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基于改进EKF_LOAM的电缆沟巡检机器人精准定位策略

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中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 326-335页

作者：双丰马翰林杨杰李少东广西大学广西电力装备智能控制与运维重点实验室南宁530004 广西电网有限责任公司南宁供电局南宁530021

精确定位和准确构建地图(SLAM)是电缆沟巡检机器人顺利完成巡检任务的基础。传统激光SLAM算法在电缆沟环境中容易产生“长廊效应”,且容易在z轴方向上产生漂移。针对上述问题,提出了一种基于多传感器融合的改进扩展卡尔曼滤波激光雷达... 详细信息

精确定位和准确构建地图(SLAM)是电缆沟巡检机器人顺利完成巡检任务的基础。传统激光SLAM算法在电缆沟环境中容易产生“长廊效应”,且容易在z轴方向上产生漂移。针对上述问题,提出了一种基于多传感器融合的改进扩展卡尔曼滤波激光雷达测距与制图(EKF_LOAM)算法。通过扩展卡尔曼滤波器(EKF)将车轮里程计和惯性里程计融入LeGO_LOAM算法框架中来抑制“长廊效应”,在EKF_LOAM算法的基础上引入IMU的z轴线速度测量值,并设计基于特征点数量的自适应协方差计算方程,约束由面特征点严重缺失引起的z轴漂移。分别在虚拟和真实电缆沟环境中开展实验,结果显示所提算法的最终行进误差比LeGO_LOAM算法的行进误差减小了超过40%,比Cartographer算法的行进误差减小4.57%,z轴方向误差比EKF_LOAM算法减小49%,证明了所提算法在电缆沟环境中优于传统的LeGO_LOAM、Cartographer和EKF_LOAM算法,更适用于电缆沟巡检任务。

关键词：电缆沟巡检 EKF_LOAM 激光SLAM 长廊效应 z轴漂移

Pd-Pt/HZSM-5催化剂的制备及催化低浓度甲烷燃烧性能

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精细化工 2024年第8期41卷 1788-1794,1803页

作者：高倩文王晓波邓存宝张新琦王雪峰王荀太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

以Pt(NH_(3))_(4)Cl_(2)和Pd(NO_(3))2·2H_(2)O为Pt和Pd前驱体盐,HZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法制备了Pd-Pt/HZSM-5催化剂,将不同硅铝比[n(SiO_(2))∶n(Al_(2)O_(3))=38∶1、200∶1、800∶1]的Pd-Pt/HZSM-5催化剂分别命名为Pd-Pt/HZSM-5(38)、Pd-Pt/HZSM-5(200)、Pd-Pt/HZSM-5(800)。采用XRD、SEM、TEM、Raman、XPS、CO_(2)-TPD和NH3-TPD对催化剂进行了表征,并通过固定床反应器测试了其催化低浓度(体积分数为0.5%)甲烷燃烧反应的活性。结果表明,Pd-Pt/HZSM-5(38)具有较小的Pd/Pt颗粒尺寸(6.3 nm),最多的Pd O结晶、活性Pd/Pt物种和酸性位点,最高的n(Pd^(0))∶n(Pd^(2+))及最高的Pt质量分数(0.19%),其表现出最好的催化性能。与Pd-Pt/HZSM-5(800)和Pd-Pt/HZSM-5(200)相比,Pd-Pt/HZSM-5(38)催化低浓度甲烷燃烧的起燃温度(T_(10))分别降低了27.54和30.92℃,完全转化温度(T_(90))分别降低了3.38和17.51℃。Pd-Pt/HZSM-5(38)在360℃下可稳定运行150 h内,甲烷转化率在99.6%以上,活性无明显下降。

关键词：低浓度甲烷催化剂 HZSM-5 催化燃烧双金属

柔性Pb_(0.99)Sm_(0.01)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.68)Ti_(0.32)O_(3)弛豫铁电薄膜储能特性

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1301-1309页

作者：吕盼盼石长清辛乐战行张书志王佳李瑞航李存成任路超杨长红张明伟程新山东理工大学材料科学与工程学院山东淄博255000 山东理工大学分析测试中心山东淄博255000 淄博师范高等专科学校数理系山东淄博255130 济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022

弛豫铁电薄膜电容器因具有细长电滞回线和高能量转化效率成为介电储能应用的理想选择。本工作采用溶胶凝胶法在沉积有LaNiO3缓冲层的云母基底上直接制备了柔性Pb_(0.99)Sm_(0.01)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.68)Ti_(0.32)O_(3)(PSMNT)薄膜,... 详细信息

弛豫铁电薄膜电容器因具有细长电滞回线和高能量转化效率成为介电储能应用的理想选择。本工作采用溶胶凝胶法在沉积有LaNiO3缓冲层的云母基底上直接制备了柔性Pb_(0.99)Sm_(0.01)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.68)Ti_(0.32)O_(3)(PSMNT)薄膜,系统研究了柔性PSMNT膜的微观结构、介电、铁电和储能性能。X射线衍射结果表明薄膜样品为单一钙钛矿相。扫描电子显微镜结果显示薄膜的晶粒尺寸均匀且致密。在极化特性方面,所制备的柔性PSMNT薄膜因具有弛豫性,其电滞回线呈现出纤细束腰特征,在外加电场2468 kV/cm下,其最大饱和极化为74.5μC/cm^(2),剩余极化为16.4μC/cm^(2)。薄膜电容器击穿前最大可释放能量密度和储能效率分为40.7 J/cm^(3)和70%,并且表现出较好的频率(1~20 kHz)和温度(25~120℃)稳定性。此外,样品借助云母衬底可实现优异的可弯折性,在弯曲半径R低至2 mm和弯曲疲劳循环1000次(R=4 mm)后,其储能性能仍可保持。此研究表明以云母为基底的PSMNT弛豫薄膜在柔性储能领域具有很大的应用潜力。

关键词：铌镁酸铅钛酸铅基薄膜弛豫铁电体介电储能柔性

茶皂素及槐糖脂对紫草素脂质纳米粒子形成和稳定性的影响

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食品工业科技 2024年第3期45卷 65-74页

作者：何洁彭盛峰张军兵刘伟南昌大学食品学院江西南昌330047 江西丹霞生物科技股份有限公司江西鹰潭335000

紫草素(Shikonin)是一种具有多种生理活性的疏水性天然色素,为了提高其水溶性、稳定性和生物利用率,开发天然表面活性剂修饰的紫草素脂质纳米粒子。本课题以卵磷脂为原料,采用pH驱动法制备紫草素脂质纳米粒子,通过添加茶皂素或槐糖脂,... 详细信息

紫草素(Shikonin)是一种具有多种生理活性的疏水性天然色素,为了提高其水溶性、稳定性和生物利用率,开发天然表面活性剂修饰的紫草素脂质纳米粒子。本课题以卵磷脂为原料,采用pH驱动法制备紫草素脂质纳米粒子,通过添加茶皂素或槐糖脂,考察茶皂素或槐糖脂对紫草素脂质纳米粒子的形成以及不同环境稳定性的影响。实验结果表明,当卵磷脂与茶皂素(或槐糖脂)质量比为2:1时,茶皂素修饰的紫草素脂质纳米粒子(Saponin modified shikonin lipid nanoparticles,Sap-SLNP)的包封率达到99.01%,负载率达到5.06%,槐糖脂修饰的紫草素脂质纳米粒子(Sophorolipid modified shikonin lipid nanoparticles,Sop-SLNP)的包封率达到98.36%,负载率达到5.16%。两种天然表面活性剂修饰的紫草素脂质纳米粒子环境稳定性相近,热稳定性和光稳定性分别约是游离紫草素的2倍和1.6倍,在pH2~7以及离子浓度0~1000 mmol/L内依然保持较好的稳定性,经过反复冻融3次后粒径变化不大,包封率仍有85%左右,将近是无修饰脂质纳米粒子的2倍,并且经过4周储藏粒径基本不变,包封率仍有80%左右,约为无修饰脂质纳米粒子的1.7倍。此外紫草素的生物利用率显著提高,约是游离紫草素的3倍。

关键词：紫草素脂质纳米粒子茶皂素槐糖脂 pH驱动法稳定性

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复合材料环支撑圆柱壳结构振动特性分析研究

振动与冲击 2024年第12期43卷 173-180页

作者：何东泽郭克凡蔡瑛黄世军李伟成燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 河北省轻质结构设计与制备工艺技术创新中心河北秦皇岛066004 内蒙古北方重工业集团有限公司内蒙古包头014000

该文基于一阶剪切变形理论,结合波动法,构建了不同边界条件下环支撑复合材料圆柱壳结构振动特性分析模型。结合波函数形式为位移变量,对位移比例参数、位移矩阵和力参数矩阵进行设置。通过结合边界条件矩阵,对环支撑条件下复合材料圆柱... 详细信息

该文基于一阶剪切变形理论,结合波动法,构建了不同边界条件下环支撑复合材料圆柱壳结构振动特性分析模型。结合波函数形式为位移变量,对位移比例参数、位移矩阵和力参数矩阵进行设置。通过结合边界条件矩阵,对环支撑条件下复合材料圆柱壳结构的总体控制方程进行推导。通过与现有文献结果进行对比,验证所建立的振动特性分析模型的准确性。开展了相关参数化分析研究,探讨了材料参数、几何参数以及环支撑位置的影响情况。

关键词：一阶剪切变形理论复合材料圆柱壳环支撑波动法振动特性

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足尺钢框架结构真实火灾下耐火性能试验研究

建筑结构学报 2024年第2期45卷 14-24页

作者：刘红波陈蕙芸王岚李子睿陈志华天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院河北邯郸056009 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011 应急管理部天津消防研究所天津300381

为分析真实火灾下整体钢框架结构的耐火性能,设计了一个平面尺寸为6 m×6 m、单层层高为3 m的两跨两层钢框架足尺结构,并进行三种火灾工况下的真实火灾试验,研究了住宅火灾、仓库火灾及无防护火灾条件下的试验现象、实际温度场和力学响... 详细信息

为分析真实火灾下整体钢框架结构的耐火性能,设计了一个平面尺寸为6 m×6 m、单层层高为3 m的两跨两层钢框架足尺结构,并进行三种火灾工况下的真实火灾试验,研究了住宅火灾、仓库火灾及无防护火灾条件下的试验现象、实际温度场和力学响应。结果表明:真实火灾下钢框架的升温曲线与标准升温曲线有较大差别;受火房间的空气温度沿竖直方向呈现不均匀分布,沿水平方向温度趋于相同;防火保护使构件表面温度滞后于火场温度,且表面温度峰值和峰值后的下降速率均小于无防火保护构件的;火荷载密度增大及防火保护的缺失都将增加钢梁轴向的温度差,但不影响沿钢梁和钢柱截面方向以及钢柱轴向的温度梯度变化规律;钢梁和混凝土板相较钢柱具有更高的温度;钢框架结构设计应充分考虑防火保护,且可适当考虑墙体对建筑抗火性能的有利作用。

关键词：三维钢框架结构足尺结构受火试验耐火性能

基于太赫兹成像检测技术与特征提取方法结合巴旦木饱满度检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1896-1904页

作者：胡军吕豪豪乔鹏贺永刘燕德华东交通大学智能机电装备创新研究院江西南昌330013 浙江大学机械工程学院浙江杭州310027

巴旦木是一种营养丰富的坚果,对巴旦木的品质进行检测具有重要的经济价值和实际意义。由于巴旦木具有较为坚硬的外壳,传统的检测手段较难实现内部检测,因此,采用新兴的太赫兹透射成像检测技术,开展巴旦木饱满度的检测研究。首先采集不... 详细信息

巴旦木是一种营养丰富的坚果,对巴旦木的品质进行检测具有重要的经济价值和实际意义。由于巴旦木具有较为坚硬的外壳,传统的检测手段较难实现内部检测,因此,采用新兴的太赫兹透射成像检测技术,开展巴旦木饱满度的检测研究。首先采集不同饱满度巴旦木的太赫兹透射图像,并且从太赫兹图像的感兴趣区域分别提取无样品区域、空壳区域和满仁区域的太赫兹光谱信息;为了提高模型的精度,减少计算量,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、无信息变量消除(UVE)、连续投影算法(SPA)、蒙特卡罗无信息变量消除法(MCUVE)和遗传算法(GA)对太赫兹光谱信息进行特征提取,建立对应的最小二乘支持向量机(LS-SVM)、随机森林(RF)和K-近邻(KNN)定性判别模型,对巴旦木的饱满和空壳区域进行检测和鉴别。此外,对太赫兹特征图像转为JPG格式,接着转化为RGB格式进行G通道提取和图像二值化分离出外壳和果仁图像,检测饱满度为太赫兹特征图像的壳仁像素点之比;对原始图像进行轮廓提取和图像二值化分离出外壳和果仁图像,实际饱满度为原始图像的壳仁像素点之比。通过计算检测饱满度和实际饱满度的误差,证明了太赫兹透射成像技术检测巴旦木饱满度的可行性。建立的KS-GA-RF模型的鉴别效果最优,准确率为98.21%;通过壳仁像素点之比分别计算出对应的检测饱满度和实际饱满度,误差为16%。研究验证了采用太赫兹图、谱相融合的方法,可以很好地实现对巴旦木内部种仁饱满度可视化检测,为巴旦木的准确分级提供了新的思路,也为太赫兹成像技术检测其他坚果饱满度提供了理论参考,具有重要的应用价值。

关键词：巴旦木饱满度太赫兹透射成像特征提取 RF判别模型

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微酸性电解水对空肠弯曲菌的杀灭特性及机制

食品科学 2024年第8期45卷 29-36页

作者：宋欣坤庞柳欣牛玲玲岳婷牛际涵张春玲西北农林科技大学食品科学与工程学院陕西杨凌712100

探究微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)对空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)的杀灭效果和杀灭机制。通过使用不同有效氯质量浓度(available chlorine concentration,ACC)的SAEW对C. jejuni进行不同时间的处理,考察ACC和处理时间对杀菌效果的影响;通过加入蛋白质,考察蛋白质对SAEW杀菌效果的影响;此外,分析了SAEW对多代培养菌的杀灭效果。通过对细胞膜完整性、形态以及细胞内容物含量等变化分析,探究SAEW杀灭C. jejuni的机制。结果表明:SAEW对C. jejuni的杀灭效果与ACC和处理时间呈正相关;蛋白质会减弱SAEW的杀菌效果;C. jejuni在10代内未对SAEW产生抗性反应;SAEW处理可破坏细胞膜完整性,菌体表面出现凹陷褶皱、破损,胞内核酸、蛋白质和ATP泄漏等变化,表明细胞膜受损可能是SAEW杀灭C. jejuni的主要原因。

关键词：微酸性电解水空肠弯曲菌蛋白质杀灭特性机制

基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法

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兵工学报 2024年第7期45卷 2451-2462页

作者：吕佳朋史贤俊王元鑫海军航空大学山东烟台264001 海军航空大学青岛校区山东青岛266041

对系统进行可诊断性设计,能优化诊断方案、提升诊断方案与系统的契合程度,对于准确检测或隔离系统故障具有重大意义。为此提出一种基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法。对于采集到的不同状态下的系统测试点信号进行特征提... 详细信息

对系统进行可诊断性设计,能优化诊断方案、提升诊断方案与系统的契合程度,对于准确检测或隔离系统故障具有重大意义。为此提出一种基于故障敏感度学习和集成学习的可诊断性设计方法。对于采集到的不同状态下的系统测试点信号进行特征提取,结合系统的可诊断性评价结果,提出特征贡献度量化算法,对信号中不同特征对故障诊断的贡献度进行评估,使用改进的D-S证据理论算法对不同信号的特征进行融合,确定适用于故障检测与隔离的故障敏感特征集合;采用集成学习方法对基分类器的诊断效果进行加强,最终获得对当前系统的诊断方案。仿真实验结果表明,采用新的可诊断性设计方法设计出来的针对系统的诊断方案,可以对系统故障进行良好的诊断,其中与未进行故障敏感度学习环节相比,故障诊断的错误率由5.33%下降到2.66%,与未进行集成学习环节相比,故障诊断的错误率由16.22%(基诊断器的平均值)下降到2.66%。在与其他诊断方案的对比实验中,新方法的故障诊断错误率相较于对比方法的平均值下降了3.34%。

关键词：可诊断性设计故障敏感度集成学习自适应提升

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