计量与测试

  • 磷酸化肽段分离富集方法的研究进展

    俞晓平;刘媛;翟睿;楚占营;方向;

    目的:通过综述O-磷酸化肽段和N-磷酸化肽段的富集方法研究进展,为磷酸化蛋白质分析前处理提供解决方案。方法:结合文献和数据库搜索,总结O-磷酸化肽段和N-磷酸化肽段的富集方法基本原理与应用,系统介绍O-磷酸化肽段和N-磷酸化肽段的富集方法研究进展。结果:磷酸化肽段分离富集方法已被广泛应用于磷酸化蛋白质组学研究中。结论:目前已开发了多种针对不同磷酸化肽段的富集方法,不同的方法具有不同的特异性和选择性,因此,根据研究目的选择富集方法尤为重要。

    2024年03期 v.35;No.115 363-373页 [查看摘要][在线阅读][下载 3192K]
  • 双端面无研合量块干涉测量的研究进展

    张宝武;张旭东;欧阳烨锋;

    目的:量块是一种端面长度标准,处于长度量值传递与溯源的关键位置。由于研合层的存在,现行单端面研合式量块干涉仪测量精度的提高受到了限制。为此,量块测量的技术革新开始向着双端面无研合方式迈进。为了跟踪这种新技术的研究动态,分类汇总介绍了其最新的进展。方法:首先介绍了单端面研合式测量方案,阐述了其中的主要问题,然后按照移相法、小数重合法和低相干光源干涉法等三大类综述了双端面无研合测量方案,简述了每种测量方案的实验系统和量块长度解算理论。结果:相比于单端面研合方式,双端面无研合的量块测量技术能够剔除研合层厚度,减少量块磨损,提高量块测量精度,在自动化方面具有突出的优势,但是需要深入研究相位跃变、测量面形貌、干涉光路非同轴,以及干涉光路与量块测量面的非垂直性引起的测量误差。结论:综述结果显示,双端面无研合的量块干涉测量技术已经成为量块测量领域的研究热点,它的成功将极大提升量块计量水平,提高相关领域的测量精度。

    2024年03期 v.35;No.115 374-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 9419K]
  • 基于主动活塞的输液泵检测仪流量校准系统研究

    王俊贤;黄震威;彭晓利;单剑;陈鑫宇;

    目的:研究一种基于主动活塞的输液泵检测仪溯源方法,并设计一体化活塞控制机械结构。方法:通过主动活塞产生稳定流量,采用西门子PLC1200结合LabVIEW平台进行监测和控制。结果:装置在5、600和1 000 mL/h 3个流量点下采用称重法进行溯源,并对5 mL/h和1 000 mL/h流量点的稳定性进行实验,实验结果表明输液泵检测仪检定装置在流量范围5~1 000 mL/h中的瞬时流量与累计流量的相对误差均在0.25%以内。结论:输液泵检测仪流量校准控制系统的测量值准确可靠,整体结构设计紧凑,一体化程度高,使用便捷。可满足输液泵检测仪的检定要求。

    2024年03期 v.35;No.115 384-389+421页 [查看摘要][在线阅读][下载 1259K]
  • 在用车排放颗粒测量仪器标定及实验研究

    李袁昊;常刘勇;李光泽;周泉;陈龙飞;

    目的:在用车尾气排放颗粒物数目含量检测技术和设备国产化。方法:基于凝结核增长计数原理,采用自稀释结构,并调整温度设置,研发了纳米级细颗粒物计数仪器,并在洁净间进行了标定实验,同时,基于标定完成的自研CPC仪器对在用车排放尾气颗粒物数目含量进行了实地测量。结果:在使用自稀释结构,采样温度为6~50℃下,自研仪器的D_(50)达到了9.2 nm,满足机动车D_(50)为23±1 nm的检测要求,仪器瞬态响应误差为9.53%,检测范围在0~5×10~4个/mL,满足仪器误差指标。此外,针对在用车排放尾气的实地测量结果表明,自研CPC具有较好的辨识能力,可以准确地捕捉到不同量级的颗粒物数目含量变化趋势,且自研CPC与TSI CPC的峰值相对误差变化均低于10%。结论:研制的仪器达到机动车尾气检测标准,且仪器检测范围内一致性较高。

    2024年03期 v.35;No.115 390-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 1681K]
  • 触觉传感器的高精度动静态标定技术研究

    汪永其;李佳慧;何旭;鲜欣妍;朱周洪;赵天琦;甘海勇;沈常宇;

    目的:提出了一种触觉传感器的高精度动静态标定方法和装置。方法:装置以STM32单片机为核心处理器,单片机接受上位机发送的指令,控制直线电机运动。力传感模块采集标定过程中的实时力值反馈到单片机,通过处理计算出误差,修正直线电机的位置,直到标定完成。最后计算不确定度。结果:实验结果表明,该装置可以在动态情况下对触觉传感1.000~5.000 N范围内的压向力进行标定。结论:该装置在标定触觉传感器压向力时,标定精度和准确度高,同时考虑到了动态力标定的因素,具有较高的实际应用价值。

    2024年03期 v.35;No.115 399-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 3799K]
  • 基于改进SlowFast算法的电梯乘客异常行为识别

    王志恒;陈家焱;李俊宁;吴文祥;郑晓锋;

    目的:解决轿厢式电梯内乘客异常行为识别算法无法有效利用视频数据中时序特征的问题。方法:提出一种基于残差支路与BiFormer改进的SlowFast网络算法。该网络结构以RGB视频帧和残差帧作为输入,以多支路提取特征信息,融合慢支路、快支路和残差支路的时空特征,增强对乘客异常行为的敏感性,降低背景变化带来的影响。为增强时间维度信息的有效利用,在快支路与残差支路引入BiFormer结构,以学习帧间关联信息,从而提高网络对乘客异常行为识别准确率。结果:为验证网络算法的有效性,以电梯乘客异常行为数据集验证提出的网络结构。与原SlowFast网络进行对比,改进后的网络识别准确率提高了8.46%。结论:结果表明,所提出的网络算法能够充分利用视频帧中时间维度信息,可有效提高电梯乘客异常行为识别准确率,且在电梯内背景与光线变化较大的情况下,仍然具有较好的识别效果。

    2024年03期 v.35;No.115 406-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 3336K]
  • 分子动力学模拟研究氨基酸亲疏水性质对蛋白质结构的影响

    夏芳;冯宙;姜舟婷;

    目的:从氨基酸的侧链大小、带电性、二硫键的形成等方面研究氨基酸的亲疏水性质对蛋白质结构的影响。方法:利用VMD软件构建由不同亲疏水性氨基酸组成的蛋白质模型,并采用分子动力学方法对体系进行模拟。结果:体系键伸缩能与键弯曲能的大小仅与氨基酸的侧链原子数目有关,与氨基酸的亲疏水性质无明显相关性,但疏水型氨基酸构建的蛋白质链其范德华能低于亲水型氨基酸构建的蛋白质链。同时,氨基酸的亲疏水性质会直接影响蛋白质链的二级结构,通过对蛋白质链的均方根涨落和均方根偏差分析得到,疏水型氨基酸构建的蛋白质链能够维持稳定的α螺旋结构。结论:对氨基酸的亲疏水性质与蛋白质链能量及结构参数的关系的研究结果,可为后续进一步理解蛋白质的三级结构特征和动力学行为提供理论支持。

    2024年03期 v.35;No.115 415-421页 [查看摘要][在线阅读][下载 3575K]

机电工程

  • 基于滑模控制的三电平直接转矩控制变频器研究

    吴洪伟;蔡卓剑;戴海平;蔡慧;邹国平;

    目的:提升三电平直接转矩控制变频器的抗干扰能力和响应速度,解决传统PI型DTC在速度和转矩波动时响应时间长的问题。方法:在直接转矩控制的传统系统中引入滑模控制策略,设计了三电平直接转矩控制变频器。分析了三电平矢量调制方法及其编程步骤,并通过仿真验证了基于滑模控制的三电平直接转矩控制设计方法和稳定性。结果:仿真结果表明,引入滑模控制的系统平均比传统系统的稳定时间要短0.013 6 s,且在转矩变化时改进系统的转速变化幅度比传统系统要小。结论:基于滑模控制的变频系统在速度响应、抗干扰和鲁棒性方面均优于传统方法。

    2024年03期 v.35;No.115 422-431+442页 [查看摘要][在线阅读][下载 3415K]
  • 基于改进TEB算法的阿克曼移动机器人

    桂鹏;金英连;廖根兴;周坤;王斌锐;

    目的:复杂环境中使用传统TEB算法进行导航时,会出现机器人与障碍物贴近运行或是与障碍物“抢位”,并且会出现突然的速度跳变,导致路径不平滑及震荡,给机器人带来碰撞的风险。针对以上问题,提出一种改进TEB算法。方法:首先,对障碍物边界进行膨胀处理,使机器人与障碍物保持安全距离。其次,在算法中加入加加速度约束以减少机器人在运动时的速度跳变,使规划的路径更加平滑。最后,在ROS中进行仿真实验并在阿克曼车体上对改进TEB算法进行实物测试。结果:实验表明改进TEB算法使机器人的震荡次数减少45.5%,线、角加加速度极差分别降低29.1%和31.2%。在复杂环境中算法规划出来的轨迹更加安全平滑且有效,较少机器人在导航过程中出现速度突变。结论:改进TEB算法适用于阿克曼机器人,使其更合理地运动。

    2024年03期 v.35;No.115 432-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 8065K]
  • 比值控制系统电磁阀故障诊断与容错控制

    刘志威;那文波;王伽豪;

    目的:提出一种基于数据驱动的比值控制系统电磁阀故障诊断与容错控制方法。方法:将正常信号波动变化率作为故障检测的依据,利用比值系统故障传播的滞后特性建立故障定位算法。利用故障发生前后信号的差值及比值建立故障估计算法。利用故障调节区间内的响应超调量建立故障分离算法。根据故障诊断结果重构控制信号实现容错控制。结果:该方法故障检测准确率、定位准确率和分离准确率分别为96%,98.6%和96%,故障估计误差小于0.06%,容错补偿误差小于0.5%、结论:该方法可应用于一般比值系统电磁阀的故障诊断和容错控制,对于微弱故障能实现精准诊断和逆补偿,具有实时性强、运算量少及诊断精度高等优点。

    2024年03期 v.35;No.115 443-451页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
  • 基于时间级差配合的10 kV配电网继电保护整定优化方案

    吴境远;陈卫民;聂峥;陈建铭;戴瑞金;

    目的:解决10 kV配电网发生短路故障时分支线保护与主线保护容易同时动作的问题。方法:研究了常见的10 kV配电网拓扑结构,基于配电网保护任务提出三级保护整定方案。分析了三级保护动作时序以及系统中各段线路发生短路故障时保护的动作情况,针对保护同时动作的现象理论提出了时间级差配合的整定优化方案。结果:通过时间级差优化整定方法,10 kV配电网分支线保护与主线保护不再同时跳闸,并通过PSCAD软件仿真验证优化方案的真实性与可行性。结论:基于时间级差配合的整定优化方案能够很好地解决10 kV配网中保护难以配合的问题以及故障发生时分支线保护与主线保护容易同时动作的问题,具有较好的实际应用价值。

    2024年03期 v.35;No.115 452-461页 [查看摘要][在线阅读][下载 6622K]

材料与化学

  • 水浴快速制备Sn-Beta分子筛催化葡萄糖产乳酸

    蔡傲;董文杰;吴随;

    目的:研究一种制备条件温和制备周期短且催化性能良好的多级孔Sn-Beta分子筛催化剂。方法:将二乙酸二丁基锡作为Sn源,与乙醇及四乙基氢氧化铵水溶液,在低温水浴条件下与脱Al后的Beta分子筛反应6 h,在管式炉中煅烧后获得Sn-Beta分子筛,采用XRD、TEM、BET、Py-IR、CO_2-TPD等对分子筛的形貌结构和化学性质进行表征。结果:优化了引入Sn源种类、反应介质配比、温度、时间以及Sn负载量等因素对Sn-Beta分子筛催化性能的影响后,投加5 mL水、5 mL乙醇、5 mL TEAOH、300 mg二乙酸二丁基锡在60℃下混合6 h,清洗烘干后550℃煅烧6 h制得了乳酸产率为34.51%的新多级孔Sn-Beta分子筛催化剂。结论:本研究提供了一种快捷简便的Sn-Beta分子筛制备方法。Beta分子筛在水浴反应过程中成功产生了多级孔结构,并且Sn的引入使得催化剂Lewis酸性、Br?nsted酸性和催化剂碱性得到优化,提高催化剂的催化性能。

    2024年03期 v.35;No.115 462-469+495页 [查看摘要][在线阅读][下载 2860K]
  • WO3/Bi2S3异质结光催化剂的制备及其降解水体中四溴双酚A的研究

    徐彬;李敏杰;张碧红;郭良宏;

    目的:研究WO_3/Bi_2S_3异质结光催化剂在低光照强度下(100 W)对水体中四溴双酚A(TBBPA)的降解性能。方法:通过溶剂热法制备一系列不同摩尔比的WO_3/Bi_2S_3异质结光催化剂;采用SEM、TEM、XRD、XPS等方法对合成的材料进行表征。探究WO_3/Bi_2S_3在低光照强度下对TBBPA的降解效率。通过自由基淬灭实验和电子自旋光谱解析WO_3/Bi_2S_3光催化体系对TBBPA降解机制。结果:在100 W光照强度下,摩尔比为1∶6的WO_3/Bi_2S_3光催化剂在用量为60 mg以及pH为8时具有最佳的降解效率,在150 min内对5.4 mg/L TBBPA的降解率约为76.3%。此外,TBBPA的降解主要通过空穴氧化实现。结论:WO_3/Bi_2S_3异质结光催化剂可在低光照强度下有效降解水体中的TBBPA。

    2024年03期 v.35;No.115 470-479页 [查看摘要][在线阅读][下载 8560K]
  • C18键合硅胶微球的制备及色谱分离性能

    李鹏飞;王睿;李冬云;孙高梅琳;徐扬;葛洪良;

    目的:制备出中位径为12μm的C18-SiO_2微球,并应用在色谱柱填料中,研究了影响微球形貌的制备因素及影响其液相分离的条件,获得制备C18-SiO_2微球的制备条件及影响其液相分离的条件。方法:以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,盐酸(HCl)为催化剂,十二烷基苯磺酸钠(C_(18)H_(29)NaO_3S)为表面活性剂,利用聚合诱导胶体凝聚法(PICA)合成介孔SiO_2微球,研究制备工艺(反应温度、pH值及甲醛和尿素的摩尔比N)对SiO_2微球大小形貌的影响规律,优化制备条件,制备出中位径为12μm SiO_2微球,经十八烷基三甲氧基硅烷(C_(21)H_(46)O_3Si)修饰后制备出C18-SiO_2微球,并用应用于高效液相色谱(HPLC)柱的填料,研究其对复合氨基酸的分离条件。结果:获得了中位径为12μm的C18-SiO_2微球的制备条件及液相分离条件。结论:利用PICA法成功制备了中位径为12μm的C18-SiO_2微球,粒径分布窄(D_(90)/D_(10)=1.63),介孔直径为10 nm,比表面积为236.38 m~2/g;在适宜的流动相和洗脱强度条件下,C18-SiO_2微球能够对复合氨基酸谷丙甘氨酸进行较快地分离,分离度均大于1.5。

    2024年03期 v.35;No.115 480-486页 [查看摘要][在线阅读][下载 4473K]
  • Ni元素对Zn-22Al药芯钎料用于Cu/Al钎焊接头组织和力学性能的影响

    王徐炳;黄魏青;王思鸿;卜永周;查心婧;刘薇;沈杭燕;

    目的:研究Ni元素对Zn-Al药芯焊丝熔化特性、铺展性能的影响。方法:在钎剂中添加一定比例的Ni粉,在钎焊过程中形成Cu/Al接头的Ni合金化,分析不同含量Ni元素添加对Zn-22Al钎料以及Cu/Al异种合金钎焊接头的性能及显微组织的影响。结果:Ni粉添加可使Zn-22Al钎料在Al板上的铺展性能得到提升,当添加量质量分数为5%时钎料铺展性能提升26.75%;当添加量质量分数为7%时,用于Cu/Al钎焊的接头抗拉强度相较于未添加Ni粉焊接接头强度提升61.79%。结论:Ni粉添加可有效改善Zn-22Al焊缝的显微组织,体现为主晶相的细化,富Zn边界相的减少,促进主晶团之间形成层片状共析组织,以及减小了Cu侧生成的铜铝金属间化合物脆性相的厚度。

    2024年03期 v.35;No.115 487-495页 [查看摘要][在线阅读][下载 9647K]

信息科学

  • 基于FMCW MIMO毫米波雷达的压缩感知三维成像

    刘东东;张远辉;刘康;王书楠;

    目的:针对调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达采用传统压缩感知方法由于观测矩阵过大导致重构困难的问题,在不影响压缩感知重构算法的性能下,提出了一种基于压缩感知重构理论的分区压缩感知重构成像方法。方法:此方法在传统的压缩感知重构方法的基础上,对包含水平角度、俯仰角度与距离信息的雷达阵列信号张量进行多维度的联合观测,在对数据进行压缩采样的条件下极大保留目标的三维特征;引入图像压缩感知领域的分块压缩感知(block compressed sensing)思想,大幅度降低了观测与重构时的内存占用;对观测矩阵采用非随机的构造方法,使其更易于在硬件上实现;与传统的直接成像算法相比,基于压缩感知重构理论的分区压缩感知重构算法能够在保证成像效果的同时,大幅降低数据采样率与数据传输压力。结果:通过仿真验证,分区压缩感知重构算法能够在压缩采样比为0.4的极端条件下,平均结构相似度达到79%;通过雷达成像实验表明,此算法在通用环境下依旧能够实现复杂目标的高分辨成像。结论:所提出的算法能够在较少采样的条件下实现雷达的高分辨成像,相较于传统重构算法更易于实现。

    2024年03期 v.35;No.115 496-508页 [查看摘要][在线阅读][下载 10671K]
  • 基于局部阈值分割的平板茧表面印痕提取算法研究

    余泽建;孙卫红;胡涛涛;

    目的:针对平板茧检测自动化程度低,识别效率不高等问题,提出一种基于局部阈值分割的平板茧表面印痕提取算法。方法:首先采用Canny算子提取图像边缘后进行膨胀处理获取平板茧表面印痕感兴趣区域(region of interest, ROI)。其次将ROI作为掩码统计平板茧原图对应区域的像素值均值,利用该均值与波动幅值设置局部分割阈值寻找平板茧印痕区域边缘。最后通过形态学处理与轮廓填充得到蚕茧表面完整印痕图像。结果:算法在主观表现评估与客观评价指标方面均有较好的提取效果,平均交并比mIOU与Dice系数分别达到86.42%、92.08%。结论:算法对平板茧的高精度辨别具有重要意义。

    2024年03期 v.35;No.115 509-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
  • 基于CT影像数据的出血性脑卒中人工智能辅助诊治模型研究

    张心怡;王林霞;周韩祺;陈苗根;

    目的:建立出血性脑卒中人工智能辅助诊治模型。方法:依据血肿体积增长绝对量和相对量判断患者是否发生血肿,综合考虑患者临床和影像信息,基于随机森林方法对患者血肿扩张风险进行预测。提出了一种基于高斯时序拟合的患者水肿进展模式亚类分组方法,得出不同疗法对水肿体积进展的影响。结果:血肿预测数学模型准确率达到了0.819,治疗方法重要性占比前两项是降颅压和镇静镇痛,它们占所有治疗方法效果的23.4%和22.1%。结论:本血肿预测模型能够有效预测患者血肿发生情况,降颅压和镇静镇痛治疗方法具有更好的水肿控制效果。

    2024年03期 v.35;No.115 518-527页 [查看摘要][在线阅读][下载 11919K]

数理科学

  • 花图的意大利控制数

    张宇萱;陈琴;

    目的:确定了花图J_n的意大利控制数γ_(w2)(J_n)的准确值。方法:制定权转移规则,将初始权值至少为2的列转移权值给相邻的两列。分析拥有不同权值相邻的列和经权转移得到的新权值平均值,确定花图J_n的意大利控制数的下界;通过给出具体的标号方案,确定花图J_n意大利控制数的上界。结果:通过比较意大利控制数的上界和下界的值,确定了花图J_n的意大利控制数γ_(w2)(J_n)的准确值,并得到最优的标号方案。结论:当n≥3时,花图的意大利控制数为■。

    2024年03期 v.35;No.115 528-532+540页 [查看摘要][在线阅读][下载 816K]
  • Picture最小二乘模糊推理算法在模式识别中的应用

    王林霞;罗敏霞;

    目的:由于picture模糊推理全蕴涵算法和picture模糊推理五蕴涵算法所满足的还原性是有条件的还原性,我们寻找一种满足无条件还原性的picture模糊推理算法。方法:将picture模糊集转化为三维模糊集,结合最小二乘模型的思想,构建最小二乘模型的picture模糊推理算法。结果:给出基于最小二乘模型的picture模糊推理算法及其解的表示形式。结论:我们将基于最小二乘模型的picture模糊推理算法应用到模式识别,实验结果表明,本文提出的算法是合理和有效的。

    2024年03期 v.35;No.115 533-540页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]