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Two types of coumarins-specific enzymes complete the last missing steps in pyran- and furanocoumarins biosynthesis

Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第2期14卷 869-880页

作者： Yucheng Zhao Yuedong He Liangliang Han Libo Zhang Yuanzheng Xia Fucheng Yin Xiaobing Wang Deqing Zhao Sheng Xu fei qiao Yibei Xiao Lingyi Kong Department of Resources Science of Traditional Chinese Medicines School of Traditional Chinese Pharmacyand State Key Laboratory of Natural MedicinesChina Pharmaceutical UniversityNanjing 210009China College of Bioscience and Biotechnology Hunan Agricultural UniversityChangsha 410128China Jiangsu Key Laboratory of Bioactive Natural Product Research and State Key Laboratory of Natural Medicines Department of Natural Medicinal ChemistryChina Pharmaceutical UniversityNanjing 210009China Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China Ministry of AgricultureTropical Crops Genetic Resources InstituteChinese Academy of Tropical Agricultural SciencesHaikou 517317China Institute of Botany Jiangsu Province and Chinese Academy of SciencesNanjing 210014China Department of Pharmacology School of Pharmacyand State Key Laboratory of Natural MedicinesChina Pharmaceutical UniversityNanjing 210009China

Pyran-and furanocoumarins are key representatives of tetrahydropyrans and tetrahydrofurans,respectively,exhibiting diverse physiological and medical ***,the biosynthetic mechanisms for their core structures remain poorly *** we combined multiomics analyses of biosynthetic enzymes in Peucedanum praeruptorum and in vitro functional verification and identified two types of key enzymes critical for pyran and furan ring biosynthesis in *** included three distinct *** prenyltransferases(PpPT1e3)responsible for the prenylation of the simple coumarin skeleton 7 into linear or angular precursors,and two novel CYP450 cyclases(PpDC and PpOC)crucial for the cyclization of the linear/angular precursors into either tetrahydropyran or tetrahydrofuran *** analyses of cyclases indicated that acid/base-assisted epoxide ring opening contributed to the enzyme-catalyzed tetrahydropyran and tetrahydrofuran ring *** possible acid/base-assisted catalytic mechanisms of the identified cyclases were theoretically investigated and assessed using site-specific *** identified two possible acidic amino acids Glu303 in PpDC and Asp301 in PpOC as vital in the catalytic *** study provides new enzymatic tools in the epoxide formation/epoxide-opening mediated cascade reaction and exemplifies how plants become chemically diverse in terms of enzyme function and catalytic process.

关键词： Tetrahydropyrans Tetrahydrofurans Baldwin rules Coumarins CYP450cyclase

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量子纠缠对经典观念的挑战与变革

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系统科学学报 2024年第1期32卷 30-34页

作者：乔笑斐山西大学科学技术史研究所山西太原030006

量子力学已经经过了百年的发展,但对其认识仍具有极大的争议。其核心原因在于人们对量子力学的基本概念理解不清晰。量子纠缠正是其中一个较为核心的概念。进入21世纪,二次量子革命正在如火如荼地进行,对量子纠缠的研究也有了更多、更... 详细信息

量子力学已经经过了百年的发展,但对其认识仍具有极大的争议。其核心原因在于人们对量子力学的基本概念理解不清晰。量子纠缠正是其中一个较为核心的概念。进入21世纪,二次量子革命正在如火如荼地进行,对量子纠缠的研究也有了更多、更深入的进展。本文将对量子纠缠的起源、分类、本质进行系统分析,然后对量子纠缠对经典观念的变革进行系统论述。

关键词：量子纠缠非定域实在论决定论

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数据驱动的城市固废焚烧过程烟气含氧量预测控制

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 484-495页

作者：孙剑蒙西乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 智能感知与自主控制教育部工程研究中心北京100124

烟气含氧量的精准控制对城市固废焚烧处理厂的稳定高效运行具有重要意义.然而,由于固废焚烧过程固有的非线性和不确定性,难以实现烟气含氧量的有效控制.为此,文中提出一种数据驱动的城市固废焚烧过程烟气含氧量预测控制方法.首先,设计... 详细信息

烟气含氧量的精准控制对城市固废焚烧处理厂的稳定高效运行具有重要意义.然而,由于固废焚烧过程固有的非线性和不确定性,难以实现烟气含氧量的有效控制.为此,文中提出一种数据驱动的城市固废焚烧过程烟气含氧量预测控制方法.首先,设计了一种基于自组织长短期记忆(SOLSTM)网络的预测模型,结合神经元活跃度与显著性动态调整隐含层结构,提高了烟气含氧量的预测精度.其次,为了保证优化效率,利用梯度下降法求解控制律.此外,基于李雅普诺夫理论分析了所提方法的稳定性,确保控制器在实际应用过程中的可靠性.最后,基于实际工业数据对所提出的控制方法进行了验证,结果表明,提出的数据驱动预测控制方法能实现对城市固废焚烧过程烟气含氧量的稳定高效控制.

关键词：城市固废焚烧烟气含氧量控制模型预测控制自组织长短期记忆网络

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量子信息的本体论分析

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自然辩证法研究 2024年第3期40卷 12-18页

作者：乔笑斐高策山西大学科学技术史研究所太原030006

量子信息的蓬勃发展,促使人们开始从信息的视角来审视和解决量子力学的基础问题,并取得了非凡的成就。基于量子信息的视角,很多量子力学的本体论问题都获得了全新的阐释。首先,关于信息的定义,其本质是一个认识论问题;其次,在信息和物... 详细信息

量子信息的蓬勃发展,促使人们开始从信息的视角来审视和解决量子力学的基础问题,并取得了非凡的成就。基于量子信息的视角,很多量子力学的本体论问题都获得了全新的阐释。首先,关于信息的定义,其本质是一个认识论问题;其次,在信息和物质之间的关系问题上,尽管量子信息给出了很多启发性的思路,但两者的鸿沟依然没有很好的解释;最后,量子力学的一些基础本体论问题,在信息的视域下均得到了进一步的澄清。

关键词：量子信息量子纠缠全息原理因果性量子诠释

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融合自适应评判的随机系统数据驱动策略优化

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自动化学报 2024年第5期50卷 980-990页

作者：王鼎王将宇乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124 智慧环保北京实验室北京100124

自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽... 详细信息

自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽松假设下的非线性随机系统,研究带有折扣因子的无限时域最优控制问题.所提的随机系统Q-learning算法能够将初始的容许策略单调不增地优化至最优策略.基于数据驱动思想,随机系统Q-learning算法在不建立模型的情况下直接利用数据进行策略优化.其次,利用执行−评判神经网络方案,实现了随机系统Q-learning算法.最后,通过两个基准系统,验证本文提出的随机系统Q-learning算法的有效性.

关键词：自适应评判设计数据驱动离散系统神经网络 Q-learning 随机最优控制

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基于仿真机理和改进回归决策树的二噁英排放建模

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自动化学报 2024年第8期50卷 1601-1619页

作者：夏恒汤健余文乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学智慧环保北京实验室北京100124 墨西哥国立理工大学高级研究中心(CINVESTAV-IPN) 墨西哥07360墨西哥

城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration,MSWI)过程是“世纪之毒”二噁英(Dioxin,DXN)的重要排放源之一.截止目前为止,DXN的演化机理和实时检测仍是尚未解决的难题.现有研究主要基于离线化验数据构建数据驱动模型,DXN的检测... 详细信息

城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration,MSWI)过程是“世纪之毒”二噁英(Dioxin,DXN)的重要排放源之一.截止目前为止,DXN的演化机理和实时检测仍是尚未解决的难题.现有研究主要基于离线化验数据构建数据驱动模型,DXN的检测未有效结合燃烧过程机理.针对该问题,本文提出基于仿真机理和改进线性回归决策树(Linear regression decision tree,LRDT)的DXN排放建模.首先,采用基于床层固废燃烧模拟软件FLIC(Fluid dynamic incinerator code)和过程工程先进系统软件(Advanced system for process engineering Plus,Aspen Plus)耦合的数值仿真模型,获取蕴含多运行工况的虚拟机理数据;接着,利用虚拟机理数据构建基于改进LRDT的CO_(2)、CO和O_(2)燃烧状态表征变量模型;然后,以真实CO_(2)、CO、O_(2)作为输入和以DXN真值作为输出,构建多入单出LRDT的过程映射模型(Process mapping model,PMM),再利用该模型进行半监督学习和结构迁移得到机理映射模型1(Mechanism mapping models1,MMM1);最后,通过结构增量学习获得基于半监督迁移学习的MMM2模型.在实验室的半实物平台和北京某MSWI厂的边侧验证平台对所提方法进行了工业应用验证.实验结果证明了所提方法与研发的软测量系统可有效实现二噁英排放浓度在线检测.

关键词：城市固废焚烧二噁英燃烧状态数值仿真机理线性回归决策树半监督迁移学习

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面向可持续生产中多任务调度的双重增强模因算法

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自动化学报 2024年第4期50卷 731-744页

作者：卢弘王耀南乔非方遒湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 同济大学电子与信息工程学院上海201804

从经济、环境和社会3个维度,全面提升生产调度方案的可持续性具有重要意义.针对并行机生产场景,建立考虑机器指派、加工顺序、人员安排以及开关机控制等4种决策任务的调度模型.为实现对复杂决策空间的高效寻优,提出一种融合两种局部优... 详细信息

从经济、环境和社会3个维度,全面提升生产调度方案的可持续性具有重要意义.针对并行机生产场景,建立考虑机器指派、加工顺序、人员安排以及开关机控制等4种决策任务的调度模型.为实现对复杂决策空间的高效寻优,提出一种融合两种局部优化策略的双重增强模因算法(Dual-enhanced memetic algorithm, DMA)求解模型.从随机更新角度,针对不同决策任务,构造单步变邻域搜索(One-step variable neighborhood search, 1S-VNS)策略.从定向优化角度,分析目标和关键任务之间的匹配关系,提出一种可持续目标导向策略(Sustainable goals-oriented strategy, SGS).考虑到两种优化策略的不同特点,单步变邻域搜索策略作用于整个种群,目标导向策略强化种群中的精英个体,实现对输出解集的双重优化.仿真实验结果表明,双重优化策略能有效地增强算法性能,并且所提算法在非支配解的多样性和收敛性上具有优越性.

关键词：可持续生产多任务调度优化策略模因算法

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不确定环境下的航空发动机装配线适应性调度方法

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控制与决策 2024年第5期39卷 1629-1635页

作者：王怡琳刘鹃乔非张家谔同济大学电子与信息工程学院上海201800 中国航空制造技术研究院北京100020

航空发动机装配是航空发动机制造过程的关键环节,其工序多,流程复杂,生产过程中扰动频发,如装配时间波动、不合格返工等.针对不确定环境下的航空发动机装配线的调度问题,提出一种基于门控循环神经网络(GRU)的适应性调度方法.该调度方法... 详细信息

航空发动机装配是航空发动机制造过程的关键环节,其工序多,流程复杂,生产过程中扰动频发,如装配时间波动、不合格返工等.针对不确定环境下的航空发动机装配线的调度问题,提出一种基于门控循环神经网络(GRU)的适应性调度方法.该调度方法包含扰动识别和调度规则调整两个部分:扰动识别模块以滑动时间窗口为周期,利用GRU神经网络进行渐近型扰动的识别;调度规则调整模块以扰动识别的结果为触发,通过构建基于GRU神经网络的调度规则决策模型,输出适配当前生产状态的新的调度规则,用以指导生成更新的调度方案.最后,以某航空发动机装配线为研究案例,对所提出适应性调度方法进行验证分析.对比实验结果表明,所提出方法能够有效提升装配线的设备利用率、日均生产率等性能.

关键词：适应性调度扰动识别深度学习门控循环神经网络航空发动机装配调度规则

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面向复杂工业过程的虚拟样本生成综述

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自动化学报 2024年第4期50卷 688-718页

作者：汤健崔璨麟夏恒乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学智慧环保北京实验室北京100124 北京工业大学智能感知与自主控制教育部工程研究中心北京100124

用于复杂工业过程难测运行指标和异常故障建模的样本具有量少稀缺、分布不平衡以及内涵机理知识匮乏等特性.虚拟样本生成(Virtual sample generation,VSG)作为扩充建模样本数量及其涵盖空间的技术,已成为解决上述问题的主要手段之一,但... 详细信息

用于复杂工业过程难测运行指标和异常故障建模的样本具有量少稀缺、分布不平衡以及内涵机理知识匮乏等特性.虚拟样本生成(Virtual sample generation,VSG)作为扩充建模样本数量及其涵盖空间的技术,已成为解决上述问题的主要手段之一,但已有研究还存在缺乏理论支撑、分类准则与应用边界模糊等问题.本文在描述复杂工业过程难测运行指标和异常故障建模所存在问题的基础上,梳理虚拟样本定义及其内涵,给出面向工业过程回归与分类问题的VSG实现流程;接着,从样本覆盖区域、实现流程与推广应用等方向进行综述;然后,分析讨论VSG的下一步研究方向;最后,对全文进行总结并给出未来挑战.

关键词：复杂工业过程虚拟样本生成数据驱动建模样本覆盖区域

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基于自组织递归小波神经网络的污水处理过程多变量控制

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自动化学报 2024年第6期50卷 1199-1209页

作者：苏尹杨翠丽乔俊飞北京工业大学信息学部计算智能与智能系统北京重点实验室北京100124 嘉兴大学信息科学与工程学院嘉兴314001

污水处理过程(Wastewater treatment process,WWTP)是一个包含多个生化反应的复杂过程,具有非线性和动态特性.因此,实现污水处理过程的精准控制是一项挑战.为解决这个问题,提出一种基于自组织递归小波神经网络(Selforganized recurrent ... 详细信息

污水处理过程(Wastewater treatment process,WWTP)是一个包含多个生化反应的复杂过程,具有非线性和动态特性.因此,实现污水处理过程的精准控制是一项挑战.为解决这个问题,提出一种基于自组织递归小波神经网络(Selforganized recurrent wavelet neural network,SRWNN)的污水处理过程多变量控制.首先,针对污水处理过程的动态特性,根据小波基的激活强度设计一种自组织机制来动态调整递归小波神经网络控制器的结构,提高控制的性能.然后,采用结合自适应学习率的在线学习算法,实现控制器的参数学习.此外,通过李雅普诺夫稳定性定理证明此控制器的稳定性.最后,采用基准仿真平台进行仿真验证,实验结果表明,此控制方法可以有效提高污水处理过程的控制绝对误差积分(Integral of absolute error,IAE)和积分平方误差(Integral of squared error,ISE)的精度.

关键词：神经网络控制污水处理过程自组织机制多变量控制

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