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基于光热纳米材料的热信号侧向层析技术研究进展

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材料导报 2024年第8期38卷 89-94页

作者：成翊榕李万万上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

侧向层析检测(LFA)由于简单、快速、便携、成本低廉等优势在疾病快速诊断筛查领域得到了广泛应用。然而,随着医学检验的发展,传统的LFA越来越难以满足其对高灵敏度检测的需求。许多新型功能纳米材料已被引入LFA作为信号标签来实现其高... 详细信息

侧向层析检测(LFA)由于简单、快速、便携、成本低廉等优势在疾病快速诊断筛查领域得到了广泛应用。然而,随着医学检验的发展,传统的LFA越来越难以满足其对高灵敏度检测的需求。许多新型功能纳米材料已被引入LFA作为信号标签来实现其高灵敏度检测,其中基于光热纳米材料的热信号LFA技术具有信号稳定、可探测检测线内所有标签信号、成本低、灵敏度较高等优势,近年来得到了快速的发展。建立热信号LFA的核心问题是用于热信号标签的理想光热纳米材料的开发与应用。本文介绍了光热效应的机制和几种典型光热纳米材料的性能特点,然后综述了近年来基于光热纳米材料构建的热信号LFA及其读卡设备设计开发的研究进展,最后总结了热信号标签材料的评价标准和LFA读卡设备开发改进的方向。希望本文的系统介绍可以助力基于光热纳米材料的热信号LFA技术的未来发展。

关键词：侧向层析检测光热纳米材料光热效应体外诊断

基于复合动态采样的自动驾驶矿车节能路径规划方法

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汽车工程 2024年第4期46卷 588-595,642页

作者：丁志杰王亚飞章翼辰邬明宇王亦乐上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学汽车动力与智能控制国家工程研究中心上海200240

近年来,考虑安全与效率的自动驾驶矿车路径规划方法已逐渐成熟,并在多种矿山场景落地应用。与此同时,产业界和学术界也开始关注如何利用路径规划提升矿车的燃油经济性。针对这一需求,本文提出了一种矿山场景下的自动驾驶矿车节能路径规... 详细信息

近年来,考虑安全与效率的自动驾驶矿车路径规划方法已逐渐成熟,并在多种矿山场景落地应用。与此同时,产业界和学术界也开始关注如何利用路径规划提升矿车的燃油经济性。针对这一需求,本文提出了一种矿山场景下的自动驾驶矿车节能路径规划方法,其主要特点是根据车速、道路坡度及障碍物进行S-L(进度-偏离)和S-T(进度-时间)的复合动态采样。针对矿山典型地形场景,建立了矿车燃油消耗指标,提出了安全性-运行效率-能耗综合路径评价模型;为了防止评价模型的各项权重陷入局部最优,设计了基于模拟退火策略的粒子群自适应优化方法。在矿山实际场景的测试中,本研究提出方法较现有方法在燃油经济性指标上平均提升了11.28%。

关键词：智能汽车自动驾驶燃油经济性局部路径规划

阵元位置互质的线性阵列:阵列校正和波束形成

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 240-248页

作者：梁梦薇何劲舒汀郁文贤上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法:CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了... 详细信息

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法:CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了,当CLA中包含有L_c≥3个完全校准的天线单元,使用SILAC技术可以高精度无模糊地实现干扰源角度和阵列天线幅相误差估计,并在此基础上完成干扰噪声协方差矩阵(INCM)重建和波束形成最优权向量构造。通过仿真实验验证了,提出的CLA-SILAC-INCM算法具有比其他常用算法更好的性能,尤其是信噪比接近干噪比时,CLA-SILAC-INCM算法的优势更为明显。

关键词：稀疏阵列自适应波束形成阵列校正

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三芯电缆非侵入式多导体电流测量研究

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 127-135页

作者：高干文玉梅李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所需的最少... 详细信息

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所需的最少且最优的磁传感器数量,提出了非侵入式多导体电流测量原理。根据三芯电缆电流传导环电缆磁场分布关系,使用6个磁传感器环绕电缆分布,由每个传感信号获取2个特征值的最优估计,建立12个独立方程,实现电缆中导体位置的检测和导体电流的测量。搭建了三芯电缆电流测量平台,进行了测试验证。测试结果表明,该方法测量15~100 A的三相电流的振幅最大误差小于1.00%,相角误差小于2°,导体位置误差小于0.2 mm。提出的测量原理极大减小了多芯电缆电流的在线测量误差,且测量系统拥有更简单的结构和精准的位置及电流波形测量结果。

关键词：多导体电流测量隧道磁阻传感器传感器阵列相关检测

SOGI级联SFNF的高频注入无传感器电机控制方法

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电机与控制学报 2024年第3期28卷 24-32页

作者：李东昇袁杰王坤东上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

针对传统脉振高频电压注入法同时应用带通滤波器和低通滤波器导致相位偏移和位置估计误差大的问题,提出一种级联二阶广义积分器(SOGI)和单频陷波器(SFNF)的改进方法,实现位置误差信号的精确和实时提取。研究了脉振高频电压注入法位置观... 详细信息

针对传统脉振高频电压注入法同时应用带通滤波器和低通滤波器导致相位偏移和位置估计误差大的问题,提出一种级联二阶广义积分器(SOGI)和单频陷波器(SFNF)的改进方法,实现位置误差信号的精确和实时提取。研究了脉振高频电压注入法位置观测闭环传递函数的幅频特性,利用SOGI的选频特性提取高频交轴响应电流,并利用SFNF的陷波特性滤除注入信号二次谐波,替代了传统误差信号提取环节中的带通滤波器和低通滤波器,参数整定简便,具备兼顾滤波精度和带宽的优势。搭建实验平台对传统误差信号提取策略和所提SOGI级联SFNF策略进行对比,实验结果表明,本文所提改进方法的响应速度和位置估计精度相比传统方法均有提高:在转速突变过程中转速估计误差降低5.9 r/min,转子位置误差降低0.11 rad;在突加负载时,转速估计误差降低3 r/min,转子位置误差降低0.08 rad,响应调节时间缩短42%,有效提高了位置观测精度和系统的动态响应性能。

关键词：高频注入法无刷直流电机无传感器控制矢量控制二阶广义积分器陷波器

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基于分形理论的新型电力系统规划场景生成方法

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 94-100,188页

作者：殷佳敏谢宁王承民赵鹏臻范春菊上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数... 详细信息

新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数计算方法的基础上,利用盒维数的时移不变性提出规划场景初始点的预测方法;对分形插值算法进行细化,并提出基于初始点的规划场景生成方法。以某地区实际净负荷数据为例进行分析,验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：新型电力系统典型场景规划场景分形插值参数负荷预测

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FeGa膜/AT切石英晶片双面复合蝶形谐振磁场传感器

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 17-25页

作者：杨晓朋文玉梅陈冬雨李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜... 详细信息

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜形状一样的蝶形谐振磁场传感器,蝶形晶片可以将蝶形磁膜增强的晶片应变汇聚至晶片电极区,以提高传感器灵敏度。仿真结果预测,在23.8~118.9 Oe的磁场范围内,蝶形结构的灵敏度为蝶形磁膜/矩形晶片结构的3.73倍。通过微机械加工,制作了蝶形器件,对实际器件测试的结果表明,在76.4~117 Oe的线性区间内,蝶形传感器的灵敏度可达-29.08 Hz/Oe。

关键词：谐振磁场传感器 AT切石英 FeGa膜蝶形结构

多糖类食品胶体的功能特性及其在食品加工中的应用研究进展

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食品科学 2024年第5期45卷 283-292页

作者：杨镕臧一宇吴鹏孙翠霞方亚鹏上海交通大学农业与生物学院上海200240

食品胶体是指食品中常见的多组分非均相分散体系,根据组分可划分为蛋白类胶体和多糖类胶体,通常具有增稠、乳化、悬浮、胶凝、黏合、持水、稳定、成膜等重要功能,并且广泛应用于食品加工业等众多领域。本文综述了食品胶体的概念、组成... 详细信息

食品胶体是指食品中常见的多组分非均相分散体系,根据组分可划分为蛋白类胶体和多糖类胶体,通常具有增稠、乳化、悬浮、胶凝、黏合、持水、稳定、成膜等重要功能,并且广泛应用于食品加工业等众多领域。本文综述了食品胶体的概念、组成、基本分类,重点阐述了典型的多糖胶体(卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、阿拉伯胶、瓜尔豆胶、魔芋胶、黄原胶、结冷胶以及可得然胶)的功能特性,包括流变学特性、凝胶性、稳定性、复配性等;总结了海藻类、植物类、微生物类多糖胶体在食品加工业中的应用现状并展望其发展前景,为进一步开发和利用多糖类食品胶体提供理论依据和实践应用基础。

关键词：食品胶体多糖凝胶特性功能特性食品加工

空间热离子反应堆燃料元件力学性能分析程序开发

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强激光与粒子束 2024年第3期36卷 148-157页

作者：杨文宇柴翔朱恩平刘晓晶上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为了实现对空间热离子反应堆燃料元件运行期间安全性能的预测,研究开发了一种燃料元件力学性能分析程序,并针对多层圆筒状的TOPAZ-Ⅱ热离子燃料元件开展了应力、应变和几何变形的高精度模拟。程序考虑了核燃料在高温辐照环境下的辐照肿... 详细信息

为了实现对空间热离子反应堆燃料元件运行期间安全性能的预测,研究开发了一种燃料元件力学性能分析程序,并针对多层圆筒状的TOPAZ-Ⅱ热离子燃料元件开展了应力、应变和几何变形的高精度模拟。程序考虑了核燃料在高温辐照环境下的辐照肿胀,并分析了燃料芯块-发射极在发生接触后的力学响应问题,从而快速且准确地求解燃料芯块和发射极的力学状态,以对空间热离子反应堆运行期间的性能提供准确预测。结果表明:在正常运行情况下,空间热离子反应堆燃料会发生显著的肿胀效应,其造成的变形将导致燃料元件热电转换效率降低、元件失效等安全隐患。

关键词：空间堆燃料元件辐照肿胀力学分析

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