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淘金年代人格几何?

小说评论 2000年第3期 73-77页

作者：何向阳

郑彦英《石瀑布》没有太受时尚的影响。原因大约是作者依然想当时代的证人。见了，看了，说出来，和求证。不放弃。人说最好的现实主义作家像勒萨日笔下的瘸腿魔鬼，半夜揭开人们的屋顶，窥探千家万户的秘密。对一切要穷其究竟，小至婚... 详细信息

郑彦英《石瀑布》没有太受时尚的影响。原因大约是作者依然想当时代的证人。见了，看了，说出来，和求证。不放弃。人说最好的现实主义作家像勒萨日笔下的瘸腿魔鬼，半夜揭开人们的屋顶，窥探千家万户的秘密。对一切要穷其究竟，小至婚恋家庭，大至阶级革

关键词：婚恋魔鬼作家现实主义作者时代人格年代阶级时尚

高寒沙地高山柳灌丛系统碳氮磷化学计量及储量特征

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高寒沙地高山柳灌丛系统碳氮磷化学计量及储量特征

作者：舒向阳四川农业大学

学位级别：硕士

造林作为沙化土地生态修复的主要措施之一,对生态系统恢复和减缓气候变化有着重要贡献。在造林过程中,单个灌木与外部环境因素的长期交互会是使土壤特性在多空间尺度形成异质性,即所谓“肥岛”效应。而灌丛“肥岛”效应会改变土壤结构... 详细信息

造林作为沙化土地生态修复的主要措施之一,对生态系统恢复和减缓气候变化有着重要贡献。在造林过程中,单个灌木与外部环境因素的长期交互会是使土壤特性在多空间尺度形成异质性,即所谓“肥岛”效应。而灌丛“肥岛”效应会改变土壤结构、养分生物地球化学循环和植被群落演替。碳(C)、氮(N)、磷(P)作为陆地生态系统关键的生源要素,三者的循环过程往往相互耦合。N和P作为最主要的限制元素,其循环变化会强烈影响碳循环和生态系统结构与功能。生态化学计量学作为研究生态系统能量和化学元素平衡的科学,其为研究元素在生物地球化学循环和生态过程中的计量关系和规律提供了一种理论及思维工具。通过研究特定生态系统内C、N、P生态化学计量变化,将有助于探讨生态系统演变、养分生物地球化学循环和养分限制等重要问题。本文选取川西北高寒沙地不同种植年限(6年、18年和34年)高山柳灌丛“肥岛”系统作为研究对象,重点探究种植过程中“植物-凋落物-土壤”系统生态化学计量学和储量变化特征。主要研究结果如下:1.不同年限高山柳灌丛林下土壤水分、容重、电导率和pH变化特征与“肥岛”理论相一致。空间分布上,冠幅中心土壤水分、电导率均高于中部和边缘,而容重和pH则呈相反趋势。随土层深度增加,土壤水分和电导率呈逐步下降的趋势,而容重和pH呈上升趋势。随种植年限增加,土壤水分和电导率呈上升趋势,而容重和pH呈下降趋势,其中土壤pH下降幅度较为明显。相较于6年,34年0-20、20-40和40-60 cm土层pH均值分别下降了0.45、0.30和0.24。2.不同年限高山柳灌丛土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量和生态化学计量呈现出较强的时空异质性特征。种植高山柳6、18和34年0-60 cm土层SOC、TN和TP的变化范围分别为0.8.0 g kg、0.14.32 g kg和0.16.22 g kg。空间尺度上,各年限灌丛中心0-60cm土层SOC含量均显著高于中部和边缘(P(27)0.05),且随土层深度增加呈下降趋势。不同年限灌丛中心0-20 cm土层TN和TP含量高于中部和边缘,20-40 cm和40-60 cm土层TN和TP含量与中部和边缘无显著差异。在时间尺度上,随种植年限增加,0-20、20-40和40-60 cm土层SOC含量呈上升趋势,TN和TP含量在0-20cm土层呈上升趋势,在20-40和40-60 cm土层呈下降趋势。种植高山柳6、18和34年0-60 cm土层碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)和氮磷比(N:P)的变化范围分别为3.47.1、4.62.9和0.8.4。冠幅中心土壤C:N和C:P均高于冠幅中部和外部,C:N、C:P和N:P随土层深度增加而降低。时间尺度上,土壤C:N和C:P均值随种植年限增加均呈显著升高趋势(P(27)0.05),而土壤N:P均值在0-20 cm土层呈上升趋势,在20-60 cm土层呈降低趋势。土壤C:N:P比值随种植年限增加呈上升趋势。本文研究表明,高山柳种植年限增加会加剧土壤C-N-P不平衡。3.不同年限高山柳各器官和凋落物C、N、P含量变化范围分别为356.0642.83mg g、11.160.44 mg g和0.74.04 mg g,C:N、C:P和N:P的变化范围分别为21.46.9、249.713.3和9.02.6。随种植年限增加,高山柳各器官C、N、P含量总体呈上升趋势,C:N比呈上升趋势,N:P比呈下降变化趋势,叶片、凋落物和主干C:P呈下降趋势。不同种植年限高山柳林下植被各器官C、N、P变化范围分别为229.100.9 mg g,11.49.7 mg g和0.5.3 mg g,C:N、C:P和N:P变化范围分别为9.90.8,132.949.6和8.33.7。高山柳和林下植被叶片N:P变化范围为8.37.5,高山柳及林下植被可能受到N和P的共同限制。4.林下植被物种数量、灌丛植被地上和地下生物量及植被生物量C、N和P均随种植年限增加逐步升高。随种植年限增加,土壤0-60 cm土层C储量均呈上升趋势,土壤0-20 cm土层N储量呈上升趋势,0-20 cm土层P储量无明显变化,而20-60cm土层N和P储量呈下降趋势。相较于种植6年,18年和34年高山柳灌丛植物-土壤系统C储量分别显著升高了35.1%和42.5%(P(27)0.05),表明川西北高寒沙地高山柳造林过程中固碳效应显著。5.相关分析表明,土壤pH与SOC、土壤C:N和C:P呈显著负相关(P(27)0.05)。高山柳叶片、根和凋落物N:P与土壤20-60 cm土层N:P呈极显著正相关(P(27)0.01),该结果表明高山柳的养分吸收可能依赖于深层土壤养分有效性。高山柳灌丛植物C储量与冠幅中心土壤C储量极显著正相关,灌丛植物N和P储量与冠幅中心土壤N和P

关键词：高寒沙地造林土壤-植物系统碳氮磷化学计量储量

社会资本视角下南沙时间银行互助养老服务实施效果研究

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社会资本视角下南沙时间银行互助养老服务实施效果研究

作者：孙向阳广东财经大学

学位级别：硕士

当前,我国人口老龄化形势比较严峻,养老形势不容乐观,体现为老龄化人口规模庞大、老龄化速度加快,并伴随未富先老、家庭养老能力退化、社会养老压力与抚养负担加剧。特别是随着传统家庭形式的养老弊端逐渐显现,探索出一种适合我国人口... 详细信息

当前,我国人口老龄化形势比较严峻,养老形势不容乐观,体现为老龄化人口规模庞大、老龄化速度加快,并伴随未富先老、家庭养老能力退化、社会养老压力与抚养负担加剧。特别是随着传统家庭形式的养老弊端逐渐显现,探索出一种适合我国人口和社会发展状况的新型养老途径已显得尤为迫切。互助模式作为一种新型的养老模式,可以缓解社会养老压力,充分发挥老年人的人力资源,提高老年人的生活质量和幸福感,是对现行社会养老模式的有益补充。时间银行作为一种新型互助养老模式,将养老资源进行跨时空交叉互换,有助于低龄老人人力资源的开发、社会养老服务体系完善和互助养老服务模式的多样化发展。本文主要研究时间银行在社区互助养老服务模式中的应用,研究分析广州市南沙时间银行运行现状,选取南沙区TS社区、HG社区年龄满60岁及以上的人群作为研究对象。根据社会资本理论中社会规范、社会网络和社会信任的本质特征,运用描述分析法、相关性分析法和t检验等方法,对比分析社会资本各维度对于他们参与时间银行互助养老服务的影响,探究如何通过提升社会资本的状况进而改善该社区互助养老服务模式的有效性,提出在社会资本视角下时间银行在社区互助养老服务中的优化策略,促进时间银行互助养老服务模式的可持续健康发展,为完善我国养老制度改革和体系建设提供理论支持和政策建议。

关键词：社会资本时间银行互助养老

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多孔硅基电极材料的制备及电化学性能研究

多孔硅基电极材料的制备及电化学性能研究

作者：庄向阳东南大学

学位级别：硕士

硅具有储锂容量高、地球资源丰富等优点,有望成为下一代锂离子电池的负极材料。但是Si电极在嵌锂/脱锂的过程中具有显著的体积效应(～300%),导致电极材料易粉化,循环稳定性较差。对此,本研究探索了以多孔结构改进硅基材料的电化学性能... 详细信息

硅具有储锂容量高、地球资源丰富等优点,有望成为下一代锂离子电池的负极材料。但是Si电极在嵌锂/脱锂的过程中具有显著的体积效应(～300%),导致电极材料易粉化,循环稳定性较差。对此,本研究探索了以多孔结构改进硅基材料的电化学性能。本文先以介孔二氧化硅SBA-15为前驱体,通过镁热还原法制备了多孔硅材料。XRD、SEM、TEM、BET等结构分析表明,所得的产物基本保留了前驱体的介孔结构,孔径约为15 nm。为了提高多孔Si的电化学性能,本文设计了预压片处理-镁热还原的制备工艺。经过压片预处理,镁热反应的温度降低至430～435 ℃,远低于未压片样品的反应温度。对产物进行SEM、TEM和BET测试,结果显示反应产物Si为均匀的大孔结构,孔径为60～200 nm,不同于未压片制备的介孔硅。恒流充放电测试结果表明,该改进的镁热还原工艺制备的大孔硅在100次循环后,容量仍具有1110 mAh g-1,大约为介孔硅的6倍,循环稳定性大幅提高;同时,首次库伦效率从介孔硅的60.6%,提高到了 86.5%。对MgO/SBA-15混合粉末预压处理后样品和未预处理样品的堆积密度进行测量,结果显示,10 MPa压片样品的堆积密度为1.602 g cm-3,是不压片样品堆积密度(0.118 g cm-3)的13.6倍,较高的堆积密度会导致反应释放的热量更加集中,使样品实际温度远高于设定温度,因而反应更容易被触发,表现出较低的反应温度。此外,热量聚集引发的过热状态使前驱体结构崩塌,产物Si的晶粒长大。同时,压片的样品具有较高的热导率,因而热量容易传导和交换,过热时热量分布会更加均匀,因而产物形貌较为均匀。本文还尝试了用稻壳灰代替SBA-15作为前驱体,采用预压片处理-镁热还原工艺制备多孔硅。测试结果显示,以稻壳灰为前驱体制备的大孔硅的结构、性能和以SBA-15为前驱体制备的大孔硅相似,说明该工艺制备多孔硅对前驱体的结构依赖性较小。受镁热还原产物为MgO/Si复合相的启发,本文还设计了以纳米MgO颗粒作为硬模板造孔制备硅-多孔碳负极材料的方法,并对硅-多孔碳负极材料的结构和电化学性能进行了分析。分析结果显示,硅-多孔碳材料具有分级孔道结构,并展现出较好的循环稳定性和倍率性能。

关键词：镁热还原多孔硅负极材料锂离子电池

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基于深度学习的人脸识别智能系统

基于深度学习的人脸识别智能系统

作者：邵向阳河南大学

学位级别：硕士

随着人工神经网络(Artificial Neural Network)的发展,深度学习在图像处理、计算机视觉领域发挥着重要的作用。人脸识别作为计算机视觉一个重要的分支,利用深度学习技术来实现人脸识别得到了社会上越来越多的关注。人脸识别智能系统从... 详细信息

随着人工神经网络(Artificial Neural Network)的发展,深度学习在图像处理、计算机视觉领域发挥着重要的作用。人脸识别作为计算机视觉一个重要的分支,利用深度学习技术来实现人脸识别得到了社会上越来越多的关注。人脸识别智能系统从技术领域可以分为人脸检测和人脸识别两个模块。人脸检测是利用人脸分类器在输入视频流的每一帧中检测是否存在人脸,确定存在人脸之后将其标出。而人脸识别是将检测出的人脸图片进行下采样、归一化等操作之后,采用优秀的算法对待检测的人脸进行特征提取,接着和人脸特征数据库中的特征进行比对,如果待识别特征与数据库中的特征的相似度达到特定的阈值,将会输出识别结果。本文的主要工作有:(1)综述了深度学习和人脸识别技术的研究现状,确定了本课题的选题背景和研究意义。对比了人脸检测和人脸识别以往相关方法的优缺点,阅读大量的相关资料并实现了基于深度学习的人脸识别智能系统。(2)采用深度学习优秀框架—Caffe来训练人脸模型文件,考虑到BP神经网络的不足,选用深度卷积神经网络实现人脸识别。在对比了几种深度学习的主流框架后,确定采用Caffe框架来训练人脸模型。(3)利用训练出来的模型文件搭建人脸识别智能系统,对整个系统进行设计并实现,使得智能考勤系统变得更加智能化、人性化。针对考勤工作的实际需求采用MFC搭配OpenCV库编写系统的功能界面,在现实场景中通过改变相机分辨率、人脸样本数据库、相似度阈值大小、侧脸角度等因素不断对系统进行测试和改进。本文构建的人脸识别智能系统中训练和测试样本均采用CASIA人脸数据库,在将人脸样本通过转换LMDB格式、归一化等数据预处理操作之后,编写网络描述文件和模型配置文件进行人脸模型的训练。经过大量的参数调节、模型优化等工作之后,观察分析训练过程中损失值loss的变化曲线并选取出最合适的人脸特征模型。利用该模型实现人脸识别智能系统的设计和搭建,系统中包含信息查询、批量注册等功能,实验结果表明该系统可以很好地达到人脸识别智能系统的相关要求,本文采用深度学习算法实现的人脸识别智能系统具有良好的可行性和实用性。

关键词：人工神经网络深度学习人脸检测人脸识别特征提取

PIP调控LEA29Y转基因猪的繁育及表征

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PIP调控LEA29Y转基因猪的繁育及表征

作者：邢向阳山西师范大学

学位级别：硕士

胰岛移植可治疗糖尿病、维持患者血糖平衡,但受供体器官短缺及术后免疫排斥的制约,无法充分展开。研究表明胰岛移植术后排斥反应主要以T细胞介导的细胞排斥为主以及猪是胰岛移植供体的理想备选。LEA29Y是一种人工合成的新型免疫抑剂,可... 详细信息

胰岛移植可治疗糖尿病、维持患者血糖平衡,但受供体器官短缺及术后免疫排斥的制约,无法充分展开。研究表明胰岛移植术后排斥反应主要以T细胞介导的细胞排斥为主以及猪是胰岛移植供体的理想备选。LEA29Y是一种人工合成的新型免疫抑剂,可阻断CD28和B7.1/CD80或B7.2/CD86之间的共刺激信号,防止T细胞的活化,LEA29Y转基因猪可抑制异种胰岛移植面临的T细胞介导的免疫排斥。然而,广泛性表达LEA29Y会导致转基因猪免疫力低下、不易存活。实现转基因猪胰岛特异性表达LEA29Y可以避免这些问题。因此制备PIP(猪胰岛素启动子)调控的转基因猪并筛选培育出遗传及表达稳定的健康胰岛特异性表达LEA29Y转基因种群,对进一步研究LEA29Y在哺乳动物体内的机制以及为胰岛移植提供充足可靠地供体是有意义的。课题组已于2014年成功获得PIP(猪胰岛素启动子)调控的转基因原代猪,现今已繁育至F2代。本论文以现有的胰岛特异性表达LEA29Y猪种群为研究对象,应用PCR、RT-PCR、Western印迹、免疫组化、免疫荧光等分子手段对在LEA29Y基因水平的鉴定、目的蛋白的表达模式等方面做了初步探究,同时对种群内LEA29Y遗传及表达的稳定性进行了分析;通过血常规检查、石蜡切片及HE染色等方式对胰岛特异性表达LEA29Y转基因猪的健康水平进行了评估。结果显示:1.本课题组制备的3头LEA29Y转基因原代猪,DNA水平检测均为LEA29Y阳性。抽检原代猪81,发现在转录水平及蛋白水平均可以实现胰腺特异表达LEA29Y。2.通过自然配种的方式可实现胰腺特异表达LEA29Y猪种群的扩繁。原代猪81基因组内同时整合完整及不完整的的LEA29Y载体片段,并可将不完整载体片段单独遗传给部分后代,不完整载体片段不表达LEA29Y但不会对完整LEA29Y序列的表达造成影响,单独遗传不完整片段的个体可通过检测LEA29Y序列完整性来排除。除此之外81及其与野生型猪的遗传了完整目的载体的后代可以实现胰岛特异性表达LEA29Y,继代遗传稳定,可为异种胰岛移植提供充足的供体。其余2头原代猪发现存在非特异表达LEA29Y的情况,其后代可能会有益于其它器官的移植。3.胰岛特异性表达LEA29Y对转基因猪的血液生理指标和胸腺、淋巴结等免疫器官的繁育无明显影响,转基因猪健康水平良好,有利于为异种胰岛移植提供可靠地供体。总之,本研究通过对本课题组制备的胰岛特异性表达LEA29Y转基因猪的鉴定、繁育、筛选及进行健康水平评估,成功获得了继代遗传稳定、健康的胰岛特异性表达LEA29Y猪种群,可为胰岛移植提供充足、可靠地供体。

关键词：猪异种胰岛移植 LEA29Y 胰岛特异性表达继代分析健康分析

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煤矿排水控制与水害预测系统的研究与开发

煤矿排水控制与水害预测系统的研究与开发

作者：敬向阳东北大学

学位级别：硕士

煤炭行业是我国的支柱产业。矿井安全是煤矿生产的灵魂,而井下涌水是影响矿井安全的重要因素之一。一旦采掘工作面发生透水事故,不仅影响产煤量,甚至会淹没矿井,危机矿工的生命安全。针对现有排水系统存在的滞后性弊端,研究适合于我国... 详细信息

煤炭行业是我国的支柱产业。矿井安全是煤矿生产的灵魂,而井下涌水是影响矿井安全的重要因素之一。一旦采掘工作面发生透水事故,不仅影响产煤量,甚至会淹没矿井,危机矿工的生命安全。针对现有排水系统存在的滞后性弊端,研究适合于我国煤矿井下使用的煤矿排水控制系统具有重要的理论意义和实际应用价值。本文结合矿井水文地质管理工作的特点和煤矿实际情况,在地理信息系统的基础上,首先完成煤矿排水控制系统的硬件与软件设计并阐述了矿井水文地质信息管理的设计思路和实现方法,同时应用BP人工神经网络与水文地质信息建立水害预测模型,可以方便、快捷的对矿井水害进行预测,为矿区实际生产和方案的制定提供决策依据。本文的工作主要表现在以下几个方面： (1)根据排水自动控制的要求,进行排水控制的PLC硬件的设计并对排水系统软件的功能需求加以说明设计,使矿井排水达到“避峰就谷”的目的,使水泵房工作更加高效节能。 (2)设计和建立专门用于矿井水文地质信息管理的系统,以实现对各种水文地质资料录入、编辑、存储、管理、查询、分析和输出。 (3)开发图形信息管理系统,根据矿区、矿井对技术资料进行处理,利用DELPHI与MAPX实现矿井水文地质图形的输入、编辑、存储、实时查询和输出。 (4)利用存水池水位传感器现有采集数据,预测不同季节井下水位的变化规则。利用相应预测规则和当前水位检测变化、降雨量和排水量等情况完成BP神经网络预测模型的建立及软件实现,预测矿井未来涌水量。基于DELPHI和MapX的煤矿排水控制与水害预测系统的研究与开发,实现了排水过程的自动控制以及矿井水文地质信息管理的可视化,显示出其在科学管理方面的优越性,为矿井排水和水文地质工作起到了一定的指导作用。

关键词：排水控制矿井水文地质地理信息系统水害预测模型

芝麻受青枯菌诱导前后的转录组测序分析及水通道蛋白家族基因的鉴定

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芝麻受青枯菌诱导前后的转录组测序分析及水通道蛋白家族基因的鉴...

作者：吴向阳南京农业大学

学位级别：硕士

芝麻(Sesamum indicum)是重要的油料作物,其营养价值已经得到广泛的认可和应用。芝麻青枯病是影响我国南方芝麻产量及质量的重要病害,由青枯雷尔氏菌(Ralstoniasolanacearum)引起,属细菌病害。植物青枯病广泛分布于温带、热带和亚热带地... 详细信息

芝麻(Sesamum indicum)是重要的油料作物,其营养价值已经得到广泛的认可和应用。芝麻青枯病是影响我国南方芝麻产量及质量的重要病害,由青枯雷尔氏菌(Ralstoniasolanacearum)引起,属细菌病害。植物青枯病广泛分布于温带、热带和亚热带地区,致病菌株在世界范围内传播扩散,己成为第二大植物细菌病原。由于青枯病的土传特性,使得该病的防治非常困难,迄今为止尚无有效的防治方法。目前,芝麻中还未发现高抗青枯病的种质资源,开展芝麻-青枯雷尔氏菌互作机制的研究,阐明病菌致病以及植物感病的机理有助于探索新的抗病育种策略。本试验选取了芝麻受青枯菌诱导前后的三个不同时期,利用第二代高通量测序仪IlluminaHiSeq2500对其进行转录组测序,且每个时期做了两个生物学重复。共获得了 13.5Gb的数据,平均每个样本2.25Gb。生物学重复间的相关性均较好,这表明此次试验的测序数据是可重复及可靠的。原始数据质控后用TopHat2回贴到中国农业科学院油料作物研究所已经公布的芝麻基因组上,利用Cufflinks软件根据回贴情况进行表达定量和差异表达等分析。共得到了 4367个差异基因,各比较组中下调基因均多于上调基因,SO vs S1比S1vsS2中差异基因数目多一倍多,表明发病初期芝麻茎部差异表达的基因明显多于发病中期,初期转录组的变化更为显著,可能是青枯菌侵染芝麻使其致病的关键性时期。通过对差异表达基因的聚类分析将所有差异基因分成了6个聚类群,不同聚类群的基因数目不一。在聚类分析的基础上通过agriGO对聚类群分开进行了 GO富集分析,发现差异基因主要富集在碳水化合物代谢、催化结合、脂质代谢和初级代谢等方面。不同聚类群之间富集到的功能有交叉也有不同,具有相似表达模式的聚类群聚集到的功能也相似。Pathway富集分析结果显示,淀粉和蔗糖代谢和碳代谢在各个聚类群中均有相当数量的基因分布,C2和C5中聚集到的代谢途径主要有植物激素信号转导、植物病原菌的相互作用、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、过氧化物酶体和氨基酸生物合成。其中植物病原菌的相互作用在C1和C6中也有显著的富集,即包含上调表达基因又包含下调表达的基因。氨基糖和核苷酸糖代谢主要分布于C1和C4中,表明氨基糖和核苷酸糖代谢受青枯菌诱导后在芝麻茎部受到抑制。通过生物信息学手段,结合芝麻基因组注释信息,鉴定了 36个芝麻AQP家族基因,根据多序列比对及系统进化分析将其分为5个亚家族:13个质膜内在蛋白(PIP)、12个液胞膜内在蛋白(TIP)、8个类NOD26膜内在蛋白(NIP)、2个膜内在小分子碱性蛋白(SIP)和1个未知内在蛋白(XIP),其中有34个基因定位在12个连锁群上。同一亚家族成员在基因结构、蛋白序列、亚细胞定位预测及保守性氨基酸残基等方面都较为相似。病菌诱导表达分析显示,NIPs、SIPs和XIPs表达无明显变化,部分PIPs和TIPs能够响应青枯雷尔氏菌诱导。例如,SiPIP1;2、SiPIP1;3、SiPIP2;3和SiPIP2;4受青枯菌诱导后表达上调,SiPIP1;3和SiPIP2;3为持续上调,而SiPIP1;2和SiPIP2;4的表达先下调后上调;与之相反,表达下调较为显著的有SiPIP1;4、SiPIP2;1、SiPIP2;6、SiTIP1;1、SiTIP1;3、SiTIP2;1 及SiTIP2;2。上述差异表达基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。根据ar/R滤器和P1—P5氨基酸残基的组成类型,我们预测了不同亚家族AQPs可能识别的底物。青枯菌诱导表达分析表明,部分PIPs和TIPs成员的表达发生了显著变化,可能在芝麻与青枯菌互作过程中发挥重要的作用。

关键词：芝麻青枯病转录组测序 AQP基因家族

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基于FDM技术的金属3D打印控制系统研究

基于FDM技术的金属3D打印控制系统研究

作者：郝向阳重庆三峡学院

学位级别：硕士

金属3D打印在3D打印领域中是最具有发展潜力的技术,也是3D打印技术的重要发展方向。本课题以FDM(Fused Deposition Modeling)式螺杆挤出金属3D打印平台为研究对象,重点对打印平台控制系统开展研究。主要研究内容包括:控制系统硬件选型... 详细信息

金属3D打印在3D打印领域中是最具有发展潜力的技术,也是3D打印技术的重要发展方向。本课题以FDM(Fused Deposition Modeling)式螺杆挤出金属3D打印平台为研究对象,重点对打印平台控制系统开展研究。主要研究内容包括:控制系统硬件选型与设计、步进电机加减速控制算法的优化、螺杆套筒温度控制算法的优化以及试验测试与分析四部分。具体的研究内容和结论如下:(1)确定硬件和软件控制系统的整体设计方案。本文以Arduino mega 2560开发板为控制系统的主控制器,分别对其各个部分的硬件与软件进行设计。主要包括主控制模块、串行通信模块、运动模块、温度控制模块以及电源模块等部分,并对其功能和原理进行详细描述。(2)对步进电机控制算法开展研究。为提高步进电机控制的稳定性,针对目前常见的步进电机加减速控制算法存在的缺点,提出一种新型的S-梯形加减速控制算法,并研究该算法的具体应用方法与实现。通过仿真结果可知,本课题提出的S-梯形加减速算法能减小启停时脉冲频率突变情况的产生,减小步进电机发生失步和过冲现象的几率,提高步进电机控制精度的同时还提高打印效率。(3)对螺杆套筒温度控制算法开展研究。首先研究螺杆套筒温度对金属浆料粘度影响的相关实验;然后通过加热实验得出螺杆套筒温度系统的数学模型;最后使用Matlab软件对改进的BP-PID(Back Propagation Neural Network Proportion Integration Differentiation)算法、PID算法和BP-PID算法进行仿真对比分析。仿真结果表明,相比BP-PID算法和PID算法,改进的BP-PID算法具有超调量更小、调整时间更短、响应速度和收敛速度更快等优点。(4)搭建整个金属3D打印平台控制系统,并进行相应的试验测试。步进电机控制试验测试:提出的新型S-梯形加减速算法不仅能减少启停过程中发生的失步与过冲现象,提高控制精度,还节省打印时间,提高打印效率。温度控制试验测试:改进的BP-PID算法在迭代次数、收敛速度、超调量以及恒温控制精度等性能指标方面均有明显提升,恒温控制精度可达±0.36℃,表明本课题改进的BP-PID算法具有更好的控制效果。金属零件打印试验:搭建的FDM式螺杆挤出金属3D打印平台控制系统中硬件和控制算法能够稳定运行。金属3D打印平台的打印精度控制在0.1mm以内,满足预期金属3D打印平台的设计要求。

关键词：金属3D打印步进电机控制 S-梯形加减速算法温度控制 BP-PID算法