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工程思维下的高中生物学教学设计初探

中国多媒体与网络教学学报(下旬刊) 2021年第1期 72-73页

作者：马皇东霍科科陕西理工大学生物科学与工程学院

以"泰沃德工程教学模型"为基础,在导入新课、确定问题(需求)、设计方案、实施方案、体现价值、优化产品六个教学环节中设置不同的教学活动,以达到培养高中理科生物学工程思维的目的。

关键词：工程思维高中生物教学设计

多反射极相位补偿型容栅传感器位移测量方法及实验研究

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多反射极相位补偿型容栅传感器位移测量方法及实验研究

作者：马世东西安理工大学

学位级别：硕士

容栅测量技术作为一种成本低、精度高、抗干扰能力强的位移测量方法,广泛应用于精密检测领域中。随着国内制造水平的不断发展,容栅类数显产品逐渐趋于成熟,但在技术创新能力方面,相较于国外高端产品的测量性能还存在着差距。典型容栅传... 详细信息

容栅测量技术作为一种成本低、精度高、抗干扰能力强的位移测量方法,广泛应用于精密检测领域中。随着国内制造水平的不断发展,容栅类数显产品逐渐趋于成熟,但在技术创新能力方面,相较于国外高端产品的测量性能还存在着差距。典型容栅传感器的测量分辨力和精度取决于电极刻划的精密程度,目前多采用蚀刻技术进行电极制作,由于受到机械加工水平的限制,精度较难进一步提高。对此,本文对现有容栅传感器测量精度的影响因素进行研究分析,设计出一种多反射极相位补偿型容栅位移传感器结构,进一步提高传感器分辨力和精度。首先,利用等效电路法分析典型容栅传感器的测量机理,在此基础上通过减小发射电极信号细分程度的方法提高理论测量分辨力,通过设计多反射电极结构的方法,对应原理非线性误差曲线的不同位置,实现相位非线性误差的补偿,最终设计出该新型容栅结构,并推导其位移-相位计算公式。利用有限元仿真软件从理论上定性、定量分析参数设计对边缘效应影响程度,并确定传感器参数的设计思路。结合国内普通PCB板厂的工艺及指示表测试架的定位尺寸,对比典型容栅、多反射极相位补偿型容栅结构的理论分辨力大小,确定发射电极组数为7组,发射电极的节距为3.048mm,并进行传感器设计,实现0.002mm的理论分辨力。通过矢量分析法对接收电极上的信号进行合成,分析高次谐波对输出信号相位的影响程度,使用MATLAB软件对几种典型信号进行频谱分析,选择矩形波作为本系统的激励电压信号形式。其次,确定以STM32L071为核心的鉴相式容栅测量应用系统整体方案,包括屏幕显示、公英制切换、按键清零、上位机显示等。为避免系统掉电时丢失基准,设计出一套由USB及锂电池组成的双供电电源管理系统;用4位扭环计数器方案及异或调制器产生8路相位差为135°的激励电压信号;根据传感器输出信号特性,设计出解调、滤波、整形信号处理电路;微控制器读取基准的方波信号与任一位置的方波信号异或计算出位移量。使用EDA工具Altium Designer完成传感器和测量系统的硬件设计、制板以及测试平台搭建。最后,利用全自动指示表检定仪和标准量块完成多反射极相位补偿型容栅测量系统的精度检定。利用格罗布斯准则、平均值滤波和死区处理等方法减小或消除粗大误差和随机误差;利用分段线性补偿算法对周期性系统误差进行补偿。检定结果表明,该容栅传感器在全量程12.7mm内分辨力达到0.002mm,示值误差小于0.005mm,相较于典型容栅结构,测量精度大幅度提高。

关键词：多反射极相位补偿鉴相式误差分析

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多特征提取和网络嵌入的蛋白质交互网络比对

小型微型计算机系统 2024年

作者：何浩发马汇东钟诚广西大学计算机与电子信息学院广西高校并行分布与智能计算重点实验室

为快速获得高得分的拓扑和生物属性比对结果，提出一种利用生成式对抗网络的蛋白质交互网络全局比对高效方法。通过提取蛋白质网络中节点的序列比对得分、边的度、聚类系数和节点的Page Rank值，以组成节点的特征向量嵌入；将源网络的... 详细信息

为快速获得高得分的拓扑和生物属性比对结果，提出一种利用生成式对抗网络的蛋白质交互网络全局比对高效方法。通过提取蛋白质网络中节点的序列比对得分、边的度、聚类系数和节点的Page Rank值，以组成节点的特征向量嵌入；将源网络的嵌入通过生成式对抗网络映射到目标网络的嵌入空间来得到初步比对结果；通过计算映射后嵌入向量之间的欧氏距离来获得最终比对结果。在真实的蛋白质交互网络数据集测试的结果表明，与已有的同类算法相比，在拓扑指标边正确性、诱导保守结构以及对称子图得分和基因同源一致性上，本文方法整体上具有优势。

关键词：蛋白质交互网络网络比对生成式对抗网络网络嵌入

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不耦合装药下岩石爆破块体尺寸的分布特征

爆炸与冲击 2024年第4期44卷 120-138页

作者：马泗洲刘科伟杨家彩李旭东中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

通过不同装药结构下立方体红砂岩小型爆破实验,分析了岩石的损伤程度和破坏模式,同时引入三参数极值分布函数量化岩石爆破块体尺寸分布特征。此外,根据岩样R1的爆破实验结果进行了有限元数值模型验证,基于验证的模型展开了岩石单孔爆破... 详细信息

通过不同装药结构下立方体红砂岩小型爆破实验,分析了岩石的损伤程度和破坏模式,同时引入三参数极值分布函数量化岩石爆破块体尺寸分布特征。此外,根据岩样R1的爆破实验结果进行了有限元数值模型验证,基于验证的模型展开了岩石单孔爆破损伤破裂行为的模拟,讨论了径向、轴向不耦合系数和耦合介质对岩石破碎效果的影响。结果表明,三参数极值分布函数可以较好地表征岩石爆破后破碎块体尺寸分布特征,块体平均尺寸随着不耦合系数的减小呈线性降低趋势,且破碎块度趋于均匀。通过比较不同耦合介质装药时岩石内部的能量分布特征和破坏体积发现,水作为耦合介质时,爆炸能量的传递效率最高,其次分别是湿砂和干砂,空气的能量传递效率最低。结合等效波阻法计算的理论应力透射系数可以很好地反映不耦合装药时岩石的破碎程度。

关键词：不耦合装药耦合介质岩石块度爆炸能量应力透射系数

基于变速GTAW焊接温度场解析模型的熔深预测研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 64-72页

作者：武少杰曲皇屹程方杰天津大学材料科学与工程学院天津300350 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

焊接热过程解析模型是一种能够直观反映焊接过程中工件内部的热行为、明确焊接工艺参数与熔池形貌间的物理关系、快速计算得到熔深的方法.目前常用的焊接温度场解析模型通常将电弧近似为一个功率恒定的匀速运动热源进行计算,而非参考实... 详细信息

焊接热过程解析模型是一种能够直观反映焊接过程中工件内部的热行为、明确焊接工艺参数与熔池形貌间的物理关系、快速计算得到熔深的方法.目前常用的焊接温度场解析模型通常将电弧近似为一个功率恒定的匀速运动热源进行计算,而非参考实际焊接过程,即通过实时调整焊接热输入(焊接电流或焊接速度)来保证熔透.因此,目前的焊接温度场解析模型并不适用于焊接熔透控制.为了使解析模型能够计算时变速度下的熔深,本文针对钨极氩弧焊(GTAW)工艺建立了适用于计算时变焊接速度的焊接温度场解析模型.首先以匀速移动点热源的温度场解析模型为基础,推导出了时变焊接速度移动点热源在热源作用时间内引起的温度变化公式,通过连续性证明验证了公式的连续可积性并进一步推导出了适用于时变焊接速度运动单椭球热源的焊接温度场解析模型.为了提高计算速度,减少计算量,采用坐标变化方法实现了热源及其附近温度场的快速求解.基于数值积分法得到了解析模型求解方法,实现了熔池温度场的准确计算,并通过提取等温线实现了熔深和熔宽的预测.最后,通过工艺试验验证了解析模型的精度.结果表明:在0~4 s阶段,计算熔深基本与实际测得的熔深相同,误差控制在6%以内;在速度发生改变的4~16 s阶段,由于热源系数不再适用,计算误差增大,但熔深计算误差仍控制在17%以内,熔宽计算误差在12%以内.因此,建立的焊接温度场解析模型基本可以满足时变速度下的熔深预测.

关键词：钨极氩弧焊解析计算焊接温度场熔深预测

微格教学中的现实问题及相关对策——以陕西理工大学为例

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教育现代化 2019年第39期 207-208+222页

作者：马皇东霍科科周芳胡选萍白艳陕西理工大学

文章采用实地考察法、访谈法调研之后,发现陕西理工大学微格教学实验室存在利用率不高、教学技能指导老师不足、微格教学评价不全面、微格教学时代感欠缺四大问题。通过对这些问题的分析,给出了相应的对策,对高校微格教学的建设具有借... 详细信息

文章采用实地考察法、访谈法调研之后,发现陕西理工大学微格教学实验室存在利用率不高、教学技能指导老师不足、微格教学评价不全面、微格教学时代感欠缺四大问题。通过对这些问题的分析,给出了相应的对策,对高校微格教学的建设具有借鉴意义。

关键词：微格教学问题原因分析对策建议

民族地区乡村旅游与铸牢中华民族共同体意识的互构逻辑

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贵州社会科学 2024年第5期 104-111页

作者：李永皇刘力波陕西师范大学贵州省民族研究院

民族地区乡村旅游与铸牢中华民族共同体意识存在互利互惠、互促互馈的互构逻辑。民族地区乡村旅游为铸牢中华民族共同体意识提供了必要的实践场域，铸牢中华民族共同体意识为民族地区乡村旅游提供了重要的精神引领。以民族地区乡村旅游... 详细信息

民族地区乡村旅游与铸牢中华民族共同体意识存在互利互惠、互促互馈的互构逻辑。民族地区乡村旅游为铸牢中华民族共同体意识提供了必要的实践场域，铸牢中华民族共同体意识为民族地区乡村旅游提供了重要的精神引领。以民族地区乡村旅游发展为载体铸牢中华民族共同体意识，以铸牢中华民族共同体意识为主线助推民族地区乡村旅游发展，应从空间、文化、经济、社会、心理等方面实现二者的全面互构，以旅游活动为载体构建互嵌式社会结构、以文旅融合增强各族群众对中华文化的认同、以产业兴旺提升各族群众的收入水平、以治理有效增进各族群众的民生福祉、以情感共融系牢民族团结奋进的精神纽带。

关键词：民族地区乡村旅游铸牢中华民族共同体意识实践场域精神引领

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双腿轮式机器人运动控制研究

工程科学与技术 2024年第5期56卷 156-167页

作者：余坼操马心知朱学军杨旭东赖惠鸽杨爱迪宁夏大学机械工程学院宁夏银川750021 安徽飞迪航空科技有限公司安徽合肥230026

双腿轮式机器人融合了足式与轮式机器人的优势,展现出灵活性和高速高效特性。然而,精确控制这类机器人需要对运动学和动力学模型进行深入研究。此外,欠驱动、强耦合和非线性等控制难点也进一步加剧了机器人运动与自平衡控制的挑战。为... 详细信息

双腿轮式机器人融合了足式与轮式机器人的优势,展现出灵活性和高速高效特性。然而,精确控制这类机器人需要对运动学和动力学模型进行深入研究。此外,欠驱动、强耦合和非线性等控制难点也进一步加剧了机器人运动与自平衡控制的挑战。为应对这一挑战,本文提出一种分布式动力学建模策略,分别对机器人的躯干及腿轮子系统进行了精确建模,保留了机器人的所有动力学特性,并据此设计出以腿轮末端输出力矩为控制目标的力矩解算器。随后,基于该模型创新性地提出一种全身力矩控制框架,旨在实现双腿轮式机器人的运动控制和动态平衡。为进一步提升其运动性能,还规划了多运动模式,并成功地集成到全身力矩控制系统中。在MATLAB环境下搭建了双腿轮式机器人仿真实验平台,设计了两种行走实验方案和3种不同跳跃高度的仿真实验。实验结果表明,行走速度误差小于0.09 m/s,跳跃高度误差控制在0.02 m以内,验证了控制策略的可行性。最后,搭建了腿轮融接型复合结构的双腿轮式机器人,成功开展了机器人多运动模式实验,进一步证实了机器人在运动控制作业中的高精度表现,其躯干高度误差在3.38 mm以内,俯仰角误差不超过0.04 rad。研究结果充分验证了分布式全身动力学建模的精确性以及全身力矩控制系统的有效性,为双腿轮式机器人的运动控制研究提供了新的理论框架和实践指导。

关键词：双腿轮式机器人分布式模型力矩控制运动控制

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SOI晶体管和电路的瞬时电离辐射效应研究

核技术 2024年第4期47卷 66-72页

作者：杜川华段丙皇熊涔曾超中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621900

基于全介质隔离的绝缘硅(Silicon-on-insulator,SOI)器件与体硅器件的瞬时电离辐射效应存在差异,采用1 064 nm/12 ns激光装置开展了三种SOI晶体管的激光辐照试验,测试了不同激光能量下的晶体管光电流;采用脉冲γ射线辐射源开展了SOI集... 详细信息

基于全介质隔离的绝缘硅(Silicon-on-insulator,SOI)器件与体硅器件的瞬时电离辐射效应存在差异,采用1 064 nm/12 ns激光装置开展了三种SOI晶体管的激光辐照试验,测试了不同激光能量下的晶体管光电流;采用脉冲γ射线辐射源开展了SOI集成电路的瞬时γ剂量率辐射试验,测试了不同剂量率条件下的电路功能、电参数和触发器链状态。研究表明:在相同激光能量条件和相同特征尺寸条件下,SOI晶体管的光电流峰值约为体硅晶体管的3.5%;SOI集成电路在1.0×10^(9)~4.2×10^(11) rad(Si)·s^(-1)的试验剂量率范围内无闭锁效应,但存在显著的翻转效应,表现为功能短暂中断、电流和电压波动以及大量触发器状态错误。翻转效应的主要原因包括晶体管本身的翻转和印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)板级电路的电压波动。

关键词： SOI晶体管微控制器瞬时电离辐射效应光电流