摘要：基于单级虚像相位阵列(VIPA)的布里渊散射光谱信号检测技术具有结构简单、光通量高的特点,在透明生物组织弹性快速检测方面具有优势。眼角膜和晶状体是典型的透明组织,但由于单级VIPA光谱仪中布里渊信号易被弹性散射淹没,限制了其信噪比和分辨率的提高,成为临床进一步应用的技术瓶颈。针对这一问题,从理论和实验两方面探究了提升单级VIPA布里渊光谱检测系统性能的方法。利用VIPA的傍轴近似色散模型,理论分析了柱面透镜前准直光束的半径、柱透镜焦距、球面透镜焦距和VIPA倾斜角度对单级VIPA光谱仪色散率的影响。研究结果表明,影响色散率的主要因素是球面透镜焦距、VIPA倾斜角度和探测器分辨率。在实际测试系统中,对一种变焦镜头与高分辨CMOS相机结合的信号接收装置进行有效的参数设计与系统匹配,实现了色速率与散射信号强度的平衡,优化了光谱仪系统各项参数,提升了该检测系统的性能。应用该单级VIPA光谱仪,实现了猪眼角膜和晶状体二维频移成像。该研究结果对于单级VIPA光谱仪在临床诊疗领域的应用具有重要意义。

摘要：天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托举线圈和状态调节线圈的总体尺寸、空间位置与布局、电流、重量、特征稳定性能及作用关系等设计参数。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200 kg、电流5 MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在|Δz|<100 mm、|Δer|<50 mm、|Δα|<π/24。

摘要：针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中。通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验,分析了HSCA径向膨胀压应力大小及其分布规律与水灰比的关系。分别从膨胀压应力分布特征、主裂纹定向控制方法与破岩时效性3个方面,论证了通过HSCA静力破岩实现金属矿山遗留矿柱安全低损回采的可行性。研究结果表明:当水灰比大于理论最优水灰比时,膨胀压应力随着水灰比的增大而减小。对于上向倾斜装药孔膨胀压应力沿孔底至孔口方向呈增大趋势,对于下向倾斜装药孔膨胀压应力则呈减小趋势。采用HSCA静力破岩对遗留矿柱进行回采,遗留矿柱主裂纹走向可通过对装药孔进行预切槽、增设诱导片或新增诱导孔等方式进行定向控制,进而有效降低非破岩区矿岩的再损伤。因此,对于不宜采用爆破破岩方式对遗留矿柱进行回采的区域,HSCA静力破岩不仅有利于保障遗留矿柱回采安全,而且可提高遗留矿柱回收率。研究成果可为进一步探索金属矿山遗留矿柱回采破岩新理论与新技术提供参考。

摘要：目前国内在低压逆变器方面的研究与工程应用相对较少,设计一台输出220 V、50 Hz稳定正弦波的锂电池低压逆变器,需要克服前级低压到400 V升压过程中出现的电路纹波过大、电流过大以及器件散热等问题。在电压变换电路、升压主电路和控制电路上,通过优化电路拓扑结构和PCB布线,辅助电源的纹波降低了23.1 mV;结合元器件的选择和研究,提出一种适用于锂电池低压逆变器的前级升压方案,通过调节反馈电路,将3.2 V的电压稳定地升压至400 V,用于3.2 V低压逆变器实物中。该设计方法对其他低压逆变的研究和应用具有一定的借鉴意义。

摘要：陶瓷滚压成型通过陶瓷滚压成型机对泥料实施旋滚与压制复合运动,是日用陶瓷成型的重要环节,对成瓷质量具有重要影响。针对传统陶瓷滚压成型机存在的滚头角度固定、成型坯体颗粒排列不均的问题,通过对滚压成型工作原理及其过程中泥料可能出现的质量问题分析,提出一种变角度数控陶瓷滚压成型机的设计方法,将传统陶瓷滚压成型机滚头轴固定角度滚压改进为滚头先垂直下压,然后以滚头末端为中心点、产生滚头轴随形变角度摆动压制的滚压过程,用以克服传统滚压成型机滚压后坯体密度不均等问题,使其排泥流畅、坯体各处受力均匀,减少烧成变形。以典型盖碗瓷坯为研究对象,开展变角度摆动与固定角度的滚压成型试验,通过烧成后的质量对比分析验证提出方法有效性。结果表明,相对于传统固定角度滚压,变角度摆动滚压成型机滚压成坯的A型盖碗烧成后的高度、口径烧结收缩率分别增加1.12%、0.73%,B型盖碗烧成后的高度、口径烧结收缩率分别增加0.11%、0.06%,说明变角度滚压机滚压后泥料底面和侧面受压力均匀,泥料致密性和均匀性更好;A型、B型坯体成品率分别提高44%、40%,成型产品质量提高,成品率大大增加。因此,提出方法对于提升陶瓷滚压成型工艺质量、减少产品变形,以及自动化和柔性化方面具有重要理论意义与工程价值。

摘要：针对弱纹理情况下缺陷特征不明显和小目标缺陷分割准确性较低的问题,提出基于差分卷积和深浅层特征融合的表面缺陷分割方法。首先,基于差分卷积设计特征增强模块,对特征图进行特征增强;其次,在特征融合网络中将深浅层特征进行融合,对浅层网络中的细节特征和深层网络中的语义信息进行有效融合;最后分别采用NEU-Seg和MT-Magnetic数据集对本文方法和现有的代表性方法进行综合对比分析。结果表明:本文研究方法在NEU-Seg和MT-Magnetic数据集上分别实现85.2%、83.3%的分割精度,优于现有的代表性语义分割算法,证明该法可有效提升弱纹理和弱小缺陷的分割准确度,显著提高缺陷分割算法的精度。

摘要：本文研究了一类带有不连续动力学和有界扰动的非线性多智能体系统领导跟随固定时间一致性问题.首先,在不对称的有向拓扑图下,本文设计了一种辅助信号,该辅助信号用于观测领导者状态,且该辅助信号不在通信信道中传输,可以有效地减少系统计算代价.随后,基于辅助信号,本文设计了一种不连续控制协议,以实现多智能体系统固定时间收敛.然后,利用非光滑分析、Lyapunov稳定性理论及代数图论等证明系统可在任意初始状态下达到固定时间一致.最后,仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.

摘要：为了加快谷物输送到储粮仓内的速度,使谷物在储粮仓内均匀抛洒,通过集料筒来抵消作用于谷物上的外力,从而使谷物呈自由落体状态,并通过出料筒的大小调节使谷物均匀地落入到抛洒盘内,实现均匀抛洒,以大幅度提高作业效果及抛洒均匀,降低劳动强度,提高生产效率。试验结果表明:装置作业性能稳定,抛洒均匀度、破损率、吨料电耗和生产率平均值分别为90.9%、0.14%、22855.7kg/h、0.040kW·h/t,适用于谷物运进粮仓的机械化作业。

摘要：稀土萃取过程机理复杂,存在非线性、强耦合以及大滞后等特点,依据传统机理分析方法不能实现精确的萃取流程模拟.对此,本文提出一种多分支残差深层网络(MB-RDN)用于稀土萃取工艺流程模拟.首先,针对多级萃取槽串接而成的稀土萃取流程提出具有多分支结构的深层神经网络,该网络可以通过不同的分支出口计算每级萃取槽的组分含量;其次,为了有效缓解深层网络的梯度消失问题,在分支中引入残差结构和特征短接操作,并设计出一种多特征融合机制.所设计网络可以有效地学习原始特征、深层特征和分支间耦合特征以提升预测精度.最后的仿真结果表明了所提方法的有效性.

摘要：牵引供电设备的状态诊断存在红外图像人工处理效率低下,智能化程度不高的问题,因此提出一种基于Inception-V3和Mask-RCNN的双层网络模型,通过Inception-V3网络实现电力设备类型识别,在此基础上,利用Mask-RCNN模型实现不同设备结构区域的自动划分,并根据划分的结构区域坐标提取不同区域的最高温度,构造温度特征量,依据设备类型调用不同的判据对设备状态进行自动诊断。试验结果表明,利用双层改进网络模型进行电力设备结构划分的整体mAP值可达0.907 2,进行设备故障诊断的效率比人工提高95.41%,模型精度高、识别效果好,无需依赖故障样本,提升了设备红外图像处理诊断的效率、降低了工作人员的劳动强度。