摘要：载药微针可以实现一次性快速药物递送,无需二次药物涂敷与输送过程,但其不佳的载药量与刺入率造成了给药效率差的问题。研发了一种基于数字光处理(DLP)3D打印技术的高给药效率微针(HDMN)制备工艺。通过在载药微针上构建锯齿状针体结构与阶梯状载药结构来提高载药微针的刺入率与载药量,进而提高给药效率。实验结果表明使用环氧丙烯酸酯(EA)打印微针时,当曝光时间为700 ms、打印层厚为30μm时,打印出的微针实际尺寸与理论尺寸平均误差最小为9.2%。利用旋涂法在微针表面交联聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)以改善微针生物相容性。显微镜观察发现,当交联层数为1层时,PEGDA均匀地覆盖在微针表面。石蜡膜穿刺实验结果表明,HDMN穿透了2层石蜡膜,而相同实验条件下的传统载药微针仅穿透了1层。药物释放实验结果表明,HDMN相对于传统载药微针在猪皮内留下的模拟药物浓度提升了61%。该研究为后续通过改善微针结构来优化微针性能研究提供了有益借鉴。

摘要：谱聚类是数据挖掘领域最常用的聚类算法之一,但对于如何利用多核CPU与资源有限的众核加速器设计并实现一个在异构单节点上能够处理大规模数据集的高效谱聚类算法,目前尚无理想的解决方案.PSCH（parallel spectral clustering for hybrids）算法是专为CPU-GPU异构计算环境设计的并行T近邻（T-nearest-neighbors,TNN）谱聚类算法,通过分块计算相似性矩阵打破了GPU设备内存的限制,所能处理的数据集规模仅受限于CPU主存的容量.PSCH算法中使用CUDA设计实现双缓冲轮转4段流水机制,通过重叠计算与传输在打破存储瓶颈的同时保证了高计算性能.PSCH算法采用隐式重启动Lanczos方法（implicitly restarted Lanczos method,IRIM）在异构硬件上计算稀疏特征矩阵的特征分解,减轻了特征分解步骤的计算瓶颈.PSCH算法在配有一块GTX 480GPU的单节点上能够对百万以上规模的数据集进行聚类,并对实验中的4个数据集取得了相对于使用16进程的MPI并行谱聚类PSC算法2.0~4.5倍的性能.

摘要：为了提高油液管道直径增加后感应区磁场均匀性,减小测量误差,根据电磁感应原理,设计了一种新型的在线油液磨粒监测传感器。传感器使用一组安匝比为15/7/15的平面线圈在直径1 mm的油管中产生均匀磁场以提高传感器探测金属磨粒的性能。使用COMSOL建立线圈模型并仿真,传感器线圈产生的磁场在感应区60%范围变化率小于1%,相同磨粒在油管径向不同位置的电感变化误差平均值为5%。根据仿真设计制作线圈实物,传感器能测量和分辨粒度100μm铁磨粒和100μm铜磨粒,同一磨粒位于管道轴线和管壁的电感变化误差不超过6.25%。仿真研究和实验结果证明新模型在管道径向产生的磁场更加均匀,可以有效减小粒子在管道径向运动带来的误差。

摘要：针对一类控制器增益存在摄动的不确定非线性网络切换系统,在系统同时存在随机时变时滞和数据包丢失的情况下,研究系统的非脆弱H∞控制问题.首先,利用T-S模型,将非线性网络切换系统建模为网络切换模糊系统;其次,将数据包丢失作为时滞处理,并采用Bernoulli分布的随机序列描述该时滞;再次,采用平均驻留时间的方法(ADT)设计系统的切换律及非脆弱状态反馈控制器,并给出网络切换模糊时滞系统指数稳定的平均驻留时间条件;最后,结合李雅普诺夫(LKF)方法给出系统均方指数稳定且满足H∞性能指标的充分条件.仿真结果验证了所提出设计方法的有效性.

摘要：传统二维Henon混沌映射由于复杂度低、混沌区间小,在应用于加密算法时存在安全隐患。针对这一问题提出了一种改进型Henon映射,相较传统映射混沌区间提升了82.35%,复杂度提升了60.8%,更加适用于混沌保密通信系统的设计。在ARM平台上,基于改进型Henon映射设计实现了一种保密通信系统。其中,加密端由音频编解码芯片产生明文数字话音信号,主控芯片使用二值混沌序列对其进行流密码加密,并通过以太网芯片完成密文话音在IP网的传输,解密端在帧同步后通过逆过程实现话音回放。实现结果表明,在计算精度范围内系统对密钥敏感性强,加密前后话音信号统计相关特性低于0.3,保密效果较好。

摘要：当盾构隧道平行侧穿建筑物时,大多关注建筑物的横向沉降规律,对其纵向沉降关注较少。为此,针对盾构隧道平行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先,对天津地铁6号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分析,得到建筑物基本变形模式;基于工程实测并考虑土体的小应变硬化特性建立三维有限元数值分析模型,研究了盾构侧穿引发的建筑物纵向挠曲、土体变形与应力变化规律,并分析了不同建筑平面长宽比的影响。结果表明,盾构隧道平行侧穿将诱发平面长宽比较大的建筑出现"下凹式"挠曲变形,纵墙中部沉降最大可为其角点沉降的2倍,平行侧穿并不能简化为平面应变问题进行分析。建筑物修建和盾构开挖将导致隧道上方土体经历较为复杂的应力变化过程,并可划分为6个阶段。沿建筑纵向基础中部的土体与边缘土体相比,其首先经历更大的压缩变形(建筑施工导致),在盾构穿越后又产生了更大的卸荷变形。当建筑平面长宽比小于2时,盾构开挖导致的纵向挠曲变形将显著减小。

摘要：针对金属物体微位移测量困难的问题,设计了一种基于电涡流原理的位移测量系统。文中使用一种新型桥式结构设计了系统的硬件电路,完成金属物体的位移量到电压量的转换;使用软件拟合的方法对传感器信号进行非线性补偿和温度补偿,提高传感器的测量精度以及稳定性。测试结果表明,在0~2 mm量程范围内电涡流传感器位移测量系统的线性度小于0.75%,最小仅有0.25%,满足金属物体微位移测量的要求。

摘要：锂离子电池是一个复杂的电化学动态系统,实时准确的健康状态(SOH)估计对电动汽车动力锂电池的维护至关重要,传统建模方法难以实现SOH的在线估算.基于此,从实时评估电池的SOH出发,在增量学习的基础上,选取与电池健康状态相关的指标建立SOH预测模型.考虑到增量学习中的耗时性问题,提出融合滑动窗口技术的HI-DD算法,该算法可以检测概念漂移是否发生,从而指导和确定模型更新位置;设计出HI-DD与***结合的模型更新策略,进而提高模型的在线学习性能和预测精度,最后使用CALCE提供的电池老化实验数据对所提出的方法进行验证.结果表明,基于增量学习的***预测算法具有较强的在线更新能力和较高的预测精度,能够满足SOH在线预测的实际需求.

摘要：针对预防设备损坏和检测液压油中磨粒的问题,提出了一种含有铁氧体磁芯的新型检测方法。该方法设计了一种新型传感器,通过测量线圈的电感变化来检测油液磨粒。对该传感器的检测原理进行公式推导和模型仿真,然后搭建实验平台进行灵敏度测试。理论分析结果表明:提出的检测方法具有较高的检测灵敏度;改善了边缘效应对磨粒检测的影响;有较高的油液吞吐量,避免了磨粒在直径过小的流道中沉积堵塞的情况发生。实验结果表明:该传感器在单层线圈匝数为15,油液吞吐量为50 mL/min时,最小可检测到40μm铁磨粒和90μm铜磨粒。

摘要：激光车灯对比于LED车灯,具有能耗小、体积小、亮度高等优点,是汽车车灯发展的新方向。基于此提出了一种低功耗、高亮度的激光车灯的光学系统结构。通过搭建光学测试平台研究激光二极管经过荧光片变为白光光源的特征参数,如光源的尺寸、光通量等,从而建立光源模型。由点光源和接收面能量的映射关系,求解激光车灯透镜的初始面型。根据所建立的光源模型对透镜初始面型进行优化设计,得到最终结果。所设计的非球面透镜利用超精密加工实现,并对激光车灯进行了组装和测试,12.16W电功率驱动下,25m处的照度约为106lux。