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基于非负稀疏编码的位置细胞反馈环路学习模型

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郑州大学学报（理学版） 2025年第1期57卷 31-39页

作者：任梦辉王东署郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 龙门实验室智能系统科创中心河南洛阳471000

为了探究大脑导航编码的神经机制,聚焦内嗅皮层与海马体之间的神经连接进行模型研究。生理学证据显示,内嗅皮层与海马体之间存在显著的反馈回路连接,两者的空间编码细胞在导航行为中表现出高度关联性。基于这一基础,建立了反馈循环网络... 详细信息

为了探究大脑导航编码的神经机制,聚焦内嗅皮层与海马体之间的神经连接进行模型研究。生理学证据显示,内嗅皮层与海马体之间存在显著的反馈回路连接,两者的空间编码细胞在导航行为中表现出高度关联性。基于这一基础,建立了反馈循环网络模型,将内嗅皮层的栅格细胞与弱空间细胞作为网络输入,连接到海马体的位置细胞与颗粒细胞,并采用非负稀疏编码进行学习。实验结果表明:该反馈学习模型可以快速捕获细胞的空间调谐特性,仅使用弱空间细胞作为输入,也可以通过反馈环路学习到海马位置细胞对空间的单峰选择性,说明反馈编码机制在优化空间表示中发挥着关键作用。总之,该模型可能是大脑导航系统生成精确空间编码的重要细胞机制之一。

关键词：内嗅皮层海马体栅格细胞位置细胞反馈循环非负稀疏编码

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无机包裹缓释肥对水稻生长与氮肥利用的影响

西南大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 83-92页

作者：刘晓淑侯翠红陈新平丁茂束维正王孟来井红权张务帅西南大学资源环境学院重庆400715 绿色智能复合肥研究院合肥230001 郑州大学化工学院郑州450001 中盐安徽红四方肥业股份有限公司合肥230001 国家磷资源开发利用工程技术研究中心昆明650699

研究地上、地下养分供需匹配、保障产量和提高氮肥利用效率的一次性施肥产品及配套施用技术,是现代化、规模化、轻简化水稻生产的迫切需求。本文探究无机包裹型缓释肥一次性施用技术,为水稻养分高效吸收和管理精准轻简的施肥策略提供理... 详细信息

研究地上、地下养分供需匹配、保障产量和提高氮肥利用效率的一次性施肥产品及配套施用技术,是现代化、规模化、轻简化水稻生产的迫切需求。本文探究无机包裹型缓释肥一次性施用技术,为水稻养分高效吸收和管理精准轻简的施肥策略提供理论依据。采用盆栽试验,设置4个处理:不施肥(CK)、常规分次施肥(FP)、一次性施用无机包裹型缓释肥料(DF)和减量20%一次性施用无机包裹型缓释肥料(JF),比较水稻生长发育、花前花后干物质及氮素积累转移、产量、土壤无机氮动态变化特征和氮肥利用率的差异。结果表明:一次性施无机包裹型缓释肥DF处理水稻产量达8403.57 kg/hm 2,较常规施肥FP处理增产13.02%,减量20%一次性施无机包裹型缓释肥JF处理与FP处理产量差异不显著。DF处理可在改善花前干物质转运量的同时提高花后干物质量,花后干物质量对籽粒产量的贡献率较FP处理提高16.18%。DF、JF处理促进了水稻根系的发育,分蘖期总根长达455.84~530.42 cm,较FP处理提高12.13%和30.48%。整个生育期内DF、JF处理土壤无机氮浓度(59.45~14.96 mg/kg)始终高于FP处理(55.84~12.71 mg/kg)。DF处理较FP处理氮肥农学效率显著提高23.01%、当季回收率显著提高63.80%、氮肥偏生产力显著提高13.01%。一次性基施无机包裹型缓释肥料可实现水稻增产,氮肥利用率显著提高,为水稻高产高效和轻简化栽培提供了增效肥料产品和可行性施肥策略。

关键词：水稻缓释氮肥氮素积累转移根系形态氮肥利用率

基于贝叶斯图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测

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工程科学学报 2025年第2期47卷 374-388页

作者：胡艳艳白雅婷北京科技大学智能科学与技术学院

航空发动机作为飞机的心脏，其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力，为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而，传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联，而忽略... 详细信息

航空发动机作为飞机的心脏，其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力，为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而，传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联，而忽略了多个传感器监测数据之间复杂的非欧氏空间关系.此外，少有研究考虑数据或者预测过程本身具有的不确定性，缺乏对预测结果可靠性的评估.为解决上述问题，本文提出了一种基于贝叶斯网络和图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测方法.将图注意力机制融入Transformer的时间多头注意力模块，结合图注意力网络在空间特征提取上的优势和Transformer模型在时间特征提取的优势，实现数据特征时空关系的联合提取.同时，利用改进的贝叶斯网络度量预测不确定性，在得到剩余使用寿命预测点值的同时给出相应的置信区间.最后，通过在公开航空发动机数据集上的实验，证明了所提模型的有效性和先进性.

关键词：航空发动机剩余使用寿命图注意力Transformer 贝叶斯网络概率预测

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InSe单层中点缺陷的第一性原理研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 167-173页

作者：何诗颖谢瑞恬刘娟邹代峰赵宇清许英廖雨洁湖南科技大学物理与电子科学学院湘潭411201 智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室湘潭411201 山西大学化学化工学院太原030006 武汉大学动力与机械学院武汉430072

InSe是Ⅲ-Ⅵ族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而Ⅲ-Ⅵ族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perdew... 详细信息

InSe是Ⅲ-Ⅵ族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而Ⅲ-Ⅵ族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)和Heyd-Scuseria-Ernzerhof(HSE)对比研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层InSe的硒空位、铟空位、溴替代硒、硫替代硒、碲替代硒、镓替代铟、锡替代铟和铊替代铟的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在缺铟和富铟条件下,硫替代硒和镓替代铟的缺陷形成能低且可以有效的降低体系总能,提高体系的稳定性.溴替代硒具有较小的缺陷形成能,但较大的体系总能表明溴替代硒的缺陷体系不稳定.在缺铟条件下易形成铊替代铟缺陷;在富铟条件下易形成碲替代硒缺陷.上述研究结果有助于理解点缺陷对Ⅲ-Ⅵ族化合物稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于InSe的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词：单层InSe 稳定性形成能点缺陷

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超低幅值激励下压电梁的响应特性分析

压电与声光 2022年第6期44卷 944-949页

作者：胡志鑫王伟卫洪涛徐献忠李姿琳齐国臣刘盼卫荣汉郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450001 郑州大学智能传感研究院河南郑州450001

通过电磁激励方式研究了压电悬臂梁结构在超低幅值激励下的响应特性。对线性压电梁的响应进行了实验研究,分析了激励幅值的影响。研究了引入单侧阻挡后压电梁的非线性响应特性,分析了激励幅值、阻挡间隙对单侧阻挡压电梁宽带响应的影响... 详细信息

通过电磁激励方式研究了压电悬臂梁结构在超低幅值激励下的响应特性。对线性压电梁的响应进行了实验研究,分析了激励幅值的影响。研究了引入单侧阻挡后压电梁的非线性响应特性,分析了激励幅值、阻挡间隙对单侧阻挡压电梁宽带响应的影响。实验结果表明,在0.003 N的电磁激励下,压电梁的振幅小于140μm。引入单侧阻挡后压电梁表现出分段线性响应,对阻挡间隙微米尺度的变化灵敏。随着间隙从100μm减小到20μm,最大输出电压从3.14 V减小到1.17 V,半功率带宽从5.8 Hz增大到18.2 Hz。

关键词：压电能量俘获微振幅电磁激励非线性振动单侧阻挡宽带

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一种电磁力驱动的无阀微泵的气体泵送特性

微纳电子技术 2022年第11期59卷 1177-1183页

作者：祁俊霞张玉东徐献忠邱京江卫荣汉郑州大学力学与安全工程学院郑州大学智能传感研究院郑州450001

基于微流体在锥形通道内流动的非对称性,设计并制作了一种电磁力驱动的扩散管/汇聚管型无阀微泵,该微泵主体部分由嵌有微型线圈的聚二甲基硅氧烷(PDMS)振动膜和含有微米级锥形管的泵体组成。当在微型线圈中通入交流电信号,线圈中会产生... 详细信息

基于微流体在锥形通道内流动的非对称性,设计并制作了一种电磁力驱动的扩散管/汇聚管型无阀微泵,该微泵主体部分由嵌有微型线圈的聚二甲基硅氧烷(PDMS)振动膜和含有微米级锥形管的泵体组成。当在微型线圈中通入交流电信号,线圈中会产生周期性变化的磁场,与外部永磁体产生的恒定磁场相互作用产生振动,并带动PDMS振动膜往复运动。为了提高微泵的泵送性能,将30个锥形管并排连接到泵腔和微泵的进出口处。之后对制备的微泵的性能进行测试,分析了泵送气体的方向,并探究了驱动电压幅值和驱动频率对泵送气体体积流量的影响。测试结果表明,所设计的无阀微泵能够向锥形通道的扩散方向泵送气体,且随着驱动电压和驱动频率的增大,泵送气体体积流量增加。

关键词：微流体无阀微泵扩散管/汇聚管聚二甲基硅氧烷(PDMS)振动膜电磁力驱动

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基于微结构的金属薄膜柔性应变传感器

微纳电子技术 2022年第10期59卷 1049-1057页

作者：赵东阳聂帮帮齐国臣宋慧谦李保林卫荣汉郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 郑州大学智能传感研究院郑州450001

柔性应变传感器通常难以兼具高灵敏度和宽传感范围的性能。利用光刻工艺制备出微结构模板,将模板的微结构复制到聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面,然后在PDMS表面沉积金属膜层得到具有微结构的金属薄膜柔性应变传感器。结果表明,金属薄膜表面... 详细信息

柔性应变传感器通常难以兼具高灵敏度和宽传感范围的性能。利用光刻工艺制备出微结构模板,将模板的微结构复制到聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面,然后在PDMS表面沉积金属膜层得到具有微结构的金属薄膜柔性应变传感器。结果表明,金属薄膜表面的微结构有效阻碍了微裂缝的延伸,该传感器具有较大的传感范围(拉伸应变极限为25%),并保留了金属薄膜传感器的高灵敏度(应变系数为154)。此外,该传感器响应时间短(0.07 s),具有较小的迟滞系数(约8.8%),能够快速准确响应各种拉伸应变波形,其电学响应波形与拉伸应变波形具有一致性,并且能够稳定监测人体手腕关节动作。

关键词：柔性应变传感器微结构金属薄膜微裂缝高灵敏度

单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)中点缺陷的形成与稳定性

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 130-136页

作者：何诗颖赵宇清邹代峰许英廖雨洁禹卓良湖南科技大学物理与电子科学学院湘潭411201 智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室湘潭411201 湖南理工学院物理与电子科学学院岳阳414006

Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)是卤化铅钙钛矿材料的新成员,由于其高的光吸收系数和长的载流子迁移距离等优异的光电物理性能,在太阳能电池、光电探测器、场效应晶体管以及发光二极管等领域受到广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结... 详细信息

Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)是卤化铅钙钛矿材料的新成员,由于其高的光吸收系数和长的载流子迁移距离等优异的光电物理性能,在太阳能电池、光电探测器、场效应晶体管以及发光二极管等领域受到广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而钙钛矿的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)中点缺陷的研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)的铯空位、碘空位、氯空位、铯替代铅、碘替代铯、碘替代铅、碘替代氯、氯替代铯、氯替代铅和氯替代碘的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在富铅和缺铅条件下,碘替代氯和氯替代碘的缺陷形成能偏低,且氯替代碘能有效降低体系总能,提高体系稳定性.在缺铅条件下铯空位缺陷形成能低于富铅条件,在缺铅条件下更易形成铯空位;富铅和缺铅条件下对碘替代氯和氯替代碘的缺陷形成能基本无影响.上述研究结果有助于理解点缺陷对钙钛矿材料稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词：单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2) 形成能点缺陷稳定性

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泄流激励下水工闸门运行模态参数自动识别

农业工程学报 2022年第20期38卷 59-66页

作者：张钰奇赵华东付春健铁瑛李何林郑州大学机械与动力工程学院郑州450001 河南省智能制造研究院郑州450001

为了能够自动快速准确的识别泄流激励下水工闸门的模态参数,解决系统稳态图自动化定阶困难和真实模态筛选的问题,该研究提出了一种改进的势能聚类(Potential-based Hierarchical Agglomerative,PHA)的协方差驱动随机子空间(Covariance-d... 详细信息

为了能够自动快速准确的识别泄流激励下水工闸门的模态参数,解决系统稳态图自动化定阶困难和真实模态筛选的问题,该研究提出了一种改进的势能聚类(Potential-based Hierarchical Agglomerative,PHA)的协方差驱动随机子空间(Covariance-driven Stochastic Subspace Identification,COV-SSI)水工闸门自动模态参数识别方法。首先采用小波阈值的方法对采集信号进行去噪处理。再通过奇异值加权判断指标(Singular-value Weighted Index,SWI)进行系统阶次及稳态图最大阶次的自动化确定,剔除稳态图中的噪声模态,进一步使用势能聚类方法实现结构模态参数的自动化识别。将该方法应用于泄流激励下弧形闸门试验模型中,并与锤击法测试结果进行对比分析,结果表明,所提识别方法在无需人工激励条件下,能够实现系统阶次和稳态图最大阶次的自动化确定,剔除稳定图中虚假极点。通过与试验对比,该方法平均相对误差为3.5%,可用于泄流激励下水工闸门结构运行模态参数的自动智能化识别。

关键词：振动模态试验势能聚类自动识别系统定阶