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直流横磁真空灭弧室电弧运动特性影响因素分析

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真空科学与技术学报 2025年

作者：刘晓明赵媛媛陈海闻福岳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电气工程学院中电普瑞电力工程有限公司

在故障开断过程中，横磁真空灭弧室内部的金属蒸气电弧等离子体受横向磁场的作用沿触头表面高速运动，电弧动态演化行为直接影响真空断路器的开断性能。本文结合断路器机构运动特性曲线，建立12kV/1250A/25kA真空灭弧室横磁触头系统三... 详细信息

在故障开断过程中，横磁真空灭弧室内部的金属蒸气电弧等离子体受横向磁场的作用沿触头表面高速运动，电弧动态演化行为直接影响真空断路器的开断性能。本文结合断路器机构运动特性曲线，建立12kV/1250A/25kA真空灭弧室横磁触头系统三维磁场有限元模型，研究伴随开断进程极间磁场和电弧所受磁吹力变化规律，并探究机构运动特性对开断性能的影响。研究结果表明，提高机构速度特性可以增大电弧弧根在触头表面的旋转速度，但同时会减弱极间磁场。此外，通过仿真分析触头结构参数对电弧作用力的影响，发现将槽隙起点向触头外侧移动或减小槽隙宽度均有利于电弧跨越槽隙，减小电弧在触头表面的停滞时间，有利于提高断路器的开断能力。

关键词：真空断路器真空电弧等离子体横向磁场操作机构

经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质网络可塑性的影响

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1108-1117页

作者：张帅李子春徐亦豪谢晓峰郭忠圣赵清扬省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401 天津市生物电工与智能健康重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的... 详细信息

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的影响。方法:①动物实验:将24只C57小鼠平均且随机分为4组,对照组(接受伪刺激)、刺激6.35 W/cm^(2)组(接受0.3 T、6.35 W/cm^(2)的耦合刺激)、刺激17.36 W/cm^(2)组(接受0.3 T、17.36 W/cm^(2)组的耦合刺激)和刺激56.25 W/cm^(2)组(接受0.3 T、56.25 W/cm2的耦合刺激),记录小鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号和行为学正确率。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激小鼠前额叶皮质神经网络模型,分别比较不同刺激强度下神经网络结构连接特性。结果与结论:①经颅磁声电刺激能够有效缩短小鼠行为学习时间,工作记忆能力得到改善(P实验准确度没有明显差异(P>0.1)。分析小鼠前额叶局部场电位信号发现经颅磁声电刺激促进了β节律与γ节律能量增强;而随刺激强度升高,β节律与γ节律出现了非同步性下降;通过β-γ相位幅值耦合发现,刺激增强了神经网络适应新的信息和任务要求的能力变化。②建模仿真发现,刺激使得神经网络放电水平增强,长时程突触权重水平提高而短时程突触权重仅在刺激强度较高时降低。③研究结果表明,不同的刺激强度与神经网络功能结构的影响存在复杂的非线性关系;这种神经调控技术为治疗突触功能障碍和神经网络异常等相关神经疾病方面提供新的可能。

关键词：经颅磁声电刺激工作记忆突触可塑性皮质网络 LIF神经元模型

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鱼菜共生技术及其系统装备的研究现状与展望

南京农业大学学报 2025年第1期48卷 85-96页

作者：李天沛汪小旵施印炎丁为民南京农业大学工学院江苏南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室江苏南京210031

中国淡水养殖产量稳居世界第一位,但过量投饲和养殖模式落后带来的水体富营养化、生产效率低下以及水产品质量无法得到保障等问题严重制约了水产养殖业的健康发展,因此发展鱼菜共生等生态种养模式是加快发展生态循环农业并最终实现农业... 详细信息

中国淡水养殖产量稳居世界第一位,但过量投饲和养殖模式落后带来的水体富营养化、生产效率低下以及水产品质量无法得到保障等问题严重制约了水产养殖业的健康发展,因此发展鱼菜共生等生态种养模式是加快发展生态循环农业并最终实现农业绿色可持续发展的重要途径。鱼菜共生技术可实现氮素和水资源的高利用率,生产农产品的同时生态效益也很显著。鱼菜共生系统包含水产养殖、养殖尾水预处理、微生物降解转化、作物栽培等农艺环节,涉及多种农业生产过程和装备。本文总结了国内外现代鱼菜共生技术的发展现状,介绍了鱼菜共生系统的装备组成和模式特点,分析了鱼菜共生技术及其装备存在的问题和挑战,提出鱼菜共生技术未来发展趋势与建议。

关键词：鱼菜共生种养装备水产养殖无土栽培尾水处理氮素循环

掘进巷道狭长受限空间的掘锚设备避碰路径规划方法研究

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煤炭科学技术 2025年

作者：杨文娟张冉张旭辉田思昊王泽尧郑西利任志腾万继成杜昱阳张寒冰西安科技大学机械工程学院陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室

针对煤矿井下狭长受限空间条件下掘锚设备协同作业过程的碰撞检测与避碰路径规划难题，提出了基于深度强化学习（Deep Reinforcement Learning，DRL）的煤矿掘进巷道掘锚设备碰撞检测与避碰路径规划方法。利用激光雷达将巷道环境进行实... 详细信息

针对煤矿井下狭长受限空间条件下掘锚设备协同作业过程的碰撞检测与避碰路径规划难题，提出了基于深度强化学习（Deep Reinforcement Learning，DRL）的煤矿掘进巷道掘锚设备碰撞检测与避碰路径规划方法。利用激光雷达将巷道环境进行实时重建，在虚拟环境中建立掘进设备与钻锚设备的路径规划训练模型，在构建的掘进工作面虚拟三维场景下，采用混合层次包围盒法进行掘锚设备、钻锚设备以及掘进巷道间的虚拟碰撞检测。针对掘锚设备的运动特性，本文在SAC（Soft Actor-Critic）算法的基础上引入多智能体经验共享机制，提出了MAES-SAC（Multi-Agent Experience Sharing）算法，通过定义智能体的状态空间和动作空间，并设计相应的奖惩机制，对智能体进行训练。仿真结果表明，相比于PPO算法和SAC算法，MAES-SAC算法平均奖励值分别提高了8.21%与7.43%，最高奖励值分别提高了0.25%与0.14%，达到最高奖励值的步数分别缩短与3.06%和6.63%，标准差分别减少了10.07%与6.99%。最后，搭建了掘锚设备避碰路径规划与碰撞感知系统实验平台，通过虚实运动同步性测试和掘锚设备避碰轨迹规划实验，验证了掘锚设备避碰路径规划的可行性和准确性，该方法为煤矿井下掘进设备群碰撞感知与协同避碰路径规划提供了一种新的思路，对推动煤矿井下掘进工作面智能化建设具有重要意义。

关键词：煤矿机器人路径规划深度强化学习受限空间虚实结合

一种基于DTW-DP-GMM的工业机器人轨迹学习策略

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 68-80页

作者：肖洒陈旭阳叶锦华吴海彬福州大学机械工程及自动化学院福州350108 福建省特种智能装备安全与测控重点实验室福州350108

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法... 详细信息

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法.首先,针对示教过程中采集的多条轨迹在时间长度上存在差异的问题,采用DTW算法来统一示教轨迹在时域上的变化.其次,使用GMM算法对示教轨迹的特征进行提取,并利用高斯混合回归(GMR)算法将其重构为复现轨迹.在这个过程中采用DP算法来预估GMM算法的关键参数高斯分布的数量,与传统方法相比,能够简单直观地得到相对准确的参数值.利用DP算法对复现轨迹的数据点进行稀疏化并优化,不仅确保了机器人最终运动轨迹的精度,而且大幅减少了最终轨迹数据点的数量.最后,进行了不同形状的模拟焊接轨迹学习规划实验.结果表明:经由DTW对齐后的示教轨迹具有更加明显的运动特征,经过GMM-GMR学习输出的复现轨迹具有良好的表征结果;在使用GMM-GMR算法学习示教轨迹的过程中,采用DP算法可以有效预估高斯分布个数;经过DP算法稀疏化并优化的最终轨迹的平均位置误差均在0.500 mm以内,其最大误差可以控制在0.800 mm以内,可以满足焊接轨迹规划的精度要求,验证了该策略的有效性和优越性.

关键词：工业机器人示教编程高斯混合模型道格拉斯-普克算法动态时间规整轨迹复现

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气吸式圆盘白萝卜播种机设计与试验

农机化研究 2025年第1期47卷 148-156页

作者：尹家巧李骅齐新丹孙新平马云龙南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 南京农业大学江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031 南京农业大学工学院南京210031

针对目前白萝卜种子尺寸小、流动性差、形状不规则导致播种机吸种效果差、漏播率和重播率高等情况,设计了一款气吸式圆盘白萝卜播种机。通过对播种机结构组成和工作原理的分析,计算吸附单粒种子的受力情况,建立了力学模型,并得到单粒最... 详细信息

针对目前白萝卜种子尺寸小、流动性差、形状不规则导致播种机吸种效果差、漏播率和重播率高等情况,设计了一款气吸式圆盘白萝卜播种机。通过对播种机结构组成和工作原理的分析,计算吸附单粒种子的受力情况,建立了力学模型,并得到单粒最小吸附负压值;通过各级链数转动比,确定了播种机地轮与排种器链数关系。通过对吸种过程DEM-CFD耦合仿真单因素试验,计算确定播种机中排种器关键结构参数最优范围,即排种盘转速为1~2 rad/s、风机负压为4~5 kPa、吸孔直径为2.4~2.8 mm;并在此基础上进行田间试验,以排种盘转速、风机负压、吸孔直径为试验因素,以播种间距合格率指标、漏播率指标、重播率指标为评价标准,进行三因素三水平正交试验。利用Design-Expert软件构造数学回归方程和响应曲面模型,分析了各个参数对播种合格率指标的影响变化,并利用软件最优化模块,确定了结构参数最优组合,即排种盘转速为1.3 rad/s、风机负压为4.6 kPa、吸孔直径为2.5 mm。田间试验结果表明:播种行距合格率指标为92.35%,漏播率指标为3.97%,重播率指标为3.68%,满足白萝卜精量播种的农艺要求。

关键词：气吸播种机耦合仿真田间试验正交试验白萝卜

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重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回钾离子通道的影响

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2544-2552页

作者：钱磊于洪丽赵秀芝朱俞灿河北工业大学生命科学与健康工程学院天津市300130 河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室天津市300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津市300130

背景:经颅磁刺激已经被用于治疗阿尔茨海默病,但其机制尚未完全明确。目的:分析重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回神经兴奋性的作用机制。方法:采用随机数字表法,将16只C57BL/6小鼠随机分为对照组(n=8)、对照+磁刺激组(n=8),... 详细信息

背景:经颅磁刺激已经被用于治疗阿尔茨海默病,但其机制尚未完全明确。目的:分析重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回神经兴奋性的作用机制。方法:采用随机数字表法,将16只C57BL/6小鼠随机分为对照组(n=8)、对照+磁刺激组(n=8),将16只APP/PS1小鼠随机分为痴呆组(n=8)、痴呆+磁刺激组(n=8),对照+磁刺激组与痴呆+磁刺激组给予重复经颅磁刺激,2 h/d,连续刺激14 d。磁刺激结束后,采用水迷宫实验检测小鼠认知能力,全细胞膜片钳技术采集动作电位,分析阿尔茨海默病对动作电位的影响;全细胞膜片钳技术采集钾离子通道电流,分析其动力学特性对神经兴奋性的作用。结果结论:①水迷宫实验结果显示,正常小鼠接受重复经颅磁刺激后能够更加精准地找到确定原平台位置,阿尔茨海默病导致小鼠学习记忆能力下降,找到平台次数下降,海马齿状回神经元退化,而重复经颅磁刺激可提高阿尔茨海默病小鼠的学习记忆能力;②全细胞膜片钳技术检测结果显示,重复经颅磁刺激能够使阿尔茨海默病小鼠神经元更容易发生去极化,使神经元更易兴奋;③钾离子通道电流分析结果显示,阿尔茨海默病使得瞬时外向钾通道半数激活电压增大,失活曲线向着去极化方向偏移,复活时间常数延长,使得延迟整流钾通道激活曲线向着去极化的方向偏移,而重复经颅磁刺激干预延迟了钾离子通道的打开与关闭,抑制了细胞内钾离子的外流,使得细胞内保持较高浓度K^(+),提高了神经元兴奋性;④结果表明,重复经颅磁刺激可能通过提高海马齿状回颗粒神经元兴奋性来缓解认知能力的衰退。

关键词：重复经颅磁刺激全细胞膜片钳 K+通道水迷宫神经兴奋性学习记忆动作电位

基于ASP-SERes2Net的说话人识别算法

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北京工业大学学报 2025年第1期51卷 42-50页

作者：令晓明陈鸿雁张小玉张真兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070 兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心兰州730070

为提升说话人识别的特征提取能力,解决在噪声环境下识别率低的问题,提出一种基于残差网络的说话人识别算法——ASP-SERes2Net。首先,采用梅尔语谱图作为神经网络的输入;其次,改进Res2Net网络的残差块,并且在每个残差块后引入压缩激活(sq... 详细信息

为提升说话人识别的特征提取能力,解决在噪声环境下识别率低的问题,提出一种基于残差网络的说话人识别算法——ASP-SERes2Net。首先,采用梅尔语谱图作为神经网络的输入;其次,改进Res2Net网络的残差块,并且在每个残差块后引入压缩激活(squeeze-and-excitation,SE)注意力模块;然后,用注意力统计池化(attention statistics pooling,ASP)代替原来的平均池化;最后,采用附加角裕度的Softmax(additive angular margin Softmax,AAM-Softmax)对说话人身份进行分类。通过实验,将ASP-SERes2Net算法与时延神经网络(time delay neural network,TDNN)、ResNet34和Res2Net进行对比,ASP-SERes2Net算法的最小检测代价函数(minimum detection cost function,MinDCF)值为0.0401,等误率(equal error rate,EER)为0.52%,明显优于其他3个模型。结果表明,ASP-SERes2Net算法性能更优,适合应用于噪声环境下的说话人识别。

关键词：说话人识别梅尔语谱图 Res2Net 压缩激活(squeeze-and-excitation,SE)注意力模块注意力统计池化(attention statistics pooling,ASP) 附加角裕度的Softmax(additive angular margin Softmax,AAM-Softmax)

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载荷时变的双层隔振系统自适应滑模控制

振动工程学报 2017年第4期30卷 610-619页

作者：崔明月刘红钊屈重年孙棣华南阳师范学院机电工程学院河南南阳473061 石油装备与智能化控制河南省工程实验室河南南阳473061 重庆大学自动化学院重庆400044

针对实际应用双层隔振系统载荷时变的特性,设计了基于正交函数近似法的自适应滑模控制器的振动控制策略。首先,将系统的参考坐标置于名义载荷下的静态位移处,同时考虑到弹簧刚度的非线性特性,建立系统的非线性模型。其次,将系统的不确... 详细信息

针对实际应用双层隔振系统载荷时变的特性,设计了基于正交函数近似法的自适应滑模控制器的振动控制策略。首先,将系统的参考坐标置于名义载荷下的静态位移处,同时考虑到弹簧刚度的非线性特性,建立系统的非线性模型。其次,将系统的不确定部分用两个未知时变函数来描述,应用一系列加权正交函数的和来近似未知函数,基于滑模控制理论设计自适应滑模控制律,结合Lyapunov直接法推导正交函数序列系数的自适应更新律,同时可以保证系统的稳定性。与传统PID控制的对比仿真与实验结果表明,提出的自适应滑模控制策略能够更好地克服载荷时变的影响,提高了系统的控制性能。

关键词：主动控制双层隔振系统正交函数近似法自适应滑模控制