高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

宽增益高效率级联式四开关Buck-Boost LLC变换器

为了解决变频控制的桥臂共用型四开关Buck-BoostLLC级联变换器磁性元件设计和优化困难的问题,提出一种二次侧为特殊全桥整流结构的级联式四开关Buck-Boost LLC变换器。通过控制二次侧开关管的交叠导通时间以拓宽变换器的电压增益。该变换器可根据不同的输入电压范围工作在交叠模式和整流模式;在不改变变换器参数的条件下将增益显著提高,能够适应更宽范围的输入电压,同时保持了变换器较高的工作效率。在两种工作模式的基础上,采用移相控制使变换器所有开关管实现零电压导通(ZVS),二极管实现零电流关断(ZCS)。结合状态平面轨迹分析法,对定频控制的级联式四开关Buck-Boost LLC变换器进行模态分析,并推导两种工作模式下的输入-输出表达式和开关管的软开关实现条件。最后,通过研制一台70~280 V输入、240 W/28 V输出的实验样机,验证了理论分析的正确性。

ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜的制备及压电特性

采用静电纺丝技术,通过两步低温水热法制备了ZnO@聚丙烯腈(PAN)柔性复合纳米纤维膜。研究了静电纺丝电压和滚筒转速对ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜压电和铁电性能的影响。研究结果表明,当静电纺丝电压为20 kV、滚筒速度为1000 r/min时,ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜的输出性能达到最佳,输出开路电压可达到5.5 V,短路电流可达到0.61μA,剩余极化强度可达到0.43μC/cm^(2)。在外部负载电阻为13 MΩ时,柔性复合纳米纤维膜达到最大输出功率0.63μW。经过5000次循环敲击测试,所制备的ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜输出性能保持稳定。通过ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜可实时监测握力器微握、半握、全握三种不同的状态,在自供电柔性压力传感器领域有着广阔的应用前景。

带感性负载的Buck-Boost变换器的非线性行为分析及优化控制

Buck-Boost变换器在某些参数发生变化时会呈现出丰富的非线性行为,这些行为将严重影响系统的稳定性,使得系统输出的电能质量劣化。文章基于实际变换器的负载特性,深入研究了感性阻抗负载下Buck-Boost变换器的非线性行为产生机理,提出了一种对数延迟反馈控制方法。该方法选取系统的输出延迟值与自身的值作差形成反馈信号;将该信号通过比例环节、求和环节和对数环节形成控制信号,以负反馈的形式施加于系统;最后基于稳定判据确定最优控制参数并对系统实施控制。为验证该方法的有效性,进行了大量的仿真实验,结果表明该方法能很好地抑制系统的非线性行为,扩展其稳定边界,改善系统输出的电能质量。

CBCT与PAN预测下颌近中低位阻生第三磨牙拔除术损伤水平的临床比较

目的:运用锥形束CT(CBCT)及口腔曲面断层片(PAN)引导拔除下颌近中低位第三磨牙,探讨CBCT作为术前预测手段是否存在优越性。方法:选取于2022年1月至2023年8月在石河子大学第一附属医院就诊的213例患者,分为PAN组和CBCT组,对两组患者分别进行拔牙手术,采集患者术前及术后龈沟液并采用酶联免疫吸附实验(ELISA)测定炎症及疼痛因子浓度;运用统计学方法对比两组在各类指标的差异性。结果:CBCT作为术前评估手段相较传统PAN在明确牙根与MC接触关系上具有优越性(P <0.05),且CBCT组手术时间短、手术并发症发生率低(P <0.05);通过ELISA测定结果得出CBCT组患者龈沟液中炎症因子及疼痛因子的术前术后浓度变化值相较PAN组浓度变化值低(P <0.05)。结论:CBCT相比PAN在评估牙根与下颌管(MC)接触关系这类风险因素方面具有优越性,且应用CBCT作为术前评估手段进行拔牙手术其手术时间短,并发症少,术后损伤小。

基于Buck-Boost电路与相对极差策略的锂电池组分层均衡技术研究

针对串联锂电池组均衡过程中出现的均衡速度慢、能量转移效率低等问题,提出一种基于Buck-Boost电路的分层均衡拓扑结构,以各单体电池的荷电状态(SOC)作为均衡变量,采用相对极差法的均衡控制策略以实现各层均衡单元的同步均衡。首先阐述了改进后均衡拓扑的整体结构以及分层分组的方法、最小均衡单元的均衡原理以及均衡过程中相关参数的计算过程;之后根据所设计的分层拓扑结构设计了与其相适应的均衡控制策略;最后在Matlab/Simulink中分别搭建了不同拓扑下的仿真模型并进行了均衡仿真验证。仿真结果表明,在8节电池与9节电池的不同情况下与传统单层均衡拓扑相比,文中所提出的采用相对极差控制策略的分层均衡拓扑结构在均衡速度上分别提高了86.06%和84.21%,在能量转移效率上分别提高了3.3%和4.22%,验证了所提均衡拓扑以及均衡策略的有效性。

非最小相位的单电感双输出Buck-Boost变换器的复合控制方法

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)相结合的控制策略.设计主路控制器,对系统的传递函数进行拟合得到ADRC范式,利用该范式对主路进行解耦控制.设计支路控制器,采用改进型ESO对储能函数进行观测,并将观测值反馈补偿到非奇异快速终端滑模控制律中,达到支路解耦的效果.为了抑制滑模控制的抖振问题,对趋近律进行改进.利用Lyapunov理论证明系统稳定性.基于硬件在环(HIL)实验平台进行实验验证.结果表明,所提控制策略与PI控制策略以及基于ESO的滑模控制策略相比,在超调量和响应时间上具有较好的效果.

基于Posicast控制的双向Buck-Boost变换器改进控制策略研究

双向Buck-Boost变换器被广泛应用于锂电池等储能系统,常采用电压电流双环控制策略,存在动态超调大且有残留振荡等缺点,影响了储能系统的正常运行。提出基于Posicast控制的改进控制策略,首先,分析了双向Buck-Boost变换器不同工作模式的数学模型,介绍了Posicast控制器的基本概念,并给出了提升Posicast控制鲁棒性的设计方法。其次,基于变换器双环控制,将Posicast控制算法引入电流控制器,以改善系统的动态性能,并给出了不同模式下各控制器的设计方法,分析了电感参数变化时的系统鲁棒性。最后,通过功率为10 kW的双向Buck-Boost变换器样机平台,用试验验证了所提控制策略的正确性。

基于开关流图法的Buck-Boost变换器小信号建模分析

阐述Buck-Boost变换器具有输出纹波低,电压可控等优点,广泛应用于新能源汽车电池发电、直流微电网。建立小信号模型有利于对电路系统主电路的控制和控制回路的设计。分析Buck-Boost变换器,利用开关流图法和信号支路的模型建立变换器的流图,从而推导出变换器的小型号模型。

双向Buck-Boost变换器的无源控制策略

为有效升级Buck-Boost变换器的动态与静态性能,基于无源控制的特性与优势,将其应用于两台以上的并联带恒功率负载Buck-Boost变换器中。结合无源控制模型及对无源控制器设计,阐述了无源控制双向Buck-Boost变换器的详细流程,明确了无源控制器的可靠性。研究结论证实了无源控制策略对低效带恒功率负载负阻特性的实际价值,有利于提升驱动系统稳定范围。

基于BTO/PAN复合纳米纤维膜的柔性压电纳米发电机

采用简单的一步水热法合成了钛酸钡纳米颗粒(BTO NP),通过静电纺丝法制备了BTO/聚丙烯腈(PAN)复合纳米纤维膜,并基于该膜制备了柔性复合压电纳米发电机。研究结果表明,随着BTO掺杂质量分数的增加,BTO/PAN柔性复合压电纳米发电机的输出电压先增大后减小。当BTO的质量分数为15%时,BTO/PAN柔性复合压电纳米发电机的输出性能最佳,输出电压可达10.2 V,输出电流可达1.52μA。当负载电阻为12 MΩ时,其最大输出功率约为3.72μW,与纯PAN纳米纤维膜压电纳米发电机相比,输出性能有明显改善。经过5000次循环测试结果表明,BTO/PAN柔性复合压电纳米电机的的输出性能没有明显变化,因此其具有较好的稳定性。同时,该压电纳米发电机能够检测人体的不同状态,为研发高性能和自供电的可穿戴生物电子产品提供了参考。

参芪蛭龙汤含药血清对PAN损伤MPC5细胞凋亡的抑制作用

目的探讨参芪蛭龙汤含药血清对puromycin aminonucleoside(PAN)损伤MPC5细胞凋亡的抑制作用。方法制备参芪蛭龙汤大鼠含药血清。MPC5细胞随机分为空白组、模型组、给药组,空白组和模型组用10%大鼠空白血清干预,给药组用10%参芪蛭龙汤含药血清干预,培养24 h后,模型组和给药组加入50 mg/L的PAN干预24 h后,倒置显微镜下观察MPC5细胞的形态结构,MTS法检测细胞增殖,Hoechst33342/PI染色法检测细胞凋亡,AnnexinV-FITC/PI双染法检测细胞凋亡,Western-blot法检测MPC5细胞中BAX、Bcl-2、Caspase-3、Nephrin、Podocin蛋白的表达。结果与模型组比较,足突结构较明显,数量较多;能够促进PAN处理后MPC5细胞的增殖(P<0.05);降低细胞凋亡率(P<0.05,P<0.01);降低细胞中Bax蛋白的表达(P<0.01)、降低cleaved-Caspase-3/Caspase-3蛋白比值(P<0.05),升高Bcl-2、Nephrin蛋白的表达(P<0.05,P<0.01)。结论参芪蛭龙汤能够修复裂孔隔膜蛋白、减少足细胞凋亡,对维持肾小球的正常滤过功能具有改善作用,从而减少蛋白尿。

分数阶忆阻二阶电流反馈型Buck-Boost变换器动力学建模与分析

提出一种基于分数阶微积分理论的有源压控忆阻负载峰值电流型Buck-Boost变换器模型。在推导其在电感电流连续模式下电路方程的基础上,通过数值仿真分析并验证Buck-Boost变换器的复杂动力学行为。仿真实验结果表明,随着系统阶次的变化及忆性负载的加入,系统分岔点均发生后移,系统稳定工作范围大大增加;对整数阶忆阻负载变换器模型施加两时间尺度参数激励与外接激励,研究当慢变参数频率与系统固有频率产生量级差时的簇发振荡行为,随着系统激励幅值A的变化,系统会出现概周期的单-Hopf簇发振荡。

KH-560处理时间对PAN基碳纤维沥青复合材料性能的影响

以硅烷偶联剂KH-560改性的PAN基碳纤维为添加材料,制备了不同KH-560处理时间的PAN基碳纤维沥青复合材料。通过车辙试验、冻融劈裂试验和间接拉伸疲劳试验等研究了KH-560处理时间对沥青复合材料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳性能和吸声性能的影响。结果表明,经过KH-560处理后的PAN基碳纤维表面的粗糙度增加,当KH-560处理时间为2 h时,纤维凹槽较深,与沥青的作用面积增大,纤维在复合材料中形成了致密网状结构,增强了PAN基碳纤维复合材料的稳定性。当KH-560处理时间为2 h时,PAN基碳纤维沥青复合材料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性和疲劳性能均最佳,此时其45和60 min的变形量、破坏劲度模量达到最小值,分别为1.851和2.117 mm、2 201 MPa;动稳定度、劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变达到最大值,分别为3 077次/mm、4.6 MPa和3479με。在250~1 000 Hz和1 000~1 600 Hz范围内,当KH-560处理时间为2 h时,沥青复合材料的平均吸声系数均达到最大值,分别为0.116和0.127,较未处理的沥青复合材料分别提高了39.76%和45.98%,吸声降噪性能提升显著。综上可知,KH-560的最佳处理时间为2 h。

苏皖鲁豫典型城市过氧乙酰硝酸酯(PAN)污染特征分析

为探究苏皖鲁豫区域光化学污染特征,于2021年10月和2022年6月在淮北市开展光化学污染产物过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetyl nitrate,PAN)的在线监测,分析了PAN浓度特征、空间来源、产生速率和变化趋势.观测结果表明,观测处2021年10月PAN的浓度范围为(0.08—1.44)×10^(−9),2022年6月的浓度范围为(0.61—5.72)×10^(−9);PAN的峰值大部分出现在NO/NO_(2)比值较低的时段.结合气团后向轨迹,2021年10月观测处PAN的潜在源贡献函数(PSCF)高值区范围出现在南部方向,可能是因为西南方向相近城市较高的前体物排放;2022年6月高值区主要出现在北部和东南部,显示山东省西南部是潜在源贡献地区,东南方向的气团在工业化程度较高的城市群之间存在长距离运输.

静电纺PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜空气过滤性能研究

为获得高效低阻的过滤材料,将纳米银(Ag)颗粒和二氧化钛(TiO_(2))共混在聚丙烯腈(PAN)纺丝液中,采用静电纺丝法制备PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜。研究了纳米纤维膜的微观形貌、透气和透湿性能、过滤性能、力学性能等。结果表明:加入纳米Ag颗粒后,PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维的直径和标准差均呈现减小趋势,当纺丝时间为40 min、Ag质量分数为1.25%时,得到的纳米纤维膜的综合性能优异,其过滤效率98.68%,阻力压降80 Pa,品质因子达到0.05409 Pa^(-1)。认为:静电纺PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜为新型高性能空气过滤器的开发提供了新途径。

基于BUCK-BOOST变换器的锂电池主动均衡

本文针对传统BUCK-BOOST电路只能对相邻锂电池进行均衡的缺点,设计了双层BUCK-BOOST电路的分层式均衡拓扑。该拓扑可以减少均衡过程中能量传递的路径,减少能量损耗,加快均衡速度。均衡策略采用基于电池荷电状态(SOC)作为均衡变量,组内组间同时均衡的策略进行相应的均衡操作。在Matlab/Simulink仿真结果证明,本文所设计的均衡拓扑和均衡策略有效提高了均衡效率和均衡速度。

五味子乙素对胰腺癌Pan02细胞增殖的抑制作用及其机制

目的:探讨五味子乙素对胰腺癌Pan02细胞增殖的抑制作用,并阐明其作用机制。方法:采用CCK-8法检测不同浓度(0、0.78、1.56、3.12、6.25、12.50和25.00 mg·L^(-1))五味子乙素作用下Pan02细胞增殖率,以选择五味子乙素作用的最适浓度和最佳作用时间。小鼠胰腺癌Pan02细胞分为对照组(0 mg·L^(-1)五味子乙素)、2.5 mg·L^(-1)五味子乙素组、5.0 mg·L^(-1)五味子乙素组和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组。光学显微镜观察各组Pan02细胞形态表现,5-乙基-2'-脱氧尿嘧啶核苷(EdU)染色法检测各组Pan02细胞中EdU阳性细胞率,流式细胞术检测各组不同细胞周期Pan02细胞百分率和细胞凋亡率,Western blotting法检测各组Pan02细胞周期和凋亡相关蛋白表达水平。结果:CCK-8法,五味子乙素作用Pan02细胞48和72 h后,与0 mg·L^(-1)五味子乙素比较,其他浓度五味子乙素作用下Pan02细胞增殖率明显降低(P<0.01),72 h时细胞抑制作用最明显。选择0、2.5、5.0和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素作用Pan02细胞,作用时间为72 h。对照组Pan02细胞呈长梭形,状态良好,紧密且贴壁生长,细胞器和细胞质正常;2.5和5.0 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞体积减小,细胞之间黏连消失,细胞膜虽完整但通透性增强,细胞质皱缩,细胞内部产生空泡结构,部分呈碎片状漂浮于溶液表面;10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞有明显凋亡小体生成,呈现凋亡状态。EdU染色法,与对照组比较,2.5、5.0和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞中EdU阳性细胞率均明显降低(P<0.01)。流式细胞术,与对照组比较,2.5、5.0和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞S期细胞百分率明显升高(P<0.01),G_(2)/M期细胞百分率明显降低(P<0.01),5.0和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组G_(0)/G_(1)期细胞百分率明显降低(P<0.01);与对照组比较,2.5、5.0和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞凋亡率明显升高(P<0.01)。Western blotting法,与对照组比较,2.5 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞中p27、B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)相关X蛋白(Bax)、裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cleaved Caspase-3)和裂解的多聚二磷酸腺苷(ADP)核糖聚合酶(cleaved PARP)蛋白表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01);5.0和10.0 mg·L^(-1)五味子乙素组Pan02细胞中细胞周期蛋白(Cyclin)A2、Cyclin E2和Bcl-2蛋白表达水平均明显降低(P<0.05或P<0.01),p27、 Bax、 cleaved Caspase-3和cleaved PARP蛋白表达水平均明显升高(P<0.01)。结论:五味子乙素具有抑制胰腺癌Pan02细胞增殖的作用,其作用机制可能与激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)通路诱导细胞凋亡和激活p27蛋白并诱导细胞周期S期阻滞有关。

基于Buck-Boost逆变电路的低纹波可调直流稳压电源控制方法

为克服传统低纹波直流稳压电源的主电路拓扑结构存在电路结构复杂、体积大等不足,提出一种基于Buck-Boost逆变电路的新型可调直流稳压电源拓扑结构,用Buck-Boost逆变环节取代传统结构中高频逆变和变压器升压两个环节,此结构相较于传统结构,在电路结构上可以得到明显的简化。为实现该新型可调直流稳压电源输出低纹波、高稳定度直流电压的要求,针对其Buck-Boost逆变电路提出采用基于比例积分-矢量比例积分的复合控制方法,即以Buck-Boost逆变电路中电容电压和电感电流作为状态变量,并以电感电流为控制内环,电容电压为控制外环,通过对两个闭环采用比例积分-矢量比例积分复合控制方法,实现对两个状态变量的解耦控制,最后通过仿真与实验对其效果进行了验证,同时与传统低纹波直流稳压电源进行了对比分析。结果表明,文中提出的基于Buck-Boost逆变电路的新型可调直流稳压电源拓扑结构及针对该拓扑结构所提出的控制方法不仅输出直流电压纹波小、稳态精度高、动态性能好同时还具有电路结构简单且输出直流电压任意可调等特点,因而具有较好的应用价值。

PAN/rGO纤维膜应变传感器的制备及性能

石墨烯材料被广泛用于应变传感器的制备中,但是如何使其具备更高的灵敏度一直是研究人员的一个困扰。基于石墨烯优异的导电性和拉伸性,结合质量轻且多孔的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜制备一种高灵敏度柔性应变传感器。通过设置定量的PAN与三个梯度质量的石墨烯形成对照实验,探究石墨烯含量对复合材料的性能影响。结果表明,石墨烯质量分数增加,会促使PAN/rGO复合材料的孔隙结构变大且均匀,石墨烯含量越高,复合材料电阻变化率越大,电导率越大,在吹气实验中,2 s内就可以完成一次气体压力检测,是制备高灵敏度形变传感器的理想材料。