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基于FPGA+ARM的数字锁相放大器设计

基于FPGA+ARM的数字锁相放大器设计

作者：李帅杰电子科技大学

学位级别：硕士

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单电感双输出Buck变换器的解耦控制研究

单电感双输出Buck变换器的解耦控制研究

作者：李帅杰陕西理工大学

学位级别：硕士

单电感双输出(Single-Inductor Dual-Output,SIDO)Buck变换器使用一个电感完成两路电压输出,相比于单入单出变换器而言,SIDO Buck变换器具有电压转换效率高,体积小,制作成本低等特点,在便携式电源方面具有不可限量的前景。但是,该变换... 详细信息

单电感双输出(Single-Inductor Dual-Output,SIDO)Buck变换器使用一个电感完成两路电压输出,相比于单入单出变换器而言,SIDO Buck变换器具有电压转换效率高,体积小,制作成本低等特点,在便携式电源方面具有不可限量的前景。但是,该变换器输出支路间具有严重的耦合关系,当一条支路负载突变时,其它支路输出电压也会发生变化,即存在交叉影响现象。所以,如何减小变换器的交叉影响,提高其稳定性,成为国内外研究热点。本文针对SIDO Buck变换器的解耦问题展开研究,主要内容如下:首先,根据SIDO Buck变换器的占空比导通时序图得到其工作模式,利用状态空间平均法得到其数学模型,通过分析变换器两支路的输出电压稳态值之间存在耦合关系,阐述交叉影响产生原因,进一步在传统PI控制下分析变换器两输出支路具有交叉影响现象。为了减小变换器交叉影响现象,采用滑模控制和自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)进行控制器设计。其次,设计SIDO Buck变换器主路控制器,提出了一种基于非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)的改进超螺旋滑模控制策略。通过引入系统输出电压偏差模型设计了主路NDO和改进超螺旋滑模控制器,并通过主路NDO对电压偏差及其导数、系统集总扰动进行估计,将电压偏差估计值、电压偏差导数估计值和集总扰动估计值补偿到主路开关管的改进型超螺旋滑模控制器中,提高系统的抗扰能力。并通过改进型超螺旋滑模控制律减小系统抖振,提高系统鲁棒性。通过硬件在环实验验证了此控制策略的有效性。最后,设计SIDO Buck变换器b支路控制器,提出了一种基于降阶广义比例积分观测器(Reduced-Order Generalized Proportional Integral Observer,RGPIO)的优化ADRC策略,根据ADRC原理将b支路拟合为独立系统,根据输出预测方法对ADRC进行优化,设计RGPIO对输出电压一阶导、系统总扰动及其一阶导进行估计,并通过优化ADRC的控制律对总扰动及其一阶导进行补偿,提高系统的抗扰性能。通过硬件在环实验验证了此控制策略的有效性。

关键词：单电感双输出Buck变换器非线性扰动观测器超螺旋滑模控制自抗扰控制广义比例积分观测器稳定性分析

高强韧离子凝胶的制备及其在柔性传感器中的应用

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高强韧离子凝胶的制备及其在柔性传感器中的应用

作者：李帅杰河北大学

学位级别：硕士

柔性传感器作为一种能将外部刺激迅速转化为电信号的智能传感器,在柔性可穿戴、健康监测、软体机器人及离子皮肤等新兴领域具有广阔的应用前景。柔性离子导电凝胶作为制备柔性传感器的材料,因其良好的离子导电性、柔韧性和响应性,促进... 详细信息

柔性传感器作为一种能将外部刺激迅速转化为电信号的智能传感器,在柔性可穿戴、健康监测、软体机器人及离子皮肤等新兴领域具有广阔的应用前景。柔性离子导电凝胶作为制备柔性传感器的材料,因其良好的离子导电性、柔韧性和响应性,促进了柔性传感器的快速发展。而离子凝胶因其自身的高导电性、良好的耐高低温性、优良的稳定性及结构可设计性,成为制备高性能柔性传感器的理想材料之一。然而,传统的离子凝胶存在强度较低、韧性较差、回弹性较差等缺点,进而导致柔性传感器在使用时容易出现破损、力学响应范围窄、信号稳定性差等问题。因此,开发具有高强度、高韧性的离子凝胶,对于发展下一代柔性传感器具有重要的研究价值。本论文通过调控凝胶网络结构,同时借助纳米复合增强和原位相分离等策略,一步光聚合构筑高强韧离子凝胶,并考察其在柔性传感器上的应用。具体内容如下:（1）以丙烯酰胺（AM）为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为化学交联剂,离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯(EMIM（Et O）2PO2)为溶剂和电解质,通过一步光聚合法制备了高拉伸、高强韧离子凝胶。通过调控各组分配比可以精确调控凝胶的交联网络结构和相互作用,使得所制备的离子凝胶具有力学性能、电化学性能的可调性。得益于各组分良好的相容性,该离子凝胶具有良好的透明性,透光率可达94.7%。力学性能测试结果表明,该离子凝胶不仅具有强度高（1.41 MPa）、模量高（4.72 MPa）、韧性好（4.01 MJ/m3）等优点,还具有良好的拉伸性（1500%）和回弹性（滞后率为3.7%）。此外,离子凝胶基应变传感器具有良好的灵敏度、快速响应性（87.2 ms）和高低温耐受性（-30-1 50 ~oC）,可以实时监测不同频率下的人体运动,满足了柔性可穿戴传感器的使用要求。（2）基于应变诱导相分离和机械调节离子传导相结合的策略,利用凹凸棒纳米颗粒的刚性和各向异性,通过一步光聚合法成功制备了高强韧仿生各向异性纳米复合离子凝胶。该离子凝胶具有较高的力学性能,拉伸应变可达747.1%、拉伸强度可达6.42MPa、杨氏模量可达83.49 MPa,并且韧性可达18.08 MJ/m3。重要的是,液晶相取向诱导的微相分离和拉伸过程中离子电导率的增强,赋予离子凝胶不同寻常的机电响应和双可编程的形状记忆特性。此外,离子凝胶应变传感器的各向异性结构、良好的弹性和特殊的电阻应变响应性使其具有高灵敏度、快速响应时间、良好的耐疲劳性能和独特的波形可分辨应变传感能力,可用于人体运动的实时监测。这一发现为开发高性能仿生各向异性离子凝胶提供了一条简便可行的途径。（3）基于不同聚合物在不同离子液体中由于溶解性不同而出现微相分离的策略,以丙烯酰胺（AM）和双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为共聚单体,以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯(EMIM（Et O）2PO2)和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺（BMIMTFSI）为混合溶剂,采用一步光聚合法制备了具有微相分离结构的高强韧离子凝胶。得益于离子凝胶特殊的微相分离结构和分子间强烈的相互作用,该离子凝胶表示出优异的机械性能,拉伸强度最高可达15.36 MPa,模量可达到174.75 MPa,韧性可达到31.49MJ/m3。同时,该离子凝胶还具有良好抗穿刺性能和形状记忆行为。此外,该离子凝胶具有良好的导电性和耐疲劳性。该离子凝胶可以被组装成应变传感器,在宽应变范围下同时表现出高的灵敏度和快速的响应能力,可以监测手指关节、肘关节的各种动作。

关键词：离子凝胶高强韧微相分离纳米复合柔性传感器

基于GA-BP网络的数控机床动态误差预测研究

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机电工程 2024年

作者：李帅杰陈光胜上海理工大学机械工程学院

动态误差是高速高精度数控机床的重要误差源，针对实际加工过程中动态误差对工件精度影响较大的问题，提出了一种基于遗传算法优化的反向传播（GA-BP）神经网络以预测动态误差。首先，为了提高神经网络对动态误差的预测精度，从线性特... 详细信息

动态误差是高速高精度数控机床的重要误差源，针对实际加工过程中动态误差对工件精度影响较大的问题，提出了一种基于遗传算法优化的反向传播（GA-BP）神经网络以预测动态误差。首先，为了提高神经网络对动态误差的预测精度，从线性特征与非线性特征两方面对动态误差影响因素进行了深入分析，确定了神经网络输入输出参数；然后，采用了遗传算法对BP神经网络进行了优化，建立了动态误差模型，获得了最优网络学习参数，从而实现了对动态跟随误差的精准预测；之后，采用三次样条插值的方法对理想轨迹与实际轨迹之间的轮廓误差进行了计算，有效提高了轮廓误差估算精度；最后，采用了五轴数控机床进行了实验，对模型的有效性进行了验证。研究结果表明：所建神经网络模型可以精准预测机床反向越冲特性对轮廓误差的影响，各轴的动态误差预测精度为±3 μm，复杂轨迹轮廓误差预测精度为±1.5 μm。实验结果验证了所建模型的可靠性，为后续机床动态误差建模与控制研究提供了一定的参考价值。

关键词：高速高精度数控机床动态误差非线性特征遗传算法优化的反向传播神经网络轮廓误差估算

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硼酸/硼硅酸盐生物活性玻璃促创面愈合进展

硅酸盐学报 2024年第2期52卷 681-693页

作者：柳春玉王雪舒丹李帅杰张丽艳崔旭李红龙潘浩波中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所人体组织与器官退行性研究中心广东深圳518055 深圳市中科海世御生物科技有限公司广东深圳518120 南方科技大学广东深圳518055

随着社会老龄化的加剧,慢性创伤患者的发病率和死亡率激增。高复发率慢性创面难以得到简单有效和低成本的治疗,加重了医疗系统的负担,致使临床对高疗效、新疗法和创新产品的需求持续增长。近年来研究表明,生物活性玻璃可以通过调节免疫... 详细信息

随着社会老龄化的加剧,慢性创伤患者的发病率和死亡率激增。高复发率慢性创面难以得到简单有效和低成本的治疗,加重了医疗系统的负担,致使临床对高疗效、新疗法和创新产品的需求持续增长。近年来研究表明,生物活性玻璃可以通过调节免疫相关巨噬细胞、内皮细胞、真皮成纤维细胞和表皮细胞等,促进伤口愈合,成为一种具有临床应用前景的伤口敷料。特别是硼酸盐和硼硅酸盐组成的生物活性玻璃显示出可控的降解速率,可针对伤口愈合不同病理阶段,持续性释放功能离子并调控伤口微环境,以此诱导血管新生和加速病理伤口组织稳态恢复。本文简要概述了硼酸/硼硅酸盐生物活性玻璃结构与性能关系,重点介绍了其临床应用研究进展,并对未来生物活性玻璃创面敷料的发展进行了展望。

关键词：硼酸/硼硅酸盐生物活性玻璃伤口愈合功能离子慢性创面血管生成

习近平生态文明思想融入“大学化学”课程的教学实践

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黑龙江教育（理论与实践） 2024年第9期 5-9页

作者：李曦李瑜李帅杰中国人民解放军海军工程大学基础部湖北武汉430033

作为习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分,习近平生态文明思想是指导我们建设人与自然和谐共生的现代化的根本遵循和行动指南。文章从和谐发展观、循环经济理念和水资源保护意识,高、中、低3个层次入手,在“大学化学”课程... 详细信息

作为习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分,习近平生态文明思想是指导我们建设人与自然和谐共生的现代化的根本遵循和行动指南。文章从和谐发展观、循环经济理念和水资源保护意识,高、中、低3个层次入手,在“大学化学”课程中融入习近平生态文明思想,以期在学生头脑中建立起“人与自然是生命共同体”的思想。这对于美丽中国建设的推进,中华民族的永续发展,中华民族的伟大复兴和人类社会的进步具有重大而深远的意义。

关键词：习近平生态文明思想课程思政天人合一 “大学化学”课程

HIST1H4F基因甲基化在三阴性乳腺癌中的预后价值

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岭南现代临床外科 2024年第1期24卷 54-58页

作者：严珊珊雷雯李帅杰王永南广东省妇幼保健院病理科广州5114422 广东省妇幼保健院妇女儿童健康研究所广州5114422 广东省妇幼保健院乳腺病中心广州5114422

目的探讨HIST1H4F基因甲基化在三阴性乳腺癌中的意义。方法收集31例乳腺癌新鲜的癌组织标本及正常乳腺组织标本,提取DNA后使用亚硫酸盐进行甲基化转化处理,荧光定量PCR进行HIST1H4F基因甲基化检测,分析癌组织标本和正常乳腺组织中的HIST... 详细信息

目的探讨HIST1H4F基因甲基化在三阴性乳腺癌中的意义。方法收集31例乳腺癌新鲜的癌组织标本及正常乳腺组织标本,提取DNA后使用亚硫酸盐进行甲基化转化处理,荧光定量PCR进行HIST1H4F基因甲基化检测,分析癌组织标本和正常乳腺组织中的HIST1H4F基因甲基化差异情况,并分析三阴性乳腺癌的HIST1H4F基因甲基化情况。同时收集37例三阴性乳腺癌的石蜡标本,提取DNA后同样方法处理再进行HIST1H4F基因甲基化检测,分析HIST1H4F基因甲基化与三阴性乳腺癌预后的关系。结果新鲜组织标本中周围正常乳腺组织和癌组织中HIST1H4F甲基化阳性率均为74.2%(23/31),两者的HIST1H4F甲基化阳性率无明显区别(χ^(2)=0000,P=1.000),分析发现三阴性乳腺癌组织中HIST1H4F甲基化阳性率高于非三阴性乳腺癌(93.8%vs.53.3%,P=0.015),HIST1H4F甲基化阳性乳腺癌的组织学分级Ⅲ级和ER阴性的乳腺癌中比率高于HIST1H4F甲基化阴性乳腺癌(60.9%vs.12.5%,P=0.037;69.6%vs.25.0%,P=0.043)。在三阴性乳腺癌的石蜡组织标本进行HIST1H4F甲基化检测,发现HIST1H4F甲基化阳性率为27.0%,且HIST1H4F甲基化阳性组和阴性组的DFS(50.0%vs.66.7%,χ^(2)=1.141,P=0.285)和OS(90.0%vs.96.3%,χ^(2)=1.635,P=0.201)在统计学上均无明显区别。结论在新鲜组织标本中三阴性乳腺癌中检测HIST1H4F基因甲基化阳性率高,HIST1H4F基因甲基化阳性乳腺癌的组织学Ⅲ级和ER阴性比率高,而在三阴乳腺癌石蜡组织标本中检测的HIST1H4F甲基化阳性率较低,尚不能确定HIST1H4F甲基化与三阴性乳腺癌预后是否相关,仍有待于进一步研究。

关键词：乳腺癌 HIST1H4F 甲基化

穴居植物湖南报春苣苔大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

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中国野生植物资源 2024年第4期43卷 39-44页

作者：陈灵灵李帅杰邹雅吴尧晶许海霞蔡秀珍湖南师范大学生命科学学院湖南长沙410081 中国科学院武汉植物园湖北武汉430074 长沙市北雅中学湖南长沙410008 怀化师范高等专科学校湖南怀化418000

目的:湖南报春苣苔(Primulina hunanensis)为我国特有的极具观赏价值的岩溶洞穴野生植物,具耐荫、耐贫瘠等特性,但其自然分布范围狭窄、野生种群规模小。胚胎发育是植物生活史中的关键环节,研究湖南报春苣苔的胚胎发育特征,为苦苣苔科(G... 详细信息

目的:湖南报春苣苔(Primulina hunanensis)为我国特有的极具观赏价值的岩溶洞穴野生植物,具耐荫、耐贫瘠等特性,但其自然分布范围狭窄、野生种群规模小。胚胎发育是植物生活史中的关键环节,研究湖南报春苣苔的胚胎发育特征,为苦苣苔科(Gesneriaceae)植物的栽培育种提供新思路。方法:以湖南报春苣苔为材料,运用经典石蜡切片技术,对大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行解剖学观察。结果:湖南报春苣苔花药4室,花药壁由外到内依次为表皮、药室内壁、中层和腺质型绒毡层;小孢子母细胞减数分裂时的胞质分裂为同时型,四分体偶为交叉(十字)形,多为四面体形,花粉为二细胞型;倒生胚珠,单珠被,薄珠心,胚囊发育方式为蓼型。湖南报春苣苔花粉粒发育不同步,存在花粉败育、雌雄配子体异熟现象。结论:研究为报春苣苔属(Primulina)植物积累了基础的胚胎学资料,对于揭示苦苣苔科植物生殖机制及改良植物繁殖育种方式具有重要意义。

关键词：湖南报春苣苔大孢子发生小孢子发生雌配子体雄配子体

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自催化邻苯二甲腈树脂的研究进展

中国胶粘剂 2024年第7期33卷 13-21页

作者：李帅杰刘彩召孙明明张绪刚李坚辉张斌黑龙江省科学院石油化学研究院黑龙江哈尔滨150040

邻苯二甲腈树脂是一类具有优异综合性能的热固性树脂,在航空航天、船舶制造、电子封装等使用环境苛刻的领域中有着广泛的应用需求。然而邻苯二甲腈树脂本身固化非常缓慢,设计合成自催化邻苯二甲腈树脂分子结构是一种有效的解决方式。本... 详细信息

邻苯二甲腈树脂是一类具有优异综合性能的热固性树脂,在航空航天、船舶制造、电子封装等使用环境苛刻的领域中有着广泛的应用需求。然而邻苯二甲腈树脂本身固化非常缓慢,设计合成自催化邻苯二甲腈树脂分子结构是一种有效的解决方式。本文将自催化邻苯二甲腈归纳为酚羟基、氨基、仲胺、席夫碱、咪唑、苯并噁嗪、烷烃、马来酰亚胺和自由基等九大类,分别综述了不同类型树脂近几年的研究进展情况,并对自催化邻苯二甲腈树脂今后的发展趋势进行了展望。

关键词：自催化邻苯二甲腈树脂分子结构固化机理