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基于图像处理的高压开关柜断路器触头啮合状态实时检测

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基于图像处理的高压开关柜断路器触头啮合状态实时检测

作者：李鹏帅华中科技大学

学位级别：硕士

高压开关柜断路器是电力系统较为重要的保护装置,而触头啮合状态检测是断路器故障诊断的重要环节。针对开关柜断路器高压、电磁屏蔽环境,断路器静触头目标轮廓提取困难,测量设备安装误差较大等问题,本文设计了基于无线通信的数据传输方... 详细信息

高压开关柜断路器是电力系统较为重要的保护装置,而触头啮合状态检测是断路器故障诊断的重要环节。针对开关柜断路器高压、电磁屏蔽环境,断路器静触头目标轮廓提取困难,测量设备安装误差较大等问题,本文设计了基于无线通信的数据传输方式,提出了基于主动轮廓模型的亚像素边缘检测方案,设计了结合位置标定和椭圆矫正的安装位置误差修正算法,实现了精度为±1mm的啮合状态检测系统。针对信号在开关柜带电金属屏蔽环境下传输困难的问题,基于电磁波传播特征分析无线信号传输可行性,通过信号传输实验验证传输可靠性;利用HTTP协议传输设备控制数据和图像数据等实时性较强的非周期数据,通过消息队列协议实现设备监控数据等周期性数据的管理;设计了方便可靠的机械结构和控制电路,解决狭小空间的设备安装问题,实现了信号的稳定可靠传输。为了解决目标轮廓提取精度较低的问题,在像素精度边缘检测的基础上,设计了基于ZERNIKE矩的亚像素边缘检测;提取亚像素轮廓作为初始轮廓,基于SNAKE主动轮廓模型迭代算法获取高精度的椭圆环轮廓,通过迭代细化算法转化为单像素的椭圆轮廓,作为啮合状态估计的目标轮廓。针对相机安装时的初始误差,通过相机标定得到图像和世界坐标系的变换矩阵,利用安装位置标定获取初始位置误差;基于位置标定得到的逆透视变换矩阵对目标轮廓做椭圆矫正,获得较为精确的特征点像素坐标,提高啮合状态检测精度。在本文设计的视觉检测系统的基础上,搭建开关柜啮合状态检测平台,通过10KV-35KV高压实验、瞬间加压实验等验证了测量设备的可靠性;以表征实际啮合状态的静触头划痕位置作为测量目标,对比视觉测量结果,深度测量精度为±1mm,对中度重复测量精度为±1mm,验证了检测系统的准确性。

关键词：断路器触头无线通信位置标定目标轮廓提取椭圆矫正

构建C-O和C-S键的过渡金属催化C-H键活化反应研究

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构建C-O和C-S键的过渡金属催化C-H键活化反应研究

作者：李鹏帅内蒙古师范大学

学位级别：硕士

由于C-H键结构单元在自然界中的广泛存在,构建C-C或C-杂原子键的过渡金属催化C-H键活化反应研究已成为有机及生物科学领域研究的热点;并且广泛应用于药物、材料、香料等领域。通常情况下,合成C-C或C-杂原子键的方法主要是先让其原料连... 详细信息

由于C-H键结构单元在自然界中的广泛存在,构建C-C或C-杂原子键的过渡金属催化C-H键活化反应研究已成为有机及生物科学领域研究的热点;并且广泛应用于药物、材料、香料等领域。通常情况下,合成C-C或C-杂原子键的方法主要是先让其原料连接一种化学键,然后再把这种化学键转换成目标化学键。所以研究直接转变C-H键为C-C或C-R键,不仅可以提高反应的原子经济性,而且可以增加多步合成反应的总效率。该论文研究内容包括两部分:第一部分是过渡金属铜盐催化醛基C-H键活化与醇C-O键合成酯;第二部分是负载型纳米钯催化2-苯基吡啶邻位诱导sp2C-H键的活化与芳香磺酰氯C-S键偶联合成砜及机理研究。得出以下结论:探索廉价金属Cu+/Cu2+盐催化醛醇直接氧化合成酯的反应,其中以CuCl为催化剂,过氧化叔丁醇(TBHP)为氧化剂,反应温度为80℃,反应时间24 h,对甲氧基苯甲酸甲酯的产率可达90.0%。研究结果表明连有不同取代基的芳香醛与相同醇反应时,其反应受电子效应没有显著的影响,但不同的醇与对甲氧基苯甲醛反应时,醇的空间位阻越大,产率越低。以采用浸渍-还原法制备负载型纳米钯粒子Pd/γ-Al2O3为催化剂、乙基苯为溶剂、并以K2CO3为碱中和反应过程中产生的HCl,催化诱导2-苯基吡啶邻位C-H键活化与芳香磺酰氯C-S键偶联合成砜的反应。反应温度为125℃,反应时间24 h,2-苯基吡啶的转化率为83.0%,目标产物产率达73.0%。并对该催化剂进行了 3次回收并重复利用试验后,目标产物产率降低了 44.0%。为了说明其回收率低的原因及该体系的反应机理,用AAS、XPS和TEM实验检测方法对催化剂中钯性质进行了一系列的表征,同时进行了热过滤以及对滤液进行了 ICP-MS检测。AAS及TEM测试结果表明,目标产物降低44.0%的可能原因为催化剂中Pd的流失所引起的;同时通过热过滤实验也证明了催化剂中Pd含量的减少。通过XPS分析可知,该反应中起催化循环作用的并不是Pd0/PdⅡ,所以证明负载型纳米钯催化的邻位诱导2-苯基吡啶C-H键活化与芳香磺酰氯合成砜的磺酰化反应为均相催化。

关键词： C-H活化 C-O/S偶联铜盐负载型纳米钯酯化反应磺酰化反应

100t抱罐车设计与关键承重机构安全性研究

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100t抱罐车设计与关键承重机构安全性研究

作者：李鹏帅燕山大学

学位级别：硕士

抱罐车全名抱罐运输车,也叫渣罐车、渣包车。它是冶金钢渣运输及处理的专用特种设备,具有抱罐、运罐、翻罐以及放罐等功能,主要用于处理高温约达1300℃的钢渣、钢水或其他固态物体,并可作180°倾翻渣罐动作,具有可靠性高、操作安全等特... 详细信息

抱罐车全名抱罐运输车,也叫渣罐车、渣包车。它是冶金钢渣运输及处理的专用特种设备,具有抱罐、运罐、翻罐以及放罐等功能,主要用于处理高温约达1300℃的钢渣、钢水或其他固态物体,并可作180°倾翻渣罐动作,具有可靠性高、操作安全等特点。高温钢渣的转运是钢铁行业至关重要的一个环节,越来越受到钢铁企业的重视。因此,抱罐车有着非常广阔的发展空间,其市场前景令人瞩目。本课题来源于秦皇岛天业通联重工科技有限公司实际项目“100t铰接式抱罐车的设计研发”,根据设计要求,本论文采用理论研究、计算机仿真以及试验研究相结合的研究方法,首先对抱罐车进行了关键结构与系统设计,关键结构设计包括大臂机构、车桥结构、支腿结构;关键系统设计包括驱动系统设计、大臂液压系统设计、转向液压系统设计,对电气控制系统、在线状态监测系统、自动集中润滑系统和安全防护系统进行了详细介绍。抱罐车的关键结构与系统设计为抱罐车的动力学分析和静力学分析提供了理论基础。其次,利用ADAMS仿真软件对抱罐车进行了动力学分析,对抱罐、运输过程中三个阶段—加速、匀速以及制动和翻罐三个过程进行了仿真,通过动力学仿真很好地验证了机械结构设计上的合理性;重点分析了关键铰接位置的受力以及引起力波动的原因;通过仿真曲线得到了抱罐车关键铰接位置每时每刻的受力,为下一步ANSYS静力学结构强度分析提供铰接点力计算依据。最后,利用ANSYS有限元分析软件,在抱罐初始时刻、匀速运输和翻罐初始时刻对后车架和大臂机构进行静力学分析,通过分析找到了后车架和大臂机构在不同工况下的危险部位以及应力和变形最大的位置;发现了在机械结构设计上的薄弱部位,为今后抱罐车的维护使用提供了故障诊断依据;选用第四强度理论对后车架及大臂机构进行强度校核,通过校核抱罐车后车架和大臂机构是安全的,满足设计要求。最终通过现场试验进一步验证了仿真的正确性。

关键词：抱罐车液压系统大臂机构动力学静力学

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高校校园文化建设与大学生廉洁教育研究

高校校园文化建设与大学生廉洁教育研究

作者：李鹏帅南昌航空大学

学位级别：硕士

高校校园文化建设是社会主义文化建设的一个重要组成部分。然而，大学生廉洁教育却是高校校园文化建设的重要组成部分。但是，近年来国内专家学者都只是针对大学生廉洁教育或者校园文化建设方面取得了重大的成果。由于近年来经济和社会... 详细信息

高校校园文化建设是社会主义文化建设的一个重要组成部分。然而，大学生廉洁教育却是高校校园文化建设的重要组成部分。但是，近年来国内专家学者都只是针对大学生廉洁教育或者校园文化建设方面取得了重大的成果。由于近年来经济和社会的发展，社会廉政腐败问题络绎不绝，甚至向高校发出了挑战。本文是把校园文化建设与大学生廉洁教育相结合作为结合点。分析大学生廉洁教育现状以及大学生廉洁教育与校园文化建设的关系。针对当代高校廉洁教育的方式方法和主客体变化，高校廉洁教育环境变化，结合校园文化建设内容，把高校大学生廉洁教育工作落到实处。本文共分为五个部分，第一部分论述了研究的绪论，内容包括了选题依据、选题目的、研究现状、关键问题和创新点;第二部分论述了大学生廉洁教育的意义;第三部分论述了校园文化的内涵和功能，以及高校校园文化建设与大学生廉洁教育的关系;第四部分论述了当代高校大学生廉洁教育现状，这部分将大学生廉洁教育的现状、大学生廉洁教育的问题以及产生问题的原因进行了细致的分析;第五部分论述了高校校园文化建设与大学生廉洁教育的结合途径，通过校园文化的凝聚和规范功能、导向和激励功能、创新和辐射功能以及高校校园文化与大学生廉洁教育相结合的一套长效机制发挥作用，培养大学生的廉洁自律、公平公正的精神。希望大学生还在大学校园接受文化教育时就夯实廉洁观，从思想根源上杜绝一切腐败。

关键词：校园文化建设廉洁教育关系结合途径

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基于卷积神经网络的染色体核型分析系统

基于卷积神经网络的染色体核型分析系统

作者：李鹏帅郑州大学

学位级别：硕士

在临床实践中,人类染色体核型分析是遗传疾病诊断的重要手段。核型分析的主要目的是识别人类体细胞有丝分裂中期所有染色体的类型,并将染色体按一定规则进行摆放,从而得到核型图来供医生诊断是否存在遗传病。传统的染色体核型分析是人... 详细信息

在临床实践中,人类染色体核型分析是遗传疾病诊断的重要手段。核型分析的主要目的是识别人类体细胞有丝分裂中期所有染色体的类型,并将染色体按一定规则进行摆放,从而得到核型图来供医生诊断是否存在遗传病。传统的染色体核型分析是人工手动处理的,要求操作人员具备丰富的领域知识,操作过程既费时又费力,分析效率较低。为解决上述问题,本文基于人类体细胞有丝分裂中期的显微图像,运用数字图像处理及深度学习分类等方法设计一系列算法功能模块,并结合计算机软件开发方法设计一套完整的染色体核型分析系统,从而实现染色体核型分析的自动化、智能化,提高染色体核型分析的效率。本文的主要工作内容如下:首先,本文基于图像二值化、最大类间方差法和轮廓边界跟踪等方法,同时结合染色体的几何特征,分别设计了过滤除杂算法和分割提取算法对人类体细胞有丝分裂中期的显微图像进行处理,提取显微图像中所有的染色体。针对显微图像中可能存在的重叠和粘连染色体,本文也分别设计了相应的自动分离和人工辅助分离方法对其进行处理。其次,本文运用基于梯度的架构搜索方法在染色体数据集上以自动化的方式设计了一个卷积神经网络,该卷积神经网络用来对染色体进行自动分类。同时,考虑到所设计的卷积神经网络对中期细胞显微图像中的所有染色体进行识别时,其预测结果未必全部正确。本文又根据核型分析领域的先验知识设计了一个纠正算法,该纠正算法用来寻找预测标签可能错误的染色体,并对其预测标签进行纠正。本文还在染色体公共数据集上评估了所设计的卷积神经网络和纠正算法的性能。与其他著名的卷积神经网络模型相比,本文以自动化方式设计的卷积神经网络获得了最佳的分类性能。另外,实验结果还表明,本文所提出的纠正算法可以进一步提高染色体的识别精度,最终的染色体总体分类精度高达96.9%。最后,本文综合上述方法形成一套完整的染色体核型分析处理流程,并通过可视化界面设计工具Qt Designer设计相应的软件系统操作界面,基于Python编程语言开发了一套完整的染色体核型分析系统。除此之外,本文还使用了Python中的Py Installer库来将软件系统封装为exe格式的可执行程序,封装后的软件系统不再依赖Python编程环境,可以在没有安装Python的电脑上直接运行,从而方便用户使用。

关键词：染色体核型分析图像分割图像分类卷积神经网络纠正算法

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多胞材料夹芯板抗冲击性能研究

多胞材料夹芯板抗冲击性能研究

作者：李鹏帅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

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气动助力机械臂结构设计与控制系统研究

气动助力机械臂结构设计与控制系统研究

作者：李鹏帅天津大学

学位级别：硕士

本文结合企业对助力机械臂市场的设备需求,围绕助力机械臂结构以及气动控制的若干关键技术,设计开发了SCARA型气动助力机械臂,并对其进行了有限元分析和控制系统仿真验证。本文研究工作和主要成果总结如下:首先,采用模块化的设计思想设... 详细信息

本文结合企业对助力机械臂市场的设备需求,围绕助力机械臂结构以及气动控制的若干关键技术,设计开发了SCARA型气动助力机械臂,并对其进行了有限元分析和控制系统仿真验证。本文研究工作和主要成果总结如下:首先,采用模块化的设计思想设计了SCARA型助力机械臂的整体结构。机械臂包括立柱、大小臂、气缸、中间连接和吸盘手爪等主要组成部分,并分析了其运动空间。其次,在完成助力机械臂三维虚拟样机基础上,进行了机械臂关键零部件的有限元分析,消除应力集中的同时,也对危险截面进行结构优化,使得整个机械臂满足了安全要求。分析了机械臂的前六阶模态,避免在操作过程中出现共振现象。最后,搭建气动控制系统平台并进行AMESim仿真分析。通过先导调压阀和气控减压阀的组合调控气缸使气缸推力与重物达到平衡;建立气缸腔内气体动力学模型、气缸活塞负载模型和阀的压力流量模型;利用AMESim进行气动系统建模,并进行仿真分析,验证控制模型设计的合理性。本文研究方法与成果对气动助力机械臂的开发与应用具有较高的借鉴意义,并对气动控制的仿真研究具有一定的指导意义。

关键词：助力机械臂结构设计有限元分析控制系统设计 AMESim仿真

季铵盐作为胺源经由两次C—N键活化的酯的胺解反应（英文）

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有机化学 2017年第5期37卷 1220-1230页

作者：王丽丽李鹏帅贾美林包永胜内蒙古师范大学化学与环境科学学院内蒙古绿色催化重点实验室呼和浩特010022

报道了一种负载钯纳米颗粒催化多种芳基酯与季铵盐经由两次C—N键活化的,选择性合成酰胺的胺解反应.在这个反应中,Pd/γ-Al_2O_3催化剂表现出卓越的催化活性和空气中至少五次循环的重复利用性.试验结果表明季铵盐的第一次C—N键断裂得... 详细信息

报道了一种负载钯纳米颗粒催化多种芳基酯与季铵盐经由两次C—N键活化的,选择性合成酰胺的胺解反应.在这个反应中,Pd/γ-Al_2O_3催化剂表现出卓越的催化活性和空气中至少五次循环的重复利用性.试验结果表明季铵盐的第一次C—N键断裂得到卤代烷和三级胺,第二次C—N键断裂是通过产生亚胺离子中间体完成的.

关键词：季铵盐胺解钯 C—N活化芳基酯

负载纳米钯颗粒在邻位导向磺化反应中的催化特性探究

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有机化学 2020年第7期40卷 1991-1998页

作者：李鹏帅乌云白朝鲁门包永胜内蒙古师范大学化学与环境科学学院内蒙古绿色催化重点实验室呼和浩特010022

报道了一种负载钯纳米颗粒催化2-苯基吡啶与芳磺酰氯的邻位导向磺化反应.对反应前后的负载钯纳米颗粒催化剂进行X射线光电子能谱(XPS)分析,发现反应后钯完全被氧化.结果证明钯催化的邻位导向磺化反应是经由PdII/IV催化循环,而不是Pd0/I... 详细信息

报道了一种负载钯纳米颗粒催化2-苯基吡啶与芳磺酰氯的邻位导向磺化反应.对反应前后的负载钯纳米颗粒催化剂进行X射线光电子能谱(XPS)分析,发现反应后钯完全被氧化.结果证明钯催化的邻位导向磺化反应是经由PdII/IV催化循环,而不是Pd0/II催化循环.热过滤实验及其催化剂的表征进一步证明了这个假设,提供了在邻位导向磺化反应中确定钯价态变化的直接方法.

关键词： C—H功能化钯纳米颗粒催化剂磺化 XPS分析