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采用上下文双自相关注意力的偏振图像超分辨率重建网络
陈广秋, 张赛, 刘枫铭, 贯成才, 刘国峰, 段锦, 姜洪艳
摘要:针对彩色分焦平面偏振图像全分辨率重建中,存在的颜色失真、边缘退化和偏振参数不一致问题,提出一种基于上下文双自相关注意力的偏振图像超分辨率重建网络。该网络由双路特征提取模块、上下文双自相关注意力Transformer和偏振特征重建模块组成。其中,双路特征提取模块用于增强浅层结构与纹理特征;上下文双自相关注意力Transformer通过上下文门控融合、位置感知自相关注意力机制和局部深度自相关注意力机制,建立不同偏振方向之间的空间结构关系与通道相关性;偏振特征重建模块通过特征精炼和像素重排恢复全分辨率彩色偏振图像。研究结果表明:在SunPol-Real、OL和Monno数据集上,所提网络对低分辨图像进行超分辨重建,0°、45°、90°和135°这4个方向图像的峰值信噪比的平均值分别达到38.16、39.39和40.02 dB,结构相似性的平均值分别达到0.967 6、0.965 8和0.981 5,从而验证了该网络能够改善边缘模糊、纹理缺失和偏振信息不一致的问题。该研究为彩色分焦平面偏振图像的超分辨率重建提供了一种有效的技术路径。
关键词:偏振图像;超分辨率;自相关注意力;位置感知;局部深度
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更新时间:2026-07-21
硫前驱体调控硫化非晶零价铁界面电子传递强化光发酵产氢
任杰玲, 常俏, 卢纪言, 曹稳, 郭烈锦
摘要:针对光发酵产氢过程中电子利用率低的问题,通过调控硫前驱体构建不同界面结构的硫化非晶零价铁(SAZVI),并与荚膜红杆菌(Rhodobacter capsulatus)SB1003组装形成生物杂合体系。采用Na
2
S、Na
2
S
2
O
4
和K
2
S
6
对非晶零价铁进行硫化改性,通过调控Fe-S界面结构构建高效电子供体,并结合材料表征、电化学分析及响应面法评估其电子供给能力及产氢性能。结果表明,不同硫前驱体显著影响Fe-S界面构型及电子传递能力。其中,Na
2
S构建的SAZVI形成均一FeS导电层,并保留较高比例Fe
0
活性位点。XPS分析表明,Fe
0
、Fe
2+
和S
2−
物种的富集优化了界面电子结构,使材料表现出更负的腐蚀电位(-1.27 V)。基于该材料构建的杂合体系获得最佳产氢性能,累积产氢量达到2865.43 mL·L
-1
,最大产氢速率为60.24 mL·(L·h)
-1
,产氢延迟期缩短至2.78 h。响应面优化结果表明,最优条件为pH 7.53、葡萄糖浓度11 g·L
-1
和灯功率42 W。在该条件下,体系产氢量较对照组提高52.34%。本研究从界面工程角度阐明了硫前驱体调控Fe-S结构对电子传递的关键作用,为构建高效生物杂合产氢体系提供了参考。
关键词:光发酵产氢;杂合体系;硫前驱体;界面电子传递
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更新时间:2026-07-20
可解释性机器学习驱动的煤和污泥超临界水共气化产物预测研究
肖峰, 唐严, 马苗苗, 安广晨, 张淑媛, 苏雷, 陈渝楠, 陈斌
摘要:针对传统方法难以刻画小样本煤与污泥超临界水共气化实验数据中复杂非线性关系与多因素交互作用的问题,本文构建了基于机器学习的产物预测与可解释性分析框架。采用留一法交叉验证评估随机森林(RF)、极端梯度提升(XGBoost)、梯度提升回归(GBR)和支持向量回归(SVR)对H
2
、CH
4
、CO和CO
2
产率的预测性能,并联合网格搜索和Optuna方法对模型超参数进行调优。结果表明,XGBoost模型整体预测表现最优,经Optuna优化后进一步提升(平均R²=0.828,E
MAE
=0.614,E
RMSE
=0.839)。SHAP特征重要性分析表明温度对气体产率总体贡献最大(约45%);偏依赖图进一步揭示了实验参数对气化产物分布的非线性影响规律及其交互作用特征。本研究构建的机器学习框架适用于小样本超临界水气化实验数据,可为煤与污泥共气化过程参数优化及产物调控提供数据驱动方法参考。
关键词:煤与污泥;超临界水共气化;可解释性机器学习;留一法交叉验证;极端梯度提升
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更新时间:2026-07-20
具身智能机器人技术演进与未来展望
徐俊, 郭喆晨, 王凯龙, 杨天, 丁志壮, 梅雪松
摘要:具身智能机器人作为人工智能(AI)与机器人技术深度融合的前沿方向,已成为发展新质生产力和“人工智能+”行动的重要抓手,是实现通用智能的关键载体。本文系统梳理了机器人近代发展历程与人工智能符号主义、行为主义、连接主义三大学派技术演进脉络。归纳了国内外代表性学者对具身智能的定义与核心内涵,提出了涵盖数字孪生(Digital Twin)、现实世界(Reality)、互动(Engagement)、感知(Awareness)、执行(Motion)五大核心要素的具身智能机器人DREAM技术框架,并总结其物理载体依赖、孪生映射、自成长三大核心特征。深入剖析了当前具身智能的主流技术路线,包括一体化端到端模型路线、分层式模型路线、世界模型路线。分类阐述具身智能机器人的载体形式,涵盖了固定底座式、轮式、足式、飞行式及水下、空间、软体等特殊类型。总结了具身智能机器人的分级标准,结合当前具身智能机器人在工业制造、家庭服务、特种环境等应用场景以及面临的挑战,对具身智能机器人的未来发展趋势进行展望,为具身智能机器人研究提供参考。
关键词:具身智能;机器人;人工智能;大模型;DREAM架构
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更新时间:2026-07-15
一种视触觉融合驱动的抓取目标形状重建方法
张怡阳, 虞承舜, 李彤, 帅宇昕, 宋荆洲, 陈钢
摘要:针对非结构化家庭服务场景下,机器人抓取目标形状重建面临的抓取目标特性多样化和视线遮挡等挑战,提出一种视触觉融合驱动的抓取目标形状重建方法。首先,设计块特征转化网络,将单视角输入视觉点云与触觉阵列转化为块特征代理。其次,利用Transformer架构实现视触觉跨模态特征融合与补全,设计几何感知模块预测模拟局部几何关系。最后,结合形状查询器生成基于动态条件的查询嵌入,设计解码器折叠重建模块,补全基于块特征预测的点云,输出完整目标形状点云。实验结果表明:所提出方法对机器人执行抓取任务的抓取成功率有显著提升,形状重建性能相较于现有最佳基线模型提升了12.5%,在陌生物体上的平均准确度高达80.3%,同时触觉模态的融入使模型的倒角距离下降了1.532。所提方法通过跨模态数据互补可以实现更完整、鲁棒性更强的抓取目标点云形状重建,且在处理复杂多变目标时具有较高的鲁棒性与泛化能力,为非结构化家庭服务场景下,机器人抓取目标的形状重建提供了一种解决方案。
关键词:形状重建;视觉点云;触觉阵列;视触觉融合
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更新时间:2026-07-07
面向变压器叠片铁心涡流损耗评估的快速高精度多尺度计算方法
马新宇, 段娜娜, 慕小斌
摘要:为满足高效节能变压器设计中叠片铁心涡流损耗快速、准确评估的需求,针对传统有限元法精细建模计算量大、现有多尺度有限元法因富集函数缺乏物理针对性而导致局部涡流场及损耗计算误差较大的问题,提出一种基于本征函数先验知识的变压器叠片铁心涡流损耗快速高精度多尺度计算方法。首先,根据矢量磁位在叠片区域内满足的双曲余弦分布特征,提取能够反映叠片内部场量变化规律的本征函数,并将其作为先验信息引入多尺度有限元框架。然后,结合水平集函数与单位分解法,构造能够刻画材料交界面及边缘集肤效应区域非线性场量变化的富集函数,实现叠片铁心局部涡流场的低自由度求解;在此基础上,根据涡流密度分布计算局部涡流损耗密度及单位长度涡流损耗。最后,以模拟变压器局部叠片铁心电磁行为的二维线圈-叠片模型进行验证。结果表明:以传统有限元法在精细剖分下的计算结果为基准,所提方法在网格节点数和自由度分别减少97.99%和97.41%的条件下,计算时间由628 s降至51 s,缩短91.88%;与原有多尺度有限元法相比,在相同粗网格条件下,所提方法使矢量磁位平均相对误差降低98.80%,单位长度涡流损耗相对误差降低96.77%。研究结果表明,所提方法能够在极低网格密度下同时降低计算规模、缩短计算时间并提高局部场量与涡流损耗计算精度,可为变压器叠片铁心涡流损耗评估及精细化电磁分析提供高效计算工具。
关键词:变压器;叠片铁心;涡流损耗;多尺度有限元法;富集函数
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更新时间:2026-06-23
人形机器人关节用新型行星滚柱丝杠副加工误差作用机理
乔冠, 贾文浩, 刘永良, 严作海, 王志琪, 谢海波, 高培军
摘要:为提高人形机器人关节对高承载、高精度和紧凑集成执行器的需求,针对新型反向循环式行星滚柱丝杠副(IRPRSM)在加工误差作用下啮合位置与轴向间隙难以预测的问题,建立了IRPRSM的三体统一螺旋曲面方程和空间啮合模型,得到在误差作用下实际啮合位置、啮合半径、偏角及轴向间隙等位置精度关键参数作用机理。进一步分析表明:偏心误差会使啮合半径和轴向间隙随机构运动呈周期性波动,且丝杠头数越多,波动频率越高;在±0.03 mm误差范围内,丝杠与滚柱中径误差引起的轴向间隙差值不超过2 μm;当仅丝杠或仅滚柱存在牙型角误差时,轴向间隙在0°处达到峰值24.58 μm,误差增至±3°时降至约10~12 μm;当牙型角误差同向等量变化时,轴向间隙仅由22.87 μm增至26.11 μm,表明误差同步变化时对间隙的影响相对较小;分头误差虽不改变轴向接触位置,但会引起上下螺旋曲面间隙重新分配。研究可为人形机器人关节线性执行器中IRPRSM的加工制造和高精度装配提供理论依据,为我国人形机器人关节的多路径发展奠定基础。
关键词:人形机器人;关节;行星滚柱丝杠副;啮合特性;加工误差
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更新时间:2026-06-23
电力设备智能运维大模型的技术挑战与发展路径
李元, 林金山, 边畅, 方荠萱, 刘志濠, 张冠军
摘要:随着我国新型电力系统加快建设,分布式新能源和新型负荷规模化接入电网,电力设备承受着宽频谐波扰动、高负荷波动等复杂应力作用,这对设备的运行可靠性和运维技术提出了更高要求。针对电力设备智能运维中多源异构数据融合困难、专业知识迁移不足、复杂故障推理可信性不强等问题,系统研究了大模型赋能电力设备智能运维的关键技术与发展路径。梳理了电力设备智能运维大模型的关键技术及发展路径,构建了涵盖数据、感知、认知与决策等模块的电力设备智能运维大模型框架。结合全域数据驱动、运行优化协同和智能化运检支持等典型场景,阐明大模型在设备状态感知、任务分解、工具调用和人机协同决策中的作用机制。从数据质量与安全、模型架构与物理一致性、算力部署和多场景适配这四个方面分析当前应用挑战,并提出私有化部署、多模态语义对齐、神经-符号融合、云边端协同、大模型中枢结合小模型插件等发展路径,为电力设备智能运维大模型可信构建与工程应用提供参考。
关键词:大模型;电力设备;智能运维;多源异构数据;人机协同决策;多模态语义对齐
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更新时间:2026-06-23
面向自动驾驶协同感知的高效传输方法综述
杜少毅, 孙远, 刘宇颖, 曹俱睿, 卓帅臣, 田智强, 郑心湖
摘要:协同感知技术依托智能网联汽车与车路云协同网络,通过多智能体间的信息交互,有效弥补了单车智能在遮挡、远距离探测等长尾场景下的感知盲区。然而,受限的无线通信带宽与多源异构数据已成为系统规模化部署的核心瓶颈,围绕这一问题系统阐述了面向自动驾驶协同感知的通信高效传输方法。首先,从空间区域级和实例任务级两个层次,归纳了抑制冗余背景传输的特征筛选机制。其次,围绕交互拓扑构建、时空位姿对齐与跨模态语义对齐等多模态信息融合关键问题,总结了应对节点异构、时间异步与空间错位的代表性方法。然后,从特征压缩稀疏表示、生成式补全与大模型语义协同三条路径,梳理了带宽约束下兼顾通信效率与感知精度的实现方式。最后,系统整理了该领域的大规模开源数据集,并深入分析了当前在场景认知、动态网络安全以及生成式重构可信性等方面面临的瓶颈与未来发展趋势。本文旨在系统梳理相关研究进展,为构建更加鲁棒、安全的智能网联车路协同网络提供理论参考。
关键词:自动驾驶;协同感知;智能网联汽车;多模态信息融合;通信高效
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更新时间:2026-06-22
面向智能驾驶的自适应多尺度三维点云配准网络
汪霖, 韩栋, 韩景怡, 陈圣梅, 刘成
摘要:针对智能驾驶场景中激光雷达点云稀疏、特征模糊以及低重叠引发关键点误匹配的问题,提出了一种面向智能驾驶的自适应多尺度三维点云配准网络。首先,该网络利用自适应多尺度特征提取模块获取采样点的多层级特征,并结合自适应邻域稳定器实现关键点的精确定位,从而解决由于特征模糊而导致的匹配难题。其次,通过融合多尺度特征匹配一致性与几何一致性校验,提升待配准点对的内点置信度。最后,基于该置信度,采用由粗到精的迭代优化策略,完成三维点云的精确配准。KITTI数据集上的测试结果表明:该网络的相对平移误差和相对旋转误差分别低至0.0618 m和0.21°,配准召回率高达99.8%。nuScenes数据集上的测试结果表明:在帧间距离分别为10、20、30 m下,配准召回率分别达到90.1%、83.3%和78.8%。上述结果验证了该网络能够有效抑制复杂道路场景下的误匹配,实现高精度、高鲁棒性的大规模三维点云配准。该研究适配了动态复杂路况下的实际应用需求,为自动驾驶场景下的精准定位、环境感知提供可靠的技术支撑。
关键词:智能驾驶;三维点云配准;自适应;多尺度特征
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更新时间:2026-06-19
超声波激励下倾斜表面液滴逆重力迁移的润湿特性研究
吴馨, 高铁瑜, 龚建英, 颜晓江, 谢小军, 宋子琛, 宋孟杰
摘要:为了研究35 kHz超声波激励下液滴在倾斜铝板表面逆重力迁移过程中的动态润湿行为,通过定量分析液滴体积、超声振动速度以及表面倾斜角对液滴直径铺展率及接触角滞后的影响,揭示了超声作用下液滴在倾斜表面逆重力迁移过程中的润湿行为演化规律,建立了液滴微观润湿特性与宏观动力学行为的协同作用关系。进一步基于受力竞争机制构建了包含声学韦伯数和邦德数的综合无量纲数,确立了液滴动力学响应的预测经验关系式。研究结果表明,超声激励可显著增强液滴润湿能力,并驱动液滴在30~90°倾斜表面实现逆重力迁移,其最大位移约为5.04 mm。液滴直径铺展率在超声作用下呈现出“增大-峰值-回缩-稳态”的非线性演变,其最大直径铺展率变化范围为1.16-1.51,且主要受超声振动速度正向调控。此外,超声振动可有效削弱重力诱导的润湿非对称性,推动接触角滞后由重力主导的负值状态向声场主导的正值状态转变,该转变临界值对应的综合无量纲数为18.79。本研究为基于声场的液滴输运与表面润湿调控提供了理论与实验依据。
关键词:超声波;倾斜表面;液滴;逆重力迁移;润湿特性
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更新时间:2026-06-16
面向永磁同步电机无位置传感器驱动的新型
Κ
∞
等效滑模控制
靳东松, 魏钰卓, 吴骐龙, 刘凌, 杜锦华
摘要:针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)无位置传感器驱动中,磁链观测器存在谐波干扰及对电气参数失配和负载变化的鲁棒性差等问题,提出一种基于新型
Κ
∞
等效滑模控制(
Κ
∞
function-based equivalent sliding mode control,
Κ
∞
-ESMC)的无位置传感器驱动策略。首先,在系统干扰及其导数未知的情况下,为实现系统状态的有限时间收敛,结合超螺旋算法、等效控制理论与
Κ
∞
函数设计了一种新型
Κ
∞
-ESMC方法,并根据李雅普诺夫稳定性理论证明了其收敛性;然后,为分别提高转子位置信息的观测性能和对电气参数失配及负载变化等干扰的鲁棒性,采用提出的
Κ
∞
-ESMC方法分别设计了自适应混合有效磁链观测器(hybrid active flux observer, HAFO)和自适应转速观测器。实验结果表明:相比基于经典HAFO的驱动方法,提出的驱动策略提高了电机的动态性能和对电气参数失配及负载变化的鲁棒性,在宽速域变速测试中最大转速观测误差减少了约34 rpm,最大位置观测误差减少约0.4 rad;1.5 N·m阶跃负载测试中电机可在约1.93 s内恢复至500 rpm运行;除此之外,在定子电阻的50%与200%失配测试中呈现了良好的鲁棒性。
关键词:永磁同步电机;无位置传感器驱动;混合有效磁链观测器;
Κ
∞
等效滑模控制
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更新时间:2026-06-16
旋转机械轴类间隙内风阻损失及流动特性研究
刘滨, 赵卓斌, 邓清华, 李军
摘要:为厘清宽间隙半径条件下轴类转静间隙内风阻损失和流动特性的影响机制,基于数值方法系统分析了间隙半径比、转子半径、转子转速等关键参数对风阻损失系数的影响规律,揭示了间隙半径比在1.3范围内的流动机理,提出了最佳间隙半径比的预测方法,构建了宽间隙半径比范围的风阻损失系数模型。结果表明:间隙半径比对风阻损失系数的影响机制主要包括壁面剪切作用以及流体内部的耗散效应。当间隙半径比较小时剪切作用占主导,当间隙半径比较大时流体内部的耗散效应为主要因素。随间隙半径比增加,风阻损失系数先减小后增大,存在使得风阻损失系数最小的最佳间隙半径比。随着转子半径增大,最佳间隙半径比逐渐减小,当转子半径由20 mm增大至60 mm时,最佳间隙半径比由0.425降低至0.167。基于本文数值模拟结果,分别提出了轴类转静间隙的最佳间隙半径比预测方法及宽间隙半径比范围的风阻损失系数模型,其最大预测偏差分别为5.58%和11.81%。本文研究结果为宽间隙半径比条件下轴类转静间隙内的风阻损失研究以及间隙结构优化提供了技术支撑。
关键词:轴类转静间隙;风阻损失;泰勒涡;间隙半径比
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更新时间:2026-06-16
直接空冷岛侧部百叶窗防冻性能与适用性研究
于龙文, 黄汉成, 范烨, 杜宪南, 贾大为, 柳继山, 井新经, 杨京, 师进文
摘要:为了解决直接空冷岛在冬季低温、低负荷条件下易发生管束冻结和换热不均等问题,增强直接空冷岛在严寒环境下的运行可靠性,本文提出一种安装于空冷岛侧部换热管束平面的可调式百叶窗结构,通过调节叶片开度主动控制进入管束的空气流量,以适应不同季节与工况的散热需求。基于空冷岛整体几何模型与局部单个空冷单元模型,使用Fluent对百叶窗在不同开启角度下的流动与换热性能进行数值分析,系统研究百叶窗调节对冬季防冻效果以及对常规工况下换热能力的影响。结果表明:在-20 ℃、20 m/s环境风的极端冬季工况下,关闭百叶窗可使直接空冷岛换热量减少83.6 %,有效降低管束外表面对流换热强度,显著抑制冻结风险,使空冷岛在严寒环境下保持更安全的运行状态;在29 ℃、4 m/s环境风的常规工况下,调整百叶窗叶片角度为60 °可使得空冷单元换热量损失仅为1.8 %,对系统正常散热性能影响极小。该百叶窗结构便于运行调控、适用性强,能够为寒冷地区直接空冷岛的冬季防冻运行提供一种灵活有效的技术方案。
关键词:直接空冷岛;百叶窗;防冻;数值模拟
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更新时间:2026-06-16
小型高速氖气离心压缩机设计与性能优化研究
杨潇翎, 张倍毓, 刘畅, 逯婉若, 马元, 陈双涛, 陈良, 侯予
DOI:10.7652/xjtuxb202609000
摘要:针对低温逆布雷顿制冷系统高效紧凑化发展对氖气高速离心压缩机性能提升的迫切需求,开展了氖气高速离心压缩机的设计与性能优化研究。采用三维黏性计算流体动力学与熵产率分析方法,对压缩机流道进行数值仿真与损失分析,并利用实验测试了压缩机性能。在此基础上,对子午面型线、叶片型线采用遗传算法进行优化,并分析了叶片前缘倾角及叶顶间隙参数变化的影响。研究结果表明:所建立的压缩机模型计算结果与实验结果基本一致,压比和等熵效率的最大偏差分别为1.3%和2.4%。氖气压缩机效率较低的主要原因是叶顶间隙引起的泄漏涡及其与主流掺混所形成的涡流。熵产率分析显示,叶轮通道顶层的熵产占叶轮总熵产的55.1%。优化叶型通过减小流道长度、降低叶片顶部表面压力差实现效率提升,最终使得氖气压缩机的等熵效率达到75.4%,较初始设计提升了4.9%。
关键词:氖气压缩机;高速离心压缩机;逆布雷顿制冷系统;性能优化;熵产
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更新时间:2026-06-16
面向快充与动态工况的电动汽车直/液冷架构运行及热力学特性研究
陈彬, 梁坤峰, 宗硕, 陈浩远, 殷翔, 曹锋
摘要:针对电动汽车大倍率快充与动态行驶工况对热管理系统传热与动态温控提出的更高要求,对比研究了动力电池直冷与液冷架构的运行能效与热力学特性差异。首先,搭建了具备多模式切换功能的集成热管理系统试验台架;其次,结合热力学第一、第二定律建立了系统运行与㶲分析模型;最后,在中国轻型乘用车测试循环动态行驶与多倍率(0.5 C~3 C)快充工况下,量化评估了两种系统的温控响应、能效表现及部件不可逆㶲损失。研究结果表明:在动态行驶工况下,液冷架构凭借大热容具有更优的舱内舒适性与系统稳定性,而直冷架构中后期性能系数稳定在2.5以上,稳态能效更高;在1 C及以上大倍率快充工况中,直冷架构消除了二次传热热阻,降温响应速度显著优于液冷架构,但受制冷剂相变流态影响,其电池模组最大稳态温差达7.8 ℃,局部均温性劣于液冷架构的4.7 ℃;直冷架构有效削减了换热不可逆损失,其电池冷板㶲效率达47%,显著高于液冷回路中电池冷却器的29%,且在长周期动态运行中,直冷架构的瞬态总㶲效率最高可达20%。该研究揭示了不同冷却架构在大负荷与动态工况下的热力学变化趋势,为下一代电动汽车复合热管理系统的工程应用与优化提供了理论依据。
关键词:电动汽车;集成热管理;直冷与液冷;热力学特性
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更新时间:2026-06-16
矿用场景下采用深度学习-安时积分云边协同的锂电池荷电状态估计
申勇, 杨雨康, 邹岢艺, 王成龙, 熊良潜, 刘东, 曹凤金, 章翔峰
摘要:为提升矿用新能源车辆的安全性能,进一步提高锂电池荷电状态(SOC)估计精度,面向矿用场景提出了一种融合深度学习的云边协同SOC估计框架及算法。首先,在边端通过电池管理系统进行参数采集,通过安时积分法实现本地SOC估算;其次,在云端构建双向长短期记忆网络与多头注意力机制的混合神经网络模型,并引入蜣螂优化算法优化模型超参数组合;最后,通过自适应无迹卡尔曼滤波融合云边数据校正SOC估计。模型通过US06、FUDS、DST工况对其有效性及性能进行测评。研究结果表明:云端模型性能较为良好,可有效实现SOC估算,FUDS工况下平均绝对误差为0.36%,均方根误差为0.50%,DST工况下平均绝对误差为0.40%,均方根误差为0.57%;云边融合模型进一步实现了SOC校正,FUDS工况下,较云端算法平均绝对误差和均方根误差分别降低了28.5%和37.9%,在DST工况下分别降低了26.9%和39.4%,模型具备一定的泛化性及鲁棒性。云边框架可为矿用场景下,锂电池SOC估计的工程应用提供理论参考,云边融合模型为提升矿用锂电池SOC预测精度提供实践路径。
关键词:锂电池;荷电状态;安时积分法;双向长短期记忆网络;自适应无迹卡尔曼滤波
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更新时间:2026-06-11
采用分割一切模型的弱监督互学习三维医学图像配准方法
苏渝钦, 潘杭镇, 李锦江, 刘欢, 李钟毓, 刘杨
摘要:针对三维医学图像配准中无监督方法配准精度不足、弱监督方法依赖高质量分割标签且分割基础模型生成标签难以直接稳定指导配准训练的问题,提出了一种采用分割一切模型的弱监督互学习三维医学图像配准方法。首先,利用分割一切模型从不同视角提取主要解剖区域掩码,并通过融合构建交集掩码与并集掩码,以表征不同粒度的结构先验信息。其次,在弱监督配准框架中引入互学习机制,通过结合可信度与位置信息模块,促进不同掩码监督下配准模型之间的知识蒸馏与协同优化,从而实现互补信息的有效利用并提升训练稳定性。最后,在三组脑图像数据集上的实验结果表明,所提方法能够在充分利用标签信息的同时保持稳定训练,与现有三维图像配准方法相比,在区域重叠度等指标上表现更优,其中重叠系数提升约5%,体现出更高的配准精度与可靠性。
关键词:医学图像配准;分割一切模型;弱监督方法;多视角;互学习方法
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更新时间:2026-06-09
光合细菌耐铵突变株的构建与产氢特性研究
高子璇, 曹稳, 魏雯雯, 郭烈锦
摘要:为了缓解铵离子(NH
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)对光发酵制氢过程的抑制作用,研究以荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus, R. capsulatus) SB1003为研究对象。首先,采用重叠延伸聚合酶链式反应技术(SOE PCR)对固氮调控基因(nifA)进行定向改造,分别构建nifA1和nifA2基因N端缺失片段,并通过同源重组筛选获得nifA1缺失突变株ZX01、nifA2缺失突变株ZX02及双缺失突变株ZX03。然后,将上述菌株接种于以葡萄糖为碳源、以不同浓度的硫酸铵和谷氨酸钠为混合氮源的产氢液中,置于光照、厌氧条件下进行光发酵产氢,系统比较不同突变株在含铵和无铵条件下的产氢性能及相关基因表达水平。结果表明,在铵态氮质量分数为20%条件下,双缺失突变株ZX03的累计产氢量最高,达到801.80 ± 60.40 mL·L
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,较野生型R. capsulatus SB1003提高22.7%。基于Gompertz方程的动力学拟合结果显示,ZX01的产氢迟滞期最短(7.99 ± 3.41 h),表明nifA1 N端缺失可显著加快产氢启动过程。实时定量聚合酶链式反应(qPCR)分析进一步表明,在高铵条件(NH
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浓度为8 mmol·L
-1
)下,ZX03中氮信号转导蛋白编码基因glnB1和glnB2的转录水平较野生型上调约220倍,同时电子传递相关基因rnfB及黄素氧化还原蛋白编码基因fldA的表达亦显著增强。研究结果表明,nifA1 N端缺失主要通过缩短产氢迟滞期提升菌株对铵胁迫的响应速率,而nifA2 N端缺失则主要通过提高基础产氢能力增强耐铵性能;双缺失突变株ZX03协同整合两者优势,并通过上调氮信号转导及电子传递相关基因表达,在转录水平维持固氮系统活性,从而在高铵环境下实现最优产氢表现。该研究可为构建耐铵高效光发酵产氢工程菌株提供明确的分子改造策略与理论依据。
关键词:光合细菌;突变株;光发酵;基因编辑
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更新时间:2026-06-09
智能汽车线控转向系统鲁棒保性能容错控制
杨锦雯, 胡一明, 余银犬, 刘俊辉, 曾德全, 郑玲, 张培志, 刘卫东, CARBONE Giuseppe
DOI:XXX
摘要:线控转向系统是智能汽车实现高阶智能驾驶的关键技术,多重不确定性与输入约束条件下线控转向系统的跟踪精度与控制性能难以保证,针对这一问题,提出一种融合鲁棒保性能控制与前馈调节的协同容错控制方法。首先,构建包含系统参数摄动、外界扰动、执行器故障和输入约束的线控转向系统仿真模型,其次,将多重不确定性和一定范围内的故障统一纳入控制设计框架,通过构造二次型性能指标并利用线性矩阵不等式方法求解保性能控制律,实现对系统跟踪性能和鲁棒性的约束,并根据李雅普诺夫稳定性判据证明系统闭环稳定。最后,融合分段变曲率前馈调节器提高控制系统初始阶段的响应速度,形成完整的转角跟踪控制器。仿真及实车测试结果表明,所提控制方法不但具备精确稳定的转角跟踪能力,还具有快速的系统调节性能,在执行器故障等多重不确定性情况下,典型工况的仿真综合跟踪误差相比单一保性能控制降低约50%,相比PID控制降低约65%,相比自适应滑模控制降低约63%;实验综合跟踪误差相比单一保性能控制降低17%,相比PID控制降低约4%。确保了线控转向车辆在多变场景与故障工况中仍能高效稳定运行。
关键词:线控转向;容错控制;保性能控制;多重不确定性;输入约束;智能汽车
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更新时间:2026-06-03
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