小回流功率控制策略,后段通过KKT条件法实现在给定传输功率下的最小回流功率控制策略。通过将所提控制策略和传统的双重移相控制对比分析,发现所提控制策略具有更小的回流功率和电流应力,提高了变换器的性能。最后,基于所提控制策略搭建实验样机,验证了控制策略的正确性和有效性。

铁路货车自动检修系统机器人火焰切割工作站研制

基于六轴工业机器人和多信息传感信号融合技术,开发了高精度高体重载三维天轨侧龙门结构铁路货车自动检修系统机器人火焰切割工作站,发明了一种自动检修作业快速分区识别的方法,解决了废旧车体定位基准缺失、随机变形和破损位置不均等问题,解决了货车检修领域中废旧车体切割工序长期依赖人工,难以利用自动化设备作业的行业难题。

基于三角形面积的海空重力交叉点搜索法

目前海空重力测量中测线网交叉点搜索的计算方法存在精度不高和操作复杂等缺点,可以通过改善交叉点搜索方法使得海空重力测量数据处理过程进一步优化。新提出一种基于三角形面积原理实现交叉点搜索的方法,并通过仿真数据和实测数据验证此方法的简洁性和有效性。计算结果表明,利用新提出的交叉点搜索法求解的测线网内符合精度要比主副测线斜率法提升0.02 mGal左右,计算速度要比行列式法快。本文的研究对于进一步优化海空重力测量中交叉点搜索方法具有一定的借鉴意义。

缆式焊丝MAG焊接头的组织与性能分析

在相同热输入、相近焊丝化学成分条件下,对直径2.4 mm的缆式焊丝与直径1.2 mm的实心焊丝进行MAG焊试验,对比分析了缆式焊丝焊接接头的组织形态和晶粒尺寸,并对焊接接头的力学性能进行了分析。结果表明:由于缆式焊丝MAG焊的电弧力和等离子流力较小,焊缝深宽比小于实心焊丝焊缝的。缆式焊丝由于电弧旋转、搅拌熔池的特性,其接头的晶粒细化、组织更均匀,焊缝区、熔合区、热影响区的晶粒尺寸均小于实心焊丝的。缆式焊丝MAG焊接头的拉伸性能、冲击性能、侧面弯曲性能均优于实心焊丝MAG焊接头的。

3D动画在人体解剖学教学中的运用探究

在我国的医学专业教学中,人体解剖学课程仍然以传统教学方法为主。解剖学是医学生学习涯中最基础的课程,传统的教学方法借助解剖器械切割尸体,医学生用肉眼观察人体各器官、各系统的形态和结构。如今,传统教学模式不能适应培养新型人才的要求。寻求更好的课堂教学手段,解决由于缺少标本而单纯讲解教材知识的问题,改变教师只讲教材、学生只学教材的不良局面,是大学人体解剖教学改革必须重视的任务。为了提高人体解剖学课程的教学质量,解决“缺少大体”的难题,未来3D动画视频教学模式将成为当前教育行业的主流趋势,学校将其广泛应用于医学教育甚至普通教育实践中,发挥其直观、方便、灵活的优势,有利于提高教师教学水平,实现教育资源优化配置。3D动画视频教学在传统教学模式的基础上去芜存菁,有助于服务医学教育事业、拓展教学改革的深度。

基于迁移学习的在线铅酸蓄电池容量预测方法研究

为了提高基站、机房等场景下蓄电池组的使用寿命,针对蓄电池组长期处于浮充状态无法实时监测测量电池容量的问题,利用迁移学习的思想,将实验室中蓄电池组充放电数据与现网中蓄电池组的在线浮充数据建立起联系,从而预测现网中蓄电池组中各个电池的容量。最后通过实验验证了该方法的有效性,使实时监测在线蓄电池容量变为了可能。

莱州湾南岸土壤盐碱程度与养分含量空间变异

【目的】探究莱州湾南岸土壤可溶性盐含量、pH值和养分的空间分布特征,为我国北方滨海盐渍土区脆弱生境生态保护与修复提供科学依据。【方法】以莱州湾南部海岸线以南30 km的区域为研究对象,基于3 km距离的网格化布点法采集313个样点0~20、20~40、40~60 cm深度的土壤样品,经室内测定结合地统计学原理与地理信息系统等方法,揭示不同土层可溶性盐含量、pH值及表层土壤各养分指标的空间变异性特征。【结果】1)研究区域0~20、20~40、40~60 cm土层可溶性盐含量分别介于0.19~8.44、0.14~9.86、0.18~10.61 g∙kg^(−1)之间,各土层平均土壤可溶性盐含量分别为1.23±1.65、1.42±1.73、1.48±1.72 g∙kg^(−1),盐渍化等级以非盐渍化土为主,盐渍化类型以硫酸盐−氯化物型及氯化物−硫酸盐型为主,土壤含盐量随土层深度增加而增加。各土层可溶性盐含量空间分布不均,0~20 cm土层土壤盐分呈中等程度的空间自相关性,20~40 cm和40~60 cm土层盐分空间自相关性较强。2)研究区域0~20、20~40、40~60 cm土层土壤pH值分别介于7.04~9.38、7.04~9.66、7.08~9.79之间,各土层平均土壤pH值分别为8.17±0.46、8.39±0.47和8.46±0.46,整体以非碱性等级为主;0~20 cm土层pH值呈中等程度的空间自相关特征,20~40 cm和40~60 cm土层pH值空间自相关性较强。3)研究区域表层土壤有机质、全磷和全钾含量介于0.28~30.29、0.20~1.29、15.44~23.01 g∙kg^(−1)之间,平均含量分别为9.70±6.50、0.59±0.21和19.21±1.31 g∙kg^(−1);有效氮和速效钾的含量介于1.33~66.72mg∙kg^(−1)和24.90~248.20 mg∙kg^(−1)之间,平均含量分别为12.67±9.62mg∙kg^(−1)和94.64±45.60 mg∙kg^(−1)。土壤有机质和速效钾含量呈由海到陆沿平行于海岸线的方向带状增加的分布趋势,空间自相关性较强。有效氮、全磷、全钾空间分布不均,呈中等程度的空间自相关特征。【结论】莱州湾南岸土壤盐碱程度和养分含量总体呈较低水平且空间分布不均,各指标空间变异在不同程度上受到结构性因素与随机性因素的共同影响,人为活动、土壤质地与植被生长状况是莱州湾南岸土壤盐碱与养分空间变异的主控因素。本研究可为我国陆地生态系统脆弱生境生态保护与精准修复、北方滨海盐渍土科学管理与利用、边际土地产能提升与固碳增汇等工作提供理论依据。

基于LightGBM的蓄电池容量预测方法研究

通过对通信机房中浮充状态的电池的放电电压曲线进行分析,确定了放电曲线中对容量影响显著的陡降复升段的特征。利用LightGBM算法进行训练,建立了预测容量的数学模型。通过实验对模型进行了验证,实验结果表明所提出的预测方法能对10h放电条件下的容量做出准确预测,其平均绝对百分比误差最小可达8%。同传统的检测方法相比,该方法所需的测试时间短,具备广阔的应用前景。

中部槽底板内缝智能掏焊装备研发

研究设计了中部槽底板内缝智能掏焊装备,开发了窄小空间焊缝三维检测与控制技术,基于碰撞短路传感器解决了焊缝与焊枪运动轨迹保持平行和自动定位的技术问题,采用电弧摄像技术对焊接过程进行实时监控与焊枪姿态调整,保证了焊接质量的稳定性,突破了中部槽底板内焊缝高质量自动焊接的技术难题。