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数字孪生下基于DACS-MFAC的数控机床热误差自适应预测方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 248-257页

作者：杜柳青吕发良余永维重庆理工大学机械工程学院重庆400054

基于现代控制理论的经验建模法,在针对数控机床不同生产工况时,难以建立一种共性的热误差解决方案。探索了在数字孪生框架下以无模型驱动方式实现数控机床热误差自适应预测的研究。首先,建立了机床“热传感-映射-融合与优化-驱动”数字... 详细信息

基于现代控制理论的经验建模法,在针对数控机床不同生产工况时,难以建立一种共性的热误差解决方案。探索了在数字孪生框架下以无模型驱动方式实现数控机床热误差自适应预测的研究。首先,建立了机床“热传感-映射-融合与优化-驱动”数字孪生框架,实现热特征信息在数字孪生体中的存储与融合。然后,基于MISO系统的假设条件和动态线性化几何释义,提出了一种不受被控系统任何结构数据影响的热误差无模型自适应控制(MFAC)方法。进一步,基于动态发现概率和自适应步长的DACS-MFAC算法按照一定的周期更新系统参数,实现数字孪生系统下热误差预测值的动态优化。实验结果表明,DACS-MFAC方法具有适应强、精度高、收敛性好等优点。

关键词：数控机床热误差数字孪生无模型自适应控制动态自适应布谷鸟搜索

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基于双目视觉的运动目标检测与三维重建

计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2419-2430页

作者：赵珊珊米曾真陈韧重庆理工大学机械工程学院重庆400054

移动机器人凭借其工作性能可靠、减少生产制造成本等优势,在现代集成智能制造业中具有广阔的市场应用前景。但目前移动机器人室内环境感知系统存在感知维度单一、精度不高等问题,往往难以满足多维度实时精确感知环境的需求。因此,在模... 详细信息

移动机器人凭借其工作性能可靠、减少生产制造成本等优势,在现代集成智能制造业中具有广阔的市场应用前景。但目前移动机器人室内环境感知系统存在感知维度单一、精度不高等问题,往往难以满足多维度实时精确感知环境的需求。因此,在模拟物流储仓的实验室环境下构建了一种可同时进行二维动态目标检测和三维场景地图重建的环境感知系统,将双目相机采集的图像分别输入增加树形特征融合模块的改进YOLOv3网络与加入带色彩恢复的多尺度视网膜增强算法和关键帧筛选机制的优化RTAB-MAP算法,运行结果在机器人可视化平台实时显示,从而进行多维度环境感知,满足多任务需求。实验结果表明,动态目标检测中查准率与查全率较原算法分别提高1.78%和1.73%,检测耗时为16.57ms/f,平均定位误差为1.49%;改进后的RTAB-MAP算法相较原算法各误差均显著下降,实际室内场景重建中三维点云地图质量更佳。

关键词：双目视觉运动目标检测三维重建 YOLOv3 移动机器人

脱细胞肝基质复合丝素蛋白水凝胶支架的制备及表征

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高分子通报 2024年

作者：雷敏张苗尹诗韵孙中涛刘心雨付开秀牛晓陈国宝重庆理工大学药学与生物工程学院

近年来，脱细胞基质在组织工程中展现出巨大应用潜力，但如何改善其力学性能仍然是一个问题。为了探究引入丝素蛋白(silk fibroin, SF)改善脱细胞肝基质(decellularized liver matrix, DLM)力学性能的复合水凝胶支架用于肝组织工程的潜... 详细信息

近年来，脱细胞基质在组织工程中展现出巨大应用潜力，但如何改善其力学性能仍然是一个问题。为了探究引入丝素蛋白(silk fibroin, SF)改善脱细胞肝基质(decellularized liver matrix, DLM)力学性能的复合水凝胶支架用于肝组织工程的潜能，对大鼠肝脏进行脱细胞处理后，与SF溶液按等浓度不同体积比例混合交联，制成4组SF/DLM复合支架，SF与DLM溶液的比例分别为100:0、75:25、50:50、25:75，并对支架的形态结构、体外降解性、亲水性、力学性能和细胞相容性等进行了表征。研究结果表明SF能够改善复合支架的力学性能，SF比例的增加使支架的孔隙率和抗压强度提高，支架的降解性能和亲水性能得到提升，结合DLM的促细胞生成功能，该复合支架有望应用于肝修复组织工程。

关键词：支架材料脱细胞基质丝素蛋白肝组织工程

基于多度量多模型图像投票的织物表面瑕疵检测方法

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纺织学报 2024年第6期45卷 89-97页

作者：朱凌云王晨宇赵悦莹重庆理工大学计算机科学与工程学院重庆400054 重庆理工大学两江国际学院重庆401135

为解决自动化生产线上织物表面瑕疵检测准确率低和计算速度慢的问题,利用织物表面具有周期纹理的特性提出了一种改进的RANSac检测方法,即多度量多模型图像投票。首先将输入图像裁剪为尺寸一致的子图,计算出子图多维度量的输出值矩阵;然... 详细信息

为解决自动化生产线上织物表面瑕疵检测准确率低和计算速度慢的问题,利用织物表面具有周期纹理的特性提出了一种改进的RANSac检测方法,即多度量多模型图像投票。首先将输入图像裁剪为尺寸一致的子图,计算出子图多维度量的输出值矩阵;然后与改进RANSac计算出的无瑕疵背景的多维度量标准值分别对应作差,采用投票得出每张子图的基础分;再将其在4个记数模型下得到的综合评分排序,根据顺序和偏移量在输出端得到外点所代表的瑕疵子图。实验结果表明:在自采样的织物瑕疵数据集上,选择单度量和单模型的预测精度平均可达到90.9%,平均预测时间达到0.139 s,综合多度量多模型投票的平均预测精度可达到92.7%。该算法不需要大量前期数据进行训练,适用于纯色和条纹状织物的实时表面缺陷检测。

关键词：目标检测周期纹理织物表面瑕疵检测零斜率RANSac 多度量多模型图像投票

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空间碎片干扰下的卫星光网络路由算法研究

光子学报 2024年第2期53卷 64-74页

作者：曹阳邢雯珺彭小峰包朝园重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对低轨卫星激光通信中空间碎片可能造成的星间链路中断问题,提出一种方向增强的链路状态路由算法。首先搭建了卫星通信的网络拓扑结构,对空间碎片的运动模型和卫星的运动模型进行联合建模仿真,得到卫星与碎片的相对位置并进行星间可... 详细信息

针对低轨卫星激光通信中空间碎片可能造成的星间链路中断问题,提出一种方向增强的链路状态路由算法。首先搭建了卫星通信的网络拓扑结构,对空间碎片的运动模型和卫星的运动模型进行联合建模仿真,得到卫星与碎片的相对位置并进行星间可见性分析,提出了方向影响因子和方向增强指数,结合星间链路距离及传输时延综合考虑链路代价,从而选择合适的传输路径方向,依次在每个卫星节点对间进行最小路径选择,并以路由跳数为评价指标。仿真结果表明,在有空间碎片存在的环境中,所提算法能够在不牺牲通信质量的前提下,实现路由跳数相比Dijkstra算法降低14%,传输时延相比Dijkstra算法减少17%。

关键词：激光通信卫星路由链路状态路由算法空间碎片

同信道干扰下RIS辅助FSO-RF混构系统性能分析

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光学学报 2024年第6期44卷 209-217页

作者：曹阳包朝园彭小峰邢雯珺重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

针对自由空间光(FSO)通信无法进行视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,并考虑射频(RF)链路中的同信道干扰(CCI)信号,提出一种CCI下RIS辅助FSO-RF混构系统研究方案。其中FSO链路和RF链路分别服从Gamma-Gamma分布和Ra... 详细信息

针对自由空间光(FSO)通信无法进行视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,并考虑射频(RF)链路中的同信道干扰(CCI)信号,提出一种CCI下RIS辅助FSO-RF混构系统研究方案。其中FSO链路和RF链路分别服从Gamma-Gamma分布和Rayleigh分布,在光电转换中继节点处采用译码转发协议,以减少噪声对信号的干扰。基于系统端到端瞬时信噪比的概率密度函数,推导了系统中断概率和平均误码率的闭合表达式,采用蒙特卡罗仿真验证了结果的准确性。研究结果表明,相较于传统的混合FSO/RF系统,RIS能明显提升系统的性能。另外,根据系统的分集顺序,得出系统的性能主要与FSO链路的衰落参数、光检测方式和指向误差有关。

关键词：光纤光学可重构智能表面同信道干扰中断概率平均误码率译码转发协议

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“酶工程”国家一流本科课程的建设与探索

生物工程学报 2024年第3期40卷 943-952页

作者：王华磊高伟杰许萌林金萍王学东魏东芝华东理工大学生物工程学院上海200237

生物技术产业是我国战略性新兴产业,在整个国民经济中占有重要地位,创新型的高素质专业人才的培养意义重大。“酶工程”作为生物技术专业核心课程,教学质量的好坏直接影响学生质量及行业发展。本课程针对目前课程教学中存在的课程内容... 详细信息

生物技术产业是我国战略性新兴产业,在整个国民经济中占有重要地位,创新型的高素质专业人才的培养意义重大。“酶工程”作为生物技术专业核心课程,教学质量的好坏直接影响学生质量及行业发展。本课程针对目前课程教学中存在的课程内容优化不足、过分依赖教材、教学方法单一等问题,以调整大纲、更新案例素材库、调动学生积极性为抓手,通过立体式教学-线上线下结合、互动式教学-翻转课堂、启发式教学-基于问题的学习(problem-based learning,PBL)教学模式、专题式教学-案例教学和完善考核机制等多种手段,激发学生的学习热情与创新能力,以培养厚基础、强实践的高素质专业人才。通过教学探索与实践,教学效果改善明显,学生的工程实践能力和创新能力得到了极大程度的提高。

关键词：酶工程生物技术教学内容教学方法

构建“合成生物学”课程群培养面向生物制造的复合型创新人才

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生物工程学报 2024年第9期40卷 3296-3304页

作者：谭高翼张立新张敬宇王启要吴辉庄英萍欧阳立明朱国良王馨叶刘雪婷华东理工大学生物工程学院上海200237

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科,广受关注且发展迅速,深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时,随着新工科建设的发展,加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学蓬勃... 详细信息

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科,广受关注且发展迅速,深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时,随着新工科建设的发展,加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学蓬勃发展的背景下,华东理工大学组建了以微生物药物发现和生物制造为核心内容的“合成生物学课程群”。授课团队首先对合成生物学相关的上下游课程体系进行了梳理,随后在原有课程基础上,扩充了合成生物学系列核心课程,课程群不仅涵盖了合成生物学的学科理论和前沿技术,同时锚定了上下游学科。此外,课程群还依托国家重点实验室的国内外名师讲座,并利用学科创新引智基地(“111计划”)雄厚的海外教授资源,致力于提高学生的创新能力。在课程群及授课团队的助力下,学生不仅积极参加合成生物学国际基因工程机器大赛(internationalgeneticengineering machine competition,iGEM)并连续获奖,而且有多人申请专利并参与发表科研论文等。组建合成生物学课程群为培养具有创新能力的复合型人才提供一定的示范。

关键词：合成生物学课程群复合型创新人才国际基因工程机器大赛

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荧光探针置换型核酸适配体传感器检测生物小分子

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分析化学 2024年第5期52卷 674-684页

作者：杨成崔胜楠王越王国峰李程铭谷双超薛长颖大连理工大学化学学院大连理工大学生物工程学院

利用硫磺素T(ThT)作为置换型荧光探针，分别构建了3种核酸适配体生物传感器，用于赭曲霉毒素A(OTA)、黄曲霉毒素B1(AFB1)和腺苷(Adenosine)3种生物小分子的快速检测。当靶标分子不存在时，ThT与核酸适配体结合形成复合物，具有较强的荧... 详细信息

利用硫磺素T(ThT)作为置换型荧光探针，分别构建了3种核酸适配体生物传感器，用于赭曲霉毒素A(OTA)、黄曲霉毒素B1(AFB1)和腺苷(Adenosine)3种生物小分子的快速检测。当靶标分子不存在时，ThT与核酸适配体结合形成复合物，具有较强的荧光响应；加入靶标分子后，ThT的荧光强度减弱，通过监测荧光信号的变化实现对靶标分子的定量检测。详细探究了检测机理，圆二色光谱分析结果表明，加入ThT和靶标分子后，核酸适配体的构象没有明显变化，只是此构象比例增加，因此系统的荧光强度的降低并非由于靶标诱导核酸适配体结构变化，而是因为分子置换作用所致；通过等摩尔连续变化法测定ThT与OTA、AFB1、腺苷的核酸适配体的化学计量比分别为1∶1、1∶1和2∶1，并且解离常数均大于靶标分子与核酸适配体的解离常数。因此，本方法的检测原理是靶标分子置换与核酸适配体结合的荧光探针(ThT)，通过测定被靶标分子置换出的ThT荧光强度的变化实现对靶标分子的定量检测。在最优实验条件下，3种小分子的检出限分别为0.8 nmol/L (OTA)、1.3 nmol/L (AFB1)和0.1μmol/L (腺苷)。本方法无需标记、操作简单、检测成本低，具有良好的选择性和较低的检出限。进一步开发了基于本方法的检测试剂盒，可用于实际样品中3种生物小分子的检测。

关键词：核酸适配体传感器置换型荧光探针硫磺素T 赭曲霉毒素A 黄曲霉毒素B1 腺苷

来源：博看期刊