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典型布局高超声速飞行器性能及内转式进气道起动性能研究

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典型布局高超声速飞行器性能及内转式进气道起动性能研究

作者：吕骞中南大学

学位级别：硕士

针对三种典型布局的高超声速飞行器整机性能以及三种典型入口形状的内转式进气道起动性能进行了研究,基于有旋特征线法及流线追踪方法,通过基础理论分析、数值模拟等手段,对压升规律可控的内转式进气道设计、进气道的性能分析和整机的... 详细信息

针对三种典型布局的高超声速飞行器整机性能以及三种典型入口形状的内转式进气道起动性能进行了研究,基于有旋特征线法及流线追踪方法,通过基础理论分析、数值模拟等手段,对压升规律可控的内转式进气道设计、进气道的性能分析和整机的性能分析三方面开展了工作,对比分析了肩点抽吸对三种典型入口形状进气道的设计点性能、起动性能、攻角特性、阻力及力矩特性几方面的影响以及三种典型机体/发动机一体化布局下的飞行器宽速域性能,以期获得起动性能良好的进气道类型、抽吸对进气道性能的影响规律、以及宽速域总体性能较优的气动布局。首先,对高超声速领域内的吸气式飞行器、内转式进气道以及整机一体化构型进行了充分的调研,并较为全面的总结了高超声速内转式进气道的发展概况,以及内转式进气道设计点性能优化、起动性能研究、阻力及力矩特性研究、典型一体化气动布局的性能研究几个方面的国内外研究现状,并对这几个方面进行了较为详细的分类说明。接着,基于有旋特征线理论构建了压升规律可控的基准流场,介绍了有旋特征线理论中的典型单元过程,分别为内点单元过程、直接壁面点单元过程、逆置壁面点单元过程和激波边界点单元过程;在求解型面流线的过程中运用了流线追踪方法,该方法是基于右行马赫线开展预估-校正迭代算法来求解流线点的位置坐标和流动参数。其次,采用有旋特征线法及流线追踪方法在同一基准流场中,生成了相同捕获面积、不同入口形状的三种典型内转式进气道,数值模拟对比分析了抽吸与不抽吸对三种进气道设计点的总体性能、自起动性能、设计点攻角特性、接力点起动性能的影响。研究结果表明:设计点肩点抽吸以1%的捕获质量流量损失,将三种进气道隔离段出口总压恢复系数提高了5.23%以上,出口流场均匀度提高了1.94%以上,接力点肩点抽吸基本消除了三种进气道的隔离段出口的低能区域,使得三种进气道起动马赫数均降低至接力点Ma4附近。若要减小肩点回流区的大小,抽吸槽应设置在唇口反射激波在顶板的入射点之前,抽吸减弱了唇口反射激波与附面层之间的干扰;若要减小下洗气流所造成的涡流大小,抽吸槽应设置在唇口反射激波与肩点之间,抽吸有效吸除了下洗气流,减小了隔离段涡流区对涡大小;设计点抽吸减弱了三种进气道隔离段出口总体性能参数对侧滑角变化的敏感性,提升了进气道的总体性能;另外,抽吸对喉道截面总压恢复系数的提高影响较大,而对隔离段流动损失的影响较小,减小喉道之前的压缩损失至关重要。再次,数值模拟研究了肩点抽吸对三种典型入口形状内转式进气道设计点与接力点阻力及力矩特性的影响,对设计点与接力点的三种进气道阻力、抬头力矩/侧滑力矩随攻角、侧滑角的变化规律进行了分析;结果表明:设计点肩点抽吸均减小了三种进气道阻力,且减小了三种进气道的抬头力矩、偏航力矩,特别是在大攻角时减小效果更明显,有利于飞行器配平,减阻的原因在于抽吸时进气道内形成的涡流区更小,导致前缘“内乘波”特性更好,消除了唇口分离激波产生的阻力,导致内流阻力减小;肩点抽吸通过减少实际压缩量,减弱激波/边界层干扰,削弱了进气道前缘激波和内部激波的强度,从而减小了抬头力矩与偏航力矩;水滴形入口进气道在接力点力矩特性对攻角与侧滑角的变化很敏感,不适用于低马赫工作,而圆形入口进气道与方形入口进气道力矩特性对攻角与侧滑角的变化不敏感,适合低马赫数下工作;最后,对比分析了高超声速飞行器中腹部进气一体化布局、旁侧进气一体化布局、头部进气一体化布局三种典型布局的整机宽速域气动特性、纵向稳定性、进气道性能,获得了分别适用于小攻角巡航和大攻角机动的一体化布局。图164幅,表10个,参考文献78篇

关键词：高超声速飞行器内转式进气道抽吸起动性能整机性能特征线法数值模拟力矩特性

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伺服电机平台开发与故障诊断方法研究

伺服电机平台开发与故障诊断方法研究

作者：崔骞哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在自动化设备高速发展的时代,越来越多的机械设备取代了人工操作。其中,伺服电机作为多轴运动控制系统的执行器起到了至关重要的作用。当伺服电机运行环境恶劣或干扰较多时,可能会使其各部件出现不同种类的故障,严重时可能导致整个系统... 详细信息

在自动化设备高速发展的时代,越来越多的机械设备取代了人工操作。其中,伺服电机作为多轴运动控制系统的执行器起到了至关重要的作用。当伺服电机运行环境恶劣或干扰较多时,可能会使其各部件出现不同种类的故障,严重时可能导致整个系统功能瘫痪与损毁,造成不可挽回的损失。所以,对于伺服电机进行实时故障诊断工作的重要性不言而喻。本文基于伺服电机运动控制系统,开发了一套实时在线状态监测平台,同时进行故障诊断方法研究,并将算法嵌入到平台中。本文的主要工作如下:首先,对国内外伺服电机故障诊断技术及其故障诊断平台的现状做出分析与总结。在阐述目前针对伺服电机常用的故障诊断方法的同时,从现有故障诊断平台的系统结构出发,对平台的运行方式、功能设计及其搭载的故障诊断方法做出了详细地分析,总结了现有伺服电机故障诊断方法与诊断平台的局限。针对现有平台的不足,提出了在线的实时伺服电机故障诊断平台的开发。从系统的功能需求出发,设计平台总体结构并完成了电机及其伺服系统的选型与搭建。根据平台总体结构与功能需求,完成了下位机控制系统、上位机人机交互系统与故障诊断工具箱的设计,对其模块组成、功能需求及设计实现进行解释说明,实现了实时的数据交互与在线故障诊断功能,完成了对于电机的运动控制、状态监控、故障诊断过程及结果的可视化。在完成平台的开发工作后,针对伺服电机平台故障诊断功能的需求,选择基于模型的故障诊断方法。根据不同的应用条件,提出了基于Kalman滤波、区间观测器以及神经网络的故障诊断方法,对每种方法的故障诊断原理以及算法的设计过程进行了详细的推导与说明。最后,在完成参数设计的基础上说明了三种方法在上位机故障诊断工具箱中的工作流程,完成了其在C++程序运行环境下的嵌入式实现。同时,基于电机参数模型实现了任意时间、任意大小的执行器模拟故障注入功能,验证了每种算法在伺服电机故障诊断平台上的实时诊断效果。

关键词：伺服电机故障诊断硬件平台卡尔曼滤波区间观测器神经网络

基于机器视觉的电子增材制造压电喷墨观测研究

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基于机器视觉的电子增材制造压电喷墨观测研究

作者：骞满长安大学

学位级别：硕士

基于压电喷墨的增材制造在航空航天、柔性电子等领域得到了广泛应用。其原理是当有周期性波形电压加到喷嘴压电陶瓷上时,压电陶瓷的挤压收缩也会随着波形变化,并使喷头中的工作液体在平稳状态下周期性地喷出工作液体。墨滴在喷射生成过... 详细信息

基于压电喷墨的增材制造在航空航天、柔性电子等领域得到了广泛应用。其原理是当有周期性波形电压加到喷嘴压电陶瓷上时,压电陶瓷的挤压收缩也会随着波形变化,并使喷头中的工作液体在平稳状态下周期性地喷出工作液体。墨滴在喷射生成过程中受到喷头和喷头打印工艺参数等多种因素影响,精确观测墨滴的状态是实现压电喷墨高精度生产的前提。为此,本文以压电式挤压喷头为研究对象,以机器视觉技术为手段,观测墨滴生成过程,抓取墨滴图片,研究墨滴形成的影响因素,探讨墨滴的半径、速度等特征识别参数与喷头打印工艺参数的关系,开展的主要工作如下:首先,分析比较了连续式喷墨和按需式喷墨打印技术,选择按需式挤压型压电喷头作为研究对象,介绍了压电喷墨的工作原理。分析墨滴观测方法,基于频闪拍照法设计了一套用于观测墨滴的专用设备,根据设备的应用场景,对设备零件进行了设计、选型、装配和调试。其次,通过机器视觉技术对得到的墨滴图像进行处理。基于动态阈值分割法设计了一个可以跟随对比度改变阈值的分割算法,实现了对墨滴特征区域的有效分割。设计了最小边缘墨滴半径改进算法,并对比分析了边缘最小外接圆拟合法。设计了墨滴速度求解算法。最后通过实例验证了墨滴半径和速度求解算法的有效性。最后,控制喷头打印工艺参数,处理墨滴图像并提取墨滴的半径、速度等特征识别参数,找到合适的梯形波上升下降时间,探究脉冲宽度、电压幅值和工作频率对墨滴特征识别参数的影响。通过实验验证了本文所设计的观测装置及算法的可行性。本文研究成果可以提高墨滴半径和速度的计算精度,提高喷墨打印质量,并可用于新型喷头开发、喷墨材料研发和打印工艺的研究,具有重要的意义。

关键词：压电喷墨墨滴观测仪阈值分割墨滴半径墨滴速度

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同向马达蛋白在细胞内的运输（英文）

中国科学技术大学学报 2023年第3期 62-68+70页

作者：谢可为汪骞中国科学技术大学物理系

细胞内物质的主动运输主要通过马达蛋白这一特殊的纳米机器来完成。在运输过程中，马达蛋白之间的协作性显著影响着距离、速度等重要的运输特性。为了理解这一机制，我们结合Gillespie模拟和理论推导，解释了单马达蛋白的力学特性如何... 详细信息

细胞内物质的主动运输主要通过马达蛋白这一特殊的纳米机器来完成。在运输过程中，马达蛋白之间的协作性显著影响着距离、速度等重要的运输特性。为了理解这一机制，我们结合Gillespie模拟和理论推导，解释了单马达蛋白的力学特性如何影响了多个马达蛋白之间的协作性，进而对运输距离进行调节。我们建立了一个深度学习模型来帮助快速获得马达蛋白的运动参数。我们的结果揭示了同向马达蛋白在细胞内运输的物理本质。

关键词：马达蛋白胞内运输深度学习

本科“学困生”的特征与成因研究 ——基于Y校的CCSS调查和质性分析

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本科“学困生”的特征与成因研究 ——...

作者：马骞南京邮电大学

学位级别：硕士

2019年,高职扩招100万人,我国高等教育毛入学率超过50%,进入高等教育普及化阶段。随着高等教育的普及化,大学生群体日益增多,大学生的学业压力、毕业压力不断增大,高校的学业困难学生群体数量也日渐庞大。2019年来,新冠疫情突发,高等教... 详细信息

2019年,高职扩招100万人,我国高等教育毛入学率超过50%,进入高等教育普及化阶段。随着高等教育的普及化,大学生群体日益增多,大学生的学业压力、毕业压力不断增大,高校的学业困难学生群体数量也日渐庞大。2019年来,新冠疫情突发,高等教育也受到了相应的影响。高校首次全面开展网络线上课程,给学生的自主学习带来了挑战。由于直播设备、网络、专业技能等方面的影响,高校学生线上学习的效果也不尽相同,由此产生的学业困难学生群体也进一步增加。学业困难学生作为高校中不可忽视的群体,困难与问题亟待解决。本研究采用量化研究和质性研究相结合的方法。以Y校2016级-2017级参与“中国大学生学习与发展追踪研究”（China College Student Surveyn,CCSS）调查的本科生数据为基础,按照学业绩点（GPA）小于1.8（Y校不能授予学位）为“学困生”标准,通过T检验、卡方检验、方差分析、回归分析等量化研究方法,分析了学业困难学生群体的人口学特征、家庭背景特征、学习特征、个人发展特征以及学业困难的影响因素。量化研究大学生学业困难的群体特征以及学业困难影响因素后,对筛选出的学业困难部分人员进行认知访谈,详细了解学业困难学生入学前、入学后以及大学学习生活经历,通过Nvivo软件对访谈资料进行文字分析,基于扎根理论的质性研究方法,分析了学业困难学生的学业困难成因。主要研究结论为:第一,学业困难大学生的群体特征表现为男性多于女性,非独生子女多与独生子女;学业困难大学生的学习动力更低、专业满意度更低、课外学习时间更少、个人发展水平更低。第二,学业困难形成原因主要可归为入学前因子和入学后因子,学业困难类型可分为缺乏支持型、身心亚健康型、环境影响型、缺乏自律型、学习不得法型和生涯迷茫型等六种类型,体现了学业困难的六种主要原因。学业困难对学生的身心健康与个人发展具有显著的消极影响。本研究建议,学业困难需要从社会、家庭、学校等三个视角,以及早期、中期和后期三个阶段提供解困之策,构建学业困难大学生早期识别预警机制、学业困难大学生中期控制机制以及学业困难大学生后期扶持帮助机制,促进学生解困。

关键词：本科生学业困难 CCSS 质性分析对策

基于机器学习和XRF光谱仪的中药材品质分析研究

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基于机器学习和XRF光谱仪的中药材品质分析研究

作者：马骞电子科技大学

学位级别：硕士

随着药品监督管理工作的不断加强和国内中药产业品质意识的提升,中药材及饮片的质量管控也面临着新的问题与挑战。据《中国药典》2020年版,中药材掺伪掺杂与重金属超标问题将影响中药饮片的安全和有效性,应引起高度重视。对样品复杂的... 详细信息

随着药品监督管理工作的不断加强和国内中药产业品质意识的提升,中药材及饮片的质量管控也面临着新的问题与挑战。据《中国药典》2020年版,中药材掺伪掺杂与重金属超标问题将影响中药饮片的安全和有效性,应引起高度重视。对样品复杂的预处理与化学分析等往往是传统中药元素检测的必要步骤,会消耗大量人力物力进行实验。X荧光光谱分析技术（XRF）的实验仅需简单预处理样品,消耗时间短,可复现率高,可对中药材元素的快速检测。本研究依托国家自然基金面上项目,围绕基于XRF光谱技术的中药材中真伪判别检测与重金属超标问题进行深入研究。以下为主要研究内容:（1）采用XRF获取实验谱图并去除本底与基体效应。使用基于迭代离散小波变换进行背景扣除,并用康普顿归一处理方法校正元素的基体效应。基于金银花光谱中铅（Pb）元素的对比分析证明,该算法可以有效消除光谱背景与基体效应的影响,将Pb元素校准曲线的决定系数由0.77提高至0.91。（2）研究基于Fisher判别的金银花真伪判别算法。该算法使用t-分布随机邻域嵌入进行特征降维,然后建立基于Fisher判别的分类器模型,准确率为96%。与其他常用的分类算法进行对比,实验结果证明,相对于K近邻算法,正确率提高了6%;相对于基于计算隶属度矩阵的模糊C聚类均值算法,所提算法的分类准确性不受样本种类影响,具有普适性。（3）研究基于迁移学习-支持向量机（Tradaboost-SVM）的金银花重金属元素超标分类问题。首先使用传统机器学习方法支持向量机（SVM）与Adaboost模型对四种重金属元素进行分类研究。其次,针对金银花样本数据不足的问题,使用土壤数据与蒙特卡罗模拟谱图大数据对金银花样本进行拓展。最后,研究了迁移学习算法,构建不同数据来源金银花重金属元素Pb超标的检测分类模型。结果表明,Tradaboost-SVM迁移学习模型,在训练集与测试集的平均分类准确率分别为97%和94%,高于SVM模型及Adaboost传统分类模型的准确率。综上所述,本研究基于XRF光谱建立了中药材元素检测方法。利用Fisher判别检验中药材真伪,较为准确并且普适性强;利用迁移学习算法提出了不同样本间高效、可行且稳定的模型迁移方法,提升了重金属超标分类的准确性。为未来大范围中草药的真伪判别与重金属超标的现场诊断提供了技术支撑。

关键词： XRF 中草药重金属超标真伪判别机器学习迁移学习

膀胱癌RAC3基因表达与临床病理特征关系及肿瘤免疫浸润的生物信息学分析

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膀胱癌RAC3基因表达与临床病理特征关系及肿瘤免疫浸润的生物信息...

作者：陈骞山西医科大学

学位级别：硕士

目的:本研究的目的是寻找膀胱癌(Bladder Cancer,BC)预后相关差异表达基因,并关联BC恶性进展的中枢基因,分析其表达与临床病理信息及肿瘤免疫浸润的关系,从而为BC提供新的诊断及预后生物标志物,并为基于分子水平的BC免疫治疗提供新思路... 详细信息

目的:本研究的目的是寻找膀胱癌(Bladder Cancer,BC)预后相关差异表达基因,并关联BC恶性进展的中枢基因,分析其表达与临床病理信息及肿瘤免疫浸润的关系,从而为BC提供新的诊断及预后生物标志物,并为基于分子水平的BC免疫治疗提供新思路。方法:通过多种公共数据库,分析得到预后相关差异共表达基因,并分析其表达与肿瘤进展、临床病理信息之间的联系,最后研究其与肿瘤免疫浸润的关系。1、从TCGA(The Cancer Genome Atlas)及GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中下载BC组织与癌旁组织的转录组数据与临床信息,从GTEx(GenotypeTissue Expression)数据库下载正常膀胱组织的基因表达序列,使用GEPIA 2(Gene Expression Profiling Interactive Analysis 2)、BART(Bioinformatics Array Research Tool)分析工具对转录组数据进行分析,并取交集,获得多个BC差异表达基因(DEGs);2、使用Web Gestalt进行GO/KEGG功能富集分析,获得上述基因的功能注释;3、使用TCGA收录的BC患者临床预后数据,通过log-rank检验与KaplanMeier生存分析对所有17个DEGs进行分析,获得影响BC预后的中枢差异共表达基因;4、使用HPA数据库(Human Protein Atlas)验证RAC3在BC中的表达模式;5、使用GEPIA 2分析探索RAC3基因在多种癌症中的差异表达模式;6、使用UALCAN对RAC3与BC临床病理特征之间的关系进行分析;7、使用蛋白互作网络分析(protein-protein interaction network,PPI)寻找潜在调节RAC3基因的蛋白;8、通过基因富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)探究确定RAC3基因在BC中的潜在生物学功能;9、通过TISIDB数据库分析RAC3在多种癌症中与免疫浸润的关系,利用TIMER2.0来验证RAC3表达与BC肿瘤纯度及肿瘤浸润性淋巴细胞(TILs)之间的联系。结果:1、从TCGA数据库和GEO数据库中筛选了BC组织和正常组织之间的差异表达基因(Cor<-0.3,P<0.05),共得到17个DEGs;2、GO(Gene Ontology)、KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)功能富集分析发现上述基因的功能在代谢、细胞周期相关通路显著富集(P<0.05);3、RAC3、PLA2G2F与BC患者的总生存期(overall survival,OS)、无疾病生存期(disease free survival,DFS)显著相关(P<0.05);4、RAC3基因相对于膀胱正常组织在膀胱癌组织中呈高表达;5、相较于癌旁正常组织,RAC3基因在多种癌症组织中表达均有不同程度增加;6、RAC3的高表达与BC的侵袭性临床特征显著相关,包括分化不良、晚期TNM分期和淋巴转移;7、PPI网络构建结果表明RAC3与神经发育、催化活性调控、分子功能调控和细胞内各种信号通路调控的蛋白质存在关联;8、RAC3基因参与多种途径和生物学功能,包括细胞代谢、免疫反应、细胞周期等;9、RAC3在不同的癌症中与TILs的关系不同,在BC中与肿瘤纯度相关,其高表达水平与大多数TILs呈负相关,尤其是RAC3表达与CD4+T细胞亚型、骨髓来源免疫抑制细胞显著相关。结论:RAC3基因在膀胱癌中高表达,且其高表达与BC患者的侵袭性临床特征和不良预后显著相关,提示RAC3基因有作为BC诊断及预后标志物的潜力;同时,RAC3基因广泛参与BC细胞周期和细胞代谢,其表达与大多数TILs的丰度相关,为BC的免疫治疗提供指导。

关键词： RAC3 膀胱癌高通量测序技术免疫浸润 TILs

领导与下属的工作-家庭中心性对下属工作投入的影响机制——基于响应面的分析

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领导与下属的工作-家庭中心性对下属工作投入的影响机制——基于...

作者：王骞河南大学

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在组织活动中,人们十分热衷于探究工作投入的影响因素,除了自身的主观能动性之外,领导作为下属工作环境中的一个重要组成部分,对下属行为的影响也是不容忽视的。本研究基于工作要求-资源模型,考察了领导与下属工作-家庭中心性的一致性... 详细信息

在组织活动中,人们十分热衷于探究工作投入的影响因素,除了自身的主观能动性之外,领导作为下属工作环境中的一个重要组成部分,对下属行为的影响也是不容忽视的。本研究基于工作要求-资源模型,考察了领导与下属工作-家庭中心性的一致性与不一致性匹配对下属工作投入水平的预测作用。通过跨层次多项式回归和响应面分析技术,对129个工作团队(129名领导,387名下属)的数据进行分析,并根据回归分析的结果绘制出三维响应面图像,对本研究提出的假设进行验证。具体来说,本研究首先分析了领导和下属工作-家庭中心性在一致与不一致的匹配情况下对员工工作投入的预测作用,其次探讨了领导和下属工作家庭中心一致性对员工工作投入水平产生影响的内部机制,即工作连通的中介作用。数据分析结果表明:(1)相比领导与下属工作-家庭中心性的“低-低”匹配情况而言,领导与下属的工作-家庭中心性在“高-高”一致时,下属的工作投入更高。(2)在匹配不一致的情况下,相比领导-下属工作-家庭中心性的“高-低”匹配情况而言,领导-下属的工作-家庭中心性呈“低-高”匹配时员工的工作投入度更高。(3)工作连通在领导和员工的工作-家庭中心性一致性与工作投入之间起中介作用。本研究首次通过人与环境相匹配的视角来探讨对工作投入的影响及其作用机制,结果表明无论领导和下属的工作-家庭中心性水平是否一致,下属都具有相对较好的工作投入,本文丰富了该领域的相关研究,对现实中的组织活动提供了科学依据。

关键词：工作-家庭中心性工作连通工作投入工作要求-资源理论

跨文化视角下的中日动画电影 ——基于评价理论的影评研究

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跨文化视角下的中日动画电影 ——基于...

作者：孟子骞上海外国语大学

学位级别：硕士