基于脑电的快速序列视觉呈现脑-机接口系统研究进展综述

脑-机接口(BCI)系统建立大脑与外部设备之间的直接交流通路,结合快速序列视觉呈现(RSVP)范式能够实现利用人类视觉系统进行高流通量图像目标检索。近些年来,RSVP-BCI系统在范式编码、脑电(EEG)解码和系统应用方面的研究取得了长足的进步。对范式编码的研究揭示不同范式参数对系统性能的影响,促进提升系统性能;脑电解码的研究在提升算法分类性能的同时推动少训练、零训练样本、多模态等场景下的应用;对RSVP-BCI系统应用的研究实现推动系统走向实际应用并拓宽了应用领域。同时,系统仍面临着迈向实际时可应用领域范围窄、脑电跨域解码难题以及计算机视觉飞速进步带来的挑战。该文对RSVP-BCI近年来的相关研究进展进行了回顾与总结,并对未来的发展方向进行了展望。

基于眼动和脑电的复合材料胶接挖补工作负荷研究

民机复合材料胶接挖补工作负荷对适航维修差错控制和维修人员绩效提高等具有重要意义。利用“眼动+脑电”对复合材料胶接挖补工作负荷进行研究,建立复合材料夹层结构挖补修理实验场景,采集损伤材料去除、补片材料制作、铺层与固化环境构建三个典型挖补工艺过程的眼动行为和脑电信号并计算工作绩效和基于NASA-TLX量表的工作负荷。通过相关性分析提取与工作负荷显著相关的眼动+脑电特征模式。基于该特征模式,采用BP神经网络和支持向量机方法构建复合材料胶接挖补工作负荷预测模型。研究结果表明,随着工作负荷水平上升,工作绩效呈下降趋势,注视时间、眼跳时间、眼跳次数、平均眼跳频率更高,注视热点与注视轨迹分布更散乱,theta、alpha、beta波段脑电功率谱密度更高,大脑额叶、颞叶区域脑电信号更强烈;眼动+脑电特征模式结合支持向量机方法预测的工作负荷具有更高精度,可有效支持民机复合材料适航维修过程监测。

基片集成波导馈电的毫米波雷达阵列天线

为了满足毫米波雷达的应用需求,本文设计了一款工作于24 GHz的毫米波雷达阵列天线。该天线由八个1×8单元的微带串馈直线阵列组成平面阵列,每一个线阵采用中心馈电的形式,解决了传统串馈阵列波束偏离阵列法线的问题。同时,利用基片集成波导设计了低损耗的馈电网络,且将馈电网络和辐射贴片排布为两层,大大减小了天线的平面尺寸。此外,本设计中还利用泰勒综合法优化设计了阵列单元的宽度和功分器的分配比例,从而同时优化了天线E面和H面的旁瓣电平。测试结果表明,天线在23.7 GHz~24.2 GHz的频带内|S11|<-10 dB,相对带宽约为2.1%,最大增益为21.1 dB。天线在电场面旁瓣电平小于-20 dB,磁场面小于-23 dB,整体效率约为69%。

比亚迪E5不能上电的典型故障检修

文章主要对新能源汽车不能上电的故障原因进行系统总结,并对比亚迪E5不能上电的典型故障检修进行详细介绍。对于新能源汽车故障检修的课程教学、技能竞赛及从业人员从事新能源汽车故障检修具有参考价值。

基于自供电的低功耗电力设备监测系统设计与分析

针对智能化电网的需求以及电力设备温度监测节点的电源问题,研发基于自供电的低功耗电力设备监测系统。利用热电转换模块将热能直接转换成电能,基于FEH710热电管理芯片设计能量管理电路为节点提供稳定电能,节点由温度传感器DS18B20、低功耗单片机STC15W4K32S4、无线射频芯片nRF24L01P组成,电路采用低功耗设计,在程序和电路上对系统进行低功耗处理。实验结果表明,正常工作情况下节点的功耗为115.50 mW;热端温度为60℃时,能量管理电路可输出183.26 mW功耗,满足节点的电能需求,并可以将多余的电量进行储存。该系统能够为变压器的安全运行提供技术保障,推动电力设备的数字化发展。

舌三针联合间歇性θ爆发刺激对脑卒中后吞咽障碍患者 吞咽功能及表面肌电的影响

目的观察舌三针联合间歇性θ爆发刺激(intermittent theta burst stimulation,iTBS)对脑卒中后吞咽障碍患者吞咽功能及表面肌电(surface electromyography,sEMG)的影响。方法将40例脑卒中后吞咽障碍患者随机分为对照组和观察组,每组20例;两组患者均进行常规吞咽训练,对照组在此基础上行舌三针治疗,观察组在对照组治疗基础上增加iTBS治疗,疗程均为4周;观察和比较两组患者治疗前后洼田饮水试验(water swallowing test,WST)评分、标准吞咽功能评估(standardized swallowing assessment,SSA)量表评分、吞咽生活质量(swallowing quality of life,SWAL-QOL)量表评分、sEMG最大波幅值及吞咽时程。结果治疗后两组患者WST评分、SSA量表评分、吞咽时程均较治疗前显著减少(P<0.05),SWAL-QOL量表评分、sEMG最大波幅值均较治疗前显著增加(P<0.05);且观察组WST评分、SSA量表评分、吞咽时程减少程度,SWAL-QOL量表评分、sEMG最大波幅值增加程度均显著大于对照组(P<0.05)。结论舌三针联合iTBS治疗可显著改善脑卒中后吞咽障碍患者吞咽功能并提高生活质量。

针刺联合间歇性θ刺激对脑卒中后痉挛期肘关节功能和表面肌电的影响

脑卒中易发于中老年人,近年来逐渐呈现年轻化趋势[1—2],痉挛是导致脑卒中后残疾最主要的原因之一,研究显示,脑卒中后前3个月痉挛发生率为42.7%,发病6个月后为65.7%[3],且上肢痉挛程度多重于下肢,并以上肢屈肌痉挛为主,影响着脑卒中患者的总体康复进程。

异氟烷麻醉对小鼠自发肌电及TUS/TMAS诱发肌电的影响

经颅超声刺激(TUS)和经颅磁声耦合刺激(TMAS)调控运动皮层效果明显,但受限于清醒状态动物难以束缚,已有研究大多在麻醉状态下进行,对麻醉减弱调控效果的分析集中于中枢神经系统。本研究记录了异氟烷麻醉下24只小鼠的肢体自发肌电和TUS/TMAS诱发肌电,定量分析了麻醉对自发肌电和诱发肌电发放率、潜伏期、时长和幅值的影响。结果显示,随着异氟烷输出浓度从0.40%增加至0.75%,每周期内小鼠自发肌电频次减少约50%,肌电发放时长变短,呈抑制状态;TUS/TMAS诱发肌电的成功率分别降低约50%和70%、潜伏期均延长约0.1 s、时长分别缩短约0.3和0.5 s,表明TUS/TMAS对运动皮层的调控效果随麻醉程度的加深而减弱。肢体自发和诱发肌电在发放率和时长上存在关联性特征,提示麻醉状态下小鼠自发肌电抑制状态可能是刺激效果减弱的影响因素之一。

Cu_(2)O/Cu-垂直石墨烯微电极的制备及尿酸/脑电的检测

结合Cu(Ⅱ)离子浸渍吸附方法及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积技术制备了一种电化学/电生理双模Cu_(2)O/Cu-垂直石墨烯微电极,并研究了电化学方法检测尿酸以及记录脑电信号的双响应性能。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪表征了形貌、微结构及晶体成分,并测试了电化学及脑电记录能力。结果表明,该微电极直径仅为200μm,大量镶嵌Cu_(2)O/Cu纳米粒子的石墨烯纳米片垂直生长在基片上,排列成了一种三维的多孔结构,使其具有了高的电化学催化活性、短程离子扩散路径、以及长程导电网络。由此,以10μL的饱和NaCl溶液为介质记录脑电信号时,该微电极的皮肤接触电阻低至约7.05 kΩ,生理电采集性能接近涂导电膏的商用湿电极。此外,该微电极还灵敏响应尿酸的氧化电流,检测浓度范围在0.5~500μmol·L^(-1),检测限低至0.024μmol·L^(-1),且具有良好的抗干扰能力及长期稳定性。

直流电场下涂层对导线表面水滴电致运动及电晕放电的影响

架空输电线路上的电晕放电现象通常由导线表面凸起物造成,如雨滴、污秽等,其中雨滴产生的电晕放电现象最为普遍。当前世界各国对于直流输电线路电晕放电机理的研究仍不够深入,因此其也成为发展高压直流输电亟待解决的问题之一。通过球板试验平台研究了涂敷涂层的铝球在表面附着水滴时,涂层对直流电晕特性及铝球表面水滴电致运动特性的影响;利用仿真软件建立了水滴电致运动多相流模型,分析了涂层接触角与水滴运动形态对水滴周围场强分布的影响。结果表明:水滴半径随接触角的增大而减小,水滴长度随接触角的增大先增大后减小;超亲水性涂层表面水滴吸附效应较强,水滴的运动幅度大大降低,水滴周围的电场强度畸变程度较小,同时电晕电流脉冲有效值最低;而超疏水性涂层表面的水滴难以稳定存在,水滴周围场强畸变程度较大,在电场作用下极易发生喷射现象,水滴喷射后场强的畸变程度会降低。

面向海上风电的碱性电解水制氢系统热力学分析与优化设计

[目的]为了最大化利用电能与海水资源,针对海上风电的碱性电解水(AWE)制氢系统进行热力学分析和优化设计,研究工作压力、工作温度、碱液流量等对系统运行特性的影响。[方法]基于热力学、电化学及质量平衡模型,通过Aspen Plus软件建立碱性电解水制氢的热力学平衡模型,并与实验结果进行对比验证。[结果]结果表明,此方案碱性电解水制氢系统最佳工作压力和工作温度分别为9 bar和70℃,最佳碱液流量为1600 t/h。系统能量损失和㶲损随输入电流密度的增加而增加。碱性电解输入电流密度为3000 A/m^(2)时,系统能量效率和㶲效率分别为63.58%和57.27%,系统能量损失占总能量投入的26%,其中电解槽㶲损最高,占系统总㶲损的93.39%。[结论]通过该参数优化方法,可以得到合适的工作参数范围,能够为海上风电制氢参数选择提供参考。

基于空间馈电的高功率波束扫描螺旋透射阵列天线设计

传统的透射式空馈阵列存在功率容量低的缺点,不能直接应用于高功率微波领域。现有的高功率空馈阵列布局不够灵活,波束扫描速度较慢,不能充分发挥空馈阵列在系统集成方面的优势。提出并设计了一种新型的采用空间馈电的螺旋辐射单元,并构建了一种透射式空馈螺旋阵列天线,通过控制单个螺旋旋转可以实现二维波束扫描,在设计上更加灵活,可根据实际应用需求调整阵列布局,符合高功率微波天线紧凑化、模块化的发展趋势。仿真设计了包含324个单元的透镜阵列,数值模拟结果表明,单元反射系数S11≤-20 dB,功率容量0.35 MW,阵列口径效率0.68,可在±45°范围内扫描,最大增益下降3 dB。

分娩方式对“二孩”产妇产后盆底肌电的影响

目的探讨分娩“二孩”的产妇盆底肌电情况,为促进产妇盆底康复提供相关临床依据。方法选取2019年12月至2022年1月在福建省妇幼保健院产后盆底筛查的7629例分娩两次的产妇作为研究对象,采用Glazer盆底表面肌电评估方案采集盆底肌电值,按照分娩方式分为顺产-剖宫产组(631例,编号为“1组”)、剖宫产-顺产组(158例,编号为“2组”)、剖宫产-剖宫产组(2202例,编号为“3组”)与顺产-顺产组(4638例,编号为“4组”),比较四组产后盆底肌电值的特征。结果1组的前静息阶段平均值、快速收缩最大值、紧张收缩阶段平均值、耐力收缩阶段平均值、后静息阶段平均值高于2组、4组,低于3组,差异有统计学意义(P<0.05)。3组的前静息阶段平均值、快速收缩最大值、紧张收缩阶段平均值、耐力收缩阶段平均值、后静息阶段平均值高于2组、4组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论“二孩”产后盆底肌电特征主要与二孩分娩方式有关。阴道分娩对盆底肌的损害大于剖宫产,剖宫产对盆底肌有保护作用,但容易导致静息电位升高。

应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案

变电站二次直流失电会导致本站继电保护装置等设备失去供电电源而无法动作,本站出线发生故障时需要依靠上级变电站的远后备保护进行切除。针对变电站二次直流失电情况下超高压输电线路发生相间短路故障时保护远后备灵敏度不足的问题,提出了一种应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案。首先,根据超高压电网相间故障时负序电流的自然分布特性,探讨了反时限负序过流保护的远后备应用可行性和相间距离保护的补充特性,确定了相间故障远后备保护的构成思路。接着,研究了助增系数和负序电流对反时限负序过流保护整定时间定值的影响,讨论了临界助增系数的确定方法和反时限负序过流保护的时间定值整定方法。然后,提出了反时限负序过流保护为主、相间距离保护为辅的应对变电站二次直流失电的超高压输电线路相间保护方案。最后,以IEEE 39节点系统和某实际500 kV电网作为仿真算例,对所提方案的有效性进行验证。

基于光伏充电的低压混合式断路器设计及仿真

直流断路器是实现直流系统电流故障清除和隔离的关键设备。基于人工过零点的直流断路器熄弧时刻具有不确定性,且换流电容需要更换辅助电源,降低断路器可靠性,增加维护成本。为此,在传统直流断路器基础上,提出了一种基于光伏充电的混合式直流断路器拓扑结构设计方案。该方案在断路器过零点未熄弧时闭锁IGBT开关,加速电弧熄灭,并设计光伏储能供电系统为换流电容预充电能,以保障断路器持续运行。同时对所提断路器的拓扑结构、开断时序、拓扑参数进行了设计,基于MATLAB/Simulink实验平台建立了150 V混合式直流断路器模型,讨论IGBT开关器件闭锁时刻及电阻电容二极管(resistance-capacitance diode,RCD)缓冲电路对断路器开断的影响。在此基础上,通过仿真实验分析了正常和短路工况下断路器开断过程,验证了所提方案的可行性。

基于表面肌电的芒针治疗坐骨神经痛的临床疗效和作用机制研究

目的:通过表面肌电(surface electromyography, sEMG)图谱分析腰部竖脊肌肌电数据信号,探索芒针治疗坐骨神经痛(腰椎间盘突出根性痛)的作用机制。方法:将符合要求的30名坐骨神经痛患者,选用华佗牌6寸(直径为0.40 mm,长度150 mm)的芒针,取腰部夹脊穴,第3至第5腰椎棘突下左右各旁开0.5寸,共6个穴进行芒针针刺,隔两日治疗一次,共治疗2周。分别在2周前后采集分析腰部竖脊肌表面肌电数据信号(averaged electromyography, AEMG, media frequency, MF值),并采用下腰痛系统评分法(Japanese Orthopaedic Association Score, JOA)、视觉模拟量表(Visual Analogue Scale, VAS)评分对患者不适及疼痛程度进行评估;焦虑自我评定量表(Self-assessment Scale for Anxiety, SAS)评价焦虑程度。同时选取10名健康人进行表面肌电数据采集。结果:受试者均接受了表面肌电图检查。治疗后JOA = 23.90,评分较治疗前升高,VAS = 2.33,评分较治疗前降低(治疗前JOA = 9.77, VAS = 6.57),差异有统计学意义(P < 0.05);治疗后腰部竖脊肌的AEMG = 71.60 ± 8.73、MF = 60.30 (治疗前AEMG = 36.87 ± 5.17、MF = 51.7 ± 5.26),治疗后时域指标(AEMG)较治疗前明显增高(P < 0.05),频域指标(MF)较治疗前下降;本次研究选取的健康志愿者腰部竖脊肌的AEMG = 85.5 ± 3.73、MF = 51.7 ± 5.26;治疗后患者SAS = 34.10 ± 2.72分(治疗前SAS = 49.20 ± 3.62),差异有统计学意义(P < 0.05)。结论:经过芒针治疗,提示与治疗前比较,腰部竖脊肌收缩力有所提高,疲劳程度改善。坐骨神经痛患者的腰部竖脊肌功能被激活,肌肉活动能力和疲劳程度得到不同程度改善,临床不适症状得到明显缓解;患者在芒针治疗后疼痛得以改善的同时心理状况也得到明显的改善。

适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器

随着海上风电发电容量的增大与离岸距离的增加,全直流型海上风电系统的优势越发明显。高压DC-DC变换器是该系统的核心部件,承担直流升压与输电的关键功能。对此,该文提出一种适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器,不受大功率中频高压变压器制造工艺的限制,无变压器结构使其能工作在更高频率,减少内部无源器件,实现轻量化。在高升压比应用场景中,变换器内部大部分功率器件为二极管,可节省控制单元,并降低成本。与电流连续模式相比,当内部二极管半桥工作在电流断续模式时,该变换器能在仅增加少量通态损耗的前提下实现内部功率器件的软开关。此外,该变换器采用准方波调制时,电流断续模式能避免内部串联二极管承受高dv/dt。最后,通过样机实验验证了该变换器拓扑的可行性与参数设计方法的正确性。

基于离子风荷电的细水雾喷雾及抑尘特性

基于离子风荷电及设计的缩放喷管搭建了荷电细水雾抑尘系统,利用激光粒度分析仪和荷质比测量装置,通过改变荷电及喷雾系统参数,研究了荷电电压和雾化压力等对喷雾雾滴粒径及抑尘特性的影响.结果表明:荷电细水雾索太尔平均直径d st整体随荷电电压和雾化压力提升而减小,但荷电电压较低时液滴易聚并,d st略微增大.液滴荷质比随荷电电压和雾化压力提升而增大,其增速随荷电电压提升而减缓.荷电细水雾抑尘系统抑尘效率整体随荷电电压和雾化压力提升而上升,但雾化压力较高时提高荷电电压,液滴粒径过小则会导致蒸发加剧,抑尘效率下降.分级抑尘效率随颗粒物粒径减小呈U形分布,其拐点随荷电电压提升而前移.荷电电压20 kV雾化压力0.6 MPa时存在最佳抑尘效率.

氮掺杂糠醛碳点促进微生物燃料电池产电的特性研究

选用糠醛、尿素作为碳源和氮源,通过简单的一步水热合成法制备高电子传递氮掺杂糠醛基碳点(N-FCDs),并将N-FCDs与养殖场常见牛粪中的微生物结合,构筑微生物燃料电池(MFC)的生物阳极,强化其产电性能。借助透射电子显微镜、拉曼光谱、红外光谱等测试手段对N-FCDs的形貌、结构和组成进行表征分析,并探讨了MFC的产电性能及其产电机制。研究结果表明:N-FCDs呈现准球体形貌,其平均粒径约为(4.7±0.02)nm;N-FCDs表面氮掺杂形式为石墨N、吡咯N和吡啶N,不同质量浓度(0~500 mg/L)的N-FCDs与微生物共同孵育后,微生物生长曲线无显著差异,表现出良好的生物安全性;N-FCDs较高的石墨化程度及其富电子单原子掺杂赋予其高电子传递特性。加入N-FCDs后,细菌细胞内外均有N-FCDs分布,构筑细菌内外电子传递通道,加速相应电子传递速率,增加了细菌内部电子传递通道,显著增强细菌氧化还原活性,降低微生物整体电子传递阻抗。N-FCDs能够显著提升微生物燃料电池产电性能,最大输出电流为2.34μA、最大输出电压为0.16 V,相比无碳点空白组分别提升了4.9和1.0倍。

中国气电政策现状及对云南省发展气电的政策建议

近年来,云南省内电力供应紧张,调峰能力不足,省内亟需增加电力供应,缓解供需矛盾,优化电力供应结构,充实调峰能力。中缅天然气干线管道经云南省入境,云南省天然气资源丰富且价格相对较低,云南省具备建设天然气发电项目的先天优势。通过梳理中国气电政策现状和气电价格政策发展方向,结合云南省电力供需形势及市场特点,提出云南省气电政策设计的几点建议:一是采用“两部制”定价模式,保证项目投资回报,增强系统灵活性与稳定性;二是建立气电价格联动机制,采用“标杆电价+浮动调整”模式,在易于监管与理解的同时,适应市场化需求;三是深化电力市场体系建设,完善电能量市场交易规则,探索建立电容量市场,深化辅助服务市场建设,加快形成市场化气电价格形成机制。