基于多功能数据采集卡和变速PID的转台控制系统设计

为了提高采用转台对惯导系统和惯性仪表进行误差模型标定时的可靠性和精度,对角位置转台的控制系统进行了研究。首先借助NI公司PXI-8101控制器和功能强大的数据采集卡PXIe-6363对转台控制系统进行了硬件设计。随后在对转台常规PID控制方法研究的基础上提出了一种能随系统调节偏差自动改变积分项累加速度的变速PID控制方法。接着又对基于软件实现的双通道旋转变压器轴角解调算法进行了研究并提出了一种粗精组合角纠错方法。最后对本文设计的转台控制系统进行了测试实验,结果表明提出的轴角解调算法具有较好的解码速度和精度,并且变速PID控制方法大大提高了转台控制系统的自学习能力和鲁棒性,显著地改善了转台控制过程的稳定性。     

部分相干径向偏振光束传输中相干性研究

根据广义惠更斯理论及相干偏振统一理论, 研究部分相干径向偏振光束在自由空间中传输时, 不同参考点处复相干度随传输距离的变化规律. 研究表明, 部分相干径向偏振光束在自由空间中传输, 不同参考点处, 复相干度模值随距离的变化规律有所差别. 当参考点位于原点时, 随着传输距离增大, μ_xx模值及μ_xy模值分布形式不变, 分布范围增大; 当参考点位于x轴上时, μ_xx模值由单峰值向三峰两谷对称形式演化, μ_xy模值由单侧两峰向四峰四谷对称形式演化, 完成演化所需传输距离与参考点距离x轴中心的远近有关, 参考点距离x轴中心越近, 完成演化所需的传输距离越短; 当参考点位于y轴时, 随着距离增大, μ_xx模值分布形式不变, 分布范围增大, μ_xy模值由上侧两峰向四峰四谷对称形式演化, 演化所需传输距离与参考点距y轴中心远近有关, 参考点距y轴中心越近, 完成演化所需的传输距离越短; 当参考点位于其他位置时(非特殊位置), μ_xx模值及μ_xy 模值分布规律, 遵从各自参考点在x轴, y轴上的分布规律的结合即参考点位于其他位置时, μ_xx模值及μ_xy模值分别随距离变化逐渐演化成三峰结构、四峰结构.     

Lactic acid bacteria in dairy food: Surface characterization and interactions with food matrix components

This review gives an overview of the importance of interactions occurring in dairy matrices between Lactic Acid Bacteria and milk components. Dairy products are important sources of biological active compounds of particular relevance to human health. These compounds include immunoglobulins, whey proteins and peptides, polar lipids, and lactic acid bacteria including probiotics. A better understanding of interactions between bioactive components and their delivery matrix may successfully improve their transport to their target site of action. Pioneering research on probiotic lactic acid bacteria has mainly focused on their host effects. However, very little is known about their interaction with dairy ingredients. Such knowledge could contribute to designing new and more efficient dairy food, and to better understand relationships between milk constituents. The purpose of this review is first to provide an overview of the current knowledge about the biomolecules produced on bacterial surface and the composition of the dairy matter. In order to understand how bacteria interact with dairy molecules, adhesion mechanisms are subsequently reviewed with a special focus on the environmental conditions affecting bacterial adhesion. Methods dedicated to investigate the bacterial surface and to decipher interactions between bacteria and abiotic dairy components are also detailed. Finally, relevant industrial implications of these interactions are presented and discussed.     

Improving protein structural class prediction using novel combined sequence information and predicted secondary structural features

Protein structural class prediction solely from protein sequences is a challenging problem in bioinformatics. Numerous efficient methods have been proposed for protein structural class prediction, but challenges remain. Using novel combined sequence information coupled with predicted secondary structural features (PSSF), we proposed a novel scheme to improve prediction of protein structural classes. Given an amino acid sequence, we first transformed it into a reduced amino acid sequence and calculated its word frequencies and word position features to combine novel sequence information. Then we added the PSSF to the combine sequence information to predict protein structural classes. The proposed method was tested on four benchmark datasets in low homology and achieved the overall prediction accuracies of 83.1%, 87.0%, 94.5%, and 85.2%, respectively. The comparison with existing methods demonstrates that the overall improvements range from 2.3% to 27.5%, which indicates that the proposed method is more efficient, especially for low-homology amino acid sequences.     

体外预应力加固的技术研究

通过ANSYS有限元模型, 以体外预应力筋为研究对象, 对体外预应力加固的关键技术 进行了研究, 得出体外预应力的作用位置, 尽可能拟合原结构的受力状况, 保证 加固工程的安全性; 体外预应力的补强力筋, 应采用等效面积的置换原则, 使施工的过程 趋于合理; 体外力筋的连接装置, 应该``适、薄、强'; 在加固工程中, 体外预应力筋 纵向交错布筋的设置, 能提升结构的整体延性.     

基于对偶四元数的双星编队相对位姿测量

为了描述编队卫星中主从星的相对位置和姿态信息,提出了基于对偶四元数的编队卫星相对位姿测量算法。以双星编队飞行的位姿运动为主线,运用对偶四元数工具,充分发挥其能以最简洁的形式表示一般性刚体运动的优点,对卫星轨道和姿态进行分析并建立了对偶四元数位姿模型。同时设计类GPS测量技术来测量编队卫星的相对位置和姿态,该技术载波相位波长和伪码码元比GPS的更短,可获得更高精度的相对测量信号。由于状态方程和观测方程的非线性特征,使用UKF滤波来消除随机噪声对量测过程的干扰。实验结果表明,所设计的算法能够有效估计系统误差,卫星的位置误差和四元数误差收敛于零,验证了该算法的有效性。     

基于永磁体间的磁性负刚度的分析与优化

为了有效地降低磁性负刚度结构的非线性程度,从简单三磁体结构出发,引入新型负刚度结构模型——五磁体对称结构,运用MATLAB建立新型负刚度结构的磁力学模型并应用Ansoft Maxwell进行仿真验证。研究永磁体间的相对位置参数对五磁体对称结构的负刚度曲线走势的影响,在微幅振动下对基于磁引力的负刚度曲线拟合后使用谐波平衡法求解动力学方程。最终得出结论:在给定的条件下,五磁体负刚度结构的负刚度曲线的非线性相较于简单三磁体结构,一定程度上得到了改善,且其隔振性能相较于传统线性隔振系统有了大幅提高,为磁性负刚度结构的负刚度曲线非线性的优化和应用提供了理论上的参考。     

LIBS对钛合金焊缝中成分的原位统计分布分析表征

钛合金凭借其强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点已经被广泛应用于航天、海洋、生物医药等诸多领域,其中Ti-6Al-4V（TC4）合金的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,已成为钛合金工业中的王牌合金。钛合金在激光焊接时,加入表面活性剂可以增加焊缝熔深、提高焊接效率、改善焊缝微观组织的不均匀性,但是可能会改变熔合区和焊缝区中元素含量及其分布状态,从而可能会对材料的性能产生一定的影响。运用LIBS分析技术对TC4钛合金焊接试样表面进行面扫描同步获得多元素成分信息,同时结合原位统计分布分析方法（OPA）,实现了对钛合金母材、熔合区、焊缝成分及其分布状态的快速表征,为活性剂的选择和焊接后钛合金的材料性能提供一种新的评价手段。选取了两个使用不同活性剂进行焊接的TC4钛合金薄板试样,选取焊缝纵切面方向作为分析面,采用320目的氧化铝砂纸进行表面处理,利用LIBSOPA系统进行成分分布统计表征。首先,对激发光斑和剥蚀条件进行条件优化,最终选择200 μm的激发光斑、10个预剥蚀脉冲10个剥蚀脉冲进行实验,并建立了钛合金中C,Al,V,Fe,Si和Ti六个元素的校准曲线（其中Si元素主要来自活性剂）;然后对钛合金焊接样品进行了区域扫描,并对元素含量和分布状态进行了统计表征。同时,在钛合金焊接样品的不同部位进行分区取样,采用高频红外法分析C元素含量,并与LIBSOPA结果进行比对,两种测试方法结果吻合。元素Al,V,Fe,Si和Ti分布结果与微束X荧光光谱法对应性较好。运用LIBSOPA 技术实现了对钛合金母材、熔合区、焊缝中多元素的成分分布表征,为快速判定钛合金焊缝中成分及分布状态提供了全新的评价表征手段。     

多位置可见/近红外光谱检测与种鸡蛋受精信息的关系研究

种鸡蛋孵化过程耗时、耗能,但种蛋由于未受精导致胚胎发育率不足100%,种鸡蛋孵化早期快速判别,可有效提高种蛋孵化效率和降低经济损失。近红外光谱分析技术可实现快速、无损检测,用于判别研究孵化早期种鸡蛋受精信息,但现有光谱检测方法未能满足孵化早期受精判别位置要求,亟需构建采集数据时的检测位置与内部信息之间的关系。该研究利用可见/近红外光谱检测系统采集种蛋壳漫反射光谱强度,试验选用壳色相近、表面无裂纹的181个新鲜种鸡蛋,从中随机选择61个样本完成交叉验证。为消除暗电流的影响,进行光谱校正,得出种蛋壳漫反射率,发现受精蛋与未受精蛋的光谱曲线趋势相同,受精蛋和无精蛋赤道处的光谱曲线均高于两端。剔除光谱曲线两端噪声大、信噪比低的波段,选择440.27～874.6 nm作为有效光谱波段,并采用Savitzkg-Golay（S-G）平滑法、二阶导数法Second Derivative、标准正态变量校正SNV、变量标准化Normalization和多元散射校正MSC预处理法分别构建PCA-SVM判别模型。通过对入孵后24,48,72,96和120 h不同位置所采光谱数据,与受精信息综合分析,结果发现二阶导数法Second Derivative和多元散射校正MSC两种预处理方式在同一时间、不同位置的训练集和验证集的判别准确率均相同,说明这两种预处理方法对数据来源位置不敏感;变量标准化Normalization预处理和S-G平滑法预处理验证集的判别准确率则随着时间的推移在一定范围内波动,在种鸡蛋胚胎发育120h时的判别准确率可达91.71%;SNV预处理赤道处验证集判别准确率随着时间的推移呈现上升趋势,对数据来源时间及位置敏感,种鸡蛋胚胎发育越长判别效果越佳,120 h赤道侧的判别准确率为91.16%。且平滑处理、标准正态变量校正和变量标准化三种预处理方式均存在赤道侧判别准确率高于种蛋端部的现象,这主要是由于赤道侧较种鸡蛋两端表面平缓,采集到的信息更多,该研究为早期判别受精蛋与无精蛋的数据采集位置提供新思路和新方法。     

Vision system for three-dimensional position measurement based on stereo disparity

A stereo disparity-based range finding technique was developed for measuring three-dimensional coordinates of object points. It used an image-matching algorithm which functionally consisted of scene reduction, epipolar line selection, and features matching. Experiments implementing this technique were performed on an industrial vision system. An error analysis indicated that image resolution was the major source of measurement inaccuracy.