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CPSO优化PNN的陀螺故障诊断方法

中国惯性技术学报 2024年第6期32卷 630-636页

作者：张华强贾明玉赵善飞芦男陈雨山东理工大学机械工程学院淄博255049 北京航天发射技术研究所北京100076

针对惯性导航系统中的陀螺仪输出信号非线性、故障特征不明显的问题,为提高惯导系统中惯性器件的故障诊断正确率,提出一种基于改进粒子群算法(PSO)优化概率神经网络(PNN)的陀螺信号故障诊断方法。首先,针对光纤陀螺运行过程中常见的四... 详细信息

针对惯性导航系统中的陀螺仪输出信号非线性、故障特征不明显的问题,为提高惯导系统中惯性器件的故障诊断正确率,提出一种基于改进粒子群算法(PSO)优化概率神经网络(PNN)的陀螺信号故障诊断方法。首先,针对光纤陀螺运行过程中常见的四种故障信号,建立数学模型并进行小波变换提取其故障特征系数;其次,使用Cubic混沌映射以及非线性递减的惯性权重系数对粒子群进行粒子更新,并用于概率神经网络的最优平滑因子选择;最后,训练概率神经网络对陀螺仪故障信号进行分类和诊断。离线测试结果表明,CPSO算法优化的PNN网络针对四种故障分类的平均正确率达到95.8%。

关键词：粒子群优化算法概率神经网络陀螺故障诊断

高产莫能菌素肉桂地链霉菌的透明颤菌vgb基因异源表达

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 1-9页

作者：李欣颖张善飞刘旻炜黄子瑄孙付保江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)发酵产生的聚醚类抗生素莫能菌素(Monensin)因其环保且高效的特性而被广泛应用在医药、农业等领域,但莫能菌素实际生产中普遍的低氧条件严格限制了肉桂地链霉菌发酵莫能菌素水平。该文在前期... 详细信息

肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)发酵产生的聚醚类抗生素莫能菌素(Monensin)因其环保且高效的特性而被广泛应用在医药、农业等领域,但莫能菌素实际生产中普遍的低氧条件严格限制了肉桂地链霉菌发酵莫能菌素水平。该文在前期整合表达莫能菌素生物合成基因簇中途径特异性正向调控基因(monH、monRⅡ)基础上,尝试通过异源整合表达透明颤菌血红蛋白基因vgb,以期通过改善菌株摄取溶氧能力来提高莫能菌素产量。结果显示,在40 mmol/L Ca^(2+)、供受体菌比例100∶1和培养18 h覆盖抗生素条件下,接合转移效率提高3倍;成功将基因vgb与莫能菌素生物合成途径特异性调控基因monH/monRⅡ进行串联整合,得到工程菌2110-monH-vgb和2110-monH-monRⅡ-vgb,其摇瓶生物量在高限氧条件下稍有提高(6%),但发酵效价分别较异源表达前提高18.0%和21.3%;后者在5 L罐水平生物量较异源表达前略有提高,发酵效价高达11.5 kU/mL,较出发菌提高47.3%。通过优化遗传操作系统并用于肉桂地链霉菌发酵产莫能菌素基因工程改造,成功获得有效提高莫能菌素发酵效价的vgb异源串联整合表达菌,为其后续的工业应用奠定基础。

关键词：肉桂地链霉菌莫能菌素接合转移异源表达透明颤菌血红蛋白基因vgb

利用代谢工程技术强化肉桂地链霉菌莫能菌素的生物合成

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微生物学报 2024年第9期64卷 3521-3532页

作者：刘旻炜张善飞黄子瑄邢浩博孙付保江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

【目的】莫能菌素(monensin)是由肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)产生的聚醚类抗生素。本研究以肉桂地链霉菌2110为研究材料,利用代谢工程技术开展其重要前体甲基丙二酰CoA合成途径强化的研究,以此提高莫能菌素产量。【方法... 详细信息

【目的】莫能菌素(monensin)是由肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)产生的聚醚类抗生素。本研究以肉桂地链霉菌2110为研究材料,利用代谢工程技术开展其重要前体甲基丙二酰CoA合成途径强化的研究,以此提高莫能菌素产量。【方法】首先过表达巴豆酰CoA还原酶(crotonyl-CoA reductase,CCR)强化乙酰乙酰CoA途径,接着过表达甲基丙二酰CoA变位酶(methylmalonyl-CoA mutase,MCM)强化琥珀酰CoA途径,最后串联过表达CCR和MCM并评估工程菌株的发酵性能。【结果】过表达CCR能促进菌体生长,同时提高莫能菌素产量,摇瓶发酵10 d后过表达菌株的生物量和发酵效价分别提高10.4%和19.0%;过表达MCM未能促进菌体生长,但提高了莫能菌素产量,过表达菌株摇瓶发酵10 d时效价提升9.9%;串联过表达CCR和MCM也使菌株的生物量和发酵效价提高,工程菌株2110-CCR-MCM在摇瓶发酵10d时生物量和发酵效价分别提升9.4%和26.8%,在5L罐上发酵6 d时达到最高的生物量和发酵效价分别为54.6 g/L和11.3 kU/mL,比原始菌株分别增加12.7%和36.2%。【结论】CCR和MCM的确介导了莫能菌素生物合成的关键代谢途径,串联过表达CCR和MCM更有效地促进了莫能菌素的合成。本研究为其他聚酮类化合物高产工程菌株的构建提供技术借鉴。

关键词：肉桂地链霉菌莫能菌素巴豆酰CoA还原酶甲基丙二酰CoA变位酶前体供应串联过表达

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多杀菌素生产菌的复合诱变选育及发酵优化

食品与生物技术学报 2024年第5期43卷 44-53页

作者：陈润杰李云飞张妍张善飞孙付保江南大学生物工程学院江苏无锡214122 山东胜利生物工程有限公司山东济宁272000

生物农药多杀菌素的发酵水平限制了其产业化发展。为了提高多杀菌素产量,以刺糖多孢菌T1(Saccharopolyspora spinose T1)为出发菌,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变和硫酸二乙酯(diethyl sulfat... 详细信息

生物农药多杀菌素的发酵水平限制了其产业化发展。为了提高多杀菌素产量,以刺糖多孢菌T1(Saccharopolyspora spinose T1)为出发菌,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变和硫酸二乙酯(diethyl sulfate,DES)诱变,并以链霉素和鼠李糖作为筛选因子结合微孔板培养进行筛选,获得高产菌株*** F5;发酵后其多杀菌素产量为572.3 mg/L,比出发菌提高35.9%;通过单因素实验和响应面实验确定柠檬酸钠、异亮氨酸的最适添加量分别为0.46、0.10 g/L,豆油的最适添加体积分数为1.77%,此时多杀菌素产量为707.2 mg/L。在5 L发酵罐中进行分批发酵,发酵240 h产量接近800 mg/L;进一步分批补料发酵264 h,多杀菌素产量达1175.5 mg/L。结果表明,ARTP和DES复合诱变育种及添加外源诱导物可以显著提高多杀菌素产量。

关键词：多杀菌素刺糖多孢菌复合诱变育种抗性筛选培养基优化

液氮辅助激光熔覆温度场仿真及熔覆层摩擦磨损性能分析

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金属热处理 2024年第6期49卷 239-247页

作者：王凯明姜芙林卜善飞王超姜志勇刘庆玉青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛266520 山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心山东青岛266109

针对液氮辅助激光熔覆制备高熵合金涂层过程,综合使用有限元分析与试验验证等方法,分析不同液氮施加方式下的熔覆层温度梯度与冷却速率,揭示施加液氮对熔覆层温度梯度和冷却速率影响的理论依据。有限元仿真结果表明,在激光功率相同时,... 详细信息

针对液氮辅助激光熔覆制备高熵合金涂层过程,综合使用有限元分析与试验验证等方法,分析不同液氮施加方式下的熔覆层温度梯度与冷却速率,揭示施加液氮对熔覆层温度梯度和冷却速率影响的理论依据。有限元仿真结果表明,在激光功率相同时,液氮辅助技术的添加会使熔覆层冷却速率加快,温度梯度增大,残余应力减小,最高冷却速率为8900℃/s,是空冷状态下的1.505倍;在液氮施加方式相同时,激光功率的增加会使熔覆层温度梯度增大,冷却速率加快。试验结果表明,液氮辅助激光熔覆过程中液氮的加入会提高熔覆层的硬度,在激光功率为1500 W时硬度提升最明显,是空冷状态下的1.3倍;降低熔覆层的摩擦因数,在1100~1900 W时熔覆层平均摩擦因数为0.146、0.256、0.375、0.351、0.382,均低于空冷状态下的平均摩擦因数;减少熔覆层的磨损体积,在1700 W时磨损体积较空冷状态下的磨损体积减少量最多,可达55.4%,提高了熔覆层的摩擦磨损性能。

关键词：液氮辅助激光熔覆冷却速度高熵合金摩擦磨损性能

Nb-Ti含量对FeCoNiCrNb_(x)Ti_(y)高熵合金熔覆层韧脆转变与耐腐蚀性能影响研究

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表面技术 2024年第20期53卷 118-133页

作者：卜善飞姜芙林魏长生张耀辉杨发展梁鹏青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛266520 山东省主要农作物机械化生产装备协同创新中心山东青岛266109

目的针对海工装备承载件工作时因耐腐性及强韧性不足而发生失效的问题,研究了元素含量对高熵合金熔覆层塑脆性转变与耐腐蚀性能的影响规律和作用机理。方法首先,在确定FeCoNiCrNbTi高熵合金体系的前提下,利用第一性原理计算方法对元素... 详细信息

目的针对海工装备承载件工作时因耐腐性及强韧性不足而发生失效的问题,研究了元素含量对高熵合金熔覆层塑脆性转变与耐腐蚀性能的影响规律和作用机理。方法首先,在确定FeCoNiCrNbTi高熵合金体系的前提下,利用第一性原理计算方法对元素配比进行筛选,其次采用激光熔覆技术在典型海工装备材料42CrMo钢表面制备FeCoNiCrNb_(x)Ti_(y)高熵合金熔覆层,以探究Nb、Ti元素含量对高熵合金熔覆层韧脆转变与耐腐蚀性能的影响规律与机理。结果通过第一性原理计算得出FeCoNiCrNbTi高熵合金FCC相和BCC相的晶格常数均随着Ti含量的上升而下降,且这种下降趋势逐渐减缓;在涂层的物相中熔覆层主要由FCC相、BCC相以及Laves相组成,随着Nb含量的增加,Laves相衍射峰增强,而随着Ti含量的增加,BCC相衍射峰增强,Laves相中出现含Ti的化合物,并且组织中出现富Ti区;随着Nb与Ti含量的增加,熔覆层硬度均呈现上升趋势,但其抗拉强度及延伸率均呈下降趋势,并且当Nb元素含量与Ti元素的原子比分别增加至0.3和0.5时,其断裂方式实现由韧性断裂到脆性断裂的转变;随着Nb与Ti含量的增加,其耐腐蚀性因组织结构分布不均以及缺陷的产生而逐渐变差。结论物相占比以及组织结构的分布是影响高熵合金熔覆层力学性能、断裂方式和耐腐蚀性的主要因素。在FeCoNiCrNbTi高熵合金中,BCC相及Laves相的增加均有利于显微硬度的提升,但会导致抗拉强度和延伸率变差,甚至发生韧脆转变;而且多种物相的生成破坏了组织成分的均匀性,甚至产生裂纹等缺陷,成为耐腐蚀性变差的主导因素。

关键词：高熵合金激光熔覆第一性原理计算拉伸性能耐腐蚀性

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近距离煤层煤柱下开采应力分布特征研究

能源与环保 2024年第4期46卷 281-286页

作者：张伟胜张继业闫善飞郑州煤矿机械集团股份有限公司河南郑州450010

以内蒙古某矿近距离煤层开采条件为研究背景,采用理论分析与数值模拟的方法,研究了6-1_(上)煤层煤柱内压力分布特征和煤柱底板下应力传递规律。理论分析结果表明,6-1_(上)煤层单侧超前支承压力影响距离34.7 m,煤柱两侧支承压力叠加使得... 详细信息

以内蒙古某矿近距离煤层开采条件为研究背景,采用理论分析与数值模拟的方法,研究了6-1_(上)煤层煤柱内压力分布特征和煤柱底板下应力传递规律。理论分析结果表明,6-1_(上)煤层单侧超前支承压力影响距离34.7 m,煤柱两侧支承压力叠加使得应力集中增大,煤柱内应力集中系数7.3,煤柱影响垂直深度32.7 m,影响水平范围41.2 m,6-1煤层的应力集中系数5.1。数值模拟6-1煤层应力集中系数4.8,确定6-1煤层工作面巷道布置距离煤柱5 m。煤柱承载状态稳定,对6-1煤层工作面开采将产生显著影响。为保证下煤层工作面的安全开采,对上煤层煤柱采取钻孔卸压措施,钻孔布置2排三花眼排距500 mm、孔距800 mm,回风巷超前支承应力峰值由12.2 MPa降低至7.8 MPa,取得了良好效果。研究结果可为近距离煤层矿井安全高效开采提供理论依据。

关键词：近距离煤层煤柱数值模拟应力分布特征钻孔卸压

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动车组车顶电缆终端弹性连接方案研究

电力机车与城轨车辆 2024年第1期47卷 92-95页

作者：李善飞鲁海洋李文彪白璐中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

目前主流的动车组车顶受电弓电缆终端均采用刚性连接方案,振动加速度大,易造成内部结构损伤。针对该问题,文章提出在动车组车顶电缆终端采用弹性连接的优化方案,并设计了3种不同结构方案的9种典型弹性减振结构。通过振动传递试验对比可... 详细信息

目前主流的动车组车顶受电弓电缆终端均采用刚性连接方案,振动加速度大,易造成内部结构损伤。针对该问题,文章提出在动车组车顶电缆终端采用弹性连接的优化方案,并设计了3种不同结构方案的9种典型弹性减振结构。通过振动传递试验对比可知,弹性连接能明显改善电缆终端的振动特性,且刚度越小,电缆终端的振动特性越好。

关键词：动车组电缆终端刚性连接弹性连接

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基于极大熵方法的反向散射通信资源分配算法

微型电脑应用 2024年第10期40卷 248-251,256页

作者：刘瑞平匡亮孙善飞济南作为科技有限公司山东济南250100

针对因反向散射通信节点存在重叠、混乱分布情况,导致通信效率降低、资源分布不均匀问题,提出基于极大熵方法的反向散射通信资源分配算法。以资源累积奖励期望作为目标函数,利用极大熵方法求得资源节点在不同状态下的局部最优值,采用贝... 详细信息

针对因反向散射通信节点存在重叠、混乱分布情况,导致通信效率降低、资源分布不均匀问题,提出基于极大熵方法的反向散射通信资源分配算法。以资源累积奖励期望作为目标函数,利用极大熵方法求得资源节点在不同状态下的局部最优值,采用贝尔曼迭代逐次递归求解资源分配最大熵值参数。基于分配信息熵概念,根据信息熵与资源均匀性间的正比关系,将反向散射通信不同区域节点的信息熵值和时延变化参数作为约束条件。将反向散射系数、传输功率、反射端子载波数的实时状态输入约束函数,获取最优资源分配因子,按照分配因子对通信参数逐一调试直至满足最佳资源分配条件。实验结果证明,所提方法性能表现优异,应用后通信系统能效得到了明显改善,资源分配效果更优。

关键词：极大熵方法强化学习信息熵分配因子反向散射通信