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基于两次时间内插的FPGA-TDC设计

清华大学学报（自然科学版） 2024年第10期64卷 1809-1817页

作者：陆江镕李文昌刘剑张天一王彦虎中国科学院半导体研究所固态光电信息技术实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院大学集成电路学院北京100049 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

减少基于现场可编程门阵列实现的时间数字转换器(FPGA-TDC)中延迟单元的延迟时间,可以提高TDC分辨率,但是需要构建更长的抽头延迟链,使延迟单元积累更多的非线性,导致系统线性度恶化。该文在粗计数与细计数结合架构的基础上,利用Xilinx ... 详细信息

减少基于现场可编程门阵列实现的时间数字转换器(FPGA-TDC)中延迟单元的延迟时间,可以提高TDC分辨率,但是需要构建更长的抽头延迟链,使延迟单元积累更多的非线性,导致系统线性度恶化。该文在粗计数与细计数结合架构的基础上,利用Xilinx Virtex UltraScale+FPGA平台设计出一种基于两次时间内插的FPGA-TDC,并用于时间信号量化过程中的细计数阶段。通过对系统时钟进行两次内插量化,缩短了延迟链长度,减少了延迟单元非线性在延迟链中的积累,提升了系统线性度。同时,延迟链长度的缩短使TDC中温度计码编码器等模块规模更小,降低了电路实现占用的FPGA逻辑资源。实验结果表明,该FPGA-TDC的分辨率为1.72 ps,微分非线性和积分非线性的极差分别为4.49和26.55 LSB,可实现较优的系统线性度。

关键词：时间数字转换器现场可编程门阵列抽头延迟链两次时间内插

圆圈病毒人源1型实时荧光RAA快速检测方法的建立

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中国家禽 2024年

作者：余丹赵俊柯尹文巧张艳芳李小凤吴嫒琼谢志勤喻华英谢芝勋广西大学动物科学技术学院广西壮族自治区兽医研究所农业农村部中国(广西)-东盟跨境动物疫病防控重点实验室广西兽医生物技术重点实验室

研究旨在建立一种快速检测圆圈病毒人源1型（GyH1）的方法。试验通过比对GenBank中GyH1基因组序列，基于序列保守区设计特异性引物和探针，经过筛选和优化，建立GyH1实时荧光重组酶介导核酸等温扩增（RAA）检测方法。结果显示：建立的... 详细信息

研究旨在建立一种快速检测圆圈病毒人源1型（GyH1）的方法。试验通过比对GenBank中GyH1基因组序列，基于序列保守区设计特异性引物和探针，经过筛选和优化，建立GyH1实时荧光重组酶介导核酸等温扩增（RAA）检测方法。结果显示：建立的实时荧光RAA方法可在20 min内鉴定GyH1；该方法特异性强，与圆圈病毒禽源1型（GyVg1）、鸡传染性贫血病毒（CIAV）、血清4型禽腺病毒（FAdV-4）、H9亚型禽流感病毒（H9 AIV）、新城疫病毒（NDV）、禽传染性支气管炎病毒（IBV）、传染性法氏囊病病毒（IBDV）、鸡细小病毒(ChPV)、J亚群禽白血病病毒（ALV-J）、鸡毒支原体（MG）、禽滑液囊支原体（MS）无交叉反应；敏感性高，筛出的引物探针可有效扩增，优化反应条件后检测限可达10～2拷贝/μL；重复性好，批内和批间变异系数均小于4%。采用该方法与荧光定量PCR方法同时对231份样品进行检测，两者检测结果相符。研究表明，成功建立了实时荧光RAA方法，可用于GyH1的鉴别检测，为基层快速检测GyH1提供了新的技术手段。

关键词：圆圈病毒人源1型重组酶介导核酸等温扩增快速检测即时检测

反义寡核苷酸的作用机制及其在运动系统中的研究进展

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协和医学杂志 2024年第4期15卷 891-896页

作者：杨建乐吴南中国医学科学院北京协和医院骨科北京100730 中国医学科学院北京协和医院骨骼畸形遗传学研究北京市重点实验室北京100730 中国医学科学院北京协和医院脊柱畸形大数据研究与应用重点实验室北京100730 中国医学科学院北京协和医院疑难重症及罕见病国家重点实验室北京100730

反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,ASOs)是一类新型的小分子基因靶向药物,可与目的mRNA结合,ASOs以其与目标序列互补的碱基配对方式,对基因进行靶向调控。随着基因测序技术和分子合成技术的不断发展,ASOs在运动系统中的研究和... 详细信息

反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,ASOs)是一类新型的小分子基因靶向药物,可与目的mRNA结合,ASOs以其与目标序列互补的碱基配对方式,对基因进行靶向调控。随着基因测序技术和分子合成技术的不断发展,ASOs在运动系统中的研究和应用进一步深入。本文阐述了ASOs在基因沉默和表达调控中的作用机制,以及其在基因治疗方面的应用前景。此外,还介绍了ASOs在运动系统疾病中的研究进展和应用情况,并分析此类药物目前所面临的问题,旨在深化医务人员对ASOs的认识,并为其在生物医学研究和临床中的推广应用提供有益参考。

关键词：反义寡核苷酸基因治疗临床应用运动系统

基于影像组学与临床实验室指标构建血吸虫病肝纤维化分级诊断模型

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中国血吸虫病防治杂志 2024年第3期36卷 251-258页

作者：郭照宇邵菊萍邹小青赵琴平钱沛君王文雅黄璐璐薛靖波许静杨坤周晓农李石柱传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室、中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所(国家热带病研究中心)、国家卫生健康委员会寄生虫病原与媒介生物学重点实验室、WHO热带病合作中心、科技部国家级热带病国际联合研究中心上海200025 江西省九江市都昌县第二人民医院武汉大学基础医学院国家卫生健康委员会寄生虫病预防与控制技术重点实验室、江苏省寄生虫与媒介控制技术重点实验室、江苏省血吸虫病防治研究所上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院上海200025

目的探索基于B型超声影像与临床实验室指标构建血吸虫病肝纤维化分级诊断模型的可行性。方法收集2018—2022年江西省都昌县第二人民医院血吸虫病患者超声影像及临床实验室数据。以血吸虫病肝纤维化Ⅰ级病例为第1组,Ⅱ级和Ⅲ级病例为第2... 详细信息

目的探索基于B型超声影像与临床实验室指标构建血吸虫病肝纤维化分级诊断模型的可行性。方法收集2018—2022年江西省都昌县第二人民医院血吸虫病患者超声影像及临床实验室数据。以血吸虫病肝纤维化Ⅰ级病例为第1组,Ⅱ级和Ⅲ级病例为第2组;选取2018—2021年病例数据为训练集、2022年病例数据为验证集,构建机器学习二分类模型。采用ITK-SNAP软件标记影像特征,采用Python 3.7编程语言和PyRadiomics工具包提取影像特征。采用t检验或Mann-Whitney U检验比较两组样本间影像特征差异,并采用套索算法(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)进行关键影像特征筛选。采用Scikit-learn机器学习库进行机器学习建模,包括支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forest,RF)、线性回归(linear regression,LR)和极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)等4种模型。采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)进行最优机器学习模型筛选,并使用沙普利加和解释(SHapley Additive exPlanations,SHAP)评估对机器学习模型中超声影像鉴别特征贡献度最高的特征。结果2019—2022年,累计将491例血吸虫病患者超声影像和临床实验室检查数据纳入研究。累计提取了851项影像组学特征和54项临床实验室指标,经统计学检验(t=-5.98~4.80,U=6550~20994,P均实验室指标SVM机器学习模型训练集和验证集ROC曲线下面积(area under curve,AUC)分别为0.763和0.611,超声影像组学SVM机器学习模型训练集和验证集AUC分别为0.951和0.892,多模态SVM机器学习模型训练集和验证集AUC分别为0.960和0.913。机器学习模型中贡献度居前10位的特征或指标包括2项临床实验室指标和8项影像组学特征。结论超声影像组学和临床实验室指标相结合的多模态机器学习模型可用于血吸虫病肝纤维化智能识别,并可提升单类数据模型的分类效果。

关键词：血吸虫病肝纤维化超声影像影像组学诊断模型

基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储多时间尺度协调优化调控策略

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电网技术 2024年第4期48卷 1593-1601,I0060,I0062-I0065页

作者：柴园园赵晓波吕超贤梁天龙董逸超省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300401 中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221116 国网天津市电力公司经济技术研究院天津市河东区300171

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储... 详细信息

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储”协调优化架构,包括日前优化、日内滚动和秒级监控3个阶段。其次,研究基于源荷功率区间数据的Fisher最优分割时段划分方法。然后,建立日前优化调控模型、日内滚动优化模型和区域自治优化模型,求解电网离散设备、需求响应负荷、光伏和储能等的最优调控指令。最后,以IEEE 33节点系统为例,对所提协调优化调控策略进行仿真验证。算例结果表明,所提方法能够大幅提高协调优化模型的计算效率,并保证电网运行安全性和经济性。

关键词：主动配电网时段划分源-网-荷-储优化调控

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基于水热平衡的分布式水文模型研究与应用

中国水利水电科学研究院学报（中英文） 2024年第1期22卷 15-27页

作者：阚光远李纪人喻海军丁留谦何晓燕梁珂流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038 水利部京津冀水安全保障重点实验室北京100038 北京中水科工程集团有限公司北京100048

分布式水文模型在水利部“四预”建设中发挥了至关重要的作用,但无径流资料区(简称无资料区)分布式水文模拟技术仍需进一步完善。从水热循环产汇流理论、模型构建与求解、模型参数率定三个方面入手,改进传统分布式水文模型。提出了耦合... 详细信息

分布式水文模型在水利部“四预”建设中发挥了至关重要的作用,但无径流资料区(简称无资料区)分布式水文模拟技术仍需进一步完善。从水热循环产汇流理论、模型构建与求解、模型参数率定三个方面入手,改进传统分布式水文模型。提出了耦合热量平衡的流域产汇流理论,揭示了水量热量动力学过程耦合机理和水热循环通量量化关系。构建了系统完整的物理机制水热平衡分布式水文模型及其数值求解方法,实现了流域地表温度和水位的分布式数值模拟。明确了模型结构和参数的物理意义,降低了需要率定的参数个数。将参数率定目标由径流量转换为地表温度和水位,综合利用遥感反演和台站观测资料率定模型参数。将研发的模型在江西赣江流域进行应用,结果表明,构建的模型具有较强的物理机制,数值求解方法精度高、稳定性好,实现了无资料区参数率定和水文模拟,为无资料区分布式水文模型研发与应用提供了新思路。

关键词：水文模拟分布式水文模型水热平衡数值方法定量遥感无资料区

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基于Landsat 8的节水改造背景下盐渍化土壤含盐量反演

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农业机械学报 2024年第1期55卷 294-304页

作者：刘伟史海滨苗庆丰刘晓志段倢王禹森内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古生态环境大数据有限公司呼和浩特010010 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

为探明沈乌灌域节水改造后因渠道衬砌、引排水量减少引起的土壤含盐量时空分布特征及变化规律,采用区域土壤信息定点监测,结合经典统计学、空间插值以及机器学习建模反演等技术手段,利用Landsat 8卫星获取光谱数据,通过对实测土壤含盐... 详细信息

为探明沈乌灌域节水改造后因渠道衬砌、引排水量减少引起的土壤含盐量时空分布特征及变化规律,采用区域土壤信息定点监测,结合经典统计学、空间插值以及机器学习建模反演等技术手段,利用Landsat 8卫星获取光谱数据,通过对实测土壤含盐量、光谱指数及波段反射率进行处理,运用Adaboost回归、BP神经网络回归、梯度提升树回归、KNN回归、决策树回归、随机森林回归方法构建了沈乌灌域土壤含盐量空间反演模型。采用最优反演模型对沈乌灌域土壤含盐量空间分布特征进行了遥感反演。结果表明:通过全变量单一回归法筛选出相关系数大于0.55的9个光谱因子,使用SPSS PRO软件构建6种机器学习反演模型,对比6种反演模型精度,验证集决定系数R2由大到小依次为随机森林回归、梯度提升树回归、Adaboost回归、KNN回归、决策树回归、BP神经网络回归。其中随机森林回归模型的拟合精度最佳,训练集与验证集的决定系数R2分别为0.834和0.86,说明随机森林回归模型的反演效果较好。反演结果表明:节水改造后非盐渍土面积增加391.7 km^(2),占灌域总面积的21%,中度盐渍土面积、重度盐渍土面积、盐土面积分别减少95.61、63.37、45.7 km^(2),分别占灌域总面积的5%、3%、2%。综上所述,节水改造工程完成后,沈乌灌域土壤盐渍化程度减轻,作物生长安全区面积增加,但由于渠道衬砌以及引排水量减少,土壤盐分淋洗效果减弱,土壤盐分在灌域内部运移,整体土壤环境得到改善,局部地区出现盐分聚集。

关键词：节水改造土壤含盐量遥感反演 Landsat 8

钛合金纳米薄膜压力传感器非线性及灵敏度研究

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电子测量与仪器学报 2024年第8期 153-159页

作者：张龙赐周国方蓝镇立中国电子科技集团公司第四十八研究所高性能智能传感器及检测系统湖南省重点实验室薄膜传感技术湖南省国防科技重点实验室湖南大学材料科学与工程学院

为了满足钛合金纳米薄膜压力传感器高精度测量要求，基于薄膜厚度、凸岛、电阻形状和排列位置对传感器非线性、灵敏度的影响分析，设计并优化了以钛合金薄膜为敏感元件的两种量程的压力传感器。结果表明，有无凸岛，传感器的最大应力均... 详细信息

为了满足钛合金纳米薄膜压力传感器高精度测量要求，基于薄膜厚度、凸岛、电阻形状和排列位置对传感器非线性、灵敏度的影响分析，设计并优化了以钛合金薄膜为敏感元件的两种量程的压力传感器。结果表明，有无凸岛，传感器的最大应力均出现在膜片边缘处。增加凸岛后，最大应力降低，位置基本保持不变。增加凸岛或随着凸岛直径增大，非线性降低，灵敏度相应增加。理论上，为了保证传感器灵敏度不小于2.5 mV/V,2 MPa量程时，增加Φ2 mm凸岛后，非线性降低至0.05%,灵敏度约为2.67 mV/V。4 MPa量程时，增加Φ3 mm凸岛后，非线性降低至0.02%,灵敏度约为2.89 mV/V。制备了两种量程传感器并测试分析，2 MPa量程时，其灵敏度及非线性与理论值最大偏差分别为0.01 mV/V及0.01%。4 MPa量程时，其灵敏度及非线性与理论值最大偏差分别为0.16 mV/V及0.02%。本研究为钛合金纳米薄膜压力传感器关键参数设计提供重要依据。

关键词：纳米薄膜敏感元件灵敏度非线性

PMSM分数阶超扭曲SMC和积分EPH方法的协同控制

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组合机床与自动化加工技术 2024年

作者：张永胜于海生孟祥祥杨庆孙毅飞青岛大学自动化学院青岛大学山东省工业控制技术重点实验室

为了改善永磁同步电机位置跟踪系统在动态运行时的快速性和稳态运行时的准确性问题,设计了基于分数阶超扭曲滑模控制(sliding mode control,SMC)和积分误差端口哈密顿(error portHamiltonian,EPH)方法的协同控制策略。首先,设计了分数... 详细信息

为了改善永磁同步电机位置跟踪系统在动态运行时的快速性和稳态运行时的准确性问题,设计了基于分数阶超扭曲滑模控制(sliding mode control,SMC)和积分误差端口哈密顿(error portHamiltonian,EPH)方法的协同控制策略。首先,设计了分数阶超扭曲SMC控制器增强系统在动态时位置信号跟踪的快速性;然后,设计了积分EPH控制器加强系统在稳态时位置信号跟踪的准确性;最后,设计了一种基于位置误差及其导数的协同控制器实现分数阶超扭曲SMC和积分EPH的协同控制,确保系统运行全程的位置信号调节快速、跟踪准确。针对系统存在的内部和外部扰动的问题,进一步设计了时变干扰观测器估计扰动并补偿。仿真结果表明,与单一的控制方法相比,协同控制策略响应时间缩短了76%,稳态误差减小了75%。实验结果也证明所提方法的有效性。

关键词：永磁同步电机分数阶超扭曲SMC 积分EPH 协同控制策略时变干扰观测器