摘要：Natural anisotropic nanostructures occurring in several organisms have gained more and more attention because of their obvious advantages in sensitivity, stability, security, miniaturization, portability, online use, and remote monitoring. Due to the development of research on nature-inspired bionic structures and the demand for highly efficient, low-cost microfabrication techniques, an understanding of and the ability to replicate the mechanism of structural coloration have become increasingly significant. These sophisticated structures have many unique functions and are used in many applications. Many sensors have been proposed based on their novel structures and unique optical properties. Several of these bio-inspired sensors have been used for infrared radiation/thermal, pH, and vapor techniques, among others, and have been discussed in detail, with an intense focus on several biomedical applications. However, many applications have yet to be discovered. In this review, we will describe these nanostructured materials based on their sources in nature and various structures, such as layered, hierarchical, and helical structures. In addition, we discuss the functions endowed by these structures, such as superhydrophobicity, adhesion, and high strength, enabling them to be employed in a number of applications in biomedical fields, including cell cultivation, biosensors, and tissue engineering.

摘要：逻辑编码方式的设计和实现是基于转换的规划方法有效处理的关键.对几种智能规划方法中的逻辑编码方式予以分析,分别介绍线性编码、基于Graphplan的编码、基于状态的编码、基于动作的编码、基于命题的编码、基于转移的编码、提升的因果编码、基于多值变元的编码、基于有向二元决策图的编码以及基于约束可满足的编码等,并结合国际规划竞赛和相关论文等的实验结论,说明上述编码方式的有效性和可行性,分析该类编码方式在其他领域的应用前景.最后,提出目前智能规划方法中逻辑编码方式研究所面临的挑战、可能的处理方法,以及与之相关的研究热点与趋势.

摘要：考虑到不确定性因素,将机床主轴设计中的参数看作区间变量,应用非概率可靠性理论,建立了机床主轴基于区间分析的非概率可靠性模型,给出了多区间变量非线性函数的非概率可靠性度量方法,提出了基于主轴扭转强度和挠度的可靠性度量指标。对XH2320/4机床主轴进行分析结果表明:所提出的区间分析方法在实际工程中的可行性。

摘要：对于鱼眼镜头一类光学系统,其超大视场的物点对于光学系统的成像,是符合平面对称光学系统的成像规律的。应用LU发展的平面对称光学系统的波像差理论,研究如何在鱼眼镜头光学系统中应用非球面对成像系统进行优化设计。首先,通过计算各个光学面的非球面系数对超大视场光学系统波像差的影响,找到受非球面系数变化影响最大的几个光学面;然后,以这几个面的非球面系数为变量,以光学系统调制传递函数作为评价函数,应用自适应归一化实数编码遗传算法,优化设计鱼眼镜头光学系统;最后,通过实例验证了所提出方法的有效性。所提出的方法可以有效地确定一个或多个最佳非球面的位置,对优化设计鱼眼镜头系统具有指导意义。

摘要：生物催化是指利用酶或者生物有机体(细胞、细胞器和组织等)作为催化剂进行化学转化的反应过程。酶催化在食品、化学和制药等不同领域的应用中发挥着重要作用,促进了绿色制造以及精细化学品,食品添加剂和药物的可持续生产。在工业化酶促反应中,酶的固定化有助于实现酶的回收或可重复使用并提高其稳定性。随着现代生物技术的不断发展以及学科间的相互渗透,相较于基于普适性思维设计的传统固定化酶策略,根据酶的特性以及应用需求研发的新型固定化方法,以及微/纳米结构等具有优秀比表面积材料的出现,都提供了高负载的固定化材料,并通过多功能的固定化方法有效提高了酶的固定化效率。作为现代合成化学中低碳经济的生产工具,酶提供的化学反应种类几乎可以涵盖所有传统有机合成中的反应策略,因其固定化形态更利于工业化生产,酶固定化技术备受关注。因此,本文对生物催化领域中酶的固定化策略和相关应用进展进行了总结。

摘要：针对目前磁共振脑影像上的脑白质病变分割精度较低、小病灶易漏识的问题,提出一种结合多尺度信息与注意力机制的U-Net改进模型用于脑白质病变分割.首先,引入多尺度卷积模块以拓展网络宽度,提升特征捕获能力.其次,引入混合下采样模块,对粗、细两种粒度的下采样特征进行融合以减少下采样过程中的信息损失;同时,引入跨层融合模块,通过对跳跃连接两端的编、解码信息进行融合,降低对等层间的语义差异.最后,在编码阶段采用分散注意力模式,根据深、浅层的不同特点分别设计空间注意力模块和通道注意力模块,以增强网络对病灶区域的关注度.在MICCAI2017 WMHs分割挑战赛提供的公开数据集上与同任务的其它文献算法进行对比,本文算法在召回率和相似系数的性能评估上均获得了有效提升,分别达到了0.834和0.803,这表明本文算法是一种有效的脑白质病变自动分割算法.

摘要：针对无人机编队避障飞行控制难题,研究了无人机编队避障航迹规划与智能控制技术。首先,提出一种基于改进人工势场法的无人机编队航迹规划算法,利用改进势场函数和引入“随机波动”法等手段,解决了传统人工势场法用于无人机编队航迹规划时遇到的无法到达目标点以及局部最小值问题,并提升了传统算法航迹规划的快速性和鲁棒性。其次,设计了一种新的BP神经网络辅助的自适应PID无人机编队智能控制算法,通过利用神经网络的在线学习能力,实现了PID参数的优化整定,提高了现有PID算法的计算精度。最后,通过无人机编队避障飞行控制仿真实验,验证了提出方法的有效性,基于NN-PID控制律的编队控制器能够更好地对无人机编队进行有效的控制。

摘要：广域阻尼控制器是抑制电力系统区间低频振荡的一种有效方法,但实际系统中执行器一般存在饱和现象。为此提出一种抗饱和补偿器设计方法。首先通过引入饱和函数建立考虑执行器饱和的电力系统模型;其次采用现代抗饱和技术,分2步进行抗饱和补偿器设计。第一步不考虑饱和环节,采用鲁棒控制理论对闭环电力系统进行H∞控制器设计,以确保系统的稳定性;第二步针对饱和环节,基于Lyapunov稳定理论提出抗饱和补偿器设计方法,设计抗饱和补偿器进行补偿,以抑制执行器饱和对控制器性能的影响。最后,将该抗饱和控制器应用到2区4机电力系统模型。仿真结果表明,相比不考虑执行器饱和的线性控制器,根据所提方法设计的抗饱和补偿器可以有效抑制饱和环节对线性控制器性能的影响,能够显著提高电力系统对饱和的抑制能力。

摘要：按层流流动理论,采用数值方法模拟了随机分布纤维束间纵向流动时的量纲1速度分布,讨论了中空膜组件中纤维的装填率对流动阻力系数fRe和纤维束间流量分布的影响,并得到了0.1≤≤0.7范围内的fRe与的关系式。模拟结果表明,对于随机分布的纤维束,纵向流动速度分布不均匀,存在明显的偏流现象;由Voronoi划分所得的子单元通道面积分布与流量分布存在一定的关系,装填率对此关系影响较小。流动阻力系数fRe明显小于相同装填率下纤维按正三角形排列时的数值,它的模拟值与Sullivant和Costello等的实验值基本一致,随装填率增大而增大。

摘要：针对柔性直流(VSC-HVDC)输电系统的稳定性问题,分析了矢量控制对VSC-HVDC系统稳定性的影响。针对存在的不稳定性现象,在基于趋近律的滑模电流控制(SMCC)下对VSC-HVDC的内环矢量电流控制进行了设计。同时针对基于指数趋近律的SMCC存在稳态抖振较大的不足,提出了一种适用于VSC-HVDC的基于组合趋近律的SMCC策略,分析了该策略对系统小干扰稳定性的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了VSC-HVDC的仿真模型,对设计的基于组合趋近律的SMCC策略进行仿真验证。结果表明:设计的基于组合趋近律的SMCC相比于基于指数趋近律的SMCC减小了稳态时的抖振,同时SMCC对系统小干扰稳定性的影响可等效为一个内环比例系数随时间变化的比例环节,可消除传统矢量控制内环积分系数较小引起系统不稳定振荡的现象。