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滚刀铲磨加工数据交互系统设计与实现

滚刀铲磨加工数据交互系统设计与实现

作者：党子晨西安工业大学

学位级别：硕士

滚刀是一类形状复杂、种类繁多、定制化生产的特殊工件,其具有生产周期长、生产工序多等特点。铲齿磨削作为滚刀齿形加工的最后一道加工工序,对保证滚刀齿形精度和表面质量起决定性作用。然而,在滚刀的实际铲磨加工中存在人员干预多、... 详细信息

滚刀是一类形状复杂、种类繁多、定制化生产的特殊工件,其具有生产周期长、生产工序多等特点。铲齿磨削作为滚刀齿形加工的最后一道加工工序,对保证滚刀齿形精度和表面质量起决定性作用。然而,在滚刀的实际铲磨加工中存在人员干预多、数据交互效率低、合理的工艺数据复用率低与跨部门协作困难等问题,降低了滚刀的加工效率,制约了滚刀制造的智能化发展。因此本文以提高滚刀铲磨加工的生产效率和智能化水平为目标,通过设计滚刀铲磨加工数据交互系统,实现滚刀铲磨工艺过程中数据的智能化管理与网络化传输。具体研究内容如下:(1)对滚刀铲磨加工数据交互系统进行了总体设计。通过对数据交互系统所需功能进行分析,确定了服务器-客户端-铲磨床终端的数据交互总体方案,并对总体方案中涉及的滚刀铲磨工艺数据类型进行了明确与划分,将其划分为基本参数和加工参数两大类。这两类参数类型能够满足大多数类型滚刀加工时的工艺数据需求,为整个数据交互系统设计提供数据形式参考。(2)完成了滚刀铲磨工艺数据库及管理系统的开发。根据铲磨工艺数据类型的划分,对铲磨工艺数据库系统进行概念结构设计与底层逻辑设计。采用SQL Server Management Studio和QT Creator平台开发滚刀铲磨工艺数据库及工艺人员客户端(管理系统),实现工艺数据的增加、删除、修改、查询操作功能,为实现数据交互系统的工艺数据存储和更新提供理论和技术基础。(3)完成了滚刀铲磨加工数据交互系统的数据交互功能开发。针对服务器-铲磨工艺客户端-铲磨床终端数据交互系统进行了功能模块划分。基于VC++6.0开发了铲磨工艺客户端人机交互界面,基于Indra Motion MTX 14VRS Engineering软件对力士乐数控系统进行了HMI的二次开发,完成人机交互模块的设计。通过XML文件的生成与解析实现服务器与铲磨工艺客户端数据交互功能。基于OPC/DA协议开发了铲磨工艺客户端与铲磨床终端之间的数据异步读取与同步写入功能模块。在此基础上,最终实现从服务器端到铲磨床终端的数据交互功能。(4)完成了对滚刀铲磨加工数据交互系统的总体测试。针对滚刀铲磨加工数据交互系统工艺人员客户端的增删改查、与铲磨工艺客户端的XML(Extensible Markup Language)文件交互,滚刀铲磨工艺客户端与力士乐数控系统的数据读取与写入功能等进行了测试,最终测试结果均达到研究目的,为滚刀铲磨的智能化提供了数据交互平台。

关键词：滚刀铲磨工艺数据交互 OPC协议 XML文件

经尿道前列腺铥激光剜除术与双极等离子电切术的手术疗效比较

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经尿道前列腺铥激光剜除术与双极等离子电切术的手术疗效比较

作者：党巅岩吉林大学

学位级别：硕士

目的:通过对比经尿道前列腺铥激光剜除术(Transurenthal thulium laser enucleation of the prostate Thu EP)与经尿道前列腺双极等离子电切术(Transurenthal bipolar plasma resection of the prostate B-TURP)的手术效果,来为患者选取更好的治疗良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia BPH)的方案。研究方法:回顾性分析2023年1月-2023年11月于我院泌尿外一科因BPH行Thu EP与B-TURP手术治疗的128名患者的临床资料,其中58例行Thu EP术,70例行B-TURP术。术前记录患者的姓名、年龄、前列腺体积(ml)、术前血红蛋白浓度、留置导尿人数、合并膀胱结石人数及合并尿潴留发生情况,完成国际前列腺症状评分(IPSS)及生活质量评分(Qo L)量表。术后记录手术时长、计算血红蛋白浓度差值、对切除组织进行称重、记录膀胱冲洗时长、留置导尿时长及住院时长,并记录两组患者在院期间发生的并发症。患者出院后,分别于1、3个月电话随访患者情况,再次完成IPSS及Qo L评分测定,进行对比,记录出院3个月发生的术后并发症。应用SPSS25.0统计学软件进行数据分析,比较两种术式的临床效果。结果:*** EP组与B-TURP组患者术前一般状况类似,无明显统计学差异。(P>0.05)2.两组患者术后血红蛋白差值、住院时间、留置导尿时长无显著性差异(P>0.05);手术时长、切除组织重量、膀胱冲洗时长方面存在统计学差异(P0.05),术后3个月IPSS方面存在统计学差异。(P<0.05)4.两组患者在院期间并发症发生方面无显著性差异,出院后整体并发症出现方面存在统计学差异(P<0.05)。结论:Thu EP与B-TURP对比,两种手术方式均改善了患者的排尿情况,而Thu EP相较于B-TURP,虽然手术用时更久,但切除组织量更多,术后持续性膀胱冲洗的时间更短,出院后整体并发症更少,3个月IPSS评分更低,可选择作为B-TURP的替代术式。

关键词：良性前列腺增生经尿道前列腺铥激光剜除术经尿道前列腺双极等离子电切术

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基于对抗训练的蛋白质复合体检测算法研究

基于对抗训练的蛋白质复合体检测算法研究

作者：党凤清西安理工大学

学位级别：硕士

蛋白质复合体的准确监测在蛋白质相互作用网络分析领域是一项关键任务。对于疾病诊断、药物发现以及理解细胞内复杂的分子机制具有重大意义。然而,蛋白质复合体检测时面临数据维度高,计算复杂度高等问题。针对这一问题,本文采用非负矩... 详细信息

蛋白质复合体的准确监测在蛋白质相互作用网络分析领域是一项关键任务。对于疾病诊断、药物发现以及理解细胞内复杂的分子机制具有重大意义。然而,蛋白质复合体检测时面临数据维度高,计算复杂度高等问题。针对这一问题,本文采用非负矩阵分解算法。非负阵分解算法不仅适用于多个领域,还可以将原始矩阵分解为低阶矩阵,从而实现了降维和简化计算的目标。此外,蛋白质复合体检测面临的难点主要是数据稀疏、噪声大。针对此问题,本研究提出了基于融合先验信息的对抗非负矩阵分解算法(SANMF)和融合Softmax的对抗非负矩阵分解检测算法(SFANMF),旨在提高蛋白质复合体检测的准确率。主要创新性工作如下:本文提出了基于融合先验信息的对抗非负矩阵分解蛋白质复合体检测算法(SANMF)。具体包括：(a)针对蛋白质互相作用数据稀疏、噪声大等问题,本文提出了基于对抗训练的蛋白质互作网络数据增强策略。通过引入随机给定的噪声矩阵,并迭代变化该矩阵,从而形成一系列新矩阵,较好地解决了蛋白质网络相互作用数据稀疏的问题。这些对抗性样本减少了模型对离群信息的关注,消除了链接噪声大的问题。(b)针对一些蛋白质节点实际上应具有Must-link约束关系但未显示在网络数据集中的情况,提出了融合先验信息的蛋白质复合体预测增强方法。通过融合对抗性训练与Must-link先验信息,进一步提升检测准确性。该方法能动态调整蛋白质相互作用网络,并通过改变网络中各边的权重信息来模拟蛋白质相互作用网络的不确定性。(c)构建SANMF 目标函数,寻找最佳迭代次数,使误差最小化不断迭代优化结果,进一步提高监测精度。该方法在8个数据集(4个人类数据集和4个酵母数据集)上进行了测试,结果表明SANMF在ACC、MMR评价指标上表现优异,显著提高了蛋白质复合体检测的精度。本文提出了融合Softmax的对抗非负矩阵分解蛋白质复合体检测算法(SFANMF)。(a)针对SANMF在处理具有Must-link先验信息的蛋白质节点对问题上的局限性(部分蛋白质节点对间的实际类归属信息和经过模型划分的类归属信息不一致,导致模型将其错分为两类),本研究进一步提出了融合Softmax的蛋白质复合体预测优化方法。对SANMF算法进行改进,引入Softmax函数优化节点分类过程,确保节点在经过迭代后能够准确归属于相应的复合体。通过这种方式,SFANMF 算法能够有效地利用Must-link先验信息,显著提高了蛋白质复合体检测的准确性。(b)结合基于融合Softmax的蛋白质复合体预测优化方法,并引入对抗训练思想,最终构造形成SFANMF目标函数。较好地降低了欧式距离对目标函数存在过大的影响,进一步提高了检测精度。该算法在7个数据集(3个人类数据集和4个酵母数据集)上进行了测试,该算法性能优异,在ACC、MMR及PPV 评价指标上均表现良好。所以SFANMF可以提高蛋白质复合体的检测精度。同时,本文使用GO分析和pathway分析验证了本文提出的算法具有显著的生物学意义。最后,为了验证两种算法的有效性,本文随机选择一组已知的标准集,比较所提出的两种算法和各种比较算法正确划分的蛋白质数量,以及错误划分的蛋白质数量。实验结果表明,本文所提出的两种算法均具有较高的准确性。

关键词：蛋白质互作网络对抗训练非负矩阵分解先验信息 Softmax函数

聚醚醚酮表面改性材料的电磁性能及成骨机制研究

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聚醚醚酮表面改性材料的电磁性能及成骨机制研究

作者：党俊波吉林大学

学位级别：硕士

聚醚醚酮（PEEK）是一种半结晶型高性能聚合物,PEEK性能优异,具有卓越的的机械性能、抗磨损、耐腐蚀、良好的生物相容性、X光透过性。特别是其弹性模量与骨骼非常相似,骨骼所受的应力并不完全由植入体承担,有效避免了应力屏蔽现象,从而... 详细信息

聚醚醚酮（PEEK）是一种半结晶型高性能聚合物,PEEK性能优异,具有卓越的的机械性能、抗磨损、耐腐蚀、良好的生物相容性、X光透过性。特别是其弹性模量与骨骼非常相似,骨骼所受的应力并不完全由植入体承担,有效避免了应力屏蔽现象,从而使植入物周围的骨骼更健康。但是,PEEK所固有的生物惰性和表面光滑特性不利于成骨分化,这极大地限制了PEEK材料的临床转化。因此,从对骨组织结构及生物学特性的理解出发,结合当前临床应用对骨植入材料的需求,本论文提出了一种可远程调控PEEK表面的骨髓间充质干细胞（BMSCs）行为的表面改性策略。表面改性主要采用先在PEEK表面喷涂金层,再将具有梯度粒径的载药介孔Si O2纳米颗粒共价组装至金层表面形成纳米阵列。该表面改性策略实现了PEEK表面的粗糙度、药物释放速率及亲水性的精确控制;通过施加外加磁场实现了电压门控钙离子通道开合、钙振荡的产生和钙沉积的调控,实现了任意细胞生长方向的调控。主要开展了以下四个研究工作:***表面改性材料（PEEK@MSN）的制备、表征与计算模拟:材料制备主要包括载药介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）的合成,PEEK表面的多晶金层沉积和PEEK@MSN的合成。表征与计算模拟主要包括使用guassian软件对合成的表面模板剂进行分子振动模拟并用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）进行结构表征;通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TGA）、表面氮气吸附（BET）、动态光散射（DLS）对制备的二氧化硅纳米粒子进行结构表征;水接触角测试、SEM、表面轮廓仪对PEEK@MSN表面特性进行评价,并通过lammps软件做进一步模拟探究材料表面润湿性的影响因素;采用紫外可见光分光光度计（UV）进行体外药物释放的定量分析,并通过分子动力学模拟揭示药物与二氧化硅纳米粒子的相互作用;通过液质联用仪（HPLC-MS）验证了药物在酶催化下的分解行为,并通过分子对接模拟药物与酶的相互作用;使用波形分析仪检测产生的感应电流,并对不同厚度的模拟组织下的感应电流进行评价。***@MSN的细胞安全性及体外成骨能力探究:采用SEM和激光共聚焦成像（CLSM）对大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）在PEEK@MSN表面的粘附行为进行分析;通过CCK-8测试、细胞凋亡测试、活/死细胞染色、活性氧检测、一氧化氮检测表征PEEK@MSN的细胞安全性;通过钙含量测定和流式细胞术分析评价PEEK@MSN的钙沉积能力;通过碱性磷酸酶染色（ALP）、茜素红S染色（ARS）定量和定性评价PEEK@MSN的钙沉积和碱性磷酸酶活性;采用实时荧光定量PCR（q PCR）检测分析成骨相关基因表达。***@MSN表面改性材料的成骨机制探究:采用CLSM进行钙成像监测,探究PEEK@MSN通过电压门控钙离子通道和钙振荡促进成骨机制;q PCR检测电压门控钙离子通道相关基因表达;采用Tru Seq RNA样品制备试剂盒,合成配对端文库进行m RNA测序以评估细胞各项基因表达。***@MSN表面改性材料体内实验和长期稳定性评价:选用8周龄SD大鼠构建颅骨骨缺损模型,通过将PEEK+MF、PEEK@Au+MF、PEEK@MSN-none+MF和PEEK@MSN-2+MF植入于颅骨处,并定时施加外加磁场来对PEEK@MSN通过磁电响应以体内成骨的性能进行评价。通过对大鼠颅骨的Micro-CT监测和硬组织切片H&E、Masson和VG染色,评估各组植入材料在动物体内的骨整合能力;对置于体外PBS溶液中50、100、200天的植入材料、置于体外PBS溶液中200天的介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）以及从大鼠体内取出的植入材料,采用SEM、EDS、TEM进行形貌表征及成分测定对比分析,以进行PEEK@MSN作为植入材料的长期稳定性评价。实验结果:***-FTIR测试结果表明成功合成了DSDA表面模板剂;XRD,TEM,SEM,TGA,BET,DLS图谱表明成功合成了MSN,纳米粒子具有梯度的粒径分布以及较高的载药效率;SEM证明PEEK@MSN的成功合成,表面组装的MSN粒径在20-160 nm之间;水接触角测试,SEM,表面轮廓仪结合MD模拟结果,说明良好亲水性的主要来源是粗糙度;通过紫外吸收光谱发现材料释放周期长达200天,无突释现象,并且通过理论计算说明影响药物释放的主要因素是氢键和药物对基底的刻蚀作用;HPLC测试说明药物在模拟体液环境中可以被糜蛋白酶分解达到最终释放阿仑膦酸钠的目的,通过分子对接模拟证实了这一点。通过记录波形分析仪检测到的感应电流情况发现,PEEK@MSN可以很好的响应外界振动磁场并与磁场转动频率呈线性关系,且材料可以透过2

关键词：电磁感应纳米阵列 PEEK 成骨机制远程调控

近断层地震动斜输入下混凝土重力坝抗震性能研究

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近断层地震动斜输入下混凝土重力坝抗震性能研究

作者：党贝杰西安理工大学

学位级别：硕士

我国西南地区占据全国约1/5的陆地国土面积,河流湖泊等水能资源丰富。由于高山丘陵地形多、海拔起伏大、强震频发等特点,近年来,该地区复杂、恶劣的自然条件和环境地质条件,使得大坝水库的工程设计和风险防控等方面愈发困难。如果大坝... 详细信息

我国西南地区占据全国约1/5的陆地国土面积,河流湖泊等水能资源丰富。由于高山丘陵地形多、海拔起伏大、强震频发等特点,近年来,该地区复杂、恶劣的自然条件和环境地质条件,使得大坝水库的工程设计和风险防控等方面愈发困难。如果大坝发生震害,不仅会给国家财产带来巨大的损失,而且还会影响到下游人民的生命和财产。由于断层与地表距离较近,近断层地震动在到达地表之前经历了有限次数的反射与透射,因此不能随意假设地震波是垂直入射的。目前,关于混凝土重力坝抗震研究很少考虑近断层脉冲型地震动斜输入所带来的影响,近断层地震动斜入射角度的不同会造成混凝土重力坝产生各不相同的损伤开裂。开展混凝土重力坝结构动力损伤响应机理的研究以及抗震易损性安全评价,拥有其重大学术意义及理论价值。本文以印度著名的Koyna重力坝进行数值建模,研究分析了近断层P波、SV波单波及其组合入射下的脉冲特性、入射角度,对动力损伤分布的影响规律;并根据坝顶相对位移和整体损伤指数单一响应指标对其进行了地震易损性分析,在单一响应的易损性评价结果的前提下,经过功效系数法计算得到综合破坏指数,由此得到混凝土重力坝的震害等级综合划分标准和基于综合破坏指数的易损性曲线及失效概率。主要研究工作如下所示:(1)构建坝体-地基-库水系统的动力损伤模型。以塑性损伤本构来实现混凝土坝体材料的非线性;坝体与地基之间的无限地基的辐射阻尼效应,通过黏弹性人工边界模拟实现;坝体与库水之间的相互作用关系,则采用动水附加质量方法来模拟。在太平洋地震中心挑选了符合近断层地震特性的5条脉冲型地震动和5条非脉冲型地震动,采用黏弹性人工边界方法进行地震动输入,通过非线性时程的动力计算得到重力坝在脉冲型和非脉冲型地震动斜输入下对应动力响应和损伤破坏结果。(2)P波、SV波单波入射时,分别取4种斜入射角度工况,分析研究了地震动的脉冲特性及斜输入角度对坝顶关键点处水平与垂直位移、坝体损伤破坏区域分布、以及坝体损伤耗能的影响规律。研究结果显示:当SV波在0°入射,P波在60°入射时,坝顶关键点的水平顺河向位移最大、垂直位移最小,对坝体造成的坝体损伤破坏更严重、损伤耗散能更大。P波、SV波组合入射时,根据单波不同入射角度,共分为16种工况进行斜入射,分析了地震动的脉冲特性和斜输入角度对坝顶关键点位移、三种相对位移转角、坝体损伤破坏区域分布、以及坝体损伤耗能的影响规律。研究结果显示:P-60SV-0工况下坝顶的水平相对位移最大,但不同工况之间的变化幅度较小;组合入射时比单波入射时对坝体造成的位移响应、整体损伤指数以及损伤耗散能更大,损伤破坏更严重,更符合实际工程中遭受不同类型地震波的情况;地震动的脉冲特性对各动力响应结果有显著影响,脉冲型地震动斜入射下的响应显著大于非脉冲型地震动斜入射的结果。以后应特别关注脉冲地震动对混凝土重力坝所带来更大的破坏影响,为重力坝的抗震设计提供更好的依据与参考。(3)以坝体-地基-库水系统的损伤模型作为计算模型,应用IDA增量动力分析法进行重力坝易损性分析。将峰值加速度PGA作为地震动强度指标,并对选取的近断层脉冲型和非脉冲型地震动进行0.1 g-0.8g调幅,把坝顶相对位移和整体损伤指数作为损伤响应指标,以之前计算得到P波、SV波组合斜入射下最大的P-60SV-0工况,对本文研究的重力坝进行了增量动力分析。由IM-DM散点图,得到拟合直线的斜率和截距等参数,根据整体损伤指数及坝顶相对位移单一指标下性能水准限值,代入对应易损性公式,绘制出单一响应指标下地震易损性曲线。由功效系数法计算公式,计算得到综合破坏指数及重力坝综合易损性曲线,由此评估了Koyna大坝在0.2g设计地震动及不同强度地震动作用下发生各级震害等级的破坏概率。结果表明以坝顶相对位移和整体损伤指数作为单一响应指标,计算得到坝体不同破坏等级的概率不能完全表示。本文以功效系数法得到的综合破坏指数,能够较好的评价各震害等级在不相同的地震动强度下的超越概率,能够让该重力坝的易损性安全评估更充分、更客观。

关键词：混凝土重力坝近断层脉冲型地震动 P波 SV波地震波斜入射损伤塑性模型黏弹性人工边界易损性分析

硝基芳烃加氢制备芳胺Pt基催化剂的制备及性能研究

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硝基芳烃加氢制备芳胺Pt基催化剂的制备及性能研究

作者：党珂男长春工业大学

学位级别：硕士

氨基芳烃是合成多种含氮生物活性化合物、农用化学品、染料、医药、聚合物等产品的重要中间体,硝基芳烃催化加氢是制备氨基芳烃的绿色工艺。贵金属Pt基催化剂广泛应用于加氢反应,但具有高化学选择性的Pt催化剂制备具有一定挑战性,加氢... 详细信息

氨基芳烃是合成多种含氮生物活性化合物、农用化学品、染料、医药、聚合物等产品的重要中间体,硝基芳烃催化加氢是制备氨基芳烃的绿色工艺。贵金属Pt基催化剂广泛应用于加氢反应,但具有高化学选择性的Pt催化剂制备具有一定挑战性,加氢反应常在有毒有害溶剂中进行,容易对环境造成严重危害,因此,设计制备适宜在绿色溶剂中使用的高活性和高选择性的Pt基催化剂是必要的。本文通过等体积浸渍法（IM）和过量超声浸渍法（EU）制备了0.5 wt%Pt/Sn O-SbO（ATO）催化剂,用于硝基苯乙烯的加氢反应,结果发现,催化剂在煅烧放置过程和煅烧还原后放置过程中,催化剂的性能会发生显著改变,例如,250℃还原后的催化剂,直接用于反应,反应3 h,3-硝基苯乙烯（3-NS）的转化率为97.6%,3-氨基苯乙烯（3-AS）的选择性为95.6%;250℃还原后的催化剂100℃烘干12 h后室温放置93天用于反应,反应1.5 h,3-NS的转化率为100%,3-AS的选择性为15.6%,表明催化剂表面发生了重构现象。为了探讨其中的原因,考察了催化剂还原后处理氛围（H、N、O、CO、HO蒸气、O和HO蒸气、CO和HO蒸气）、处理时间和处理温度对催化性能的影响。通过H-TPR、扫描电镜、H-TPD、EPR、XPS和球差电镜表征手段,对催化剂进行了表征,结果表明,在50℃和250℃还原的0.5 wt%Pt/ATO催化剂存在金属与载体之间的强相互作用,随着还原温度升高,相互作用逐渐增强;还原后的催化剂经后处理过程,Pt与载体之间的相互作用发生显著改变。金属与载体之间的相互作用越弱,Pt解离吸附氢的能力越高,氧空位（O）含量越高,催化活性越高,但会导致3-AS的选择性降低;金属与载体之间的相互作用越强,Pt解离吸附氢的能力越弱,不论O含量高低,催化活性都较低。氧化锡锑在Pt表面富集,再处理过程会促使Pt在催化剂表面高度分散,有利于硝基高选择性加氢。提出了通过适宜的热处理反向调变金属与载体相互作用来提高催化剂活性和选择性的方法,例如,250℃还原的催化剂100℃烘干16 h后50℃再还原处理,反应1.5 h,3-NS的转化率为99.8%,3-AS的选择性为95.3%。本文通过连续浸渍法、混合浸渍法和沉淀法制备了氧化铁修饰的0.5 wt%Pt/ATO-EU催化剂,探讨了不同制备方法、不同煅烧温度对3-NS和4-硝基苯乙炔（4-NPA）催化加氢性能的影响。考察了连续浸渍法制备的氧化铁修饰的0.5 wt%Pt/ATO-EU催化剂,氧化铁含量对催化性能的影响,在2 wt%氧化铁含量下,250℃还原后的催化剂,直接用于反应,反应1.5 h,3-NS转化率为99.6%,3-AS选择性为91.4%,经过氧化铁修饰的催化剂提升了催化活性;将该催化剂在250℃还原100℃烘16 h后50℃再还原后用于反应,反应30 min,3-NS转化率为99.7%,3-AS选择性为92.9%,还原后的催化剂后处理过程进一步提升了催化活性。对不同硝基芳烃进行了加氢反应,反应10 min,3-溴代硝基苯转化率为100%,3-溴代苯胺选择性为95.0%,无脱溴产物苯胺的生成。通过H-TPR、H-TPD、XRD、N物理吸附-脱附、XPS和CO-FTIR表征手段,对催化剂进行了表征,结果表明,经过氧化铁修饰的0.5wt%Pt/ATO-EU催化剂金属与载体表面的相互作用增强,Pt在催化剂表面均匀分散,催化活性升高,还原后的催化剂经后处理过程,金属与载体的相互作用显著改变,O的存在,增强了催化活性。氧化锡锑和氧化铁在Pt表面富集,有利于硝基高选择性加氢。

关键词：硝基芳烃 Pt基催化剂表面重构氧化铁修饰

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面向林地果实采摘作业的柔顺控制机械臂研究

面向林地果实采摘作业的柔顺控制机械臂研究

作者：韩党威浙江农林大学

学位级别：硕士

随着人口老龄化加剧,乡村常住人口占比下降,相对工业化,农业生产效率较低。而林果产量在持续上升,在果实采摘时会出现用工荒的问题,进而造成农业成本刚性上涨。林地果实分布不均匀,采摘环境复杂,故开发具有柔顺控制的林果采摘机器人对... 详细信息

随着人口老龄化加剧,乡村常住人口占比下降,相对工业化,农业生产效率较低。而林果产量在持续上升,在果实采摘时会出现用工荒的问题,进而造成农业成本刚性上涨。林地果实分布不均匀,采摘环境复杂,故开发具有柔顺控制的林果采摘机器人对农业机器人的发展会产生积极影响。本文以林地为作业环境,典型水果为作业对象,在无力矩传感器条件下,围绕机械臂的柔顺控制策略展开。首先,考虑到作业环境与机械臂构型的特定需求,从轻量化、多自由度、柔顺控制、体积重量和负载能力等多方面进行设计。选择铝合金作为主要材料,结合同步带传动方式,以及自主设计一款集成了行星减速器的一体化关节电机,专门用于机械臂后三关节,最终完成一款轻量化六自由度机械臂的设计。其次,根据机械臂的构型完成机械臂的正逆运动学与动力学建模,利用工具软件完成正逆运动学验证和动力学仿真分析。然后,分析关节电机的等效动力学模型,并研究机械臂的柔顺控制策略,建立零力控制与阻抗控制模型。运用工具软件对机械臂的零力控制策略、基于力的关节空间阻抗控制策略和基于力的笛卡尔空间阻抗控制策略进行仿真分析。最后,搭建测试实验平台,获取关节电机的电流与扭矩的关系,在无力矩传感器条件下,低速移动机械臂,测试零力控制策略。对比位置控制模式与笛卡尔空间的阻抗控制模式下的关节角度变化,在同阻尼参数、刚度系数为30、60和90以及不同受力方向条件下的关节角度变化分别进行对比,结果表明刚度系数越小,角度变化越大,符合阻抗特性,验证了阻抗控制算法的可行性。同时在实际环境中,模拟从不同角度对梨进行采摘作业,分析机械臂的运动状态,验证机械臂阻抗控制策略在林地作业的可行性。

关键词：机械臂柔顺控制阻抗控制

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环翼的承载能力和刚度特性研究

飞机设计 2024年第3期 1-7页

作者：杜旭朕高迪党张弛葛东云王向明沈阳飞机设计研究所中国航空研究院清华大学

环翼是一种封闭的非平面机翼构型。与悬臂结构的常规机翼相比，环翼的承载能力和刚度特性均不同。为了研究对比环翼和常规机翼的承载能力和刚度特性，在不同设计状态下，建立了两者的对比模型及对应的有限元模型。在对应设计状态下，提... 详细信息

环翼是一种封闭的非平面机翼构型。与悬臂结构的常规机翼相比，环翼的承载能力和刚度特性均不同。为了研究对比环翼和常规机翼的承载能力和刚度特性，在不同设计状态下，建立了两者的对比模型及对应的有限元模型。在对应设计状态下，提取各机翼模型的压力分布并施加到有限元模型上，计算得到各机翼模型的最大应力和最大变形量。计算结果表明，与常规机翼相比，环翼具有更高的承载能力和更高的刚度。该研究能够推动环翼在微小型无人机上的设计应用。

关键词：环翼高刚度高承载能力有限元展弦比

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无人机集群网络拓扑重构方法研究

无人机集群网络拓扑重构方法研究

作者：党元章西安工业大学

学位级别：硕士

具有无中心的、多跳的、分布式的无人机集群网络,相比于传统移动自组网,呈现出节点移动速度更快和网络拓扑变化更频繁的特点,而且无人机集群还存在通信干扰、能量限制和环境因素等情况,更易造成节点失效与链路断开,网络连通性随之损伤,... 详细信息

具有无中心的、多跳的、分布式的无人机集群网络,相比于传统移动自组网,呈现出节点移动速度更快和网络拓扑变化更频繁的特点,而且无人机集群还存在通信干扰、能量限制和环境因素等情况,更易造成节点失效与链路断开,网络连通性随之损伤,导致集群无法正常通信。因此,无人机集群网络需要采取高效的拓扑重构方法对节点重新组网,以恢复网络整体连通,但节点高动态性与网络拓扑复杂性对拓扑重构方法的收敛性带来了巨大挑战。本文围绕无人机集群网络的不同损伤规模,研究快速修复损伤网络的拓扑重构方法,以维持无人机集群网络有效通信。主要研究内容概述如下:(1)为了解决无人机集群网络受到小规模损伤后,拓扑重构过程中收敛慢与代价大的问题,提出了基于网络模体的拓扑重构方法。首先,采用图论建立了无人机集群网络局部损伤拓扑模型;其次,设计了网络模体弹性评估指标对3-模体、4-模体进行评估,得到网络模体的弹性排序;然后,提出了基于网络模体的局部修复拓扑重构算法(LRTR-NMA),实现损伤网络1-连通;最后,为进一步提高修复后网络的容错性,提出了基于网络模体的局部容错拓扑重构算法(LFTTR-NMA),实现2-连通容错网络。实验仿真表明相比于机理近似的DARA算法的损伤网络修复过程,本文LRTR-NMA算法的网络修复周期缩短了9.3%,修复过程中所需的修复节点数量与平均修复距离指标分别减少了8.6%、15.2%,说明了算法LRTR-NMA在实现的1-连通网络过程中收敛速度与能耗代价方面的优势。(2)为了解决无人机集群网络受到大规模损伤后,拓扑重构过程中负载失衡与网络多环路的问题,提出了基于ANP-CRITIC的全局网络拓扑重构算法(GNTR-ACA)。通过应用场景的假设与分析,设计了包括节点负载失衡度与节点相对移动性的综合因素指标,引入K-means++算法对损伤后的网络进行分区,构建ANP-CRITIC自适应机制计算各因素指标的主客观权重,引入博弈论纳什均衡方法,求得各节点的综合权值并选取簇首,最后设计分簇网络拓扑生成规则构建拓扑链路。通过仿真实验验证了算法GNTR-ACA在修复损伤网络的拓扑重构过程中,可以有效均衡网络负载并避免出现网络环路,提高修复后网络的整体性能。综上所述,针对不同损伤规模的无人机集群网络,本文分别设计了相应的算法完成网络的快速拓扑重构,为网络的损伤修复提供了解决方案,也为无人机集群网络的拓扑重构方法提供了分析与参考。

关键词：无人机集群网络拓扑修复网络容错网络模体弹性负载均衡