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基于荧光共轭聚合物和氧化石墨烯的核酸外切酶I检测

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分析试验室 2024年第4期43卷 541-546页

作者：程昆淇高梦莹邢佳贝赵一帆卢宏飞刘学国邢小静南阳师范学院化学与制药工程学院南阳473061 南阳理工学院生物与化学工程学院南阳473004

核酸外切酶I(Exo I)作为一种重要的核酶参与了许多生物学过程,具有维持遗传信息稳定性的功能,因此建立有效检测Exo I活性的方法具有重要的研究价值。基于聚芴类荧光共轭聚合物-poly[(9,9-bis(6′-N,N,N-trimethyl-ammonium)hexyl)-fluor... 详细信息

核酸外切酶I(Exo I)作为一种重要的核酶参与了许多生物学过程,具有维持遗传信息稳定性的功能,因此建立有效检测Exo I活性的方法具有重要的研究价值。基于聚芴类荧光共轭聚合物-poly[(9,9-bis(6′-N,N,N-trimethyl-ammonium)hexyl)-fluorenylene phenylene dibromide](PFP)不能与吸附在氧化石墨烯(GO)表面的单链DNA结合的实验发现,借助GO对单链DNA和双链DNA作用力强度大小的差异,构建了一个背景信号低、灵敏度高的Exo I检测新方法。GO和PFP的最适浓度分别为2.5和7.2 mg/L。在最佳条件下,Exo I浓度在0.5~4.0 U/mL范围内与体系的荧光强度呈良好的线性关系,线性方程为F=-0.11c+0.861,检出限为0.16 U/mL。该方法可用于血清模拟样品中Exo I活性的检测,加标回收率为103.6%~106.0%。

关键词：荧光共轭聚合物氧化石墨烯 DNA 低背景核酸外切酶I

基于高斯滤波与多尺度CNN的抗噪轴承故障诊断方法

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 132-137页

作者：路新华韩风超马丽张凌晓孙鹏南阳理工学院信息工程学院河南南阳473004 郑州大学信息工程学院郑州450001 南阳理工学院计算机与软件学院河南南阳473004

针对滚动轴承在强背景噪声环境下故障诊断性能不佳,已有基于深度学习和降噪处理的故障诊断模型规模较大,复杂度较高导致难以实际部署的问题,提出一种基于高斯滤波(Gaussian-filter)和多尺度卷积神经网络(MultiScale Convolution Neural ... 详细信息

针对滚动轴承在强背景噪声环境下故障诊断性能不佳,已有基于深度学习和降噪处理的故障诊断模型规模较大,复杂度较高导致难以实际部署的问题,提出一种基于高斯滤波(Gaussian-filter)和多尺度卷积神经网络(MultiScale Convolution Neural Network,MSCNN)的滚动轴承故障诊断方法,可在噪声环境中实现低复杂度、高精度的故障诊断,并对不同负载情况具有高鲁棒性。该方法首先构造适应不同信噪比的最佳滤波核,然后对有噪信号进行降噪处理,最后使用MSCNN自适应提取信号多尺度特征,实现多类别故障诊断。实验结果表明,与当下最先进的各种故障诊断方法相比,该方法在各种强度噪声下均具有较高故障诊断精度,且在时间和空间维度上具有较低的复杂度,有望在工业生产中得到实际应用。

关键词：故障诊断降噪深度学习高斯滤波卷积神经网络

基于透镜成像对立学习TSO算法的无人机三维航迹规划

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电光与控制 2024年第9期31卷 45-51,80页

作者：孙曦刘峰薛晓南阳理工学院信息工程学院河南南阳473000

金枪鱼优化算法求解无人机三维航迹规划容易出现搜索精度差、航迹代价高的问题,为此设计了基于透镜成像对立学习机制的改进金枪鱼优化算法。首先,引入非线性权重系数更新、最优最差对立学习及透镜成像对立学习策略对金枪鱼优化算法寻优... 详细信息

金枪鱼优化算法求解无人机三维航迹规划容易出现搜索精度差、航迹代价高的问题,为此设计了基于透镜成像对立学习机制的改进金枪鱼优化算法。首先,引入非线性权重系数更新、最优最差对立学习及透镜成像对立学习策略对金枪鱼优化算法寻优性能进行改进,提升算法逼近最优解的精度;然后,建立具有地貌约束和性能约束的障碍物威胁模型,将无人机三维航迹规划问题转换为代价函数优化问题,利用改进算法迭代求解航迹规划,搜索代价最小且安全避障的最优航迹。实验结果表明,改进算法有效解决了原有早熟收敛问题,其规划航程更短、代价更低,且航迹规划效率得到了有效提升。

关键词：航迹规划金枪鱼优化算法对立学习透镜成像代价函数

基于深度神经网络的树木伐桩轮廓提取及匹配方法

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林业工程学报 2024年第3期9卷 149-158页

作者：崔世林田斐南阳理工学院智能制造学院南阳473004

为了及时准确地找到被盗树木,公安机关需要比对被盗伐树木伐桩的上下截面,寻找共同点,并依此确认两者是否属于同一树木。但是由于存放环境不同,伐桩上下截面的颜色、纹理存在巨大差异,由于锯伐方式和树皮的影响,伐桩上下表面的轮廓也存... 详细信息

为了及时准确地找到被盗树木,公安机关需要比对被盗伐树木伐桩的上下截面,寻找共同点,并依此确认两者是否属于同一树木。但是由于存放环境不同,伐桩上下截面的颜色、纹理存在巨大差异,由于锯伐方式和树皮的影响,伐桩上下表面的轮廓也存在很大差异,伐桩下表面还很容易受木屑等影响,背景复杂。针对这些难点,本研究在前面的研究基础上,继续把棋盘格作为特征物放置在伐桩表面,用PPYOLO_MobileNetV3卷积神经网络检测图像中的棋盘格,对棋盘格中的角点进行检测、排序,然后进行透视变换,恢复伐桩的原始面积和轮廓等特征,接着用PP-LiteSeg网络在复杂背景下提取伐桩轮廓,然后用CAE_ViT_base网络对轮廓进行匹配,实现了伐桩轮廓匹配的全流程,从而极大程度节约了人工。理论分析和试验结果都表明,基于局部梯度的匹配法、基于局部点集拓扑特征的匹配法和基于轮廓的全局特征匹配方法等,在伐桩图像的匹配中都是不可行的。CAE_ViT_base网络的解码器将输入图像分割为大小一致的图像块,解码器的训练过程需要关注每一个块的特征,伐桩轮廓的匹配难点在于轮廓有局部缺失,局部梯度误差较大。CAE_ViT_base网络的自监督预训练机制很好地弥补了上述缺点;同时,采用对样本图像随机多角度旋转的方法,使得图像的特征提取能够保持旋转不变性。CAE_ViT_base网络提取出来的特征在尺度上高于基于梯度的特征,也高于基于局部点集拓扑的特征,但低于全局特征。因此,只要少部分图像块高度匹配,则CAE_ViT_base网络给出的最终匹配度就比较高;同时,这种工作方式和人工对比2个伐桩轮廓是否匹配的方法也是一致的。在本研究的344幅伐桩图像上进行试验,结果表明:本研究算法对整个测试集的检测成功率为100%,棋盘格检测成功率100%,轮廓提取精度达到98.8%,轮廓匹配准确率100%,无一错检和误匹配;和基于梯度的轮廓提取方法及基于特征描述子的轮廓匹配方法相比,本研究方法具有全方位的优势。本方法中,伐桩检测匹配全流程计算耗时不足30 s,完全满足实际应用需要,具有较好的推广应用价值。

关键词：深度神经网络棋盘格检测伐桩轮廓检测轮廓匹配伐桩校正

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基于长序列的航空发动机剩余使用寿命预测方法

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北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 774-784页

作者：郭俊锋刘国华刘国伟兰州理工大学机电工程学院兰州730050 新乡学院机电工程学院新乡453003

针对多传感器长序列数据下航空发动机剩余使用寿命预测方法存在预测准确度不足的问题,提出一种基于堆叠膨胀卷积神经网络(SDCNN)的航空发动机剩余使用寿命预测方法。将多传感器长序列数据归一化处理,降低因量纲和取值范围不同引起的误差... 详细信息

针对多传感器长序列数据下航空发动机剩余使用寿命预测方法存在预测准确度不足的问题,提出一种基于堆叠膨胀卷积神经网络(SDCNN)的航空发动机剩余使用寿命预测方法。将多传感器长序列数据归一化处理,降低因量纲和取值范围不同引起的误差;构建预测目标函数表征航空发动机的真实退化情况;搭建基于SDCNN的预测模型,扩大模型感受野,提取数据中的长期、深层和全局时序特征用于回归分析,得到航空发动机的剩余使用寿命预测结果;采用Hyperband优化算法和StratifiedKFold交叉验证方法优化模型,提升模型预测准确度和不同条件下的适应性,并采用商用模块化航空推进系统仿真(C-MAPSS)数据集验证所提方法的有效性。在C-MAPSS中FD003数据集上的实验结果表明:所提方法可有效提高基于长序列的航空发动机剩余使用寿命预测准确度,模型预测准确度得分指标明显降低32.62%。

关键词：堆叠膨胀卷积剩余使用寿命预测 Hyperband超参数优化算法航空发动机长序列信号

CQDs-rGO/ZnO复合材料的制备及其光催化降解甲硝唑的性能

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3042-3052页

作者：叶红勇杨艳菊王明辉左广玲杜佳南阳理工学院生物与化学工程学院南阳473000 河南省工业微生物资源与发酵利用重点实验室南阳473000

ZnO的低可见光活性及光生载流子迁移率低且容易复合的缺点限制了其在光催化领域的实际应用。为此,本文采用超声辅助浸渍法制备了碳量子点(CQDs)-还原氧化石墨烯(rGO)/ZnO三元复合催化剂,通过XRD、SEM、TEM、X射线能量散射光谱(XEDS)、XP... 详细信息

ZnO的低可见光活性及光生载流子迁移率低且容易复合的缺点限制了其在光催化领域的实际应用。为此,本文采用超声辅助浸渍法制备了碳量子点(CQDs)-还原氧化石墨烯(rGO)/ZnO三元复合催化剂,通过XRD、SEM、TEM、X射线能量散射光谱(XEDS)、XPS、BET、UV-Vis DRS、VB-XPS、光致发光(PL)、瞬态光电流响应(TPR)及电化学阻抗(EIS)等表征手段对其晶体结构、形貌和光电性能进行了表征。以模拟抗生素废水甲硝唑(MTZ)为降解对象,考察了CQDs-rGO/ZnO复合催化剂的光催化活性。结果表明:rGO和CQDs的引入,能够优化ZnO的能带结构、增强其对可见光的吸收。rGO和CQDs的强导电性,可促进光生载流子的快速转移和分离,有效提升CQDs-rGO/ZnO复合催化剂的光催化活性。淬灭实验表明,羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O_(2)^(-))是反应过程中的主要活性物质。在CQDs复合量为1%时,CQDs-rGO/ZnO的光催化活性最好,可见光照射2.5 h,对MTZ的降解率可达87.8%。经历4次循环后,依然可以降解75.2%的MTZ,说明CQDs-rGO/ZnO复合催化剂理化性能稳定。

关键词： ZnO CQDs rGO 光催化甲硝唑

基于多尺度-高效通道注意力网络的刀具故障诊断方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 82-90页

作者：狄子钧袁东风李东阳梁道君周晓天信苗苗曹凤雷腾飞山东大学信息科学与工程学院济南250100 山东大学控制科学与工程学院济南250061 齐鲁理工学院机电工程学院济南250200

目前,生产加工流程正向着智能化迈进,设备的故障诊断及预测性维护在保障企业生产效率,降低生产成本方面起着至关重要的作用。刀具作为数控机床的切削工具,其实时健康状态直接影响着机床的加工效率和产品质量。对刀具磨损状态的精准监测... 详细信息

目前,生产加工流程正向着智能化迈进,设备的故障诊断及预测性维护在保障企业生产效率,降低生产成本方面起着至关重要的作用。刀具作为数控机床的切削工具,其实时健康状态直接影响着机床的加工效率和产品质量。对刀具磨损状态的精准监测有助于避免因刀具失效导致的产品质量问题。基于此背景,研究一种基于深度学习的刀具故障诊断方法,将高效通道注意力应用到多尺度卷积神经网络中,提出基于多尺度-高效通道注意力网络的刀具故障诊断方法,利用通道特征学习将机床主轴不同方向的振动信号进行自适应的特征融合,从而提升刀具磨损状态诊断精度。此外,设计刀具磨损试验平台,用于采集符合实际生产的数据,在实际生产场景中验证所提算法的性能。试验结果表明,所提出方法较多尺度网络的刀具故障诊断准确率提高4.47%。

关键词：刀具故障诊断多尺度卷积神经网络高效通道注意力特征融合智能制造

Li掺杂对4H-SiC光电性质影响的理论研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期 157-164页

作者：李萍尹伟潘学聪庞国旺马亚斌杨亚宏杨菲宇张盼秦彦军新疆理工学院理学院新疆理工学院机电工程学院

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了Li掺杂4H-SiC体系的电子结构及光学性质.结果表明，掺杂前后的4H-SiC均为间接带隙半导体，Li原子间隙掺杂后形成n型半导体，Li原子替位式掺杂体系的禁带中出现了杂质能级，降低了电子跃迁... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了Li掺杂4H-SiC体系的电子结构及光学性质.结果表明，掺杂前后的4H-SiC均为间接带隙半导体，Li原子间隙掺杂后形成n型半导体，Li原子替位式掺杂体系的禁带中出现了杂质能级，降低了电子跃迁时所需的能量；对电荷差分密度图的分析表明，Li原子失去电子，导致Li-C键和Li-Si键的共价性降低，以离子性为主；在可见光区域，相比于4H-SiC体系，掺杂体系的吸收率峰值均有所提高，其中Li间隙掺杂体系吸收带边最小，吸收率峰值最大，掺杂后的4H-SiC体系对红外、可见光、紫外均能够有所吸收，说明Li掺杂能够有效拓宽4H-SiC对光的响应范围.

关键词： Li掺杂 4H-SiC 电子结构光学性质第一性原理

人力资本结构高级化、技术进步与流通业绿色发展

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商业经济研究 2024年第20期 33-36页

作者：李冉南阳理工学院河南南阳473000

人力资本是驱动流通业绿色发展的核心要素,本文采用2010-2022年我国省级面板数据,考察人力资本结构高级化、技术进步和流通业绿色发展的关系。研究表明,人力资本结构高级化能显著促进流通业绿色发展,在多种稳健性检验后该结论仍然成立;... 详细信息

人力资本是驱动流通业绿色发展的核心要素,本文采用2010-2022年我国省级面板数据,考察人力资本结构高级化、技术进步和流通业绿色发展的关系。研究表明,人力资本结构高级化能显著促进流通业绿色发展,在多种稳健性检验后该结论仍然成立;区域异质性分析显示,人力资本结构高级化对东部地区流通业绿色发展的促进作用最强,对中部地区的促进作用相对较弱,对西部地区的作用不显著;中介机制研究发现,技术进步是人力资本结构高级化影响流通业绿色发展的重要机制路径。最后根据研究结论,提出了促进我国流通业绿色发展的政策建议。

关键词：人力资本结构高级化技术进步流通业绿色发展机制研究