摘要：本研究以“质量源于设计”(quality by design,QbD)理念为核心,优化氧化苦参碱-黄芪甲苷共载脂质体(oxymatrine-astragaloside IV liposomes,Om-As-Lip)的处方工艺并对其进行放大验证。采用乙醇注入联合pH梯度法制备Om-As-Lip,通过双重风险评估工具、Plackett-Burman设计和Box-Behnken响应面实验对其关键物料属性进行优化,建立设计空间;进一步考察Om-As-Lip的放大工艺,采用单因素试验优化高压匀质的关键工艺参数,并对其终产品进行质量评价。研究结果发现,黄芪甲苷药脂比、胆脂比和混合磷脂比例(氢化大豆卵磷脂∶大豆卵磷脂)是影响Om-As-Lip质量的关键材料属性,Box-Behnken设计建立的回归模型具有良好的预测性,并确定Om-As-Lip的最佳处方为:黄芪甲苷药脂比为1∶40,胆脂比为1∶10,氢化大豆卵磷脂∶大豆卵磷脂为51∶9。设计空间内的胆脂比可控制在1∶12~1∶5,氢化大豆卵磷脂∶大豆卵磷脂比例可控制在1∶7~17∶3。Om-As-Lip高压匀质的最佳压力为600 bar,循环次数为6次,温度为4℃。基于QbD理念制备的Om-As-Lip质量评价符合预期,建立的处方工艺稳定可行,有望为其今后的开发应用奠定实验基础。

摘要：为了更好地辅助偏瘫患者的康复训练,设计了一种基于盘式电机驱动的下肢康复外骨骼机器人,并通过助力效果可视化研究与性能分析来验证其不同康复训练模式的有效性。首先,对下肢康复外骨骼机器人的结构进行了详细设计,并利用OpenSim软件进行了人机耦合的生物力学分析。然后,开展了基于位置跟踪控制的被动康复训练实验以及抗阻康复训练实验并采集表面肌电信号,验证了所设计下肢康复外骨骼机器人在不同模式下辅助患者康复训练的有效性。结果表明,穿戴下肢康复外骨骼机器人能使人体膝关节的力矩减小50%左右;在被动康复训练实验中,跟随误差为-4°~8°,且人体下肢目标肌群的肌肉激活度呈明显的周期性变化;在抗阻康复训练实验中,人体下肢目标肌群的肌肉激活度随负重的增加而提高。所设计的下肢康复外骨骼机器人具有良好的灵敏性和跟随性,其被动及抗阻康复训练模式均有助于偏瘫患者下肢的康复,具有广阔的应用前景。

摘要：在实际高温气体探测工况下,温度的变化往往会对所测气体谱线参数测量结果带来不同程度的影响,且有时难以实现实时在线测量。因此该研究旨在设计加工一个新型高温样品池模拟高温环境,并在其基础上搭建一套可调谐二极管激光吸收光谱测量系统用来对目标气体高温环境下的光谱进行探测,实现对谱线参数的精确检测。针对高温样品池的设计,采用Comsol对样品池材料的固体导热特性进行模拟分析,从而确定最佳加工所需尺寸和材质。经检测,设计加工后的高温样品池具有良好的性能,可在300~1000 K温度范围及-0.1~10 atm压力范围内工作,在1000 K温度下样品池温度的最大偏差为20 K;在真空条件下,当温度为300和1000 K时分别测量到的气体泄漏速率为5和10 Pa·min^(-1)。使用中心波长为1573 nm的分布反馈(DFB)半导体激光器作为光源测量了HITRAN2016数据库中参数较为准确的CO分子的部分高温光谱,并把依此反演得到的谱线参数与HITRAN数据库进行对比分析,误差基本在5%以内,证明了所设计加工高温样品池的良好性能,可为高温环境下的气体谱线参数测量提供帮助。

摘要：平板式脱硝催化剂的耐磨特性是评价其机械性能的一项关键指标。为实现对该性能的准确测定,设计开发了一种落砂试验方法及装置,利用一定质量磨料自由落体产生的冲击力,对催化剂样品表面产生冲刷作用,并造成质量损失,由此实现对于样品的耐磨特性的评价。经研究论证,优选试验参数采用粒径为0.300~0.425mm的S30408不锈钢砂为磨料,设置磨料的下落高度为2.0 m,磨料的添加速率为0.4kg/min,磨料消耗量为4.0kg,能够获得显著且稳定的检测结果。经与传统旋转橡胶砂轮试验方法进行比对,验证了所开发的落砂试验方法的合理性和可行性,且能够更加有效地区分不同品质催化剂在耐磨特性上的差异。

摘要：传统的降压型功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器由于存在高谐波电流的缺点,较难满足IEC61000-3-2 C类限值,其应用受到很大限制。文中设计并搭建了一种集成式功率因数校正变换器,该变换器由一个降压PFC变换器和一个反激PFC变换器组成,其中降压和反激PFC变换器采用输入并联和输出并联连接方式共用一个GaN开关管和控制电路,降低变换器成本。集成式变换器在临界导通模式(critical conduction mode,CRM)恒定导通时间(constant on time,COT)控制下,反激单元消除了降压输入电流死区的影响,利用降压和反激PFC变换器的优势和GaN开关管的优异性能,变换器可以在宽电压输入范围下实现高效率和低总谐波失真。文中介绍了电路结构和工作原理,通过PSIM(power simulation)仿真验证理论推导的正确性,最后搭建了满载效率为94.1%的120 W样机,验证了该方案的可行性。

摘要：为进一步研究入射角度的增大对衍射光学元件(diffractive optical element,DOE)衍射效率及微结构高度等参数的影响,分析了入射角度和周期宽度对带宽积分平均衍射效率的影响。基于扩展标量衍射理论,建立了DOE的微结构高度与入射角度和周期宽度的数学模型,提出了工作在一定入射角度范围内,基于复合带宽积分平均衍射效率(comprehensive polychromatic integral diffraction efficiency,CPIDE)最大化实现设计波长和微结构高度等结构参数的优化设计方法。以工作在红外波段的DOE为例进行分析。结果表明:当相对周期宽度为20,入射角度范围为0°~40°时,该DOE的CPIDE为94.15%,微结构高度为1.3396mm。该设计方法可以实现广角DOE的优化设计。

摘要：螺旋桩芯劲性复合桩(helix stiffened cement mixing pile,HSCM桩)是由螺旋桩芯与水泥土桩劲性复合而成的新型桩基。为研究水平-竖向(H-V)组合荷载作用下HSCM桩的承载性能,基于自制土工箱,开展HSCM桩室内模型试验研究,设计并制作3组共12根HSCM模型桩进行H-V组合荷载试验,分析加载角度与螺旋叶片数量对桩基承载性能的影响。试验结果表明:上拔荷载分量对桩基水平极限承载性能有不利影响;叶片数量越多,HSCM桩成桩质量越好,H-V组合荷载作用下承载力越大。

摘要：为进一步优化面向行人的汽车自动紧急制动系统(AEB-P)控制算法,提出了一种综合考虑驾驶舒适性和行人损伤风险的AEB-P分层控制策略。针对C-NCAP的AEB-P评价标准,设计了考虑制动时驾驶员舒适感的制动安全距离模型;通过引入模糊规则综合考虑行人损伤风险和场景工况得到权重系数调整策略,并基于此设计自适应权重系数MPC上层控制器,采用PID下层控制器对自车实际减速度进行修正;建立车辆纵向动力学模型并通过CarSim与Matlab/Simulink搭建测试场景和控制算法,通过硬件在环实验对本文方法和固定TTC阈值算法进行对比。结果表明,所提控制算法能够在93.75%的测试工况中有效避撞,而固定TTC阈值算法避障成功率仅有43.75%。相较于传统控制策略,该方法能使自车和前方行人保持较稳定的最小间距,鲁棒性更好,可为AEB-P控制理论提供参考依据。

摘要：为提升超高性能混凝土(UHPC)的性能,采用改进后的Andreasen&Andersen颗粒堆积模型设计UHPC基体配合比,利用图像法分析UHPC不同基体黏度对钢纤维分布的影响,并通过抗压强度结合纤维分布系数选择合适的基体黏度,研究不同形状、体积掺量的钢纤维对UHPC力学性能的影响,最终得到力学性能最佳的配合比。试验结果表明:良好的UHPC基体黏度在均匀分散钢纤维的同时可以避免内部出现过多气泡,进一步提升UHPC抗压强度;与端钩、长直形钢纤维相比,波纹形钢纤维在相同黏度下分散效果更佳,且对UHPC基体力学性能提升效果更好。UHPC最佳配合比为水胶比0.16,水泥、硅灰、矿渣质量比0.75∶0.2∶0.05,波纹形钢纤维体积掺量3%,减水剂质量分数0.8%,此时粉体颗粒最紧密堆积、钢纤维分布均匀,UHPC性能最佳。

摘要：针对采用生物信号控制的下肢康复机器人模型复杂难以布施,中小型下肢康复机器人人机交互功能匮乏等问题,设计了一种结合力位控制的多模式下肢康复系统。通过分布式足底和鞋底压力,对下肢动作进行划分。测试结果表明:提出的力位控制模型动作识别综合准确率为0.925,实现了较高的控制精度,同时为丰富系统功能,设计了智能交互界面系统,系统可实现远程康复与康复评估,符合当前下肢康复领域的发展需求。