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高频率分辨的金刚石氮-空位色心宽频谱成像技术

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物理学报 2024年第6期73卷 339-348页

作者：申圆圆王博柯冬倩郑斗斗李中豪温焕飞郭浩李鑫唐军马宗敏李艳君伊戈尔·费拉基米罗维奇·雅明斯基刘俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学半导体与物理学院太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051 太原工业学院电子工程系太原030008 日本大阪大学工学研究科大阪5650871 俄罗斯国立莫斯科大学先进技术中心莫斯科119311

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基... 详细信息

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基于NV色心作为探测器的宽频谱分析仪能够在几十GHz频带内进行实时频谱分析,然而其频率分辨率仅达到MHz水平.本文通过搭建结合连续外差技术的量子金刚石微波频谱成像系统,利用磁场梯度对NV色心谐振频率进行空间编码,成功获取了900 MHz—6.0 GHz范围内完整的频谱数据.在可测频谱范围内,系统进一步采用连续外差的方法,同时施加谐振微波和轻微失谐的辅助微波对NV色心进行有效激发,增强了NV磁强计对微弱微波信号的响应.该方法使系统在可测频谱范围内实现了1 Hz的频率分辨率,并能够对间隔为1 MHz扫频步进的多个频点的频率分辨率进行单独测量.以上研究结果表明基于NV色心的宽频谱测量可实现Hz级频率分辨,为未来的频谱分析和应用提供了有力的技术支持.

关键词：氮-空位色心宽频谱测量高频率分辨率

基于前车轨迹预测的智能车辆高速主动避撞方法

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机械工程学报 2024年第10期60卷 289-301页

作者：赵林峰丰肖方婷王宁陈无畏王慧然合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 合肥大学先进制造工程学院合肥230601 安徽省智能车辆控制与集成设计技术工程研究中心合肥230601

对于智能车辆高速主动避撞,目前的研究大多没有着重考虑车辆动力学模型,这直接限制了避撞算法在实际应用的安全性。为此基于前方相邻车辆的预测轨迹和自车动力学稳定性,提出一种基于前车轨迹预测的智能车辆高速主动避撞改进方法。基于... 详细信息

对于智能车辆高速主动避撞,目前的研究大多没有着重考虑车辆动力学模型,这直接限制了避撞算法在实际应用的安全性。为此基于前方相邻车辆的预测轨迹和自车动力学稳定性,提出一种基于前车轨迹预测的智能车辆高速主动避撞改进方法。基于下一代交通仿真(Next generation simulation,NGSIM)数据集进行数据处理与特征提取;搭建长短期记忆循环神经网络(Long short-term memory-recurrent neural network,LSTM-RNN)预测模型并进行训练、预测和验证,得到前车多时域预测轨迹;根据前车预测轨迹和自车动力学稳定性,设计合理的主动换道避撞策略。基于优劣解距离(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)算法规划出具备安全性的主动避撞路径;搭建Prescan-Simulink-Carsim硬件在环试验平台,对提出的主动避撞方法进行试验验证,结果表明该方法可有效解决高速场景下的避撞安全性问题。

关键词：智能车辆高速主动避撞轨迹预测动力学稳定性硬件在环

多级参数融合网络的驾驶场景目标检测方法研究

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机械工程学报 2024年第10期60卷 64-75页

作者：林晨何智成黄怡菲林智桂付广黄晋湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室长沙410082 上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心柳州545007 澳门大学机电工程系中国澳门999078 清华大学车辆与运载学院北京100084

基于深度学习的目标检测方法在智能车载控制器应用时很难同时满足检测精度与速度的要求。因此,提出一种多级参数融合的驾驶场景目标检测方法,实现检测速度和精度的同步提升。首先,设计出一种多级分支结构用于构建模型,同时,为提高模型... 详细信息

基于深度学习的目标检测方法在智能车载控制器应用时很难同时满足检测精度与速度的要求。因此,提出一种多级参数融合的驾驶场景目标检测方法,实现检测速度和精度的同步提升。首先,设计出一种多级分支结构用于构建模型,同时,为提高模型的推理速度,引入一种多级参数融合的方法,即将多级结构层等效为单一的卷积-批标准化层,在保证模型泛化能力不变的条件下,大幅度减小模型的参数量。其次,为增加模型的检测精度,提出一种SSIoU(Soft scaledintersectionofunion)边界框损失计算方法以及一种联合半锚框的标签关联算法,提高模型对驾驶场景的适应能力。最后,开展基于DAIR-V2X-V数据集的试验验证,结果表明,所提出的多级参数融合模型,相比于目前先进的YOLO(You only look once)算法,检测精度(Mean average precision,mAP)提高了9.89%,推理速度(Frames per second,FPS)提高了51.89%。

关键词：智能汽车目标检测参数融合 SSIoU YOLO算法

婴童运动护具中异噻唑啉酮汗液迁移限值模型的构建

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 72-80页

作者：马彤梅朱镇海李琼黄理纳霍炜强方晗刘作起华南理工大学化学与化工学院广东广州510640 深圳技术大学质量与标准学院广东深圳518118 广州海关技术中心广东广州510623

婴童的生理特征和行为模式与成人存在一定差异,导致其在使用相同类型产品时,对有害化学物质的暴露频率及暴露量远高于成人。因此,各国法规标准对婴童用品设置了有害化学物质的安全限值,用以保护最脆弱且敏感的婴童群体。异噻唑啉酮是一... 详细信息

婴童的生理特征和行为模式与成人存在一定差异,导致其在使用相同类型产品时,对有害化学物质的暴露频率及暴露量远高于成人。因此,各国法规标准对婴童用品设置了有害化学物质的安全限值,用以保护最脆弱且敏感的婴童群体。异噻唑啉酮是一种能引起过敏性皮炎的强致敏性化合物,国内尚未设置其化学安全限值,国外也仅限于对其总含量的限制。为此,文中通过考察婴童的化学安全评估方法,总结现有化学安全限值模型,明确了构建限值模型的关键步骤。首先确定剂量反应数据;接着根据产品使用特征确定限值的量纲;然后基于量纲分析法,引入产品特征和人体行为模式参数,建立剂量反应数据与限值之间的联系。在此基础上,通过引入致敏阈值、总致敏评估因子、出汗率、运动时长构建了婴童运动护具中异噻唑啉酮汗液迁移限值模型。最后,结合婴童及产品特征选择合适的参数值,并应用该模型计算出3种异噻唑啉酮(MI、CMI和BIT)的迁移限值,分别为0.150、0.014和0.150 mg/L。该值拟在2023年底公布的国家标准《婴童用品日常运动防护器具通用技术要求》中被应用,用以保障婴童皮肤免受异噻唑啉酮的危害。

关键词：婴童运动护具异噻唑啉酮化学安全限值模型汗液迁移

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尾翼控制小型超空泡航行体运动稳定性分析

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2456-2464页

作者：严平李超畅海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 武汉船用机械有限责任公司技术中心湖北武汉430084

为探究可偏转尾翼对小型超空泡航行体运动状态的影响,建立了具备尾翼控制功能的小型超空泡航行体非线性动力学模型,对航行体动力学系统进行仿真计算,根据Lyapunov指数谱和相轨图对系统稳定性进行判定,运用非线性动力学方法,对不同尾翼... 详细信息

为探究可偏转尾翼对小型超空泡航行体运动状态的影响,建立了具备尾翼控制功能的小型超空泡航行体非线性动力学模型,对航行体动力学系统进行仿真计算,根据Lyapunov指数谱和相轨图对系统稳定性进行判定,运用非线性动力学方法,对不同尾翼反馈增益下的稳定系统、周期振荡系统以及混沌系统进行分析,得到了速度衰减情况下无动力小型超空泡航行体保持稳定运动的反馈增益参数区间,结果表明,无动力小型超空泡航行体可以通过调整尾翼的反馈增益参数进行姿态控制并实现稳定运动。

关键词：超空泡航行体尾翼控制非线性动力学稳定性

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考虑点蚀损伤的系泊锚链极限强度分析

中国造船 2024年第1期65卷 75-85页

作者：刘德让刘刚唐鑫彤郭育豪大连理工大学船舶工程学院大连116024 中国船级社海洋工程技术中心天津300451

在系泊锚链外表面模拟点蚀损伤,建立系泊锚链点蚀损伤模型,并对点蚀损伤下的锚链极限强度进行评估,分析锚链的极限强度演变规律。数值计算结果表明,锚链极限强度随着点蚀程度的加剧逐渐下降,在同等腐蚀体积损失率下,点蚀损伤对极限强度... 详细信息

在系泊锚链外表面模拟点蚀损伤,建立系泊锚链点蚀损伤模型,并对点蚀损伤下的锚链极限强度进行评估,分析锚链的极限强度演变规律。数值计算结果表明,锚链极限强度随着点蚀程度的加剧逐渐下降,在同等腐蚀体积损失率下,点蚀损伤对极限强度的影响远大于均匀腐蚀损伤。结合不同损伤形式下的腐蚀体积损失率,建立了点蚀损伤与均匀腐蚀的等效关系。研究结果可为系泊锚链极限强度的快速评估提供参考。

关键词：锚链点蚀极限强度载荷-位移曲线等效关系

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多孔介质强化水合物储气性能研究进展

化工进展 2024年

作者：甄箫斐杨特勃董缇齐永豪刘佳兰州交通大学新能源与动力工程学院甘肃省储能系统与运行控制技术创新中心

天然气、氢气等气体能源是能源转型的重要组成部分，气体能源的储运是制约其发展的关键。水合物法储气是一种经济环保、安全性较高的新型固态储气方式，具有巨大的发展潜力。但生长动力学缓慢、储气效率低是限制水合物储气工业化应用的... 详细信息

天然气、氢气等气体能源是能源转型的重要组成部分，气体能源的储运是制约其发展的关键。水合物法储气是一种经济环保、安全性较高的新型固态储气方式，具有巨大的发展潜力。但生长动力学缓慢、储气效率低是限制水合物储气工业化应用的主要技术难题。文章围绕水合物储气技术研究，总结了多孔介质（碳基类材料、金属有机框架、硅砂以及金属泡沫等）作为水合物促进剂的研究历程与研究进展。归纳了多孔介质的粒径、孔隙大小排布、表面化学性质、导热系数、含水量、以及与化学促进剂复配使用时对水合物生成的诱导时间、储气速度和储气密度的影响。阐述了部分多孔介质促进水合物生成的机理；对比了不同多孔介质作为水合物促进剂的优缺点；分析了多孔介质作为促进剂的发展趋势和目前的技术瓶颈；为多孔介质作为水合物促进剂的应用提供进一步的分析依据。最后针对多孔介质作为促进剂的重点和发展方向提出建议。

关键词：新型固态储气气体水合物多孔介质动力学强化

基于改进自适应IMM算法的高速列车组合定位

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 817-825页

作者：王小敏雷筱张亚东西南交通大学信息科学与技术学院成都611756 四川省列车运行控制技术工程研究中心成都611756

针对列车高精度定位问题,该文提出基于改进自适应交互多模型(IMM)的高速列车高精度组合定位方法。首先,根据列车定位需求和各传感器特点,设计了卫星接收器、轮轴测速传感器、测速雷达以及单轴陀螺仪4种传感器的组合定位方案。然后,针对... 详细信息

针对列车高精度定位问题,该文提出基于改进自适应交互多模型(IMM)的高速列车高精度组合定位方法。首先,根据列车定位需求和各传感器特点,设计了卫星接收器、轮轴测速传感器、测速雷达以及单轴陀螺仪4种传感器的组合定位方案。然后,针对IMM融合滤波算法因先验信息不准导致固定参数设置不当的问题,引入Sage-Husa自适应滤波和转移概率矩阵(TPM)自适应更新集成为自适应IMM算法。针对多模型切换的滞后问题,利用子模型似然函数值能快速反映模型变化趋势的特点,将似然函数值设为判定标志,并引入判定窗对TPM矩阵元素进行修正,有效提升了模型的切换速度。最后,基于改进自适应IMM算法对4种传感器定位信息进行融合滤波,实现高速列车的高精度组合定位。仿真结果表明:改进后的算法相比其他自适应IMM算法提升定位精度1.6%~14.7%,并且能通过提高模型间切换速度来有效降低位置误差峰值,同时具备较好的抗噪性能。

关键词：列车定位交互式多模型 Sage-Husa自适应滤波算法马尔可夫转移概率矩阵判定窗

不同温度下旋转锥体柱提取的菠萝皮挥发性成分差异性分析

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食品与发酵工业 2024年

作者：杨鹏飞刘龑章孙正光吴薇尚紫博孔令棋孙海峰毛多斌郑州轻工业大学烟草科学与工程学院江西中烟工业有限责任公司技术中心深圳烟草工业有限责任公司技术中心

采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）结合化学计量学和相对气味活度值（relative odor activity value，ROAV）分析旋转锥体柱（spinning cone column，SCC）不同温度下提取的菠萝皮挥发性成分，探究温度对SCC提取菠萝皮挥发性成分的影响。结果表明，60、80和100 ℃条件下SCC从菠萝皮中分别提取出58、95和85种挥发性成分；主成分分析（principal component analysis，PCA）证明SCC不同温度提取的菠萝皮挥发性成分种类及相对含量存在显著差异，正交偏最小二乘法判别分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）结合变量投影重要性值（variable importance in projection，VIP）以及ROAV确定了17种关键差异香味成分，分别为橙花叔醇、香叶醇、丙位庚内酯、菠萝酸甲酯、菠萝酸乙酯、异戊醇、乙酸苯乙酯、苯乙醇、4-辛烯酸甲酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基丁酸乙酯、香茅醇、芳樟醇、己酸甲酯、4-萜烯醇、(+)-柠檬烯和α-松油醇，Pearson相关性分析表明其中大多与果香成正相关，与香草-焦糖香和豆香呈负相关。该研究结果为SCC在菠萝特征风味香料的开发和应用提供了参考，为其他水果香料的开发提供了新的思路。

关键词：旋转锥体柱菠萝皮挥发性成分温度差异