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军用无线供电系统中非平面接收线圈优化研究

军用无线供电系统中非平面接收线圈优化研究

作者：荆凡胜南京理工大学

学位级别：硕士

随着无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术的应用,为提升不同应用场景下的传输性能,多种拓扑的耦合机构相继被提出,使得无线电能传输技术的应用场景更加广泛。本文着眼于无线电能传输技术在军用领域的应用,提出了锥形线圈和... 详细信息

随着无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术的应用,为提升不同应用场景下的传输性能,多种拓扑的耦合机构相继被提出,使得无线电能传输技术的应用场景更加广泛。本文着眼于无线电能传输技术在军用领域的应用,提出了锥形线圈和曲面线圈电能接收机构,以提升无线电能传输系统与火箭、导弹和无人自主潜航器等装备的吻合程度。针对非平面线圈无线电能传输系统中所面临的线圈弯曲导致系统传输功率下降的问题,提出了曲率角临界分裂的工作状态,并结合平面线圈最优接收半径的机理对该现象进行了分析。鉴于最优接收半径对传输系统工作的重要性,本文还提出了采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)改进BP(Back Propagation)神经网络实现对最优接收半径的精确量化。首先论文结合磁耦合式无线电能传输系统的工作原理,完成了对平面方形发射线圈WPT系统的磁场分析,通过研究磁通与接收线圈内半径的关系,提出了最优接收半径的概念,揭示了最优半径形成的原理,并探究了多种发射线圈结构下的最优接收半径,从而确定了影响最优接收半径变化的参数。其次将平面线圈中半径的变化转化为空间中曲率的变化,提出了锥形线圈和曲面线圈两种结构,在对非平面线圈建模分析的基础上,分别完成了对两种线圈的参数优化分析,针对曲面线圈中不同曲率下传输功率波动和曲率增大充电性能下降的问题分别提出了曲率角临界分裂工作状态和保持适当传输距离的应对措施。再次考虑到最优接收半径对提升平面(非平面)WPT系统传输性能的重要性,提出了采用遗传算法改进BP神经网络实现对最优接收半径的准确预测,通过训练学习最优接收半径在不同影响参数下的变化规律,预测对应参数下的最优半径值,经对比改进后的预测结果与实际值更接近,预测误差的变化幅度更小,表明改进后的BP神经网络泛化能力显著提升。最后完成了对WPT系统的仿真和实验验证,通过仿真和实验分析证明了最优接收半径的存在和改进的BP神经网络对最优接收半径预测的准确性;通过传输功率稳定性实验和电流变化率与传输距离关系实验,验证了本文针对曲面线圈传输功率波动和充电性能下降问题所提方法的有效性。

关键词：军用无线电能传输最优接收半径非平面线圈角度分裂传输性能遗传算法改进BP神经网络

基于曲面柔性线圈的无线充电系统曲率角分裂抑制与性能优化

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电工技术学报 2020年第S2期35卷 346-354页

作者：闻枫荆凡胜李强王韬楚晓虎南京理工大学自动化学院南京210000 江苏省智能电网技术与装备重点实验室镇江212000

曲面柔性接收线圈可以很好地贴合柱形物体,如肢体、电机、导弹、火箭等,其结构特性扩展了无线电能传输技术在可穿戴设备以及其他民用或军用领域的应用。为提高不同穿戴人群或应用场合下设备无线充电的性能,该文通过理论计算、仿真和实... 详细信息

曲面柔性接收线圈可以很好地贴合柱形物体,如肢体、电机、导弹、火箭等,其结构特性扩展了无线电能传输技术在可穿戴设备以及其他民用或军用领域的应用。为提高不同穿戴人群或应用场合下设备无线充电的性能,该文通过理论计算、仿真和实验分析,研究曲面线圈接收的磁链与曲率角、收发线圈参数之间的关系,量化曲率角分裂发生的条件,探寻曲率变化时收发线圈的最佳参数。结果表明,通过保持线圈间适当的距离并且避免曲率角分裂的发生可以在很大程度上弱化线圈曲率变化引起的无线充电性能下降。同时,优化线圈参数让系统工作在临界分裂状态,可使系统获得最优的功率输出并保持不同弯曲程度下传输功率的稳定性。实验中通过优化设计的接收线圈在50°~130°范围内弯曲时,电流变化率最大值仅为4.3%。

关键词：无线电能传输曲面柔性线圈曲率角分裂空间磁场计算传输功率稳定

基于改进BP神经网络的无线电能传输系统接收线圈参数优化

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电工技术学报 2021年第S2期36卷 412-422页

作者：闻枫荆凡胜李强赵文翰朱雪琼南京理工大学自动化学院南京210094 国网江苏省电力有限公司检修分公司南京211102 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京210036

为提升无线电能传输(WPT)系统的传输性能,该文研究了磁谐振式无线电能传输(MRWPT)系统的磁通与接收线圈内半径的变化规律,提出了最优接收半径的概念,通过分析平面方形、平面盘式和空间螺旋形三种类型发射线圈WPT系统,揭示了最优接收半... 详细信息

为提升无线电能传输(WPT)系统的传输性能,该文研究了磁谐振式无线电能传输(MRWPT)系统的磁通与接收线圈内半径的变化规律,提出了最优接收半径的概念,通过分析平面方形、平面盘式和空间螺旋形三种类型发射线圈WPT系统,揭示了最优接收半径的固有存在性,并探究了最优接收半径随WPT系统参数的变化规律,从而确定影响最优接收半径的参数。在此基础上通过采用遗传算法改进的BP神经网絡对最优接收半径随影响参数的变化规律进行学习,实现了在不同线圈参数下最优接收半径的精确预测。最后通过有限元仿真和实验验证了WPT系统最优接收半径的存在和改进BP神经网络预测结果的准确性。

关键词：无线电能传输最优接收半径遗传算法 BP神经网络传输性能

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新时代背景下幼儿劳动养成教育的实践研究

中国科技经济新闻数据库教育 2024年第4期 0061-0064页

作者：荆凡青山东省日照市莒县长岭镇中心幼儿园山东日照276516

随着新时代教育理念的提出和社会经济的发展,幼儿劳动教育作为促进幼儿全面发展的重要途径备受关注。幼儿期是儿童个性、情感和动手能力形成的关键阶段,而传统的教育模式往往忽视了幼儿劳动教育的重要性。因此,针对新时代幼儿劳动教育... 详细信息

随着新时代教育理念的提出和社会经济的发展,幼儿劳动教育作为促进幼儿全面发展的重要途径备受关注。幼儿期是儿童个性、情感和动手能力形成的关键阶段,而传统的教育模式往往忽视了幼儿劳动教育的重要性。因此,针对新时代幼儿劳动教育的实践探索显得尤为迫切。通过将劳动元素融入到幼儿教育课程中,可以促进幼儿动手能力和社会责任感的培养,有助于他们形成积极向上的人生态度。本文旨在探讨新时代幼儿劳动教育的实践探索,为幼儿教育的发展提供新的思路和实践方法。

关键词：劳动教育幼儿方法

针灸联合甲钴胺穴位注射治疗腰椎间盘突出症患者的效果

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中国民康医学 2024年第14期36卷 104-106,110页

作者：荆一凡郑州市中医院针灸科河南郑州450000

目的:观察针灸联合甲钴胺穴位注射治疗腰椎间盘突出症(LDH)患者的效果。方法:选取2022年4月至2023年3月该院收治的86例LDH患者进行前瞻性研究,按照随机数字表法将其分为对照组和研究组各43例。对照组给予甲钴胺穴位注射治疗,研究组在对... 详细信息

目的:观察针灸联合甲钴胺穴位注射治疗腰椎间盘突出症(LDH)患者的效果。方法:选取2022年4月至2023年3月该院收治的86例LDH患者进行前瞻性研究,按照随机数字表法将其分为对照组和研究组各43例。对照组给予甲钴胺穴位注射治疗,研究组在对照组基础上联合针灸治疗。比较两组临床疗效,治疗前后疼痛程度[视觉模拟评分法(VAS)]评分、腰椎功能[日本骨科协会评估治疗分数(JOA)]评分、炎性因子[白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)]水平及腰部活动度(前屈、侧屈、后伸)。结果:研究组治疗总有效率为93.02%(40/43),高于对照组的76.74%(33/43),差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,两组VAS评分均低于治疗前,且研究组低于对照组,两组JOA评分均高于治疗前,且研究组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组IL-1、IL-6、TNF-α水平均低于治疗前,且研究组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组腰部前屈、侧屈、后伸活动度均大于治疗前,且研究组大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:针灸联合甲钴胺穴位注射治疗LDH患者,可提高临床疗效,减轻疼痛,改善腰部活动度和腰椎功能,效果优于单纯甲钴胺穴位注射治疗。

关键词：腰椎间盘突出症穴位针灸注射甲钴胺疼痛程度炎性因子

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基于最优发射半径的锥形线圈WPT系统优化

电气传动 2021年第24期51卷 57-62页

作者：王红荆凡胜李颖临沂科技职业学院智能制造学院山东临沂276000 南京理工大学自动化学院江苏南京210094 天津工业大学电气与电子工程学院天津300387

在无线电能传输系统中盘式发射线圈存在一个使传输功率最大的最优半径值,并且传输距离的改变也会造成发射线圈最优半径值的变化。针对这一问题,提出了量化发射线圈最优半径与传输距离关系的方法,继而指导发射线圈的优化设计。首先从系... 详细信息

在无线电能传输系统中盘式发射线圈存在一个使传输功率最大的最优半径值,并且传输距离的改变也会造成发射线圈最优半径值的变化。针对这一问题,提出了量化发射线圈最优半径与传输距离关系的方法,继而指导发射线圈的优化设计。首先从系统空间磁场的分析上,证明了最优发射半径的存在性,然后探究并拟合出最优发射半径与传输距离之间的表达式,设计了每匝线圈半径均为最优值的锥形螺旋发射线圈。最后经有限元仿真验证,优化的锥形线圈系统较传统的柱形线圈系统互感提升了140.16%,周围环境的漏磁更少,证明了优化的锥形螺旋线圈的优越性。

关键词：无线电能传输最优发射半径锥形螺旋线圈柱形螺旋线圈传输性能

AUTOSAR标准的CAN网络休眠异常诊断机制研究

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计算机工程与应用 2024年第7期60卷 248-257页

作者：高永凡李超超徐封杰邱本胜方菱中国科学技术大学信息科学与技术学院合肥230000 中国科学院合肥物质科学研究院合肥230000

汽车网络管理旨在保证节点间的通信状态同步及网络故障检测,是可靠的车载网络的重要组成部分。针对AUTOSAR网络管理中对于偶发的休眠异常难以定位与复现的问题,提出了一种基于唤醒链的网络休眠异常诊断机制,将管理报文在网络中出现的先... 详细信息

汽车网络管理旨在保证节点间的通信状态同步及网络故障检测,是可靠的车载网络的重要组成部分。针对AUTOSAR网络管理中对于偶发的休眠异常难以定位与复现的问题,提出了一种基于唤醒链的网络休眠异常诊断机制,将管理报文在网络中出现的先后顺序与节点唤醒的先后顺序相对应,通过在网络管理报文中携带位置信息,实时记录网络节点在唤醒链中的位置,在偶发性故障出现时,将相关信息存入非易失性内存,之后通过重建唤醒链,恢复故障发生时网络中各节点的唤醒顺序及相关运行状态信息,帮助更准确高效地定位引发故障的节点,一定程度上解决了休眠异常难以复现和检测的问题。同时利用控制器局域网络CAN总线在实验平台CANoe上验证了该方法的有效性。

关键词： AUTOSAR CAN总线网络管理唤醒链休眠异常

硫化氢通过激活Akt抑制铁死亡减轻ox-HDL诱导的人脐静脉内皮细胞功能障碍

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中国病理生理杂志 2024年第6期40卷 961-970页

作者：王燕霞吴泽凡易琪龙刘宁雅姜志胜南华大学衡阳医学院心血管疾病研究所动脉硬化学湖南省重点实验室动脉硬化性疾病湖南省国际科技创新合作基地湖南衡阳421001

目的:探讨硫化氢(H_(2)S)对氧化高密度脂蛋白(ox-HDL)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)铁死亡及内皮细胞功能损伤的作用及机制。方法:体外培养HUVECs,用200 mg/L ox-HDL、铁死亡抑制剂ferrostatin-1(Fer-1)、蛋白激酶B(PKB/Akt)激动剂SC7... 详细信息

目的:探讨硫化氢(H_(2)S)对氧化高密度脂蛋白(ox-HDL)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)铁死亡及内皮细胞功能损伤的作用及机制。方法:体外培养HUVECs,用200 mg/L ox-HDL、铁死亡抑制剂ferrostatin-1(Fer-1)、蛋白激酶B(PKB/Akt)激动剂SC79、Akt抑制剂MK-22062HCl(MK)和/或H_(2)S处理细胞24 h,Western blot检测相关蛋白,流式细胞术和免疫荧光染色检测细胞内活性氧(ROS)水平,铁离子检测试剂盒检测细胞内铁离子含量,单核细胞黏附实验检测单核细胞黏附到内皮细胞的数量。结果:与对照组相比,ox-HDL组酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)蛋白表达升高1.45倍(P<0.01),谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白表达降低29.79%(P<0.05),ROS水平和铁离子含量分别升高4.81倍和1.40倍(P<0.01),p-PI3K/PI3K和p-Akt/Akt比值降低45.65%和41.68%(P<0.01),内皮细胞功能相关蛋白IL-6、ICAM-1和TNF-α表达分别升高1.18倍、1.24倍和1.41倍(P<0.05),内皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白表达下降35.24%(P<0.01),与单核细胞的黏附作用升高3.43倍(P<0.01)。与ox-HDL组相比,ox-HDL+H_(2)S组内皮细胞铁死亡相关蛋白ACSL4降低22.32%(P<0.05),GPX4增加1.27倍(P<0.01),p-Akt/Akt比值增加1.52倍(P<0.01);荧光显微镜结果表明ROS表达降低50.35%(P<0.01);IL-6、ICAM-1和TNF-α蛋白表达分别降低13.34%、9.83%和13.46%(P<0.05),eNOS升高1.22倍(P<0.01),单核细胞黏附数量降低59.05%(P<0.01)。与ox-HDL组相比,ox-HDL+SC79组GPX4蛋白表达升高1.49倍(P<0.01),ACSL4表达降低20.72%,ROS和铁离子含量分别降低59.31%和23.85%(P<0.05)。与ox-HDL+H_(2)S组相比,ox-HDL+H_(2)S+MK组GPX4蛋白表达降低21.28%,ACSL4蛋白表达增加1.16倍(P<0.05)。结论:H_(2)S通过激活Akt抑制ox-HDL诱导的HUVECs铁死亡,从而减轻其功能损伤。

关键词：硫化氢氧化高密度脂蛋白人脐静脉内皮细胞铁死亡 PI3K/Akt信号通路

6G新型时延多普勒通信范式:OTFS的技术优势、设计挑战、应用与前景

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1827-1842页

作者：廖勇罗渝荆亚昊重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS... 详细信息

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术克服了传统通信系统在高速移动环境下多径和多普勒效应的影响,为实现6G超高可靠通信提供了新的可能性。该文首先介绍了OTFS的基本原理、数学模型、干扰与优势分析。然后,归纳分析了OTFS技术在同步、信道估计、信号检测技术上的研究现状。接着,从车联网、无人机、卫星通信、海洋通信4个典型应用场景分析了OTFS的应用趋势。最后,从降低多维匹配滤波器、相位解调和信道估计、硬件实现的复杂度和提高对时频资源的高度利用4个角度探讨了未来研究OTFS需要克服的困难和挑战。

关键词：第6代移动通信系统正交时频空间延迟-多普勒域同步信道估计信号检测

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