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一步法制备荧光开启传感器检测BRCA2

光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1526-1531页

作者：任林娇魏铭航陈青华张培闫艳霞薛梦晓秦自瑞姜利英郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 郑州轻工业大学计算机与通信工程学院河南郑州450002 郑州轻工业大学量子科技研究院河南郑州450002

筛查乳腺癌易感基因2(BRCA2)基因突变对于乳腺癌患病风险评估、发病检测、早期诊断及基因治疗均具有重要临床意义。现有乳腺癌基因传感检测方法大多需要复杂的处理过程,成本较高且对单碱基突变识别能力较弱。为简化基因传感器制备过程,... 详细信息

筛查乳腺癌易感基因2(BRCA2)基因突变对于乳腺癌患病风险评估、发病检测、早期诊断及基因治疗均具有重要临床意义。现有乳腺癌基因传感检测方法大多需要复杂的处理过程,成本较高且对单碱基突变识别能力较弱。为简化基因传感器制备过程,提高其应用可能性,文章通过DNA分子发夹结构设计,一步实现了BRCA2的检测。其中分子发夹茎部含BRCA2互补序列,茎与环连接处标记四甲基罗丹明荧光基团(TAMRA),环部5个G碱基通过光诱导电子转移猝灭部分荧光信号,降低背景荧光信号;待测BRCA2序列与发夹茎部序列竞争结合,发夹结构被打开,荧光信号上升,测量上升的荧光信号强度即可实现一步法定量检测靶基因。优化实验结果表明,分子发夹浓度不同时,传感器检测范围不同。当分子发夹浓度为150 nmol·L^(-1)时,对BRCA2的线性检测区间为1~50 nmol·L^(-1);浓度为300和600 nmol·L^(-1)时,线性检测区间分别为1~100和1~200 nmol·L^(-1)。三种浓度传感器检出限分别为0.54、0.72和1.81 nmol·L^(-1)。此外,传感器对BRCA2的特异性检测较为突出,尤其对单碱基突变的识别能力较强。该方法制备与检测过程简单且特异性突出,不仅可用于乳腺癌高危人群的早期筛查,还可拓展应用于其他种类的基因检测,为基因传感器的推广应用提供一种制备简单、操作便捷的新方法。

关键词：乳腺癌易感基因2 一步法荧光开启传感器基因检测

主被动结合的弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制

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宇航学报 2024年第7期45卷 1052-1064页

作者：王霞杨林张大伟魏振岩许斌山东大学控制科学与工程学院济南250061 西北工业大学自动化学院西安710072 成都飞机设计研究所成都610041 北京机电工程研究所北京100074

针对高超声速飞行器轻质材料和细长体构型引起的显著气动伺服弹性问题,提出了一种主被动结合的鲁棒自适应控制方法。首先,通过引入辨识性能评价和监测机制设计复合自适应参数辨识方法,并给出滤波估计策略,实现弹性振动频率与弹性模态的... 详细信息

针对高超声速飞行器轻质材料和细长体构型引起的显著气动伺服弹性问题,提出了一种主被动结合的鲁棒自适应控制方法。首先,通过引入辨识性能评价和监测机制设计复合自适应参数辨识方法,并给出滤波估计策略,实现弹性振动频率与弹性模态的高效在线估计。其次,采用奇异摄动理论将刚弹一体化模型分解为刚弹子系统,针对弹性子系统,基于频率辨识值构建级联型自适应陷波器实现被动陷波抑制,并结合模态估计值设计主动反馈控制保证弹性模态的稳定收敛;针对刚体子系统,设计基于有限时间滑模扰动观测器的鲁棒跟踪控制,综合两个子系统的控制量得到最终升降舵偏转。最后,通过仿真验证了该方法能够有效保证气动伺服弹性影响下高超声速飞行器的弹性抑制和刚体控制性能。

关键词：气动伺服弹性在线估计自适应陷波器主被动鲁棒控制

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基于LSTM的惯性里程计定位方法研究

控制与决策 2024年

作者：邹苏郦孙林祥刘宇惠晓龙北京理工大学自动化学院中国科学院自动化研究所

为解决水下非结构化环境给水下精准定位带来的问题，本文提出一种基于LSTM的惯性里程计定位方法，用于水下作业机器人的定位。该网络在训练阶段，通过模拟噪声模型，在IMU的加速度和角速度数据中增添高斯白噪声实现数据增强，然后使用Re... 详细信息

为解决水下非结构化环境给水下精准定位带来的问题，本文提出一种基于LSTM的惯性里程计定位方法，用于水下作业机器人的定位。该网络在训练阶段，通过模拟噪声模型，在IMU的加速度和角速度数据中增添高斯白噪声实现数据增强，然后使用ResNet18提取机器人运动特征，同时，在网络的输入空间引入IMU的采样时间来加强鲁棒性。随后使用三通道LSTM将提取的特征映射到高维空间，并进行特征融合。最后，使用全连接层预测机器人的相对位移和旋转。在训练过程中，采取了相对损失函数和绝对损失函数相结合的方式来确保网络在短期和长期的定位精度。最后，进行了多次数据集和水池实验来验证方法的有效性。实验结果表明，该方法在大多数场景下都具有较好的定位性能，有着较强的鲁棒性。

关键词：水下作业机器人定位技术惯性里程计数据增强 LSTM 混合损失函数

超声辅助对摆动激光熔丝增材制造2319铝合金沉积成形和显微组织的影响行为

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中国激光 2024年第10期51卷 217-230页

作者：王燕霜张震吴世凯齐鲁工业大学(山东省科学院)机械工程学院山东济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所山东济南250353

为解决高强铝合金激光增材制造过程中存在的孔洞缺陷、组织不均、晶粒粗大等难题,在摆动激光熔丝沉积的基础上引入超声能场是可行的抑制措施。搭建了超声辅助摆动激光熔丝增材制造试验平台,探究了超声功率、变幅杆压力、变幅杆输入位置... 详细信息

为解决高强铝合金激光增材制造过程中存在的孔洞缺陷、组织不均、晶粒粗大等难题,在摆动激光熔丝沉积的基础上引入超声能场是可行的抑制措施。搭建了超声辅助摆动激光熔丝增材制造试验平台,探究了超声功率、变幅杆压力、变幅杆输入位置对2319铝合金沉积层形貌和显微组织的影响规律并对超声工艺参数进行了优化。结果表明:变幅杆压力对沉积宏观形貌具有显著影响,随着压力的增大熔池横截面形貌逐渐趋于上宽下窄;超声参数对单道沉积层的晶粒尺寸有着明显影响,随着超声功率的增加晶粒尺寸先减小后增大,当超声功率占比(超声波发生器的输出功率占其最大输出功率的百分比)为40%时晶粒尺寸达到最小值70.9μm。超声输入位置在熔池之后时晶粒细化效果更好,且在-10 mm处晶粒尺寸同组最低,只有80.9μm。当变幅杆压力处于40~100 N范围内时晶粒的细化效果比较明显,晶粒尺寸在110~130μm之间。观察多层沉积结果可知,超声的引入使得多层样品的平均晶粒尺寸降低了66.3%、增加了Al2Cu强化相的含量并且抑制了Al的滑移面生长趋势。超声在熔池中传递所产生的声流效应和空化效应是使沉积层成分均匀、缺陷减少和组织细化的主要原因。

关键词：激光技术摆动激光超声辅助 2319铝合金增材制造显微组织

无人机集群分布式跟踪抗扰控制设计与实验验证

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 2093-2103页

作者：鲜斌王印鑫王岭天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津航海仪器研究所天津300451

研究了存在外界未知扰动下分布式无人机集群轨迹跟踪问题,设计了一种新的无人机集群非线性鲁棒轨迹跟踪策略。首先,基于切向坐标系构造了无人机编队模型,并设计了协同控制律;其次,针对轨迹跟踪问题设计了一种基于误差符号函数积分(RISE... 详细信息

研究了存在外界未知扰动下分布式无人机集群轨迹跟踪问题,设计了一种新的无人机集群非线性鲁棒轨迹跟踪策略。首先,基于切向坐标系构造了无人机编队模型,并设计了协同控制律;其次,针对轨迹跟踪问题设计了一种基于误差符号函数积分(RISE)的鲁棒控制算法,用于补偿未知外界扰动的影响,提高了无人机编队系统的鲁棒性;然后,基于Lyapunov分析的方法,证明了无人机编队系统协同误差全局渐近收敛,以及位置跟踪误差半全局渐近收敛;最后,在四旋翼无人机编队实验平台上进行了无风扰和有风扰条件下无人机集群轨迹跟踪实验,并与常规滑模控制算法进行了性能对比实验。实验结果表明,所设计的控制律可以实现多无人机的协同轨迹跟踪,且具有较强的抗外界干扰能力。

关键词：控制科学与工程无人机集群分布式跟踪控制协同控制抗扰控制实验验证

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稠油开采注汽锅炉在线综合预警关键技术

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：王军茹吴昊洋王军平易军凯北京信息科技大学自动化学院中国科学院自动化研究所

本文旨在对工作在高温高压下注汽锅炉的各项运行参数进行在线准确监测和异常预警，在对稠油开采注汽锅炉工况参数进行采集、处理、分析的基础上，提出对注汽锅炉显性故障和隐性故障进行检测的方案。首先采用LSTM神经网络，利用锅炉的时... 详细信息

本文旨在对工作在高温高压下注汽锅炉的各项运行参数进行在线准确监测和异常预警，在对稠油开采注汽锅炉工况参数进行采集、处理、分析的基础上，提出对注汽锅炉显性故障和隐性故障进行检测的方案。首先采用LSTM神经网络，利用锅炉的时序数据对系统进行分析和建模，完成锅炉显性故障检测和预警，并通过预测数据的方式缓解锅炉大时滞的特性；其次利用深度异常检测技术，将无故障判别标准的数据进行隐性故障分析和预警。本文所提出的综合预警方案对克拉玛依油田注汽锅炉进行了实验验证，预测误差仅有0.08%，同时异常检测范围也在设定值范围内。

关键词：稠油开采注汽锅炉大时滞神经网络时序数据显性故障隐性故障在线监测异常预警

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基于目标角速率的要地高炮反导火控技术研究

现代防御技术 2024年

作者：王宝宝辛斌万帅帅北京理工大学自动化学院江苏自动化研究所

针对传统要地高炮反导火控在应对超音速目标、低空突防目标等反应时间不足的问题，本文系统性地开展了基于目标角速率的要地高炮反导火控技术研究，分别提出了基于最小二乘预处理转换量测卡尔曼滤波平滑算法（LS-CMKFS）的快速解命中方... 详细信息

针对传统要地高炮反导火控在应对超音速目标、低空突防目标等反应时间不足的问题，本文系统性地开展了基于目标角速率的要地高炮反导火控技术研究，分别提出了基于最小二乘预处理转换量测卡尔曼滤波平滑算法（LS-CMKFS）的快速解命中方法和基于角速率的应急解命中方法，并在此基础上研究了快速解算控制策略，兼顾了火控系统的反应时间和解算精度，仿真结果验证了该火控算法对提高高炮武器系统拦截目标效果的有效性。

关键词：目标跟踪角速率高炮火控反应时间快速解算应急解算

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基于双光斑的深度学习波前复原及校正

中国激光 2024年第13期51卷 24-33页

作者：许元斋唐秋艳王小军郭亚丁张林魏花彭钦军吕品中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所北京100191 中国科学院自动化研究所北京100190

探索了深度学习算法求解光强反演波前的非线性映射,实现了基于深度学习的波前探测(DLWFS)在自适应光学波前校正中的应用。采用聚焦和离焦双光斑反演波前,既简化了探测器结构,又减小了探测器体积。由于光强反演波前的过程在物理上不存在... 详细信息

探索了深度学习算法求解光强反演波前的非线性映射,实现了基于深度学习的波前探测(DLWFS)在自适应光学波前校正中的应用。采用聚焦和离焦双光斑反演波前,既简化了探测器结构,又减小了探测器体积。由于光强反演波前的过程在物理上不存在显式解,因此可以利用深度学习模型cGAN,通过类似图像处理的方式,建立光强-相位的非线性映射,将光斑的强度分布反演为波前分布,最终使波前校正系统配备较为紧凑的波前探测器。训练数据集通过物理衍射仿真获得,模型在测试集上的波前复原的最小残差RMS<0.3μm。在实验中,DLWFS与参考哈特曼波前探测器波前的残差RMS在0.0965~0.1531μm之间。在自适应光学波前校正实验中,将DLWFS作为自适应光学闭环校正过程中的波前探测器,验证了DLWFS的实用效果,光束质量因子从10.83校正至3.61。此外,还讨论了DLWFS的参数敏感性。

关键词：自适应光学波前复原深度学习光束质量

基于敏感度分层优化的Halbach永磁电机电磁振动分析

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哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 142-153页

作者：高建宁高锋阳姚普宋志翔杨凯文高翾宇徐昊兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 西北工业大学自动化学院西安710072

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于... 详细信息

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于电磁场和机械场耦合的电磁振动分析方案,对电机径向电磁力进行时间空间阶次傅里叶分解,在机械场中,分析电机定子在不同频率下的振动加速度幅值大小,并计算出定子各阶模态。在此基础上,基于响应面法和多目标遗传算法构建电机参数敏感度分层优化方案,并求得样本点帕累托前沿从而确定电机最优参数,将优化后的电机与普通V型内置式电机进行比较。最后,在机械场中仿真得到转子所受等效应力和总变形,验证得所提电机结构符合机械设计要求。分析结果表明:所提出结构电机在不损失电磁转矩的基础上,径向电磁力幅值大幅度降低,抑制了齿槽转矩,改善了气隙磁密和反电势的正弦度,在提高电机电磁性能的同时抑制了电磁振动的发生。

关键词：内置式永磁同步电机 Halbach永磁体径向电磁力定子模态参数敏感度响应面法

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