基于复合控制策略的激光光束指向控制系统研究

激光光束指向控制系统是通过对激光光束偏转执行机构的控制,实现激光光束稳定指向目标的系统.当激光光束指向控制系统被应用于恶劣环境时,应考虑环境对系统造成的不利影响,消除激光光束的指向误差.激光光束指向控制系统采用了基于比例-微分-积分(PID)控制器和滑模控制器的控制策略,用于提高其动态和静态性能.最后,将PID控制器和滑模控制器在不同状态下的优势相结合,提出了复合控制策略.通过实验对比分析,复合控制策略比单一控制策略具有更好的控制性能,可以满足不同工况下的激光光束指向作业.

麝香草酚破坏小肠结肠炎耶尔森氏菌细胞膜并抑制其生物被膜的形成研究

小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)是食品工业中常见的致病菌,其生物被膜是主要的污染源.为了阐明麝香草酚对Y.enterocolitica的抑制机制,本研究首先测定了最小抑制浓度(MIC)、最小抑制生物被膜浓度(MBIC)和最小清除生物被膜浓度(MBEC),随后检测了细胞膜电位以及细胞内ATP和pH值的变化,最后在激光共聚焦显微镜(CLSM)、场发射扫描电子显微镜(FEGSEM)和光学显微镜下,直接观察了麝香草酚引起的细胞膜损伤及其对生物被膜的抑制作用.结果显示,麝香草酚对Y.enterocolitica的MIC为0.156 25 mg/mL,MBIC仅为1/16 MIC,改变了细胞形态并导致胞内ATP降低、膜去极化和pH下降.旨在探索麝香草酚抑制Y.enterocolitica及其生物被膜的机理,从而为麝香草酚能否作为植物源天然防腐剂提供更多参考.

基于多步自校正Q学习的孤岛微电网负荷频率控制策略

在以绿色交通和间歇性清洁能源为主的未来城网中,其波动性对城网的安全性和供电可靠性提出了越来越高的要求.针对传统控制策略无法解决微电网中新能源规模化接入带来的频率不稳定,控制性能标准差的问题,提出了多步自校正Q学习算法.该算法中的自校正估计器能够准确估计系统的状态,有效提高机组控制精度.此外,资格迹机制可以实现多步备份,提高算法收敛速度,使得控制器能够满足指令信号与机组响应的时延性,减小时延所带来的调频影响.仿真部分,本文构建了包含储能系统、风力发电以及电动汽车的两区域负荷频率控制模型,并分别引入正弦波、阶跃和随机阶跃扰动来模拟电力系统中的负荷变化扰动.仿真结果表明与其他算法相比,所提算法在控制性能指标方面表现出更优的效果.

碳纤维/UiO66-NH2环氧复合材料的制备及其性能研究

本文首先合成出锆基MOF材料UiO66-NH_(2),并设计得到PA功能化的MOF材料UiO66-NH_(2)-PA,再将其分散在环氧树脂基体中,制备了性能优异的碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料.随后,通过FT-IR、SEM、XRD对UiO66-NH_(2)以及UiO66-NH_(2)-PA进行了表征,使用万能试验机对碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的力学性能进行了测试.结果表明,UiO66-NH_(2)-PA被成功制备,且改性后的碳纤维复合材料的抗弯曲和抗剪切强度分别提高了26.54%和29.09%.这是因为UiO66-NH_(2)-PA中氨基和磷基的作用增强了界面强度,既提高了碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的储能模量,又增强了复合材料的界面结合能力,从而实现了通过共同作用以提高碳纤维、环氧复合材料力学性能的目标.

基于改进U^(2)Net网络和无人机影像的城市绿化识别方法

针对城市绿化识别中存在的无可用公开数据集、人工标注数据任务大、图像边界分割不精确的问题,提出结合无人机影像和深度学习网络的城市绿化自动识别框架.首先建立基于无人机影像的城市绿化数据集,其次,运用交互式自动标注工具EISeg对数据进行标注,引入U^(2)Net用于无人机影像下的城市绿化识别,最后,在网络的特征提取模块引入最大池化索引来加强对目标边界的分割能力.结果表明,相较于其它深度学习网络,U^(2)Net在小规模数据集中有着优异的表现且改进后的网络在1 000张的训练集中达到了97.16%的分类精度,较原始的U^(2)Net提高0.68%,模型参数量、计算量、内存均未显著提升.改进后的方法提升了城市绿化的识别精度,可以为城市绿化识别提供一种新的自动解译方法.

六种典型植物对排污口周边河床土壤Cd污染的修复研究

为了对排污口周边河床土壤Cd污染的植物修复进行研究,以绵阳市涪江边典型区域排污口附近河床土壤Cd浓度为依据,采用盆栽方法,研究龙葵、商陆、肾蕨、金丝草、蜈蚣草、佛甲草6种典型植物种植后对不同污染水平(3 mg/kg、5 mg/kg和8 mg/kg)的土壤中Cd浓度及植物不同部位(根、茎、叶)Cd浓度的影响,探讨不同植物对不同Cd污染程度土壤的修复效果.结果表明:土壤Cd浓度为3 mg/kg时,龙葵和佛甲草的Cd富集系数最大,分别为蜈蚣草的18.18倍和20.54倍;且龙葵茎、叶和佛甲草根、茎Cd浓度分别为26.18 mg/kg、40.26 mg/kg和34.38 mg/kg、49.45 mg/kg,可用堆肥法进行资源化再利用,因此推荐栽种龙葵或佛甲草对工业区的居民生活区排污口周边河床Cd污染进行修复.土壤Cd浓度为5 mg/kg时,佛甲草的Cd富集系数最大,为蜈蚣草的39.43倍,且根和茎Cd浓度分别为65.79 mg/kg和108.11 mg/kg,分别可用堆肥法和水热转化法进行资源化再利用;因此推荐栽种佛甲草对轻工业区排污口周边河床Cd污染进行修复.Cd浓度为8 mg/kg时,肾蕨和龙葵的Cd富集系数最大,分别为蜈蚣草的37.10倍和36.26倍,且龙葵茎、肾蕨叶和龙葵叶、肾蕨茎分别可用堆肥法和水热转化法进行资源化再利用;因此推荐栽种肾蕨对重工业区排污口周边河床Cd污染进行修复,混合栽种肾蕨和龙葵对化学工业集中区周边河床Cd污染进行修复.

利用光线跟踪加速欧几里德符号距离场的地图构建

针对现有小型无人飞行器在复杂未知环境中执行自主探索任务时,存在机载端GPU计算资源不足,在线建图速度慢、探索效率低的问题.本文在传统欧几里德符号距离场(ESDF)方法的基础上,融合光线跟踪原理,加速构建ESDF地图,以提高飞行器在复杂未知环境中的探索效率.首先使用整数运算提高光线跟踪遍历体素的速度,从而加速体素占用概率的更新;然后通过调整哈希数据结构,减少地图占用内存;最后使用广度优先搜索算法(BFS)实现地图更新与融合.为验证本文方法的有效性,分别在公开数据集、仿真环境和真实环境下,与当前前沿的建图方法进行对比,实验结果表明,本文所提出的方法在三种不同情况下的地图平均更新时间分别减少了72.37%、60.80%和56.79%,显著提高了建图速度,为小型无人飞行器在线探索奠定基础.

无铅AgNbO_(3)@KH560/PMMA反铁电复合材料的储能性能研究

首先采用共沉淀法成功制备出了AgNbO_(3)粉体,并用硅烷偶联剂KH560对粉体进行表面改性,然后采用流延法制备了不同AgNbO_(3)@KH560添加量的AgNbO_(3)@KH560/PMMA复合材料,并研究其电导率、介电性能和储能性能,确定了性能最佳的AgNbO_(3)粉体的添加量.结果表明,当AgNbO_(3)粉体的添加量为3 wt%时,在100 Hz下复合材料的介电常数约为7.01;当AgNbO_(3)粉体的添加量为0.3 wt%时,复合材料在360 kV/mm电场下,其储能密度为10.03 J/cm3,储能效率达到96.36%.

耐酸、抗氧化型槲皮素高效肠道靶向递送体系的构建及其性能

制备了可自主清除胃肠道活性氧(ROS)的耐胃酸、肠道黏附型微凝胶,即钙离子交联硒化魔芋葡甘聚糖-巯基海藻酸钠微凝胶(SeKGM-TSA/Ca^(2+)),再负载槲皮素(Q)后形成SeKGM-TSA/Ca^(2+)@Q微凝胶.采用红外光谱(FT-IR)确证微凝胶成功形成,通过透射电子显微镜(TEM)和激光粒度Zeta电位仪确定其微观形貌;并研究了微凝胶对·OH的清除效果和肠道黏附性能.TEM结果表明该SeKGM-TSA/Ca^(2+)@Q凝胶为大小均匀的球形,粒径为88.8±13.56 nm;抗氧化结果表明SeKGM-TSA/Ca^(2+)@Q微凝胶对·OH的清除率为50.2%±1.12%,SeKGM-TSA/Ca^(2+)@Q微凝胶对黏蛋白的黏附量为141.0±0.46 mg,槲皮素最终在肠道中靶向释放.因此,采用耐胃酸、肠黏附、ROS自主清除型微凝胶可实现槲皮素的高效肠靶向递送.

微波处理对不同链支比玉米淀粉结构及理化性质的影响

以淀粉的形貌结构、长程有序结构、短程有序结构、糊化特性、透明度和凝沉特性为指标,研究了不同微波处理时间对三种不同链/支比玉米淀粉(高直链、普通和蜡质玉米淀粉)结构及理化性质的影响.结果表明:微波处理均未改变淀粉的晶型,但随着微波时间的延长,淀粉相对结晶度和短程有序度均呈下降趋势,表明淀粉有序结构逐渐遭到破坏,进而导致淀粉糊化温度的升高及粘度的整体降低(高直链玉米淀粉除外).同时,微波可引起淀粉降解,导致处理后更易老化,进而引起淀粉糊透明度的降低.相比而言,微波处理对普通玉米淀粉的影响更为明显,相对结晶度下降幅度更大,且受直链淀粉影响,普通玉米淀粉在短时间微波处理时可能存在部分韧化现象.研究可为微波技术在淀粉及淀粉质食品加工中的应用提供参考.

银离子络合法提取纯化大西洋鲑鱼中二十二碳六烯酸(DHA)用于特定位点碳同位素分析(PSIA-C)

尽管DHA(全顺式4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸)在许多人类生物过程中被证明具有重要作用,但关于这种全顺式长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)的来源和代谢仍然存在一定争议.作为利用核磁共振(NMR)测定分子内特定位点碳同位素分析(PSIA-C)进而解决人体DHA来源问题的第一步,本文报道了从大西洋鲑鱼(人类膳食DHA的主要来源之一)提取大量(>200 mg)高纯度(>95%)DHA的银离子络合法.采用有机溶剂提取鱼肉中的脂肪酸,用BF 3-CH 3OH进行甲基酯化,将甲基酯化脂肪酸混合物(脂肪酸甲酯,FAMEs)经硝酸银硅胶柱层析,按极性依次洗脱分离混合脂肪酸,获得高纯度的DHA.基于GC/MS和GC分析表明,采用银化硅胶柱层析法,AgNO 3和硅胶的重量比为1∶9,二氯甲烷和乙酸乙酯体积比3∶1洗脱,DHA纯度达到95%.

基于改进型QPSO-FNN的电池放电峰值功率预测

峰值功率的精确预测是保障动力电池在电动汽车上安全、高效和可靠应用的基本前提.通过恒功率实验测得三元锂离子电池不同状态下的峰值功率数据,使用统计学方法挖掘变量内在相关性.引入权系数与自适应收缩扩张系数,实现对量子粒子群(QPSO)算法全局寻优性能的提升;利用改进后的量子粒子群算法确定模糊神经网络(FNN)中隶属度函数的中心位置、宽度以及输出层的权值,从而建立改进型QPSO-FNN模型.使用324组数据对模型进行训练并用80组数据验证模型性能,实验结果证明:相比于FNN模型与QPSO-FNN模型,所提模型预测精度更高,平均相对误差仅为1.2%,能够更加准确的反映电池峰值功率特性.

4种淫羊藿黄酮苷类主要成分体外药理活性比较

为了比较淫羊藿黄酮苷类4种主要成分朝藿定A,朝藿定B,朝藿定C和淫羊藿苷的抗菌、抗氧化和抗肿瘤活性,采用滤纸片扩散法和双倍稀释法测定四者对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果和最小抑菌浓度(MIC),对其抗菌活性进行评价.采用紫外可见分光光度计测定其清除自由基能力(DPPH和ABTS),对其抗氧化活性进行评价.采用CCK-8法测定其对BEL-7402细胞增殖和活性氧(ROS)含量的影响,对其抗肿瘤活性进行评价.研究发现,朝藿定A和淫羊藿苷对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出明显的抑菌活性,朝藿定B和朝藿定C均无明显抑菌活性.抗氧化活性:淫羊藿苷>朝霍定C>朝霍定A>朝霍定B,表明淫羊藿苷结构C3位鼠李糖基上进行糖基取代会减弱其抗氧化性.朝藿定A、B、C和淫羊藿苷均能抑制BEL7402细胞的增殖,相同浓度比较,朝藿定C和淫羊藿苷有更加明显的抑制作用,且抑制作用呈浓度依赖性.进一步检测对ROS含量影响,表明朝霍定C可能是通过调节细胞内ROS的含量诱导BEL-7402细胞死亡.项目采用生物活性为导向筛选,为淫羊藿黄酮苷化合物药用价值的利用提供依据.

基于激光雷达提取特征的改进匹配算法

激光雷达数据匹配是自主机器人定位与建图中的关键技术之一.目前,匹配算法普遍存在对初值敏感、计算量大等问题.针对该问题,结合特征提取和迭代最临近点(Iterative Closest Point,ICP)算法的特点,提出了一种新的匹配算法.首先根据激光雷达扫描数据计算相邻点的斜率差,将点集数据进行分割,并提取角点和线段特征;然后使用特征点的特征值寻找对应点;最后按照ICP算法原理计算变换矩阵.通过使用特征点进行匹配,降低了对初值的依赖性.在计算点集匹配距离误差时,使用线段间的距离代替两点间距离,避免了因线段特征的长度误差导致的匹配误差,进一步提高了匹配的精度.经过实验验证,该算法计算量较小,单次匹配和连续多次匹配均能获得较精确的结果.与ICP算法和概率栅格相关性方法(Correlative Scan Matching,CSM)相比,该算法的匹配精度甚至更好.

Mo掺杂对Ti3SiC2陶瓷制备与摩擦学性能的影响

利用热压烧结工艺制备出了不同Mo掺杂量Ti3SiC2基复合材料,并研究了材料的物相组成、力学性能以及摩擦学性能。结果表明,Mo掺杂影响了原材料体系中Ti3SiC2的生成,Mo掺杂的样品主要由TiC、(Ti0.8Mo0.2)Si2和Mo4.8 Si3C0.6等相组成;随着掺杂量的提高,材料的密度、维氏硬度以及抗弯强度均呈现先增加后减小的趋势,掺杂16.67 at%Mo的样品拥有最优的综合力学性能;与未掺杂Mo的样品相比,Mo掺杂量为8.33 at%和16.77 at%的样品由于硬质相的出现,拥有较低的磨损率,但其摩擦系数相对较高.掺杂量为25 at%和33.33 at%的样品拥有较低的摩擦系数,但由于样品致密度较差而表现出较高的磨损率.

超平坦低色散多孔芯太赫兹波导的优化设计

以Topas为基材,设计了一种多孔芯折射率引导型超低平坦色散太赫兹微结构聚合物光纤.通过全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件,对其有效折射率、约束损耗、有效材料吸收损耗及色散等传输特性进行了分析.结果表明当光纤结构参数选取纤芯椭圆孔的短半轴a=8μm、长半轴b=120μm时,在1.2±0.1 THz的太赫兹频段范围,该光纤呈现一定的低平坦色散特性,其色散值为0.247±0.01 ps/THz/cm,且在频率f=1.2 THz处,其约束损耗和有效材料吸收损耗分别为1.39×10-6 cm-1和0.139 cm-1.所设计光纤呈现的超低损耗和低平坦色散特性以及其简单结构和容易制备等特点将对未来太赫兹波段长距离大容量高速光通信和6G通信技术的发展提供潜在的应用前景.

MIL-101(Cr)/PI纤维纸基复合材料对高温烟气过滤性能研究

采用溶剂热法合成了具有高比表面积和优异热稳定性的金属框架化合物MIL-101(Cr).再以聚酰亚胺(PI)纤维、对位芳纶沉析纤维为原料,引入预合成的MIL-101(Cr)晶体,通过现代湿法造纸技术制备出了MIL-101(Cr)/PI纤维纸基复合材料,并考察了MIL-101(Cr)添加量对复合材料高温烟气过滤性能的影响.研究结果表明,MIL-101(Cr)的添加能够显著提高纸基复合材料的过滤性能,其质量因子分别在室温和260℃时增长了152.69%和558.22%.

高铝玻璃减薄优化工艺研究

以化学蚀刻薄化技术为基础,对高铝玻璃进行减薄优化研究.主要讨论最佳减薄溶液下,不同温度,不同减薄溶液的pH值,不同时间对玻璃减薄速率的影响.对减薄后的玻璃基板表面通过SME、EDX检测品质分析.在光刻胶和边框的保护下,配制出最优减薄溶液,选择的工艺条件为pH=2,温度55℃,减薄时间45 min.结果表明:在最佳条件下,玻璃基板减薄速率明显提高,表面的粗糙度得到有效的降低,并减少了表面白色附着物的沉淀.这为平板玻璃、显示屏等行业的制造,提供了一条可行性方案.

K负载的Co基水滑石基氧化物用于碳烟和氮氧化物同时催化消除的研究

采用恒定pH共沉淀法制备了Co_(2.5)Mg_(0.5)Al_(0.92)Ce_(0.08)水滑石前驱体,经过700℃焙烧后,得到CMACe8催化剂并负载不同含量的K.利用现代表征技术对其进行结构表征,并进行碳烟燃烧和碳烟与NOx同时消除活性测试.XRD和EXAFS测试表明,催化剂中的主要物相是Co3O4.从BET结果看出,利用水滑石前驱体得到的催化剂比表面积较大,更加利于反应物种在催化剂上吸附.H2-TPR表征说明,K的负载促进了催化剂样品中活性氧物种的释放,使得催化剂碳烟燃烧活性和NOx储存活性都得到了提高.但对于同时消除反应,由于NOx储存量过大,碳烟含量恒定,使得NOx消除活性降低,证明高含量的K对该反应起到了抑制作用,其中K的最佳负载量为2%.

柔性TCNQ@Cu-DOBDC薄膜的制备及其电学性能研究

采用磁控溅射(magnetron sputtering, MS)将Cu膜均匀沉积在柔性聚酯纤维布上,在碱性溶液中将Cu膜转化为氢氧化铜纳米线(Cu(OH)_(2)NWs)便于与有机配体结合反应,探究不同反应时间对Cu(OH)_(2)NWs的形貌和结构的影响规律.将Cu(OH)_(2)NWs与2,5-二羟基对苯二甲酸(DOBDC)反应,得到具有蜂巢结构的MOFs Cu-DOBDC.Cu-DOBDC的本征电导率极低,在其1D孔道引入了TCNQ客体分子,诱导材料电导率显著提高.研究结果表明,TCNQ与Cu-DOBDC间通过氧化还原反应在MOFs内部形成局部导电区域,电导率大约提升4个数量级.结果表明,柔性TCNQ@Cu-DOBDC薄膜可以作为一种新型柔性材料并用于各种微电子器件中,拓宽了各种导电MOFs材料的应用渠道.