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基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

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农业机械学报 2024年第6期55卷 178-185,201页

作者：张圣微韩永婷刘璐杨林雒萌方科迪章骞内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室呼和浩特010018 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理自治区协同创新中心呼和浩特010018

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度(Overall accuracy,OA)、平均交并比(... 详细信息

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度(Overall accuracy,OA)、平均交并比(Mean intersection over union,MIoU)、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明:改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。

关键词：水体提取灌溉农田 Sentinel-2影像深度学习河套灌区 MWatNet模型

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苜蓿干草与青贮的调制技术及其在反刍动物日粮中的应用进展

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草业科学 2024年第1期41卷 218-231页

作者：郭文亮李科南杜海东娜仁花内蒙古农业大学动物科学学院内蒙古呼和浩特010018

苜蓿(Medicago sativa)干草和青贮均是可长期保存的优质粗饲料,但两者氮组分和乳酸菌发酵产物的不同使其部分营养价值存在差异。本文总结了国内外苜蓿干草和青贮在动物饲养中的研究,发现其对反刍动物生产性能、瘤胃发酵特性、乳肉品质... 详细信息

苜蓿(Medicago sativa)干草和青贮均是可长期保存的优质粗饲料,但两者氮组分和乳酸菌发酵产物的不同使其部分营养价值存在差异。本文总结了国内外苜蓿干草和青贮在动物饲养中的研究,发现其对反刍动物生产性能、瘤胃发酵特性、乳肉品质和甲烷排放的影响主要取决于三点:1)其本身质量的高低。苜蓿调制后的优劣会影响其采食量及肠道消化率;2)与其他饲料的组合效应。瘤胃可降解能氮平衡可改善瘤胃发酵参数;3)替换饲喂比例。低比例同质量替换饲喂对机体影响甚微;并列出部分苜蓿干草(收割、干燥及饲喂)和青贮(添加剂、菌剂及打包)的调制进展,旨在为苜蓿的高效利用提供理论依据。

关键词：苜蓿氮组分瘤胃可降解蛋白反刍动物乳肉品质瘤胃发酵调制进展

Al_(x)CoCrFeNi系高熵合金物相结构及力学稳定性第一性原理计算和试验研究

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稀有金属 2024年第5期48卷 671-681页

作者：吴亚楠韩春霞刘瑞赵二俊崔亚强李泽刘景顺内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学理学院内蒙古呼和浩特010051

高熵合金因其独特的组织结构和多种效应展现出良好的力学性能,近年来成为广泛研究的焦点。采用第一性原理计算和试验相结合的方法,研究了Al_(x)CoCrFeNi(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0;摩尔分数)系高熵合金的物相结构和力学性能,探究不同Al... 详细信息

高熵合金因其独特的组织结构和多种效应展现出良好的力学性能,近年来成为广泛研究的焦点。采用第一性原理计算和试验相结合的方法,研究了Al_(x)CoCrFeNi(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0;摩尔分数)系高熵合金的物相结构和力学性能,探究不同Al含量对高熵合金组织结构及力学性能的影响。采用虚拟晶体近似(VCA)法计算发现:随Al含量增加,合金的晶格常数呈增大趋势,密度逐渐减小;合金共价键特性增强,塑性降低,原子间平均成键能力和变形抗力逐渐增强,不易发生弹性变形。采用真空电弧熔炼法制备出系列合金试样并对其进行研究分析,结果表明:Al元素加入使合金发生晶格畸变,其晶体结构由单一面心立方(fcc)结构先转变为fcc+体心立方(bcc)混合结构,随后转变为单一bcc结构。同时,Al含量的增加会使合金硬度和弹性模量值升高,延展性降低。理论预测值与试验结果吻合良好,进而证明VCA法用于Al_(x)CoCrFeNi系高熵合金物相结构及力学性能预测具有较高的准确性,可为设计开发新型高熵合金提供参考依据。

关键词： Al_(x)CoCrFeNi系高熵合金第一性原理计算虚拟晶体近似(VCA) 物相结构力学性能

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精密镗床旋转轴几何误差完备性测量与辨识

农业机械学报 2024年第1期55卷 446-458页

作者：郭世杰丁强强邹云鹤萨日娜唐术锋内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役机器人重点实验室呼和浩特010051

针对四轴卧式镗床旋转轴需测几何误差的数目不统一与完备性缺失的问题,提出了基于形状创成函数的四轴卧式镗床旋转轴PIGEs形成机理分析方法与旋转轴完备几何误差测量辨识方法。基于形状创成机理构建了卧式镗床几何误差创成函数,确定了... 详细信息

针对四轴卧式镗床旋转轴需测几何误差的数目不统一与完备性缺失的问题,提出了基于形状创成函数的四轴卧式镗床旋转轴PIGEs形成机理分析方法与旋转轴完备几何误差测量辨识方法。基于形状创成机理构建了卧式镗床几何误差创成函数,确定了旋转轴可通过误差补偿进行调整的最少与位置无关的几何误差(Position-independent geometric error, PIGEs)数目。建立了卧式镗床旋转轴4项PIGEs、6项与位置有关的几何误差(Position-dependent geometric error, PDGEs)、6项安装误差(Setup error, SEs)与球杆仪(Double ball bar, DBB)测量轨迹半径之间的完备性函数模型,设计了基于DBB的四轴联动Viviani曲线测量轨迹,构建了旋转轴6项PDGEs的NURBS表征与PIGEs、SEs辨识方法。开展了误差补偿对比实验验证,结果表明,利用几何误差完备性测量与辨识结果进行误差补偿,较仅单一补偿6项PDGEs可提升圆轨迹测量精度40.69%。

关键词：卧式镗床几何误差创成机理旋转轴完备性测量与辨识

马钱子致大鼠体内毒性的研究——“装袋”算法和16S rRNA基因测序技术在毒理学研究中的应用

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生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 404-422页

作者：王曦烨宝乐尔姜明洋李丹白梅荣内蒙古民族大学化学与材料学院通辽028000 内蒙古民族大学天然产物化学及功能分子合成重点实验室通辽028000 内蒙古自治区药品检查中心呼和浩特010000 内蒙古民族大学计算机科学与技术学院通辽028000 内蒙古民族大学蒙医药研发工程教育部重点实验室通辽028000

目的中药马钱子(Strychnos nux-vomica L.,SN)在临床上具有消肿止痛的功效,然而,由于含有生物碱类成分,马钱子具有一定毒性。人们对马钱子毒性所引起的大鼠内源性代谢变化及其对肠道微生物群代谢失调的潜在影响知之甚少,因此,马钱子的... 详细信息

目的中药马钱子(Strychnos nux-vomica L.,SN)在临床上具有消肿止痛的功效,然而,由于含有生物碱类成分,马钱子具有一定毒性。人们对马钱子毒性所引起的大鼠内源性代谢变化及其对肠道微生物群代谢失调的潜在影响知之甚少,因此,马钱子的毒理学研究对其安全性评价具有重要意义。本研究将代谢组学和16S rRNA基因测序技术相结合来探索马钱子的致毒机制。方法通过急性、蓄积性和亚急性毒性试验,分别确定马钱子的中毒剂量、毒性强度和毒性靶器官。超高效液相色谱-质谱联用技术用于分析大鼠灌胃马钱子后的血清、肝脏和肾脏样本。利用基于装袋算法的决策树和K最近邻(K nearest neighbor,KNN)模型对组学数据进行分类。从大鼠粪便中提取样本后,使用高通量测序平台对细菌的16s rRNA V3-V4区域进行分析。结果装袋算法提高了样本分类的准确率。共鉴定出12个生物标志物,这些生物标志物的代谢失调可能是马钱子致体内毒性的原因。拟杆菌、粪厌氧棒菌、颤螺菌、双茎体菌等与肾肝功能的生理指标密切相关,这表明马钱子引起的肝肾损害可能与这些肠道细菌的代谢紊乱有关。结论本文揭示了马钱子的体内致毒机制,为马钱子临床上的安全合理使用提供了科学依据。

关键词：马钱子致毒机制代谢组学肠道菌群装袋算法

数控车床主轴热误差SHO–LSTM预测建模

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 277-288页

作者：陈庚郭世杰丁强强苏哲唐术锋内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役机器人重点实验室内蒙古呼和浩特010051

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热... 详细信息

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据DB(Davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和Silhouette(Silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(SHO)对时序预测网络(LSTM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用S折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差SHO–LSTM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)的预测效果进行评估。最后,在CKA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的DB指标降低了89.00%,BWP和Silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)与未优化的时序预测网络(LSTM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(SHO)可以提高时序预测网络(LSTM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低了3%、57%,SHO–LSTM主轴热误差预测模型的鲁棒性和准确性更高。

关键词：数控机床主轴热误差 GOA-FCM算法热误差预测 SHO-LSTM网络

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生物力对结直肠类器官培养的影响

生物工程学报 2024年第5期40卷 1309-1322页

作者：钱星宇孙学梦梁亚冰杨凌内蒙古医科大学附属医院临床医学研究中心内蒙古呼和浩特010050 内蒙古自治区医学细胞生物学重点实验室内蒙古呼和浩特010050

近年来,类器官已成为研究许多组织和器官生理病理过程的关键模型。各种类器官的出现推动了相应疾病在发生机制和临床转化等方面的研究,其中结直肠类器官模型较为成熟。结直肠癌是全球常见的消化道恶性肿瘤,严重威胁人类的身体健康。结... 详细信息

近年来,类器官已成为研究许多组织和器官生理病理过程的关键模型。各种类器官的出现推动了相应疾病在发生机制和临床转化等方面的研究,其中结直肠类器官模型较为成熟。结直肠癌是全球常见的消化道恶性肿瘤,严重威胁人类的身体健康。结直肠类器官为研究结直肠癌的病理生理、药物敏感性和精准医疗等方面提供了新的模型。传统的结直肠类器官培养系统更专注于生物化学因素的作用,忽视了肠道在体内还受生物物理信号影响。因此,本文就结直肠类器官和生物力学的相关理论及生物力对结直肠类器官的影响作一综述。

关键词：结直肠类器官生物力结直肠癌 Wnt/β-连环蛋白

液体大幅晃动充液航天器分数阶滑模姿态机动控制

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宇航学报 2024年第7期45卷 1146-1154页

作者：宋晓娟范志文吕书锋岳宝增内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室呼和浩特010051 内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051 北京理工大学宇航学院北京100081

研究部分充液航天器存在系统参数不确定、外部未知扰动、液体燃料大幅晃动的姿态机动控制问题。首先,将大幅晃动的液体燃料等效为运动脉动球模型,建立刚-液耦合航天器动力学方程;其次,针对充液航天器姿态稳定问题,提出一种具有固定时间... 详细信息

研究部分充液航天器存在系统参数不确定、外部未知扰动、液体燃料大幅晃动的姿态机动控制问题。首先,将大幅晃动的液体燃料等效为运动脉动球模型,建立刚-液耦合航天器动力学方程;其次,针对充液航天器姿态稳定问题,提出一种具有固定时间收敛的分数阶非奇异快速终端滑模算法;同时,设计扰动观测器来估计系统的综合扰动,并且利用径向基函数神经网络来估计液体大幅晃动引起的扰动;设计Lyapunov函数分析并证明系统固定时间稳定性;最后,通过对比的仿真结果验证本文提出控制策略的可行性和有效性。

关键词：充液航天器液体晃动滑模控制扰动观测器神经网络

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基于视觉信息加工的草原公路行车安全性分析

重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 65-74页

作者：王海晓丁旭郭敏吕贞内蒙古农业大学能源与交通工程学院内蒙古呼和浩特010018

为探究草原公路各典型行车环境驾驶人视觉信息加工模式的差异性,从视觉层面解析草原公路行车安全,基于眼动仪开展草原公路实车实验,提取驾驶人在自由行驶、跟驰、对向来车、后车切入、路侧风险、交叉口6种真实行车环境下的眼动数据。首... 详细信息

为探究草原公路各典型行车环境驾驶人视觉信息加工模式的差异性,从视觉层面解析草原公路行车安全,基于眼动仪开展草原公路实车实验,提取驾驶人在自由行驶、跟驰、对向来车、后车切入、路侧风险、交叉口6种真实行车环境下的眼动数据。首先,从视觉分配和视觉搜索两个维度构建评价指标体系,采用动态聚类法将驾驶人的视觉兴趣区域划分为5类,将信息熵与马尔可夫链平稳分布理论结合,构建视点分布信息熵量化驾驶人视觉注意分配的复杂度,并引入扫视幅度、扫视速度分析驾驶人对视觉信息的搜索过程。最后,构建基于CRITIC法的加权秩和比评价模型,对不同行车环境下驾驶人的视觉信息加工强度进行了综合评价。结果显示:驾驶人的视点分布在不同行车环境中存在差异,但当前车道始终是驾驶人获取视觉信息的主视区;各视觉评价指标随行车环境的变化呈显著的统计学差异;驾驶人遇到路侧风险时的视觉信息加工强度最大,行车安全性相对更低。

关键词：交通运输工程草原公路视觉信息加工马尔可夫链信息熵加权秩和比法