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融合模式搜索的蝗虫优化算法及其应用

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 137-156页

作者：肖怡心刘三阳西安电子科技大学数学与统计学院陕西西安710126

在智能优化算法应用于复杂优化问题的求解过程中,平衡开发和探索以获得最优解具有重要意义。因此针对传统蝗虫优化算法在处理一些较为复杂的优化问题时出现的收敛精度低、搜索能力弱且容易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合模式搜索的蝗... 详细信息

在智能优化算法应用于复杂优化问题的求解过程中,平衡开发和探索以获得最优解具有重要意义。因此针对传统蝗虫优化算法在处理一些较为复杂的优化问题时出现的收敛精度低、搜索能力弱且容易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合模式搜索的蝗虫优化算法。首先引入Sine混沌映射初始化蝗虫个体种群位置,减少个体重叠概率以增强种群迭代初期的多样性;其次利用模式搜索法,对种群目前找到的最优目标展开局部搜索,提高算法的收敛速度与寻优精度;同时为了避免算法后期陷入局部最优,引入了基于凸透镜成像的反向学习策略。实验部分通过对改进的蝗虫算法进行消融实验,验证了Sine混沌映射、模式搜索、反向学习每个策略的独立有效性。并用两组测试函数进行仿真实验,采用Wilcoxon秩和检验、Friedman检验的方法进行结果分析。实验结果均表明了融合模式搜索法改进的蝗虫算法在收敛速度与寻优精度上得到明显提高。最后,将其应用于移动机器人路径规划,测试结果进一步验证了改进算法的有效性。

关键词：蝗虫优化算法粒子群优化算法模式搜索时间复杂度统计检验路径规划

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基于银/有机银盐电极构筑的聚合物膜固态离子选择性电极

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基于银/有机银盐电极构筑的聚合物膜固态离子选择性电极

作者：杜三阳广州大学

学位级别：硕士

固态离子选择性电极（SC-ISEs）作为一种代表性的微型化在线分析工具,在可穿戴和水体环境分析等领域引起了广泛关注。免校正特性是SC-ISEs快速精准检测的关键。通常,标准电位（E0）依赖于固态转接层（SC）/离子选择性膜（ISM）界面上有... 详细信息

固态离子选择性电极（SC-ISEs）作为一种代表性的微型化在线分析工具,在可穿戴和水体环境分析等领域引起了广泛关注。免校正特性是SC-ISEs快速精准检测的关键。通常,标准电位（E0）依赖于固态转接层（SC）/离子选择性膜（ISM）界面上有效的离子-电子转导。然而,最具代表性的导电聚合物和碳基材料缺乏明确的相边界电位或表现出显著的pH、光照等干扰。此外,固态参比电极（SC-REs）较差的长期稳定性是SC-ISEs面向实际应用的另一关键挑战。值得注意的是,银/有机银盐界面上可逆的电子耦合离子转移反应可提供高效的离子-电子转导以及明确的相间电势定义,这对于提高电极电位重现性和稳定性具有重要意义。基于此,本论文以开发具有免校正特性的固态离子选择性电极为主旨,采用银/有机银盐构建高性能SC-ISEs和SC-REs。具体工作如下:1、基于Ag/AgTPB构筑免校正固态钾离子选择性电极有限的重现性是固态离子选择性电极面向实际应用的关键挑战。电极标准电势（E0）依赖于SC/ISM界面上有效的离子-电子转导。银/有机难溶银盐界面上高度可逆的电子耦合离子转移反应能提供高效的离子-电子转导,从而明确相间电势定义,实现高度重现的稳定电位响应。基于此,本工作提出了一种基于银/四苯基硼酸银（Ag/AgTPB）为固体转接层的K+-SC-ISEs。此外,通过在钾离子选择性膜（K+-ISM）中添加疏水电解质（四正丁基四苯基硼酸铵,TBATPB）,大幅度消除了SC与ISM界面的水层积累,有效提升了电位稳定性。以此制备的K+-SC-ISEs在保持原有的分析性能基础之上,在6批次的电位测试中均保持了E0的高度重现,最大标准偏差值仅为128.74±6.62 m V（n=6）。进一步将制备的K+-SC-ISEs集成在可穿戴设备中,成功实现了汗液K+的在线监测。这项工作强调了高效的离子-电子传导可以作为构建免校准SC-ISEs的有效方案,为实现可穿戴电位离子传感器的商业化提供了新的途径。2、基于银/有机银盐的固态参比电极及与固态工作电极集成在制备免校正SC-ISEs中,另一个重大挑战是固态参比电极（SC-REs）有限的稳定性。SC-REs的研究本质上是消除传统液体接触式参比电极的内充电解液,从而满足SC-ISEs在某些特定场景的应用。目前,SC-REs的研究集中在Ag/AgCl体系。然而,该体系存在显著的阴离子干扰。但值得注意的是,银/难溶性银盐电极的稳定性和可重复性对开发可靠的SC-REs仍极具吸引力。此外,通过在参比膜中添加具有功能化基团的疏水性电解质,也可在一定程度上消除界面水层的影响。基于此,我们制备了掺杂强疏水性电解质（BTPPATPFB）参比膜覆盖的Ag/AgTPFB固态参比电极。实验结果表明,该电极在对KCl的短期测试中具有较好的稳定性。然而,其存在明显的Ca2+和NO3-干扰。进一步地,我们制备了Ag/AgTPB/PVC-TBATPB固态参比电极并结合上述免校正工作电极构建了全固态离子传感平台,以验证免校正固态SC-ISEs在实际应用的可行性。结果表明,与饱和甘汞参比电极相比,采用Ag/AgTPB/PVC-TBATPB固态参比电极的全固态离子传感平台表现出更为优异的重现性,E0标准偏差仅为231.08±3.29 m V（n=4）。电极的灵敏度、检测限、选择性、水层等分析性能也未发生显著变化。然而,由于Ag/AgTPB/PVC-TBATPB固态参比电极仍存在电解质缓慢泄露的问题,导致电极长期稳定性较差。因此,如何进一步提高固态参比电极的稳定性是研究中需要解决的关键问题。

关键词：固态离子选择性电极固态参比电极银/有机银盐免校正

基于控制障碍函数的欠驱动无人水下航行器椭圆障碍物避障制导

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兵工学报 2024年

作者：野汶博方洋旺洪瑞阳胡祁东西北工业大学无人系统技术研究院西北工业大学无人飞行器技术全国重点实验室西北工业大学无人机技术集成攻关大平台西北工业大学自动化学院

为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍... 详细信息

为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍函数，构建带有约束条件的二次规划问题，通过与无障碍环境下的制导律相结合，得到闭式解形式的避障制导律。仿真结果验证了所提方法的有效性，全局上满足安全性和稳定性要求，对于无人水下航行器在复杂海洋环境中的安全航行具有实际应用价值。

关键词：控制障碍函数椭圆障碍物避障制导律二次规划欠驱动无人水下航行器

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基于集体影响力的重叠社区检测算法

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：刘彬颖刘三阳白艺光西安电子科技大学数学与统计学院

随着大数据时代的到来，网络结构越来越复杂，探索复杂网络的社区结构对理解复杂网络系统的功能和组织至关重要。针对社区检测已经进行了许多研究，其中标签传播算法(LPA)具有接近线性的时间复杂度，更适用于大规模的复杂网络。但其主... 详细信息

随着大数据时代的到来，网络结构越来越复杂，探索复杂网络的社区结构对理解复杂网络系统的功能和组织至关重要。针对社区检测已经进行了许多研究，其中标签传播算法(LPA)具有接近线性的时间复杂度，更适用于大规模的复杂网络。但其主要的缺点就是随机性太强，准确度不高。本文提出了一种基于集体影响力的标签传播算法(CILPA)，用于发现重叠社区结构。CILPA引入集体影响力这个全局指标，综合节点自身信息和全局信息重新定义节点重要性，并根据节点重要性固定节点更新顺序，提高算法稳定性；在标签传播过程中，制定了一个标签选择策略，并设置了一个过滤因子，防止错误标签的干扰，提高算法准确性和鲁棒性。最后在不同规模、复杂度、重叠率的人工网络和真实网络上进行了实验，结果表明，本方法兼具检测重叠社区的有效性和稳定性。

关键词：社区检测重叠社区集体影响力标签传播节点重要性

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鱼腥草的研究进展及其质量标志物的预测分析

中药新药与临床药理 2024年第7期35卷 1084-1092页

作者：王连睿东红阳苗明三河南中医药大学药学院河南郑州450046

鱼腥草为我国传统的药食同源中药材之一,其化学成分类型丰富,包含挥发油类、黄酮类、生物碱类、苯丙素类、甾体类等。研究表明,鱼腥草具有抗炎、抗肿瘤、抗菌和抗病毒等药理作用。该文综述了鱼腥草的本草考证、化学成分及药理作用,并根... 详细信息

鱼腥草为我国传统的药食同源中药材之一,其化学成分类型丰富,包含挥发油类、黄酮类、生物碱类、苯丙素类、甾体类等。研究表明,鱼腥草具有抗炎、抗肿瘤、抗菌和抗病毒等药理作用。该文综述了鱼腥草的本草考证、化学成分及药理作用,并根据中药质量标志物(quality marker,Q-Marker)的概念,从植物亲缘学、传统药性及药效、不同产地和采收时期、可入血成分和化学成分可测性等方面对鱼腥草的质量标志物进行预测分析,以期为鱼腥草的质量控制研究提供参考。

关键词：鱼腥草质量标志物本草考证化学成分药理作用

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基于核函数求解一般Fisher市场均衡问题的全牛顿步可行内点算法

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运筹学学报 2024年

作者：迟晓妮杨玉萍刘三阳杨绮丽西安电子科技大学数学与统计学院桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西高校数据分析与计算重点实验室桂林电子科技大学广西自动检测技术与仪器重点实验室广西应用数学中心(桂林电子科技大学)

给出全牛顿步可行内点算法(interior-point method,IPM)求解一般Fisher市场均衡问题的线性权互补问题(weighted linear complementarity problem,WLCP)模型。作为互补问题(complementarity problem,CP)的非平凡推广,权互补问题(weight complementarity problem,WCP)可以建模经济、科学和工程等领域中更广泛的一大类均衡问题。然而,WCP中存在非负权向量,使得WCP的理论和算法比CP更复杂。本文推广CP的IPM来求解WCP。基于一个核函数,得到定义中心路径的等价方程组,运用牛顿法求解该方程组得新搜索方向,从而提出求解一般Fisher市场均衡问题的全牛顿步可行IPM。算法采用全牛顿步,因而无需计算步长。在适当的假设下,证明算法全局收敛且具有多项式复杂度。最后数值算例验证了算法的有效性。

关键词：一般Fisher市场均衡问题线性权互补问题内点算法全牛顿步核函数多项式复杂度

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带有ERSFD的航空弧齿锥齿轮动态特性

航空动力学报 2024年第2期39卷 221-234页

作者：任鸿飞王三民邹浩然陈鹏张旭阳西北工业大学机电学院西安710072

将弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)引入弧齿锥齿轮传动(SBGD)系统中以改善其动态特性。基于广义雷诺方程建立内外油膜控制方程,并通过半解析方法得到弹性环的变形,获得ERSFD油膜力后基于径向基(RBF)神经网络建立其近似模型,建立带有ERSF... 详细信息

将弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)引入弧齿锥齿轮传动(SBGD)系统中以改善其动态特性。基于广义雷诺方程建立内外油膜控制方程,并通过半解析方法得到弹性环的变形,获得ERSFD油膜力后基于径向基(RBF)神经网络建立其近似模型,建立带有ERSFD支撑的8自由度SBGD系统双向流固耦合动力学模型,借助分时迭代方法获得系统稳态响应。结果表明:内油膜压力沿圆周分段式分布,且沿偏移线为非对称分布;ERSFD的存在有效削弱了油膜力与偏心率之间的非线性关系;弹性环凸台厚度的增加,使系统振动响应的幅值整体下降,并抑制了5 200~8 200 r/min转速范围内系统的混沌行为,有效改善了SBGD系统动态特性。

关键词：弹性环式挤压油膜阻尼器弧齿锥齿轮雷诺方程非线性流固耦合混沌运动

基于Wnt/β-catenin信号通路靶向的中药有效成分及中药复方防治乳腺癌特点分析

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中国实验方剂学杂志 2024年

作者：王浩阳郭琳赵晖曹利华李娜苗明三河南中医药大学豫药全产业链研发河南省协同创新中心

乳腺癌是一种机制复杂的恶性肿瘤，发病率和死亡率逐年上升，严重威胁女性的健康。目前临床治疗常以手术切除、放疗化疗、药物治疗为主，但往往伴随着副作用和不良反应，影响治疗效果。中药在对抗乳腺癌方面，具有多成分、多靶点的治疗... 详细信息

乳腺癌是一种机制复杂的恶性肿瘤，发病率和死亡率逐年上升，严重威胁女性的健康。目前临床治疗常以手术切除、放疗化疗、药物治疗为主，但往往伴随着副作用和不良反应，影响治疗效果。中药在对抗乳腺癌方面，具有多成分、多靶点的治疗优势，Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路是癌症研究的经典通路之一，异常激活的Wnt/β-catenin信号通路通过阻断轴蛋白/糖原合成酶激酶-3β/结直肠腺瘤性息肉基因蛋白复合物的形成，抑制β-catenin降解，促进β-catenin核转移，并与T细胞转录因子/淋巴增强因子-1结合，启动下游靶基因，进一步干预肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭等过程影响肿瘤进程。既往研究表明中药单体及复方可介导Wnt/β-catenin信号通路抑制乳腺癌细胞的恶性表型，从而发挥抗乳腺癌的作用，对于治疗药物参与调控的生化过程尚未开展系统的梳理。本文通过分析整理现阶段的国内外文献资料，探讨Wnt/β-catenin信号通路与乳腺癌的关联机制，解析中药单体及中药复方介导Wnt/β-catenin信号通路发挥抗乳腺癌的内在机理，统计结果发现中药单体的黄酮、生物碱、萜类成分能够靶向Wnt/β-catenin信号通路阻滞乳腺癌细胞恶性表型的进一步发展，临床常用具有清热解毒、活血化瘀、滋补肾肝等功效的中药复方干预Wnt/β-catenin信号通路从而抵抗乳腺癌。对比目前Wnt/β-catenin信号通路抑制剂，中药单体及中药复方的应用有望为临床带来低毒高效的乳腺癌治疗药物，现有结果为后续筛选、研发抗乳腺癌的中药来源小分子化合物及中药复方提供参考。

关键词：乳腺癌中药 Wnt/β-catenin信号通路特点分析中药单体中药复方

抗氧化小分子体掺杂对锡铅钙钛矿太阳电池性能的影响

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太阳能学报 2024年第4期45卷 2-9页

作者：董婧刘辉王三龙王鹏阳赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所可再生能源转换与存储中心天津300350 天津市光电薄膜器件与技术重点实验室天津300350 物质绿色创造和制造海河实验室天津300192 教育部薄膜光电技术工程研究中心天津300350

锡铅钙钛矿中存在各种缺陷,且Sn^(2+)容易被氧化成Sn^(4+),从而导致太阳电池的转换效率和稳定性较差。研究发现4-香豆酸(p-C)的引入可显著改变薄膜的表面形貌、有效提高结晶性,且抑制Sn^(2+)的氧化,有利于提高钙钛矿层与传输层之间的能... 详细信息

锡铅钙钛矿中存在各种缺陷,且Sn^(2+)容易被氧化成Sn^(4+),从而导致太阳电池的转换效率和稳定性较差。研究发现4-香豆酸(p-C)的引入可显著改变薄膜的表面形貌、有效提高结晶性,且抑制Sn^(2+)的氧化,有利于提高钙钛矿层与传输层之间的能级匹配度。通过对钙钛矿光吸收层的缺陷进行钝化,可显著提升太阳电池的光电特性。最终,锡铅钙钛矿太阳电池的开路电压提升65mV,光电转换效率由18.14%提升至20.37%,并且电池稳定性得到显著提升。

关键词：钙钛矿太阳电池抗氧化剂开路电压添加剂