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2020, 41(4):289-295. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04001
摘要:为了解决模型预测控制寻求最优控制变量时,由于权重系数选取不合理而导致的实际电流不能紧密跟随给定或预测输出电压波动过大的问题,提出了一种基于模糊控制动态选择权重系数的模型预测控制方法。将模糊控制应用到选取权重系数中,把最优权重系数在线输送给当前正在运行的模型预测控制系统;通过3组试验对不同的权重系数进行仿真、对比和分析,得出权重系数的合理区间。仿真结果表明,基于模糊控制的权重系数具有良好的兼顾性能,当负载变化剧烈时,电机的鲁棒性较好,电流可以紧密跟随给定;当负载变化平缓时,在满足电流可以跟随给定的条件下,输出电压的波动会减小。改进后的控制系统具有较强的抗扰动能力,可以根据负载变化需求自动变化权重系数,为永磁同步直线电机的控制设计提供参考。
2020, 41(4):296-302. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04002
摘要:针对空间复杂电磁干扰影响下全球导航卫星系统(GNSS)连续性、完好性和可用性方面面临的巨大挑战,基于极化敏感阵列,提出了一种改进的弱压制干扰信号检测算法。首先对各个极化天线阵子接收的实时数据进行空域、频域和极化域的联合处理,然后对各个频域分量的特征值进行降序排列,进而通过全频段的特征值分布曲线准确分离出强干扰环境下的弱信号分量。结果表明,采用基于多级维纳分解的改进最小描述长度(MDL)准则,可以在不进行特征值分解的前提下有效地进行干扰检测,极大降低了检测算法的实现功耗和复杂度,仿真结果也验证了算法的有效性和准确性。改进算法适用于不同的天线阵型,在存在幅相误差的情况下仍有较高的检测概率,具有较大的工程实践价值。
2020, 41(4):303-314. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04003
摘要:针对直流母线电压存在的纹波分量会对整个直流微电网供电电能质量以及设备运行安全性造成影响的情况,提出了一种新型直流有源滤波器(DC active power filter,DC-APF)控制策略,抑制直流母线电压纹波。在分析DC-APF的多种模态工作基础上,对纹波检测和抑制方案进行了设计优化;提出了基于小波变换Mallat算法的直流母线电压纹波检测法:在传统PI与模糊PI控制的基础上,提出了改进的模糊自适应PI控制,实现对补偿电流的跟踪控制方法;在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了含DC-APF的直流微电网系统模型。仿真结果表明,与传统的DC-APF控制策略相比,新型DC-APF控制方法可以实现对直流母线电压纹波的快速检测,具有良好的纹波补偿抑制效果。所提策略可提升DC-APF对纹波的检测性能和抑制效果,为直流微电网纹波检测与抑制提供新的思路。
2020, 41(4):315-326. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04004
摘要:依照所回答的问题类型区分,图像和文本的视觉问答大体分为2类,第1类是可以从图像中直接获取答案的问题,第2类是需借助外部知识获取答案的问题。目前的视觉问答方法只能在一类问题上具有较高的准确率,回答另一类问题的技术尚不成熟。为了扩大可回答的问题类型,设计了一种知识图谱辅助下的视觉问答方法——K-VQA。在基于深度学习VQA的基础上,通过查询知识图谱区分问题类型,对不同类型的问题采用最合适的方法进行回答,对于需借助外部知识进行回答的问题,利用图像和问题中的信息判断回答问题所需的实体和属性,抽取知识图谱中的三元组,获取问题答案。结果表明,不同的视觉问答技术适用于不同类型的问题,K-VQA方法既能回答简单问题也能回答推理性问题,准确率高达56.67%。因此,作为知识图谱辅助下的视觉问答方法,K-VQA可以回答更多类型的问题并获得较高的准确率,对于深入研究VQA和VQA方法具有重要的参考价值。
2020, 41(4):327-333. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04005
摘要:为了深入研究Kirchhoff方程的性质,讨论了带有Hartree项和临界增长非线性项的Kirchhoff方程极小能量变号解的存在性。利用能量泛函在变号Nehari流形上的下确界Cλ收敛于0,得到空间E紧嵌入L6(R3)这一技术性结果。结果表明,利用限制变分方法和定量形变引理获得极小化序列对应的极小值点是该问题的非平凡解。研究方法在理论证明方面得到了良好的结果,对研究其他Kirchhoff方程解的存在性有一定的指导意义。
2020, 41(4):334-340. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04006
摘要:针对三圈图种类较多且路矩阵复杂度较高的问题,运用矩阵分析方法、根的存在性定理及不等式的放缩,研究了2类三圈图有无悬挂点时的路能量。首先,分别给出2类三圈图有无悬挂点时的4种路矩阵,利用矩阵分析方法对实对称矩阵分块得出对应的特征多项式,由根的存在性定理及韦达定理判定出正负特征值的个数并估计出取值范围;其次,通过不等式的放缩求出2类三圈图有无悬挂点时的路能量。结果表明,2类三圈图在有无悬挂点时路矩阵负特征值的个数及取值范围是不一样的,对应的路能量也是不一样的。所得结果对后续三圈图的路能量极值问题研究具有一定的借鉴价值,也有利于推测相关化学分子结构的性质。
2020, 41(4):341-348. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04007
摘要:为了研究头孢呋辛酯丙酮溶液的稳定性,应用高效液相色谱,采用单因素方式考察初始溶液pH值、温度、氧化剂种类等条件下,头孢呋辛酯在溶液中的含量随时间的变化规律,依据化学反应动力学方法建立得到了头孢呋辛酯在不同条件下的降解反应动力学模型,回归得到了模型参数、预测半衰期(t1/2)。利用Materials Studio模拟软件从分子尺度对头孢呋辛酯的降解机理进行了分析。结果表明:头孢呋辛酯丙酮溶液的降解符合一级反应动力学;pH值<9.54时头孢呋辛酯丙酮溶液基本稳定,pH值≥9.54时其化学稳定性变差,随着pH值的增大降解速率迅速加快、溶液颜色加深;头孢呋辛酯丙酮溶液的化学稳定性随温度的升高而变差。研究结果可为相关产品的生产过程、结晶工艺设计、存储和应用提供数据支撑。
2020, 41(4):349-355. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04008
摘要:为了提高乳腺癌患者的生存率,改善病人的临床治疗效果,从分子机制上研究了乳腺癌的致病基因。首先对113个正常组织和1 109个癌症组织的表达量进行差异分析,然后对差异表达的基因采用条件联合分析方式对互补基因进行分组,并用逐步Cox回归挑选出一组基因拟合预后模型。研究结果显示:VWCE,SPDYC,CRYBG3,DEFB1,SEL1L2,NMNAT2 6个基因对患者生存率是有害的,AMZ1,GJB2,CXCL2,ALDOC 4个基因对患者生存率是有利的,最终确定10个基因的预后模型能够显著地将样本分为高风险组和低风险组,[WT]并且对乳腺癌患者5年和10年的生存率进行了预测,依赖时间的AUC值均可达0.7以上。所提方法能够利用基因与基因之间的关联性,很好地对高维数据进行降维,消除基因与基因之间的共线性问题,10个基因的预后模型可以对患者的临床预测提供帮助。
2020, 41(4):356-364. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04009
摘要:为了解决偏心支撑钢框架结构延性导致的地震作用取值偏大等问题,研究了剪切型多耗能梁偏心支撑结构的抗震性能。在试验模型的基础上,基于耗能梁腹板受剪面积基本不变的前提下,把耗能梁段的截面设计成多耗能梁模式,采用ABAQUS有限元软件建立了8个数值模型,分别进行单调加载和循环加载,分析了破坏模式、滞回曲线、承载力、刚度及耗能能力随耗能梁个数变化的情况。结果表明,耗能梁段塑性变形发展充分,有效保护了其他的非耗能构件;结构的承载力、屈服位移及耗能能力要好于单耗能梁模型;每个多耗能梁模型的初始刚度相差较小(4%以内),均小于单耗能梁模型,但多耗能梁模型能够延缓结构刚度的退化速率。所提模型能提高结构的抗震性能,对实际工程应用有一定的参考价值。
2020, 41(4):365-373. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx040010
摘要:中国是农业大国,农业废弃物产生量逐年增加,但资源化利用率较低。厌氧干发酵技术主要用于处理总固形物质含量在20%~40%(质量分数)之间的固态有机物,是农业废弃物资源化利用的有效途径,具有用水量少、容积产气率高等优点。由于较高的含固率,厌氧干发酵技术还存在反应器启动慢、物料搅拌困难、传热传质差等问题。厌氧干发酵装置的创新与工艺参数的优化直接关系到该技术的进一步推广与应用。通过比较典型的序批式和连续式厌氧干发酵反应器的运行特点,分析主要工艺参数对厌氧干发酵运行过程的影响,综述了近年来国内外厌氧干发酵技术的研究和应用现状,提出了当前厌氧干发酵技术存在的不足,并在技术装备和工艺研究方面对该技术未来的发展趋势进行了展望:开发厌氧干发酵装置中关键环节的设计方法;开展沼渣流变特性、微生物动态变化等深层次机理方面的研究。
2020, 41(4):374-380. DOI: 10.7535/hbkd.2020yx04011
摘要:为探究水生生物受喹诺酮类抗生素影响的作用机制,选取2种典型的喹诺酮类抗生素——氧氟沙星和诺氟沙星,将斜生栅藻和斑马鱼分别置于其溶液中暴露,在第5,10,15 d,检测并比较氧氟沙星和诺氟沙星质量浓度为0,30,60,120,360 mg/L时对斑马鱼和斜生栅藻体内SOD和CAT氧化应激指标的影响。结果表明:喹诺酮类抗生素对斑马鱼和斜生栅藻SOD活性的影响趋势相似,说明斑马鱼和斜生栅藻SOD活性受影响的程度基本相同;喹诺酮类抗生素对斑马鱼和斜生栅藻CAT活性的影响呈现不同趋势,说明不同水生生物维持体内细胞抗氧化环境平衡的能力不同;喹诺酮类抗生素对斑马鱼试验组SOD活性、CAT活性影响的最大值及最小值均高于斜生栅藻试验组,说明2种喹诺酮抗生素对斑马鱼和斜生栅藻SOD活性和CAT抗氧化应激反应强度的影响存在明显差异。研究结果为进一步研究喹诺酮类抗生素对水生生物的生态毒性效应提供了科学根据。