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考虑边端效应及参数变化的直线感应电机MRAS速度观测方法

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1591-1601页

作者：胡海林陈维金虞诗焱丰富汪涛江西理工大学电气学院江西赣州341000 国家铁路局磁浮技术铁路行业重点实验室上海201804 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000

以轨道交通直线感应电机(Linear Induction Motor,LIM)牵引驱动系统速度观测器为研究对象,针对边端效应及电机参数变化导致辨识结果实时性、鲁棒性不足的问题,提出一种基于二阶超螺旋滑模的改进模型参考自适应系统(Model Reference Adap... 详细信息

以轨道交通直线感应电机(Linear Induction Motor,LIM)牵引驱动系统速度观测器为研究对象,针对边端效应及电机参数变化导致辨识结果实时性、鲁棒性不足的问题,提出一种基于二阶超螺旋滑模的改进模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,MRAS)速度观测方法。首先,以计及动态边端效应的初次级电压电流磁链方程为核心,设计直线感应电机标准MRAS速度观测器,降低边端效应对速度辨识性能的影响。然后,进一步分析初级集肤效应和初次级横向错位对标准MRAS速度观测器辨识性能的影响。在此基础上,基于二阶超螺旋算法对MRAS参考模型进行改进,利用主滑模面和辅助滑模面对次级磁链观测的干扰项进行补偿,同时抑制由于滑模算法引入的系统抖振,提高了速度观测器的鲁棒性和动态性能。最后,搭建仿真和硬件在环实验环境进行算法验证。实验结果表明:励磁互感及其他电机参数随边端效应修正因子变化,标准MRAS观测器在突加负载、引入测量误差和电机参数突变的工况下,速度辨识误差明显;改进的MRAS观测器能够实现直线感应电机速度的快速、准确辨识,基于该速度观测器的矢量控制策略,在突加负载、引入测量误差和电机参数突变的工况下,控制性能满足设计要求。研究结果能为轨道交通直线感应电机无速度传感器牵引驱动系统的研究提供一定借鉴。

关键词：直线感应电机无速度传感器模型参考自适应系统边端效应二阶超螺旋滑模算法

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基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机在线参数辨识

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西南交通大学学报 2024年第4期59卷 776-785页

作者：丰富胡海林钟德鸣杨杰江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州34100 磁浮技术铁路行业重点实验室上海710072

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根... 详细信息

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根据考虑动态边端效应的直线感应电机T型等效电路,建立双参数变化的电机状态空间方程,并分析参数变化及耦合特性对电机极点影响;其次,为减小参数耦合对辨识精度的影响,建立双参数互联的低耦合辨识模型,完成互联型全阶自适应观测器设计,采用Popov超稳定性理论推导励磁电感和次级电阻在线辨识的自适应律,实现双参数在线辨识;然后,为提高观测器的稳定性和收敛速度,结合新型极点配置法完成反馈增益矩阵的推导与设计;最后,搭建仿真模型和硬件在环辨识模型进行实验验证.结果表明:新型全阶自适应观测器在启动加速阶段时励磁电感和损耗电阻辨识误差在0.01%左右;在负载动态时损耗电阻辨识误差在0.03%左右.

关键词：直线感应电机全阶观测器参数辨识极点配置

基于模糊扩展卡尔曼的直线感应电机无速度传感器控制

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1168-1179页

作者：丰富胡海林葛琼璇杨杰程浪江西理工大学电气学院江西赣州341000 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000 磁浮技术铁路行业重点实验室上海201804 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室北京100190

直线感应电机(linear induction motor,LIM)可实现无接触、无摩擦的直线运动,具有爬坡强、横断面小、低噪音等优势,在中低速磁悬浮与城市轨道交通中被广泛应用。其中,基于观测器的电机无速度传感器矢量控制方法,是解决速度传感器成本高... 详细信息

直线感应电机(linear induction motor,LIM)可实现无接触、无摩擦的直线运动,具有爬坡强、横断面小、低噪音等优势,在中低速磁悬浮与城市轨道交通中被广泛应用。其中,基于观测器的电机无速度传感器矢量控制方法,是解决速度传感器成本高、可靠性低、维护难等问题的有效途径。针对LIM速度辨识受系统内外扰动影响导致观测精度下降问题,提出基于模糊扩张卡尔曼滤波(Fuzzy Extended Kalman Filter,FEKF)的速度观测方法,提高观测器鲁棒性。首先在αβ坐标系下建立考虑动态边端效应的LIM数学模型,利用LIM的实时电流和电压作为输入信号,以电流、磁链和速度作为状态变量,推导出基于扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)观测器电机状态空间方程的离散模型,利用EKF对LIM的速度和磁链进行在线观测,并用于实现LIM的矢量控制。其次,为提高EKF的噪声协方差矩阵Q对LIM系统内外扰动的鲁棒性,引入模糊控制方法对矩阵Q进行自适应调整,实现速度与磁链的估计精度。具体通过计算系统理论残差与实际残差的偏离程度得到噪声调节因子,实时调整噪声协方差矩阵Q,并在下一周期更新模糊扩展卡尔曼的反馈增益矩阵,提高对速度与磁链的估计精度。之后对系统的能观性与FEKF的收敛性进行分析,探明矩阵Q中各参数的边界及整定规律。最后通过仿真和硬件在环实验验证所提FEKF优化算法的有效性,结果表明FEKF能有效提高对LIM速度辨识准确性,实现LIM无速度传感器矢量控制。

关键词：直线感应电机无速度传感器模糊扩展卡尔曼滤波边端效应系统噪声

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微塑料断面分布的不均一性——以赣江水域赣州段为例

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生态环境学报 2024年第4期33卷 626-632页

作者：何艺秦欣欣张翔孙楠杨雅淋连军锋河流源头水生态保护江西省重点实验室江西赣州341000 江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室江西赣州341000

塑料由于其优异的性能被广泛的应用于生产生活,然而其在环境中不易降解,这导致环境当中存在着许多微塑料,可能造成潜在的生态环境风险。因此,明确水体当中微塑料的丰度并对其进行风险评估对于降低微塑料带来的安全问题有着至关重要的作... 详细信息

塑料由于其优异的性能被广泛的应用于生产生活,然而其在环境中不易降解,这导致环境当中存在着许多微塑料,可能造成潜在的生态环境风险。因此,明确水体当中微塑料的丰度并对其进行风险评估对于降低微塑料带来的安全问题有着至关重要的作用。然而,此前关于流域内微塑料丰度的研究多停留于河流表层水体的研究,忽略了水平方向取样点位以及取样深度对微塑料分布造成的影响,所得出的结论代表性不足。赣江是长江中游的主要支流,在赣州城市区段的代表断面处取样分析,横向与纵向相结合分析了该断面处微塑料的丰度、颜色形态、粒径、聚合物情况的变化情况,并通过生态风险指数法计算了微塑料风险等级。结果表明:该代表断面微塑料丰度为0.25-0.35 pieces∙L^(-1),表层水、中层水和底层水的平均微塑料丰度分别为2.65、2.03和0.91pieces∙L^(-1),微塑料丰度横向范围表现处越靠近河岸处越大,纵向范围随着取样深度的增大而减小;微塑料主要形状为纤维和碎片,以黑色为主,粒径范围在0.125-3.000 mm的微塑料的占比超过94%;集合种类为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二脂和聚氯乙烯;研究区域微塑料潜在风险等级为Ⅱ级。总体而言,赣江赣州城市段河流微塑料丰度在横向和纵向分布上是不均匀的,污染程度总体而言相对较轻。该研究将促进对城市水体当中垂直领域微塑料分布特征的理解,对其他水体流域开展微塑料的相关调研具有指导意义。

关键词：微塑料城市水体分布特征污染现状风险评估赣江

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细胞外囊泡在少肌性肥胖中的作用及机制

中国组织工程研究 2024年第2期28卷 315-320页

作者：龙宜杨佳明叶花钟燕彪王茂源赣南医学院江西省赣州市341000 赣南医学院第一附属医院江西省赣州市341000 赣南医学院第一附属医院康复医学科江西省赣州市341000 赣州市智能康复技术创新中心江西省赣州市341400 赣州市康复医学重点实验室江西省赣州市341000

背景:细胞外囊泡可通过参与细胞间通讯调节胰岛素抵抗和抑制炎症反应,同时可以修复骨骼肌,促进骨骼肌再生,有望成为少肌性肥胖的新型治疗方式。目的:探讨细胞外囊泡的生物发生、生物学功能及其与少肌性肥胖的关系,综述当前有关细胞外囊... 详细信息

背景:细胞外囊泡可通过参与细胞间通讯调节胰岛素抵抗和抑制炎症反应,同时可以修复骨骼肌,促进骨骼肌再生,有望成为少肌性肥胖的新型治疗方式。目的:探讨细胞外囊泡的生物发生、生物学功能及其与少肌性肥胖的关系,综述当前有关细胞外囊泡在少肌性肥胖的发病机制、诊断和治疗中的最新进展。方法:由第一作者应用计算机在PubMed、Embase和中国知网数据库检索涉及细胞外囊泡在少肌性肥胖中的相关研究,检索关键词为“extracellular vesicle,exosome,sarcopenic obesity,obese sarcopenia,skeletal muscle regeneration,skeletal muscle mass regulation”和“细胞外囊泡、外泌体、少肌性肥胖、肥胖肌少症、骨骼肌再生、骨骼肌质量调节”,检索时间为2022年6-11月,经过筛选后纳入87篇文献进行综述分析。结果与结论:①细胞外囊泡是细胞双向通讯的重要媒介,可通过自分泌、旁分泌和内分泌的方式参与正常生理和病理过程的调节。②少肌性肥胖是复杂的多因素疾病,细胞外囊泡主要通过调节骨骼肌炎症反应和肌细胞平衡稳态参与少肌性疾病的发生发展。③脂肪和骨骼肌分泌的细胞因子通过细胞外囊泡包裹而释放到细胞外循环并发生相互作用,促进骨骼肌胰岛素抵抗和脂肪生成,是少肌性肥胖中骨骼肌发生萎缩的主要病理生理学。④细胞外囊泡不仅通过提供特定的致病标志物促进少肌性肥胖的疾病发展进程,也是少肌性肥胖中具有价值的诊断指标。⑤由于运动期间骨骼肌释放细胞外囊泡增强了新陈代谢反应,促进骨骼肌再生,因此细胞外囊泡可以作为少肌性肥胖的治疗靶点,而且还可通过装载药物有效提高药物的生物利用度的方式,治疗少肌性肥胖。

关键词：细胞外囊泡外泌体少肌性肥胖肥胖肌少症增龄性脂代谢异常骨骼肌再生代谢稳态炎症细胞间通讯综述

Notch信号通路调控间充质干细胞的增殖与分化

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中国组织工程研究 2024年第19期28卷 3076-3083页

作者：王雪淞周林李林材邹征伟唐兴坤卢文明陈文杰汪月叶俊松赣南医学院第一附属医院干细胞临床转化分中心江西省赣州市341000 赣南医学院康复学院江西省赣州市341000 赣州市干细胞与再生医学重点实验室江西省赣州市341000 赣南医学院江西省医用组织工程材料与生物制造重点实验室江西省赣州市341000 赣南医学院心脑血管疾病防治教育部重点实验室江西省赣州市341000 赣南医学院护理学院江西省赣州市341000

背景:研究发现,Notch的配体和受体都是细胞膜表面蛋白,是介导细胞间通讯的一种重要蛋白,Notch信号通路在间充质干细胞增殖与分化过程中起着至关重要的调控作用。目的:就Notch信号通路对间充质干细胞增殖与分化过程的调节机制进行综述,... 详细信息

背景:研究发现,Notch的配体和受体都是细胞膜表面蛋白,是介导细胞间通讯的一种重要蛋白,Notch信号通路在间充质干细胞增殖与分化过程中起着至关重要的调控作用。目的:就Notch信号通路对间充质干细胞增殖与分化过程的调节机制进行综述,总结和阐述Notch信号通路如何调控间充质干细胞的增殖与分化相关研究进展,为未来利用干细胞治疗各种相关疾病提供理论支持。方法:由第一作者应用计算机在中国知网、万方、维普、PubMed、Web of Science和Nature数据库检索涉及Notch信号通路调控间充质干细胞增殖与分化的相关文献,中文检索词为“间充质干细胞,Notch,Notch信号通路,增殖,分化”,英文检索词为“mesenchymal stem cells,MSC,Notch,Notch signaling pathway,proliferation,differentiation”,结合文献追溯法查找部分文献,最终纳入87篇文献进入综述分析。结果与结论:①Notch信号通路是一条存在于多细胞生物中保守的信号通路,通过受体与配体结合介导相邻细胞间的通信,在调节细胞分化、增殖、凋亡和细胞周期中发挥重要作用。②间充质干细胞是一类具有自我增殖和多向分化潜能的成体干细胞,可受外界信号通路的调控从而影响其增殖与分化,而Notch信号通路作为其中之一,当Notch配体被激活后,Notch蛋白会经历2次蛋白水解裂解,释放出Notch细胞内结构域NICD随后进入细胞核,进而促进靶基因的转录以达到调控骨髓、脂肪和脐带等不同来源的间充质干细胞增殖与分化的作用,但是调控同物种不同组织来源间充质干细胞在增殖与分化过程中的具体机制有所不同。③Notch信号通路可以调控间充质干细胞分化成不同的靶细胞,但是由于分化的靶细胞不同,Notch信号通路的受体或配体表达水平有差异。④临床上以Notch信号通路为靶点,促进间充质干细胞治疗各种难治性疾病,如再生障碍性贫血症、严重的关节损伤、缺血性脑卒中和心肌梗死等都有很好的应用前景。⑤通过探究Notch信号通路调控大鼠、小鼠和人的骨髓间充质干细胞受体及配体的表达水平,不同物种来源的间充质干细胞其Notch信号通路在增殖与分化的过程中的调控作用也有所不同。⑥间充质干细胞因其安全、免疫排斥性低及治疗前景广等优势在组织工程中的作用逐渐凸显,Notch信号通路调控间充质干细胞增殖与分化的影响因素繁多,后续研究应进一步优化影响因素变量,探索调控间充质干细胞增殖与分化的标准化研究。

关键词： Notch信号通路信号通路干细胞间充质干细胞临床意义细胞命运增殖分化综述

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单点磁悬浮系统自抗扰自适应控制

哈尔滨工业大学学报 2024年第8期56卷 86-93页

作者：曹泽华杨杰胡海林江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西省磁悬浮技术重点实验室(江西理工大学) 江西赣州341000

为解决磁悬浮系统中存在的未知干扰导致的控制性能下降问题,提出了一种利用梯度信息自适应观测带宽的自抗扰控制方法(adaptive linear active disturbance rejection control, ALADRC)。首先,建立单点悬浮系统的非线性模型,理论推导出... 详细信息

为解决磁悬浮系统中存在的未知干扰导致的控制性能下降问题,提出了一种利用梯度信息自适应观测带宽的自抗扰控制方法(adaptive linear active disturbance rejection control, ALADRC)。首先,建立单点悬浮系统的非线性模型,理论推导出单点悬浮系统的自抗扰参数稳定域,并由此得出临界带宽概念;其次,根据观测误差最小化推导出自适应线性扩张观测器的迭代公式,增强了系统参数的稳定性,即使当前带宽会使系统发散,ALADRC也可以自动调节到相对最优稳定带宽点,使自整定变得可行,同时当遇到扰动时,带宽也会做出相应调整,增强系统抗扰能力;然后,仿真分析了ALADRC在不同学习率下观测带宽的收敛情况,得出学习率越大观测带宽收敛速度越快,最后收敛的带宽值也相对越大,且根据临界带宽和系统单位尺度可以反向推导出学习率的数量级,简化学习率的调整;最后,在单点悬浮平台上分别对比PID(proportional integral derivative)、LADRC(linear active disturbance rejection control)和ALADRC的控制效果。结果表明,相较于PID和LADRC,ALADRC的综合控制性能最优,可以实现快速无超调起浮,具有良好的自调节和抗扰能力。

关键词：磁悬浮自适应 LADRC 抗扰稳定域

持续高温作用下花岗岩特征应力及声发射特征试验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第7期43卷 1580-1592页

作者：赵奎李从明曾鹏熊良锋龚囱黄震江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000 江西理工大学战略金属矿产资源低碳加工与利用江西省重点实验室江西赣州341000 江西理工大学稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室江西赣州341000

在核废料地质处置、地热资源开发等地下工程中,持续高温作用导致岩石强度和变形性能显著降低,易诱导工程灾害发生。因此探究持续高温作用下花岗岩特征应力及声发射特征具有重要意义。基于此,以350℃及950℃为目标温度,对不同高温持续时... 详细信息

在核废料地质处置、地热资源开发等地下工程中,持续高温作用导致岩石强度和变形性能显著降低,易诱导工程灾害发生。因此探究持续高温作用下花岗岩特征应力及声发射特征具有重要意义。基于此,以350℃及950℃为目标温度,对不同高温持续时间后花岗岩进行单轴压缩声发射试验,重点分析高温持续时间对特征应力点及其声发射特征影响规律。结果表明:(1)随着高温持续时间增加,花岗岩质量损失率、体积膨胀率、纵波衰减率呈指数型增大。(2) 350℃持续高温下,单轴抗压强度、弹性模量、峰值应变及特征应力随持续时间增加呈指数型增大;950℃持续高温下,单轴抗压强度、弹性模量及特征应力随持续时间增加呈指数型减小,峰值应变呈指数型增大。(3)特征应力受高温持续时间变化敏感度程度为:闭合应力>起裂应力>损伤应力>峰值应力。(4)随着高温持续时间增加,350℃下花岗岩特征应力处声发射主频减小、幅值增大,多重分形参数增加,小尺度破裂逐渐占主导;950℃下花岗岩特征应力处声发射主频增大、幅值减小,多重分形参数减小,大尺度破裂逐渐占主导。(5)高温引起的热致裂纹和孔隙变化主要在持续时间8 h前,超过8 h之后,高温持续时间对其影响程度显著降低。

关键词：岩石力学高温持续时间特征应力声发射多重分形 SEM

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萝卜硫素的成药性及其在肿瘤和神经退行性疾病中的作用

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生物化学与生物物理进展 2024年第1期51卷 59-69页

作者：吴见乐刘锡建刘儒华江峰缪丹赣南医学院江西省医用组织工程材料与生物制造重点实验室赣州 341000 赣南医学院康复学院赣州 341000 上海工程技术大学化学化工学院上海 201620 赣州华汉生物科技有限公司赣州 341100 赣州华汉生物科技有限公司赣州 341100 赣南医学院江西省医用组织工程材料与生物制造重点实验室赣州 341000 赣州华汉生物科技有限公司赣州 341100 赣南医学院江西省医用组织工程材料与生物制造重点实验室赣州 341000

萝卜硫素是一种来源于十字花科类蔬菜的天然活性物质,具有强大的抗氧化和抗癌能力.研究表明,萝卜硫素可通过调节Nrf2、NF-κB、HSF1-HSP信号通路和调控表观遗传,从而作用于Ⅱ相解毒酶、HDAC和DNMT,影响癌症、神经退行性疾病等疾病的发... 详细信息

萝卜硫素是一种来源于十字花科类蔬菜的天然活性物质,具有强大的抗氧化和抗癌能力.研究表明,萝卜硫素可通过调节Nrf2、NF-κB、HSF1-HSP信号通路和调控表观遗传,从而作用于Ⅱ相解毒酶、HDAC和DNMT,影响癌症、神经退行性疾病等疾病的发生、发展.此外,由于萝卜硫素具有易吸收易代谢等特点,用纳米材料包裹萝卜硫素可提高其生物利用度和稳定性,更好发挥其疗效.近年来已有多项Ⅰ/Ⅱ期临床实验显示,萝卜硫素具有良好的成药性,这表明萝卜硫素在治疗癌症和神经退行性疾病方面有极高的药用潜力.本文主要针对萝卜硫素的药代动力学、作用靶点、安全性及其在肿瘤和神经退行性疾病中的研究进展进行综述,为萝卜硫素未来应用于肿瘤和神经退行性疾病的治疗提供参考.

关键词：萝卜硫素药代动力学信号通路肿瘤神经退行性疾病