Height measurement of DNA molecules with lift mode AFM

The height of double-stranded DNA (dsDNA) is measured by lift mode AFM combined with conventional tapping mode AFM. While the tip scan height is raised step by step, the tip pressure on sample is decreased gradually. As a result, the deformation of the DNA strands decreases, and the height of double-stranded DNA (dsDNA) molecule can be deduced by the tip lift height. The measured height of dsDNA is 1.5±0.2 nm in lift mode, but only 0.8±0.2 nm in conventional tapping mode. This demonstrates that the tip pressure is a key factor in soft sample height measurement resulting in artificating lower values via conventional tap- ping mode.

Indirect Output Voltage Control in Negative Output Elementary Super Lift Luo Converter Using PIC plus FLC in Discontinuous Conduction Mode

In this paper, the design of a proportional integral controller (PIC) plus fuzzy logic controller (FLC) for the negative output elementary super lift Luo converter (NOESLLC) operated in discontinuous conduction mode (DCM) is presented. In spite of the many benefits viz. the high voltage transfer gain, the high efficiency, and the reduced inductor current and the capacitor voltage ripples, it natured with non-minimum phase. This characteristic makes the control of NOESLLC cumbersome. Any attempt of direct controlling the output voltage may erupt to instability. To overcome this problem, indirect regulation of the output voltage based on the two-loop controller is devised. The savvy in the inductor current control improves the dynamic response of the output voltage. The FLC is designed for the outer (voltage) loop while the inner (current) loop is controlled by the PIC. For the developed ?19.6 V NOESLLC, the dynamic performances for different perturbations (line, load and component variations) are obtained for PIC plus FLC and compared with PIC plus PIC. The study of two cases is performed at various operating regions by developing the MATLAB/Simulink model.

基于干扰观测器的升力式飞行器改进离散滑模控制研究

升力式飞行器具有飞行空域宽、速度变化范围大、机动性强等特点,是近年来国内外的研究热点。本文针对升力式飞行器模型大不确定及外界干扰强带来的控制难题,提出了一种基于干扰观测器的改进离散滑模变结构控制方法。首先,建立了俯仰通道的离散控制模型。其次,设计了一种基于干扰估计的改进离散滑模变结构控制律,并证明了其稳定性。再次,分析了参数选择对控制系统的影响,验证了控制律的有效性。最后,与传统的离散滑模变结构控制方法进行了比较。仿真结果表明,与传统的离散滑模控制方法相比,本文提出的控制律控制精度更高、鲁棒性更强、滑模面收敛速度更快及抖振更小,可有效提高升力式飞行器的飞行品质,实现复杂任务的稳定控制。

微球辅助干涉术抬起模式下微球相位传输分析

微球辅助显微术是一项提升光学显微系统横向分辨力的技术,可与传统干涉技术结合以实现高横向分辨力的三维形貌测量。微球可工作于抬起模式下,进行感兴趣区域的选取与视场扩展。现有研究对微球辅助干涉术中微球工作在抬起模式时的分析仍不充分,影响了微球辅助干涉技术的纵向测量精度。本文对微球的相位传输机制进行了仿真,总结了微球下方相位分布与微球和样品距离之间的关系。同时,搭建了微球-白光干涉联用系统,并通过AFM控制微球的三维位置,对微球抬起模式下的放大倍数与相位分布进行测量,验证了仿真中微球下方相位分布的结果,为微球辅助干涉术中抬起模式提供了理论基础。

摇动半径与中心抬刀对电火花加工效果影响的试验研究

为了提升电火花加工系统的性能,开发出基于PC平台、能够实现高速复杂抬刀、多轴联动摇动加工的电火花成形加工数控系统。在中心抬刀模式下,加入摇动半径分别为30μm、60μm、90μm的摇动模式,对比了不同模式下的试验结果。在90μm摇动模式下,对比了中心抬刀与非中心抬刀下的试验结果。结果表明:随着摇动半径的增大,加工时间变长、加工蚀除率下降、加工后孔的直径和深度变大但孔的直径偏差变小、底部圆角半径变小、电极损耗率下降,但表面粗糙度基本相同;中心抬刀会延长加工时间、降低加工蚀除率、减小孔直径并降低孔的直径误差、减小电极损耗率,对底部圆角直径、加工深度、表面粗糙度的影响不大。

万福煤矿主井提升机提人模式改造

万福煤矿主、副井提升系统均装备有一部提升机,在副井进行大型检修项目或系统出现故障时,需要使用主井箕斗临时或应急升降人员。原有的提人工况下,需提升机司机全程手动控制提升机加减速,存在一次提升循环时间较长,安全程度低,箕斗无法在到位位置及时停车等问题。通过在提升机控制程序中增加提人工况的控制程序、优化提升机提人工况下的提升速度曲线、增加井筒内箕斗到位及过卷开关、优化提升机保护功能等方法,完善了提人工况下独立的提人模式控制逻辑,完成了对主井提升系统提人模式的改造。

弓网系统动态升弓问题关键影响因素研究

以铁路车辆系统中弓网系统为研究对象,针对列车运行过程中不同供电制式(AC/DC)切换时产生的动态升降弓问题,建立弓网系统升降弓接触动力学模型,并结合升降弓地面试验验证该模型的准确性。基于弓网系统升降弓接触动力学模型,利用正交实验方法研究影响升弓动力学的关键因素以及考虑接触线拉出值条件下动力学性能变化规律,得到了弓网系统合理的升弓参数范围。结果表明:升弓条件下,影响弓网动力学关键因素为弓头质量、升弓速度和接触线拉出值位置。

电动汽车路噪轰鸣声分析与优化

电动汽车普遍存在路面激励产生车内轰鸣声的问题。以某电动SUV车型后桥引起31 Hz轰鸣声为背景,分析轮胎低频振动模态、后悬架传递特性以及尾门与车内声腔的耦合机理,从后悬架刚体模态调整、车身模态控制、尾门约束优化等方面提出解决方案,将车内轰鸣声从45降低至35 dB(A)。提出用悬架力传递率衡量悬架的传递特性,用车身噪声传递函数衡量车身和尾门的传递特性,用尾门噪声传递函数衡量尾门与车内声腔的耦合程度。对尾门与车内声腔的耦合机理进行理论分析,对模型计算公式进行理论推导,尾门在1阶模态频率处的振动阻抗与声腔阻抗匹配产生共振是SUV车型在25至35 Hz容易产生轰鸣声的根本原因。路噪轰鸣声的机理分析和优化方案对电动汽车NVH开发具有参考价值。

DP模式下海底管道舷侧起吊技术研究及工程实践

海底管道舷侧起吊是海底管道发生损伤后维修的一种常用技术。通常情况下,舷侧起吊使用锚系船在锚泊状态下进行,维修过程中船舶状态稳定,成本相对教低,海管起吊作业施工风险小。然而,随着海上油气田不断开发,海底管缆的数量越来越多,密度越来越大,由于船舶起抛锚作业本身导致的海管损伤屡见不鲜。DP模式下进行平管起吊,避免了船舶抛锚作业,海管发生锚挂的风险降为零。海上某油田一条混输管线平管法兰焊道发生泄漏,采用DP模式下舷侧起吊的技术进行了法兰更换。此次DP模式下海底管道舷侧起吊更换法兰的成功实施验证了技术的可行性。

基于扰动观测器的弹药提升装置模糊滑模控制

针对某新型弹药提升装置位置控制过程中负载变化和外界扰动等带来的不确定性问题,提出一种基于扰动观测器的模糊滑模控制策略。引入扰动观测器对复合干扰进行在线估计和前馈补偿;由于系统参数的不确定性,很难对系统进行精确建模,利用模糊逻辑逼近数学模型,从而建立等效控制律,大大减轻了控制器的设计难度。仿真结果表明:所设计的控制策略在外界干扰存在的情况下,能够对弹药提升装置位置进行精确控制,具有良好的鲁棒性。

新能源汽车驾驶模式关联功能设计

为适应新能源汽车的发展趋势,文章主要选取车身域控制器BCM、动力域控制器PDCU、影音娱乐域控制器IVI之间在特定的战斗模式下为实现翻转仪表、尾翼升降等特定功能,相关控制器之间的信号交互、功能展现,以期为类似的车型开发特定驾驶模式功能提供参考。

煤矿井下吊运作业机器人智能充电风险自动评估方法

由于煤矿井下属于爆炸性环境,且井下吊运作业机器人工作环境复杂,为确保机器人动力不间断并自动完成充电风险评估,本文设计一种机器人充电风险自动评估方法。通过构建风险监测模型,判断充电桩工作状态是否会出现异常,完成自动评估。可以实现安全充电功能,侧置式充电模式存在异常。选取风险评估指标,计算总体安全评估得分为82.67,属于较安全等级。说明该方法能客观地反映煤矿井下吊运作业机器人智能充电的风险,具有应用可行性。

基于模糊滑模的港口桥式起重机吊重防摆控制

模糊滑模控制方法能够自适应地调整滑模面的参数,更好地适应不同工况下的防摆需求。为此,研究基于模糊滑模的港口桥式起重机吊重防摆控制方法,提高桥式起重机的工作稳定性和安全性。通过分析港口桥式起重机动力学模型,发现小车位置与吊重摆角是影响起重机工作稳定性的主要因素;依据小车位置与吊重摆角,定义起重机吊重防摆控制滑模面,结合模糊控制算法,设计模糊滑模控制器,得到起重机吊重防摆控制力矩,消除控制力矩的抖振问题,完成起重机吊重防摆控制。实验证明,该方法可有效实现港口桥式起重机吊重防摆控制,且无抖振问题;在不同小车运行速度时,应用该方法后,均可有效降低吊重摆角,具备较优的起重机吊重防摆控制效果。

基于二阶滑模算法的步进电机自动升降转速控制方法

受各部分联动关系的影响,步进电机转速的升降调节控制效果难以满足实际需求。为此,提出基于二阶滑模算法的步进电机自动升降转速控制方法。在综合步进电机转子的运动方程、步进电机的电磁力矩方程、电机转动方程及阻尼系数方程的基础上,构建步进电机数学模型,并明确通过调节输入电流,控制步进电机的转速,使得电机达到期望转速的控制目标。在具体的控制阶段,引入二阶滑模控制器,根据增益系数对滑模面函数和滑模控制律进行循环迭代,直至满足控制要求。测试结果表明,设计控制方法不仅能够实现在短时间内迅速调整测试步进电机转速,并且转速表现出较高的稳定性,满足实际应用需求。

海上风电安装平台升降系统同步控制研究

文章针对海上风电安装平台的升降系统在升/降过程中受到扰动后同步性能变差的问题,设计了基于幂次趋近律的滑模变结构控制方法,用来提高升降系统的同步性能和抗干扰能力。文章采用滑模控制器设计转速环控制器,应用偏差耦合同步控制策略,对同步误差控制器作出改进。利用Simulink建立了4台异步电机的同步控制模型,分别验证了单电机的滑模控制和多电机的滑模同步控制的控制效果,并根据仿真图像分析,得出了以下结论,即对于单电机控制,滑模控制的效果较PI控制器具有更高的鲁棒性;对于多电机同步控制,滑模同步误差控制器相较传统偏差耦合控制策略,同步精度高,且鲁棒性强。

深海多金属结核矿物输送模式特征与适应性研究

在分析多金属结核矿区环境特征的基础上,研究了连续链斗、自动潜浮穿梭采矿车以及各类管道提升模式应用于深海多结核矿物输送的具体特征及适应性。综合考虑机动性、干矿输送能力、布放回收作业效率、造价及运行成本、作业水深适配性、极端海况适应性、海底扰动适应性以及环境友好性等八个方面,建立涵盖多维度评价因素的数学模型以及适应性评价体系。分析结果表明,连续链斗以及管道戽斗提升模式不适用于多金属结核输送;自动潜浮穿梭采矿车研发成本高,不具备经济适应性。随着水下装备可靠性提高,在可以高质量解决重介质密封问题的前提下,重介质管道提升有可能发展成为高效的深海多金属结核矿物输送模式。

升力式火箭动力航班化航天运输系统的关键技术挑战

航班化航天运输系统是重复使用航天运输系统的高级形式,具有高可靠、低成本、智能化、规模化、产业化等特点。基于火箭动力发展航班化航天运输系统是切实可行的技术途径之一,升力式火箭动力航班化航天运输系统具备实现类似飞机航班形式的快速周转发射能力,同时对航天运输技术也提出了新的挑战。结合航班化航天运输系统的发展态势和技术方案,重点分析了升力式火箭动力航班化航天运输系统面临的技术挑战,提出了后续研究重点与发展建议。

共同富裕背景下的中等收入人口规模测度

收入分配是国内大循环的关键环节,同时也是实现共同富裕的必要路径,因此扩大中等收入群体对我国现阶段社会经济发展具有重要的价值和意义。文章基于参数分布(对数正态分布、Pareto分布)和非参数分布(众数回归提升树模型)对M-曲线积分,并构造和揭示相关指数。该指数克服了选择何种中等收入界限的问题,能够更加客观地对相应地区的中等收入人口规模状况进行纵向对比。将该指数应用于中国城镇居民收入数据进行实证研究,发现城镇居民2014—2020年的中等收入人口规模变化趋势平稳,由于新冠肺炎疫情的影响,收入分布的位置先右移再左移,但总体城镇居民收入显著提高。

一种柔性升降输送机的技术设计研究

本文对在自动化物流存储领域中非常关键的“多进多出”连续升降输送机从系统角度出发在理论上对该设备的能力、控制方式和相关的上下游设备配置以及预处理方式进行研究。

聚焦解决模式联合提肛运动促进环状混合痔手术患者术后康复的价值

目的:探究聚焦解决模式联合提肛运动对促进环状混合痔手术患者术后康复的价值。方法:从福建中医药大学附属人民医院2021年2月—2023年2月选取接受环状混合痔手术治疗的135例患者,按随机数字表法分为两组,对照组67例接受常规术后护理,观察组68例在对照组的基础上接受聚焦解决模式联合提肛运动护理。比较两组术后康复时间、简明心境状态量表(POMS)评分、康复训练依从性量表评分、术后并发症发生情况。结果:观察组切口愈合时间、疼痛持续时间、排便后出血时间、排便耗时均短于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组护理前POMS评分对比,差异无统计学意义(P>0.05);观察组护理后POMS评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组护理前康复训练依从性量表评分对比,差异无统计学意义(P>0.05);观察组护理后康复训练依从性量表评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组术后并发症(肛门失禁、肛缘水肿、排便困难、尿潴留、肛门坠胀)发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:对环状混合痔手术患者实施聚焦解决模式联合提肛运动可以调节其心理状态,提高其康复训练依从性,减少术后并发症,并促进术后快速康复。