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基于可拓学的无人机边境侦察巡逻能力评估

兵工自动化 2024年第2期43卷 93-96页

作者：杨根庆胥辉旗毛廷鎏吴一乔海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001 中国人民解放军77606部队拉萨850000

为解决无人机边境侦察巡逻能力有效评估问题,采用基于可拓学的原理物元分析方法,结合无人机在高原边境的使用,分析影响无人机侦察巡逻能力的主要因素,选取恰当的指标参数,构建无人机侦察巡逻能力指标评价模型,最终得到无人机所属效能等... 详细信息

为解决无人机边境侦察巡逻能力有效评估问题,采用基于可拓学的原理物元分析方法,结合无人机在高原边境的使用,分析影响无人机侦察巡逻能力的主要因素,选取恰当的指标参数,构建无人机侦察巡逻能力指标评价模型,最终得到无人机所属效能等级。结果表明:该方法可较好地保证评估结果的客观性和完备性,能够对高原环境下指挥员和操作手利用无人机侦察巡逻提供一定参考。

关键词：无人机侦察巡逻能力可拓学

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肿瘤放射治疗的发展

原子能科学技术 2024年

作者：杨根赵梓茗张艺宝颜学庆北京大学核物理与核技术国家重点实验室物理学院香港大学深圳医院临床肿瘤医学中心北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所放射治疗科恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室

恶性肿瘤是目前人类死亡的主要原因之一，以美国为首的发达国家中，超过半数的肿瘤患者在治疗过程中需要单独或联合使用放射治疗。过去的半个世纪以来，放射治疗围绕着“增效减毒”的原则展开技术迭代，不断和手术、化疗以及新兴的免疫... 详细信息

恶性肿瘤是目前人类死亡的主要原因之一，以美国为首的发达国家中，超过半数的肿瘤患者在治疗过程中需要单独或联合使用放射治疗。过去的半个世纪以来，放射治疗围绕着“增效减毒”的原则展开技术迭代，不断和手术、化疗以及新兴的免疫疗法等其他手段相结合，极大地提高了治疗疗效和可及性。21世纪以来，通过采用更先进的剂量递送方式、结合实时影像的适形规划、引入人工智能和新的粒子辐射类型等先进技术，放射治疗的安全性和有效性都得到了提高。本文回顾了近几十年来放射治疗领域的技术进步，展示了在加速器平台上进行高剂量率放射治疗研究的典型案例，总结了放射治疗相关的新兴研究热点，并对该领域的发展方向做出了展望。

关键词：肿瘤放射治疗超高剂量率放射治疗调强放射治疗

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钢铁联合企业竣工环保验收关注要点

广西节能 2024年第1期 23-25页

作者：曾骁王博文梁燕琴杨根广西钢铁集团有限公司

钢铁联合企业具有长流程且生产工序较为复杂的特征,主要包括烧结(球团)、焦化、炼铁、炼钢、钢压延加工(热轧、冷轧)、火电等生产工序。这些工序形成的环节有着各自的特点,因而决定了各环节对污染控制的要求、及排放指标均不相同。除主... 详细信息

钢铁联合企业具有长流程且生产工序较为复杂的特征,主要包括烧结(球团)、焦化、炼铁、炼钢、钢压延加工(热轧、冷轧)、火电等生产工序。这些工序形成的环节有着各自的特点,因而决定了各环节对污染控制的要求、及排放指标均不相同。除主要涉及焦化、烧结(球团)、炼钢、炼铁、轧钢、火电等多项行业排放标准外,甚至还可能涉及到与铁路、码头等关联项目竣工的环保验收,使得钢铁企业竣工环保验收工作,较一般的项目更为复杂,需要关注的要点也会更多。

关键词：钢铁联合企业钢铁企业竣工环保验收生产工序排放指标污染控制长流程项目竣工

压电集成石墨烯增强功能梯度多孔板的等几何建模与分析

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振动与冲击 2024年第2期43卷 280-290页

作者：刘庆运刘康仁张红一刘涛安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 上海大学机电工程与自动化学院上海200072

基于等几何分析方法和一种仅含有4自由度的简化一阶剪切变形理论(simple first-order shear deformation theory,S-FSDT)建立了压电集成石墨烯增强功能梯度多孔(piezoelectric integrated graphene platelets reinforced functionally graded porous,P-GPLs-FGP)板的数值分析模型。利用Halpin-Tsai微观力学模型、闭胞体高斯随机场理论和混合定律得到了石墨烯增强功能梯度多孔板的有效材料属性;基于等几何分析方法、S-FSDT和哈密顿原理推导了P-GPLs-FGP板的运动控制方程,并通过与已有算例对比验证了模型的准确性和有效性;利用所建模型分析了孔隙分布形式、孔隙系数、石墨烯分布形式、石墨烯质量分数、边界条件和宽厚比对P-GPLs-FGP板固有频率和机-电载荷作用下静态弯曲响应的影响。研究结果表明:板的刚度与孔隙系数成反比,而在基体材料中添加少量的石墨烯可以有效地增强结构的刚度;与其他组合形式相比,板的刚度在孔隙PD-S分布和石墨烯GPL-S分布时最大。

关键词：等几何分析简化一阶剪切变形理论(S-FSDT) 压电石墨烯功能梯度多孔板

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双尾鳍微型机器鱼的动力学模型参数辨识研究

双尾鳍微型机器鱼的动力学模型参数辨识研究

作者：王锦仁北方工业大学

学位级别：硕士

有别于常规水下螺旋桨推进系统,模仿生物系统的柔性身体和横摆尾翼的仿生推进方式提高了水下机器人的推进效率,减弱了噪声和尾流的产生。新型驱动方式以及集成控制传感技术使得智能水下机器人得以微小型化。微小仿生型机器鱼,在军事侦... 详细信息

有别于常规水下螺旋桨推进系统,模仿生物系统的柔性身体和横摆尾翼的仿生推进方式提高了水下机器人的推进效率,减弱了噪声和尾流的产生。新型驱动方式以及集成控制传感技术使得智能水下机器人得以微小型化。微小仿生型机器鱼,在军事侦察、海洋生物监测等应用领域有很大潜力,其中尾鳍驱动的微小型机器鱼成为了研究的主要方向之一。相较于常规尺寸的螺旋桨推进的水下设备,尾鳍驱动的微小型机器鱼的推进机制和机身结构都有很大的区别,对于微小型机器鱼的动力学模型研究及其仿真模型参数辨识需要考虑其驱动和机体运动特点进行更具针对性的研究。本文以一种压电驱动式双尾鳍驱动微小型机器鱼为研究对象,建立了从压电驱动到机器鱼运动动力学模型,重点针对模型中的动力学特性参数,结合集成应变传感器的尾鳍摆动传感数据和搭载惯性传感器的机体游动状态传感数据进行动力学模型参数辨识,并以此建立尾鳍驱动机器鱼动力学仿真模型,以应用于机器鱼的机体设计与控制设计研究。首先建立双尾鳍推进的机器鱼动力学模型。对机器鱼原型机的压电驱动器和传动机构、尾鳍驱动原理以及机体平面运动进行研究,建立包含驱动源-传动放大-推进力-机身运动的完整映射链解析模型。对于该非线性模型,除去机身本身质量与转动惯量等结构固有参数,其它动力学特性参数需要通过机体集成传感器对驱动与运动信息的测试并解算获得。动力学模型参数辨识研究重点在于水动力系数的确定,包括尾鳍流体系数和机体阻尼系数。为确定尾鳍驱动部分的动力学参数,设计并制作了压敏电阻式和压电式两种尾鳍集成式传感器,用于感知尾鳍摆动中流体作用在柔性尾鳍面上的横向力变化,基于柔性敏感膜材料以及高精度激光加工技术实现尾鳍集成传感结构的制作,通过仿尾鳍摆动测试获得尾鳍受横向力传感数据。然后为准确获得机体运动状态信息,针对机载六轴惯性传感器,进行传感器输出加速度与角速度数据标定,并通过扩展卡尔曼滤波进行姿态估计,获得无重力加速度影响的机体加速度数据以及精确估计的姿态数据。通过尾鳍摆动测试、机体推力测量和游动测试,基于传感器测量数据实现了尾鳍驱动力系数和机体运动惯性与阻尼系数的解算与辨识。在Simulink实验平台上搭建了尾鳍驱动机器鱼动力学仿真模型,并进行了初步的运动控制仿真应用。本文创新性提出了一种尾鳍驱动式微小型机器鱼动力学仿真模型建立实验方法,针对动力学模型参数解算进行的传感模块及算法开发和解算方法设计,以及建立的仿真模型,为仿生机器鱼的设计和控制研究提供了高效的仿真平台技术支持。

关键词：微小型机器鱼尾鳍推进动力学分析机载传感器

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铜基催化剂电还原二氧化碳为甲酸研究进展

化工进展 2024年第6期43卷 3051-3060页

作者：陈富强仲兆平戚仁志东南大学能源与环境学院江苏南京210096

电化学二氧化碳还原(ECO_(2)RR)通过可再生能源制备高能量化学品或燃料对碳中和具有巨大价值。尤其是以铜基催化剂进行的ECO_(2)RR,其成本优势和卓越的催化活性使其成为最有前景的策略。在ECO_(2)RR的各种产物中,甲酸作为优秀的储氢材... 详细信息

电化学二氧化碳还原(ECO_(2)RR)通过可再生能源制备高能量化学品或燃料对碳中和具有巨大价值。尤其是以铜基催化剂进行的ECO_(2)RR,其成本优势和卓越的催化活性使其成为最有前景的策略。在ECO_(2)RR的各种产物中,甲酸作为优秀的储氢材料和内燃机燃料展现出工业化生产潜力。本文针对近年来过渡金属族的铜基催化剂在制备甲酸的研究进展进行了全面的总结,从ECO_(2)RR制甲酸机理出发,综述了铜基催化剂在ECO_(2)RR制甲酸领域取得的重要研究进展,其中以典型催化剂为例分析ECO_(2)RR生成甲酸的策略,包括形貌结构、表面价态、合金化、晶面效应、空位和碳载体等,重点讨论了活性位点数量以及关键中间体*OCHO的形成对甲酸产物选择性的影响,最后总结了该领域面临的挑战以及从原位表征、科学计算和反应条件等角度的展望。

关键词：电催化二氧化碳还原铜基催化剂甲酸

不同能源类型对烟草烘烤环节CO2排放的影响

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不同能源类型对烟草烘烤环节CO2排放的影响

作者：杨志仁重庆交通大学

学位级别：硕士

面向番茄采摘机器人的视觉方案及实验教学设计

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实验技术与管理 2024年第7期41卷 169-175页

作者：吴双双杨根健刘梦晨王一群陈雯柏北京信息科技大学自动化学院北京100192

以农业采摘为背景,针对当前番茄属果实采摘机器人采摘效率低、难以分级分期采收问题,设计开发了一个面向番茄属果实采摘机器人视觉算法及实验的多学科综合与创新实践教学方案。基于改进YOLOv5算法和MobileNetV3算法设计了级联的多任务... 详细信息

以农业采摘为背景,针对当前番茄属果实采摘机器人采摘效率低、难以分级分期采收问题,设计开发了一个面向番茄属果实采摘机器人视觉算法及实验的多学科综合与创新实践教学方案。基于改进YOLOv5算法和MobileNetV3算法设计了级联的多任务视觉检测方案,实现了番茄属果实的自动识别、成熟度检测和果实位置信息判定,为番茄属果实的智能化采摘提供视觉支持,并通过机器人平台的番茄属果实采摘实验验证了所提视觉方案的有效性。该实验教学有助于深化学生对理论知识的理解和应用能力,提升学生的独立思考与创新能力。

关键词：机器视觉番茄采摘机器人目标检测 YOLOv5 复合型创新人才培养

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有机酸体系下木质素的绿色分离及其紫外防护性能的研究

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有机酸体系下木质素的绿色分离及其紫外防护性能的研究

作者：吕英仁齐鲁工业大学

学位级别：硕士

木质素是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源,也是芳香族化合物中少有的可再生资源之一。因木质素大分子内含有芳香环与活性基团（如甲氧基、酚基、羰基和乙烯基）形成的共轭结构及羟基等可吸收紫外线的官能团,所以其作为天然... 详细信息

木质素是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源,也是芳香族化合物中少有的可再生资源之一。因木质素大分子内含有芳香环与活性基团（如甲氧基、酚基、羰基和乙烯基）形成的共轭结构及羟基等可吸收紫外线的官能团,所以其作为天然绿色防晒剂极具潜力。然而,木质素传统分离方法通常涉及高温和高压,导致其发生严重的缩合反应,产品颜色接近黑色,这严重限制了它在防晒化妆品领域的应用。本文以农业废弃物红麻秸秆为原料,通过环境友好的有机酸处理,实现了浅色木质素的绿色分离,并对其紫外防护性能进行了检测和评价;同时,利用分离过程产生的固体残渣制浆,用于造纸,以实现生物质红麻秸秆多组分的增值利用。（1）利用马来酸处理体系,对红麻秸秆进行了组分解离。在解离过程中木质素γ-碳通过捕获马来酸发生了酯化反应,有效减少了缩合反应的发生,从红麻秸秆中成功分离了浅色马来酸酯化型木质素。实验结果表明,在温和的处理条件C50T90t30（C表示有机酸浓度,T表示处理温度,t表示处理时间,以下同）下,得到的木质素颜色不仅更浅（L值为68.7,ΔE为30.62）,且具有较强的紫外线吸收能力。进一步制备的木质素微纳米球（MA-LNPs）作为天然防晒剂应用时,显示了优异的紫外防护性能。在防晒系数（SPF）标识为10的商业乳液中添加2%、4%和5%的MA-LNPs,木质素基防晒霜的SPF值分别高达18.64、46.44和63.82,可满足人体日常不同生活场景的防晒需求。分离过程产生的固体残渣被制成红麻秸秆浆与漂白硫酸盐针叶木浆（BSKP）配抄成纸。红麻纤维添加量为5%时,纸张的抗张指数和撕裂指数可分别从8.57 N·m/g和4.68 m N·m/g增加到9.22 N·m/g和5.48 m N·m/g。（2）构建了对甲苯磺酸/甲醛（p-TsOH/FA）处理体系,对红麻秸秆进行组分解离。研究发现,该体系可对红麻秸秆中的木质素进行有效分离,并且FA与木质素发生缩醛反应,成功抑制了木质素的缩合反应,获得的醛稳定型木质素颜色很浅。通过FTIR、TGA和2D HSQC NMR等表征方法探究了醛稳定型木质素的结构特征,并进一步将醛稳定型木质素制备的木质素微纳米球（P/FA-LNPs）用于防晒剂。结果表明,将3%的P/FA-LNPs添加至SPF10的商业乳液中,其SPF值提高至20.42;当P/FA-LNPs添加量增至4%时,SPF值高达27.84,约为原始乳液的4倍。但相比于MA-LNPs,P/FA-LNPs对防晒乳液的紫外防护性能的提升略显不足,针对这一问题又构建了对甲苯磺酸/乙醛酸（p-TsOH/GA）处理体系。（3）构建了对甲苯磺酸/乙醛酸（p-TsOH/GA）处理体系,对红麻秸秆进行组分解离。研究表明,该体系下分离木质素时,GA不仅能够抑制木质素的缩合反应,同时可引入亲水性羧基,改善木质素的紫外吸收性能及其在防晒乳液中的兼容性。实验结果表明,在光学性能方面,相同的处理条件（C50T80t30）下,p-TsOH/GA处理后得到的羧基化功能木质素的L值和ΔE分别为71.62和30.92,相比于未加入GA获取的木质素的L值和ΔE,分别增加了18.44%和降低了20.98%。将制备的木质素微纳米球（P/GA-LNPs）用于防晒剂,在SPF10的商业乳液中添加4%时,SPF值即可提升至58.43,约为添加相同比例P/FA-LNPs时所达到SPF值的2倍。同时,适量的红麻秸秆浆添加至BSKP中也可提升纸张的物理强度。p-TsOH/GA处理体系可很好地解决p-TsOH/FA体系分离提取的木质素紫外防护效能低的问题。上述研究成果将为木质素在防晒剂领域的应用及农业废弃物红麻秸秆的综合利用提供技术支持和理论参考。

关键词：浅色木质素紫外防护有机酸生物质