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基于STM32的机械臂反馈控制系统

微型机与应用 2014年第22期33卷 94-96页

作者：查帅荣周海芳章杰福州大学物理与信息工程学院微纳器件与太阳能电池研究所福建福州350116

为了解决机械臂开环控制精度低的问题,设计了一套基于STM32微控制器的机械臂反馈控制系统。通过QT图形界面将控制数据输入上位机,控制数据经串口传输到微控制器后驱动机械臂运动;由加速度传感器和磁通传感器组成的惯性传感器节点采集机... 详细信息

为了解决机械臂开环控制精度低的问题,设计了一套基于STM32微控制器的机械臂反馈控制系统。通过QT图形界面将控制数据输入上位机,控制数据经串口传输到微控制器后驱动机械臂运动;由加速度传感器和磁通传感器组成的惯性传感器节点采集机械臂运动数据传回微控制器,采用由多个相关的参数可变PID控制器构成的控制器组对机械臂各个部位进行反馈控制。测试结果表明,利用惯性传感器实现的改进型PID的反馈控制系统比无反馈控制系统精度有较大提高,可用于实现更高精度的机械臂控制。

关键词：机械臂改进型 PID 反馈控制惯性传感器嵌入式系统

快速城镇化地区生态系统服务时空演变及权衡协同分析:以黄河下游地区为例

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环境科学 2024年第9期45卷 5372-5384页

作者：李欣陈登帅张冰冰曹建荣聊城大学地理与环境学院聊城252000

作为实现我国“黄河重大国家战略”的前沿地区,黄河下游地区在加快推进城镇化进程的同时,对区域自然生态系统及生态功能造成了不可逆转的“建设性破坏”,成为流域生态保护与高质量发展的矛盾尖锐区.对此,研究基于ArcGIS和MATLAB软件,运... 详细信息

作为实现我国“黄河重大国家战略”的前沿地区,黄河下游地区在加快推进城镇化进程的同时,对区域自然生态系统及生态功能造成了不可逆转的“建设性破坏”,成为流域生态保护与高质量发展的矛盾尖锐区.对此,研究基于ArcGIS和MATLAB软件,运用InVEST和RUSLE模型对1990~2020年黄河下游地区的产水量、生境质量和土壤保持服务进行定量化评估,并分析其时空变化特征及各项生态系统服务之间的权衡协同关系.结果表明:①1990~2020年的土地城镇化进程显著加快,建设用地扩张增幅高达39.89%,其他主要地类的面积则呈现不同程度的下降.②1990~2020年,黄河下游地区县域尺度与格网尺度的分布规律较为一致;产水量和土壤保持经历了先减后增的变动趋势,产水量的空间分布格局逐渐转变为东多西少;而土壤保持和生境质量的空间分布格局在整个时期内基本保持不变,高值分布在地势较高的丘陵或山区,低值主要分布在地形和缓的平原地区.③生态系统服务间的权衡协同关系呈现空间异质性,相互作用关系以协同关系为主,存在少部分区县为权衡关系,如产水与生境质量之间的微山县和槐荫区为显著的强权衡关系.研究量化黄河下游地区生态系统服务时空演变特征,明晰生态系统服务之间的权衡协同关系,可为快速城镇化进程下的生态保护和流域治理提供科学依据.

关键词：生态系统服务时空特征权衡与协同快速城镇化黄河下游地区

基于改进YOLOv7的隧道衬砌内部缺陷智能识别

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铁道学报 2024年

作者：周中周诗荣李世帅鲁四平中南大学土木工程学院

大多数隧道在建成初期都存在钢筋不连续、内部脱空和混凝土浇筑不密实等衬砌内部缺陷，严重影响隧道结构的耐久性和稳定性。为解决隧道衬砌内部缺陷常规检测手段的主观性强、准确性差、效率低等问题，基于YOLOv7目标检测算法，提出一种... 详细信息

大多数隧道在建成初期都存在钢筋不连续、内部脱空和混凝土浇筑不密实等衬砌内部缺陷，严重影响隧道结构的耐久性和稳定性。为解决隧道衬砌内部缺陷常规检测手段的主观性强、准确性差、效率低等问题，基于YOLOv7目标检测算法，提出一种改进的YOLOv7隧道衬砌内部缺陷检测算法，将主干特征提取网络输出的最深层特征层输入视觉显示中心(Explicit Visual Center，EVC)，使其更加关注层内的细节信息，同时将边界框回归误差替换成基于最小点距离的新型损失函数(Intersection over Union Based on Minimum Point Distance，MPDIoU)。使用有限差分时域方法获取模拟雷达图像，与真实雷达图像一起构成隧道衬砌缺陷雷达图像数据集。进而将改进YOLOv7算法与YOLOv8、YOLOv7、YOLOv5、SSD和Faster RCNN五种算法进行模型对比实验，在实际隧道质量检测中验证提出方法的优越性和有效性。模型对比实验中对于钢筋、内部脱空以及衬砌不密实这三种缺陷的识别，改进YOLOv7算法的F1值(F1)分别为94.51%、84.53%和97.66%，平均精度(AP)分别为97.13%、83.78%和98.30%，并且相较于其他五种模型在三种缺陷信号的均值F1值(mF1)和均值平均精度(mAP)上均有一定提升；实例验证中，脱空信号和注浆不密实信号的识别准确率分别为70.00%和75.00%。结果表明改进的YOLOv7隧道衬砌内部缺陷检测算法具有优越的综合检测性能和泛化能力，有效满足了隧道二衬缺陷的检测需求。

关键词：隧道工程衬砌内部缺陷目标检测深度学习

基于光功率放大离轴腔增强光谱技术的甲烷碳同位素测量

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光学学报 2024年第5期44卷 271-280页

作者：余润磬夏滑孙鹏帅庞涛吴边张志荣中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 国防科技大学先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037

使用中心波长为1658.7 nm的可调谐半导体分布反馈式(DFB)激光器,基于离轴积分腔光谱(OA-ICOS)技术,对激光器调谐范围内的甲烷稳定碳同位素分子13CH4和12CH4的光谱进行同时测量。选取光纤耦合助推光放大器(BOA)实现激光器输出光功率的有... 详细信息

使用中心波长为1658.7 nm的可调谐半导体分布反馈式(DFB)激光器,基于离轴积分腔光谱(OA-ICOS)技术,对激光器调谐范围内的甲烷稳定碳同位素分子13CH4和12CH4的光谱进行同时测量。选取光纤耦合助推光放大器(BOA)实现激光器输出光功率的有效放大,在保证积分腔的模式噪声不变的情况下,提高了探测器的可探测光功率,显著增加了有效光程长度,进一步提高了测量结果的信噪比。最后,通过对体积分数为500×10^(-6)的CH4标准气体进行长时间测量,当平均时间达到663 s时,同位素δ(13C)的探测极限达到0.56‰。该技术可为大气环境下甲烷中碳稳定同位素的测量提供参考。

关键词：光谱学光功率放大器离轴积分腔输出光谱技术甲烷碳同位素

基于多光谱技术分析绿原酸与肌原纤维蛋白相互作用的初步研究

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食品工业科技 2024年第5期45卷 44-52页

作者：李杰郭欣袁天帅屈启超朱新荣张建石河子大学食品学院新疆石河子832003 农业农村部特色农产品加工与质量安全控制重点实验室(部省共建) 石河子大学食品学院新疆石河子832003 食品营养与安全控制兵团重点实验室石河子大学食品学院新疆石河子832003

本研究以高白鲑肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein,MP)为研究对象,探究不同浓度(6、30、150、300μmol/g)绿原酸(Chlorogenic Acid,CA)与MP相互作用的结构变化及结合性质。在25℃下孵育形成不同CA-MP复合物,通过测定复合物的理化性质(... 详细信息

本研究以高白鲑肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein,MP)为研究对象,探究不同浓度(6、30、150、300μmol/g)绿原酸(Chlorogenic Acid,CA)与MP相互作用的结构变化及结合性质。在25℃下孵育形成不同CA-MP复合物,通过测定复合物的理化性质(总巯基,表面疏水性),二级,三级结构变化(傅里叶红外光谱、同步荧光、三维荧光),结合性质(紫外光谱,荧光猝灭及热力学参数)分析CA-MP复合物相互作用情况。结果表明,在300μmol/g CA存在下,蛋白总巯基含量和表面疏水性分别骤降25.65%,40.26%(P<0.05);蛋白质二级结构随之展开,α-螺旋含量下降至11.73%,造成蛋白结构稳定性降低;同步荧光与三维荧光光谱表明CA对蛋白荧光具有猝灭作用,且色氨酸比酪氨酸的猝灭效果高7.90%。紫外光谱和荧光猝灭证实CA-MP形成复合物且二者的结合为静态猝灭,热力学参数进一步验证二者相互作用的主导力为疏水作用力。本研究旨在为多酚与高白鲑MP相互作用提供有价值的信息,为后续对不同结构多酚与高白鲑肌球蛋白的相互作用机制提供研究基础。

关键词：绿原酸肌原纤维蛋白相互作用多光谱学蛋白结构

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TOE理论视角下预算管理一体化研究

财会通讯 2024年第4期 125-130页

作者：刘兵周思阳袁天荣查良春湖北省民政厅社会救助处湖北武汉430074 中南财经政法大学会计学院湖北武汉430073 湖北省住房和城乡建设厅计财处湖北武汉430071

预算管理一体化旨在利用信息化手段打造“制度+技术”的管理机制,全面提升预算管理工作的规范化、标准化和自动化水平。当前,预算管理一体化系统已实现财政总预算编制、部门(单位)预算编制全覆盖,但在实施过程中仍存在系统运行不顺畅、... 详细信息

预算管理一体化旨在利用信息化手段打造“制度+技术”的管理机制,全面提升预算管理工作的规范化、标准化和自动化水平。当前,预算管理一体化系统已实现财政总预算编制、部门(单位)预算编制全覆盖,但在实施过程中仍存在系统运行不顺畅、预算数据孤岛、系统操作冗余、制度保障欠缺、组织能力不足等问题。为此,文章基于TOE理论从“技术-组织-环境”层面系统分析了预算管理一体化建设中亟待破解的难题障碍,并从完善技术保障、推动组织积极落实、优化应用环境三个方面提出相应优化策略。文章结论有利于深化预算管理一体化建设,全面提升现代财政管理水平。

关键词：预算管理一体化信息技术一体化系统运营维护 TOE理论

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新型永磁无刷直流电机气隙磁密分析

机械设计与制造 2024年

作者：俞建荣张业帅马丽梅刘强北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所

针对微纳卫星飞轮用单圈磁钢无刷直流电机气隙磁密低且干扰磁密大的缺陷，提出了一种新型双圈磁钢构型的无刷直流电机。介绍了飞轮及新型无刷直流电机的结构和工作原理，基于等效面电流法建立新型无刷直流电机的数学模型，推导了气隙磁... 详细信息

针对微纳卫星飞轮用单圈磁钢无刷直流电机气隙磁密低且干扰磁密大的缺陷，提出了一种新型双圈磁钢构型的无刷直流电机。介绍了飞轮及新型无刷直流电机的结构和工作原理，基于等效面电流法建立新型无刷直流电机的数学模型，推导了气隙磁通密度公式。采用有限元法对有效气隙磁密和干扰磁密进行了磁密分析，结果表明，与传统无刷直流电机相比，新型无刷直流电机有效气隙磁密由0.45T提高到0.55T，气隙平顶宽度由54°拓宽到87°，干扰磁密由0.31T降低到0.065T，有效提升了电机的稳定性能和力矩输出性能，降低了功耗。

关键词：微纳卫星新型无刷直流电机等效面电流有限元法磁密分析

基于量子级联中红外耦合的空芯光波导N2O、CO温室气体测量研究

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中国激光 2024年第17期 313-320页

作者：杨曦夏滑张志荣庞涛黄文彪吴边孙鹏帅中国科学技术大学环境科学与光电技术学院中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室先进激光技术安徽省实验室

空芯光波导是一种新型的光纤形式，由于内芯中空，可以作为气体测量吸收池，目前在激光吸收光谱技术中得到广泛应用。基于长度为5 m的空芯光波导，使用中心波长为4.56μm的量子级联激光器，结合波长调制技术，搭建了一套中红外激光吸收... 详细信息

空芯光波导是一种新型的光纤形式，由于内芯中空，可以作为气体测量吸收池，目前在激光吸收光谱技术中得到广泛应用。基于长度为5 m的空芯光波导，使用中心波长为4.56μm的量子级联激光器，结合波长调制技术，搭建了一套中红外激光吸收光谱双气体传感系统，用于同时检测N2O与CO气体。分别从二次谐波背景噪声与信噪比两个角度分析了不同耦合方式的效果。经过比较，选择了透镜聚焦耦合的方式。实验结果表明，二次谐波信号的峰值与浓度之间存在良好的线性关系，在积分时间为74 s与75 s时，N2O和CO的检测限可分别达到1.8×10-9、1.39×10-10。该系统可满足大气中N2O与CO的测量要求，对于评估大气中气体浓度变化有着重要的意义。

关键词：激光吸收光谱空芯光波导量子级联激光器氧化亚氮一氧化碳

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基于双楔形扫描镜的甲烷气体光谱成像方法

物理学报 2024年第11期73卷 145-154页

作者：王夏春张志荣蔡永军孙鹏帅庞涛夏滑吴边郭强中国科学技术大学研究生院科学岛分院合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室合肥230031 国防科技大学先进激光技术安徽省实验室合肥230037 国家管网集团科学技术研究总院分公司廊坊065000

随着我国油气管道铺设数量的增加,对管道的维护工作也需予以更多的重视.目前,在油气输送站场内,主要采用人工巡检、对射式和云台式检测设备来检测天然气泄漏.但是这些方法存在响应度差、检测区域受限、泄漏点定位较慢等问题.为了满足对... 详细信息

随着我国油气管道铺设数量的增加,对管道的维护工作也需予以更多的重视.目前,在油气输送站场内,主要采用人工巡检、对射式和云台式检测设备来检测天然气泄漏.但是这些方法存在响应度差、检测区域受限、泄漏点定位较慢等问题.为了满足对油气管道泄漏实时监测和快速定位的需求,本文设计了一种快速、精确控制的双楔形扫描镜系统,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术,使得气体测量由原来的点测量转换为面测量.通过反解迭代优化算法,控制楔形镜的转角获得高效均匀的光束扫描轨迹,并将激光束的偏转方向及检测位置与对应的甲烷浓度信息相融合,构建了包含有位置信息的甲烷浓度数据,实现甲烷气体的光谱成像.实验中为了定量验证测量准确度及空间分辨率,通过标准气袋模拟甲烷泄漏分布,结果表明系统的成像浓度检测限小于500 ppm·m(1 ppm=10^(–6)),位置分辨率小于6 cm.同时该方法可以依据油气站场的测量距离调节扫描步进节点,从而实现成像分辨率的可调节,该成像方法为精确定位甲烷气体泄漏提供了新的思路.

关键词：激光吸收光谱甲烷气体检测双楔形扫描镜气体成像