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具有力放大功能的压电俘能器建模与性能分析

压电与声光 2024年

作者：谢建宏刘烈鑫朱立青南昌大学先进制造学院南昌大学信息工程学院

为提升压电俘能器的能量转换效率，将压电堆栈耦合到力放大框架结构中，构建了具有力放大功能的压电俘能器。基于压电效应本构方程，对单独压电堆栈进行了理论建模、有限元仿真与分析。基于欧拉-伯努利梁原理，建立了框架结构的力放大... 详细信息

为提升压电俘能器的能量转换效率，将压电堆栈耦合到力放大框架结构中，构建了具有力放大功能的压电俘能器。基于压电效应本构方程，对单独压电堆栈进行了理论建模、有限元仿真与分析。基于欧拉-伯努利梁原理，建立了框架结构的力放大系数理论模型，采用Sobol’s敏感性分析方法确定了敏感力放大系数的框架几何参数，应用遗传算法结合有限元建模对力放大框架进行了结构优化。基于最优结构的力放大框架，建立了压电俘能器的集总参数理论模型并进行了数值分析。结果表明，在非谐振激励下该压电俘能器的输出电压有效值和输出功率最大值分别为3.022 V和543.375 μW，分别是单独压电堆栈输出电压有效值和输出功率最大值的7.74倍和58.5倍。相比于单独压电堆栈，该压电俘能器能显著提升非谐振激励下的输出电压和输出功率。

关键词：压电俘能器压电堆栈力放大框架 Sobol’s敏感性分析方法遗传算法

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多尺度水上船舶目标视觉检测

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 103-113页

作者：黄靖汤宁文元桥郭玉滨朱立夫肖长诗武汉理工大学计算机与人工智能学院武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063

水上交通场景环境复杂,通过普通光学摄像设备获取的水面图像,面临着视觉目标清晰度低、尺度多样化等问题,使得可见光视觉信号里中、小尺度目标检测相对困难。为服务于各类智慧海事应用,提出了一个旨在提高复杂水域背景下多尺度水上船舶... 详细信息

水上交通场景环境复杂,通过普通光学摄像设备获取的水面图像,面临着视觉目标清晰度低、尺度多样化等问题,使得可见光视觉信号里中、小尺度目标检测相对困难。为服务于各类智慧海事应用,提出了一个旨在提高复杂水域背景下多尺度水上船舶目标检测性能的算法(multi-scale ship object detection,MS-SOD)。该算法基于当前计算机视觉技术中主流的单阶段目标检测模型框架,在其主干网络中嵌入卷积注意力模块,来优化船舶特征提取能力;在多尺度特征融合网络中引入富含细节信息的浅层特征,并使用跨阶段局部残差结构,来优化多尺度船舶特征的融合机制;同时,使用焦点损失函数,来优化模型的学习过程;并设计自适应锚框聚类算法优化先验锚框,以提高多尺度船舶目标检测能力。为验证提出算法的有效性和实效性,在构建较大规模水上船舶目标数据集的基础上,开展了广泛实验验证。结果表明:提出的算法在测试数据集上的检测准确度超过了各主流的对比方法;特别是对于大、中、小各尺度船舶目标的检测精度,相对于主流的YOLOv4算法,提出的算法分别提升了11.3%、6.0%和10.5%。

关键词：多尺度船舶目标检测深度学习注意力机制特征融合

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基于多视角热像图序列的物体表面温度场重建

计量学报 2024年第7期45卷 997-1006页

作者：毕淳锴张远辉付铎中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018

表面温度场模型能够有效反映物体表面的温度分布情况。由于单一视角采集的图像信息无法覆盖整个物体表面,难以实现整个物体表面温度场的重建,此外温度场模型中非目标物体的存在,对温度模型分析存在干扰。提出了一种基于多视角热像图序... 详细信息

表面温度场模型能够有效反映物体表面的温度分布情况。由于单一视角采集的图像信息无法覆盖整个物体表面,难以实现整个物体表面温度场的重建,此外温度场模型中非目标物体的存在,对温度模型分析存在干扰。提出了一种基于多视角热像图序列的物体表面温度场重建方法。首先使用语义分割算法对可见光图像提取目标物体轮廓,然后结合深度数据与热像图温度信息实现目标物体单视角温度点云的融合;随后采用多视角图像数据和多视角温度点云拼接的方法,借助各视角相机的位姿对温度点云进行初始拼接,应用多视角的LM-ICP算法对全局温度点云进行配准优化。实验结果表明,该方法有效重建了物体表面温度场模型,并且具有较小的尺寸误差(2.61 mm)和温度误差(0.56℃)。

关键词：温度测量温度场重建多视角热像图序列位姿估计点云配准

基于ADAMS的植物茎秆夹持装置动力学仿真与试验

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农业机械学报 2024年

作者：韩明兴李淼段宏兵徐琨余锴华中农业大学工学院

针对现有植物茎秆夹持装置存在夹伤茎秆、夹持行程及夹持力不可调等问题，设计一种植物茎秆柔性夹持装置，夹持手内置弹簧可实现植物茎秆柔性夹持，能进行夹持力与夹持行程双调节，更好适应植物茎秆在力学实验、嫁接、茎秆切割试验等领... 详细信息

针对现有植物茎秆夹持装置存在夹伤茎秆、夹持行程及夹持力不可调等问题，设计一种植物茎秆柔性夹持装置，夹持手内置弹簧可实现植物茎秆柔性夹持，能进行夹持力与夹持行程双调节，更好适应植物茎秆在力学实验、嫁接、茎秆切割试验等领域夹持需求。基于所建立夹持装置刚柔耦合仿真模型，进行夹持力、夹持行程、弹簧刚度等多因素动力学对比仿真与试验分析，以弹簧刚度为设计变量进行灵敏度及稳定性分析，研究不同弹簧刚度对柔性夹持装置夹持性能的影响。仿真与试验结果表明：装置最大夹持直径为68.8mm，基于所构建夹持装置精准夹持力模型，可平稳调控夹持行程、速度及夹持力；随着弹簧刚度的增加夹持力逐渐变大，夹持稳定性会增加，综合比较发现当弹簧刚度为10N/mm时，可满足装置施加400N切割力时植物茎秆稳定夹持需求，柔性夹持力波动较小，能有效避免损伤植物茎秆。

关键词：植物茎秆柔性夹持装置稳定性分析可调夹持力刚柔耦合仿真 ADAMS

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激光选区熔化区域连续能量调控扫描方法研究

机械工程学报 2024年第1期60卷 159-169页

作者：覃林张李超王森林汤名锴史玉升华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

针对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形悬垂结构件中存在的翘曲、挂渣等成形质量问题,基于局部区域传热差异性和层间热量传递性研究成形过程中已凝固实体与粉末分布对温度分布的影响,从而对悬垂件的成形进行优化。建立了... 详细信息

针对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形悬垂结构件中存在的翘曲、挂渣等成形质量问题,基于局部区域传热差异性和层间热量传递性研究成形过程中已凝固实体与粉末分布对温度分布的影响,从而对悬垂件的成形进行优化。建立了基于零件几何信息驱动的能量调控优化模型,通过识别模型的几何特征,根据局部区域内的凝固实体和材料粉末的比例计算能量影响因子,实现基于软件自适应调节的变工艺参数的定域定量扫描,最终实现区域能量连续调控与工艺优化。选取典型悬垂件进行316L材料的打印实验作为验证,结果表明相较于未优化的普通扫描方案,基于软件自动能量调控的优化扫描方案可以提高小于45°倾角的悬垂结构件的成形质量,成形40°悬垂结构件时,变参数成形的悬垂面面平均粗糙度Sa(Surface average roughness)达24.03μm,相比定参数成形的Sa为46.32μm,表面光洁度明显提高;同时可无支撑成形8 mm跨度的水平悬垂件。

关键词：激光选区熔化悬垂结构能量调控扫描策略成形质量

基于纳什谈判和主从博弈的多园区综合能源系统优化调度

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智慧电力 2024年第5期52卷 37-43,104页

作者：聂永辉李宗锴东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

为充分考虑多园区综合能源系统(MCIES)中多利益主体间交易合作与多种能量间的耦合关系,提出了1种基于纳什谈判-主从博弈的点对点分布式交易策略。首先,建立考虑综合需求响应的MCIES主从博弈动态定价模型,以园区综合能源系统(CIES)运营... 详细信息

为充分考虑多园区综合能源系统(MCIES)中多利益主体间交易合作与多种能量间的耦合关系,提出了1种基于纳什谈判-主从博弈的点对点分布式交易策略。首先,建立考虑综合需求响应的MCIES主从博弈动态定价模型,以园区综合能源系统(CIES)运营商作为领导者,给下层用户制定动态电价与热价,用户响应电价与热价进行综合需求响应,CIES运营商根据用户的需求响应计划调整机组出力;其次,基于纳什谈判理论,建立包含主从博弈动态定价机制与CIES间合作博弈的MCIES双层优化模型;然后,将原问题等效为MCIES收益最大化子问题和合作收益分配最大化子问题,采用交替方向乘子法(ADMM)对模型进行求解。最后,仿真结果表明所提策略可实现CIES联盟利润的最大化,并合理分配收益,同时最小化用户用能成本。

关键词：多园区综合能源系统点对点交易纳什谈判主从博弈动态内部定价

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诱导细胞线粒体自噬化合物的研究进展

中国药学杂志 2024年第5期59卷 385-391页

作者：陈策金锴凯魏园园胡琼莹温岭市第一人民医院(台州学院附属温岭医院) 台州学院医学院浙江台州318000 河北北方学院药学院河北省神经药理学重点实验室河北张家口075000

自噬是一种特殊的程序性细胞死亡方式,维持着生物体内的重要代谢和能量平衡,该过程涉及降解蛋白质、细胞器等成分。线粒体自噬是一种高度选择性自噬,可通过降解多余或受损线粒体实现自身代谢物及能量需要。线粒体自噬作为如今选择性自... 详细信息

自噬是一种特殊的程序性细胞死亡方式,维持着生物体内的重要代谢和能量平衡,该过程涉及降解蛋白质、细胞器等成分。线粒体自噬是一种高度选择性自噬,可通过降解多余或受损线粒体实现自身代谢物及能量需要。线粒体自噬作为如今选择性自噬中研究较多的领域,在疾病的发生发展中占有重要地位。研究发现一些化合物可通过不同的线粒体信号通路诱导细胞发生自噬,从而影响疾病的进程。作者描述了线粒体自噬的诱导机制,并就诱导细胞线粒体自噬化合物进行探讨,以期为开发靶向线粒体的治疗药物提供参考。

关键词：选择性自噬线粒体自噬癌症三萜生物碱

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时空域共轭干涉复函数耦合的双波长干涉算法

红外与激光工程 2024年第4期53卷 183-193页

作者：成金龙朱立砚陈露杨忠明高志山袁群淮阴师范学院物理与电子电气工程学院江苏淮安223300 江苏省计量科学研究院江苏南京210023 山东大学信息科学与工程学院山东青岛266237 南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

为从双波长莫尔条纹中提取合成波长干涉信息以扩展测试量程,提出了时空域共轭干涉复函数耦合算法。利用干涉图间时域相移与空域载频的转换,低载频时分离频谱以获取时空域复函数,经共轭耦合提取合成波长干涉图,且不引入其他干涉信息。干... 详细信息

为从双波长莫尔条纹中提取合成波长干涉信息以扩展测试量程,提出了时空域共轭干涉复函数耦合算法。利用干涉图间时域相移与空域载频的转换,低载频时分离频谱以获取时空域复函数,经共轭耦合提取合成波长干涉图,且不引入其他干涉信息。干涉图组内单波长π/2与组间合成波长π/2的双重移相策略,实现了合成波长干涉图提取后的直接解调。与传统空域傅里叶变换方法相比,考虑波长间相移偏差,算法所需载频数值仅为前者的0.077。仿真峰谷值为74.2 nm的波面在莫尔条纹包络数目为1时,恢复偏差峰谷值优于0.5569 nm。实验中,7.8μm高度台阶样品在低载频时,阶跃高度的相对误差仍优于0.94%。仿真与实验数据验证了算法的可行性,为实现双波长干涉中低频干涉信息的获取提供了新的思路。

关键词：测量干涉傅里叶变换双波长莫尔条纹

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在线学习辅助的智能接收机设计与实现

通信学报 2024年第1期45卷 18-30页

作者：孔凌劲梅锴刘潇然熊俊赵海涛魏急波国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

为了解决复杂场景下的可靠通信问题,设计了一种在线学习辅助的正交频分复用(OFDM)智能接收机。该接收机能够判断信道环境是否发生改变,并在线收集样本数据进行训练,形成当前环境下最佳的接收参数。在OFDM系统的信道估计模块中,设计了基... 详细信息

为了解决复杂场景下的可靠通信问题,设计了一种在线学习辅助的正交频分复用(OFDM)智能接收机。该接收机能够判断信道环境是否发生改变,并在线收集样本数据进行训练,形成当前环境下最佳的接收参数。在OFDM系统的信道估计模块中,设计了基于样本含噪均方误差(MSE)的性能比较器作为信道环境变化的判断依据,并采用轻量化的神经网络结构以实现快速在线训练。最后,通过通用软件无线电外设(USRP)进行了实现和验证。仿真和空口实验表明,所提接收机能够有效感知并适应新的信道环境,并且在导频数量受限的情况下,接收性能和收敛速度均优于现有的机器学习方法。

关键词：机器学习智能接收机在线训练正交频分复用