摘要：基于广义斯涅尔定律及几何相位超表面调控原理,利用时域有限差分法研究了超表面微纳结构的聚焦特性,设计了基于麦克斯韦观察法的视网膜投影成像系统,以高斯光源模拟细光束实现了整个系统成像的仿真.首先,基于TiO_(2)超表面单元,设计了半径4.875μm、数值孔径0.44的超透镜,光线焦点位置仿真值与设计值误差仅为0.4%.然后,研究发现相同数值孔径的超透镜具有相同的成像效果,表明可将微观层面仿真推广到大尺寸.最后,对视网膜投影成像系统进行了仿真,结果表明可实现带有图案信息的像源的成像,且不同位置成像面均可还原像源图案,证明人眼的调焦不影响虚拟图像的清晰度,可有效解决辐辏聚焦矛盾.基于超表面微纳结构的视网膜投影成像显示为超薄超轻无辐辏聚焦矛盾的近眼显示器件的发展提供了一种新的选择.

摘要：针对目前的交叉口控制方法无法适应于网联人工驾驶车辆(CHV)与网联自动驾驶车辆(CAV)的混行而导致冲突增多、效率下降的问题,提出了一种适用于主干路交叉口的基于多智能体系统(MAS)的CAV混行车流集聚控制模型(MTF-ACM).构建基于V2V(车对车)技术的混行车流集聚策略,以降低混行车流的随机性.设计虚拟动态预信号,通过时空同步机制对集聚车队进行速度诱导.根据主预信号协同配时策略,使集聚车队以最大可能不停车通过交叉口.研究结果表明:当CAV的市场渗透率(MPR)为60%时MTF-ACM取得通行能力的最佳效益;当交通流量临近饱和状态时,相较于无ACM和CAV-ACM,MTF-ACM平均延误时间和停车次数分别降低30%和50%以上,燃油消耗和CO_(2)排放分别减少20.59%和22.21%.

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：设计阶段的大型矿井提升机主轴承随机振动系统的设计可靠性分析因试验样本不足,无法获取振动加速度响应的完备概率信息。提出了概率信息不完备下大型矿井提升机主轴承设计可靠性分析的技术路线:滚动轴承多尺度耦合系统动力学模型-振动加速度概率密度演化-概率密度演化路径随机过程建模-振动功率谱密度的概率分布-基于条件概率的设计可靠度计算。运用已采集的工况数据驱动建立滚动轴承多尺度耦合系统动力学模型,开展了振动加速度概率密度演化研究;基于概率密度演化和Karhunen-Loève展开,提出了滚动轴承振动加速度的非平稳随机过程建模方法,获得了滚动轴承振动加速度随机序列的孪生数据;研究了大型矿井提升机主轴承振动加速度功率谱密度的概率分布,并计算了大型矿井提升机主轴承在服役时间上的设计可靠度指标。

摘要：针对智能车辆通过弯道或狭窄区域过程中难以兼顾控制精度和通过安全裕度的问题,提出一种改进线性二次型调节器(LQR)的路径跟踪横向控制策略.首先,建立车辆系统动力学模型;其次,在横向控制方面设计了基于线性二次型调节器理论的控制器,添加前馈控制,提高了路径跟踪过程中的横向控制精度;提出车体偏差概念,在控制策略中加入车体尺寸约束,提高了车辆的通过性,使得控制输入得以保证控制精度和通过安全裕度;最后,联合PreScan和Matlab/Simulink软件对车库场景和连续变曲率狭窄弯道场景进行对比仿真试验验证.试验结果表明:本控制策略在上述场景中有着良好的跟踪效果,可以显著提高车辆在路径跟踪过程中的控制精度和通过安全裕度.

摘要：鉴于汞在化石燃料和矿物资源中的天然禀赋以及能源与资源利用过程中汞污染物的排放与监管,研发我国自主知识产权的汞连续在线监测系统(Hg-CEMS)成为汞排放浓度监测的国家重大需求。烟气预处理技术是Hg-CEMS系统中最关键的组成部分,也是限制我国Hg-CEMS技术发展与应用的核心技术。对Hg-CEMS烟气预处理技术中的4个关键模块——稀释采样模块、Hg0/Hg^(2+)分离模块、Hg^(2+)还原模块、Hg^(2+)标气发生模块的研究进展进行全面综述。首先,介绍稀释采样技术的原理与应用,阐述音速小孔和热稀释引射器的结构和设计要点,论述数值模拟与优化设计相结合的方法。其次,针对Hg0/Hg^(2+)分离技术,综述湿法吸收、物理吸附和化学吸附的研究新进展,讨论选择性吸附剂KCl和CaO的理论和实验研究结果。第3,针对Hg^(2+)还原技术,概述湿化学还原、低温还原和高温分解还原的技术,论证低温还原技术中固态还原剂的活性成分、反应温度以及烟气成分对氧化态汞还原的影响,探讨高温分解还原技术中填充材料、酸性气体组分以及除酸剂对Hg^(2+)还原和抑制Hg0再氧化的新研究进展。最后,针对Hg^(2+)标气发生技术面临的技术难点,提出固态标气发生新技术理念并指出其工业应用的可行性。结合当前Hg-CEMS技术的研究发展和应用现状,提出上述4个关键模块的研究思路、解决方案与应用前景。

摘要：针对传统UserCF算法存在的数据稀疏、相似度计算开销大且不够准确的问题,以提高推荐准确率、覆盖率和时间效率为目标,设计了融合数据挖掘和评分预测的推荐算法DRR。首先用PCA降维算法解决用户评分矩阵过大且稀疏的问题;再用Canopy算法对降维后的矩阵进行处理得到聚类个数K,以余弦相似度为距离度量,用K-means算法对用户聚类,并用Apriori算法挖掘簇内项目之间潜在的关联规则,计算项目关联因子;最后以目标用户所在簇内的其他用户为其近邻,基于历史评分、余弦相似度和项目关联因子预测目标用户对项目的评分,在降低寻找最近邻时耗的同时挖掘出长尾项目。在movieLens数据集、豆瓣电影数据集上与UserCF算法、基于K-means聚类的协同过滤算法和基于谱聚类的协同过滤算法的对比实验结果表明,DRR算法的准确率、召回率、F1值、覆盖率,以及时间效率都有所提升。

摘要：全面总结了平面端射圆极化天线的发展历程和重要突破。以正交磁偶极子和平面互补振子两大核心工作原理为主线,深入剖析平面端射圆极化天线的一般性设计方法,阐明其形态演变规律,详细介绍了平面端射圆极化天线的宽带设计技术、波束调控技术以及高增益设计技术等研究现状,最后探讨平面端射圆极化天线的可能发展方向,用于指导该领域的科学研究和工程设计。

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：防爆柴油机是矿井辅助运输车辆使用最为广泛的动力源之一,受防爆改造以及井下恶劣环境的影响,导致其尾气污染问题严重,有悖于绿色矿山发展战略。煤矿井下自2020年12月开始实施非道路国III排放标准,但现阶段矿用防爆柴油机尾气净化多采用机内前处理技术,无法满足非道路国IV及更高标准的排放要求。针对防爆柴油机尾气污染严重及净化技术滞后的问题,设计了一种新型四元组合式尾气后处理系统,并通过仿真和台架试验开展了关键部件结构参数优化及尾气污染物净化性能研究。首先,按照煤矿井下防爆要求,超前面向非道路国IV尾气排放标准,设计了一种由氧化催化剂(DOC)、颗粒捕集器(DPF)、选择性催化还原器(SCR)和防爆温控装置(EPTC)组成的防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统;采用STAR-CCM+仿真软件对防爆温控装置结构进行传热分析,结果表明:管壁面温度均小于150℃,可满足煤矿安全规程防爆要求。其次,以某型60 kW防爆柴油机为研究对象,基于GT-Power软件分别搭建了DOC、SCR和DPF后处理部件的仿真模型,并对其关键结构参数及净化性能开展正交试验进行优化,确定了尾气后处理系统关键部件的最优结构参数,得到如下规律:污染物的净化效率随DOC和SCR的载体直径、载体长度和通道密度的增大而提高;载体长度和载体直径对DPF捕集效率与DOC和SCR规律一致,而DPF因其特殊的壁流式载体结构,随着通道密度增加,PM颗粒物的捕集效率可始终维持在96%附近。在此基础上,建立了防爆柴油机和后处理系统的耦合模型,开展了防爆柴油机尾气排放污染物净化效率、动力性与经济性仿真试验。最后,研制了四元组合式尾气后处理系统样机并开展台架试验,将试验数据与仿真数据对比分析,结果表明:尾气后处理系统对CO、NO、HC与颗粒物的净化效率分别大于95%、90%、83%以及95%,可满足非道路国IV排放要求;加装尾气后处理系统的防爆柴油机整体输出扭矩平均下降4.83%,整体燃油消耗率平均增加1.19%,对防爆柴油机的动力性与经济性的实际影响较小。