刘尚坤,张伟,孙宇浩,孔德刚,赵晓顺

2024, 44(1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.001

摘要 ( 77 )

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针对Autogram以无偏自相关峭度指标选取解调频带时易出现不准确、故障诊断困难的问题,将平方包络负熵引入Autogram中,结合平方包络负熵受噪声影响小且能衡量周期冲击成分的优点,提出一种采用平方包络负熵指标选取最优解调频带的改进Autogram方法.首先采用最大重叠离散小波包变换(MODWPT)对轴承振动信号进行频带分解,再计算每个频带信号的平方包络负熵,将平方包络负熵最大的频带作为最优解调频带,最后通过分析最优解调频带平方包络谱的频率成分来诊断轴承故障类型.将轴承故障实验信号分析结果与Autogram、快速谱峭度方法对比,结果表明,改进Autogram方法在解调频带的选取上更为合理,所提取的故障特征频率更明显,轴承故障诊断更准确.

双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析

庞彬,周紫烨,齐晓帆,郑涵升

2024, 44(1): 9-16. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.002

摘要 ( 37 )

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针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙磁密规律,得到转子所受的不平衡磁拉力;然后,考虑转子不平衡磁拉力的情况下构建双馈异步风力发电机转子-轴承系统非线性动力学模型,利用非线性动力学仿真获取转子匝间短路故障下系统的振动仿真信号;最后,在双馈异步风力发电机故障模拟实验台上进行转子匝间短路故障实验,利用实验分析验证非线性动力学仿真结果的有效性.非线性动力学仿真及实验分析结果均表明,转子匝间短路故障下双馈异步风力发电机转子-轴承系统振动信号的频谱存在转频的谐波成分,通过检测转频的谐波分量可诊断双馈异步风力发电机转子匝间短路故障,有效揭示了双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理.

光伏逆变器IGBT器件接线故障诊断方法

赵智强,帕孜来·马合木提,刘行行,周昂

2024, 44(1): 17-26. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.003

摘要 ( 39 )

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针对光伏逆变器的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)接线故障不易发现且易被忽略,现有方法诊断速度慢、识别率低的问题,提出了一种基于电压均值的特征提取策略,并利用改进狮群算法(improved loin swarm optimization, ILSO)优化核极限学习机(kernel extreme learning machine, KELM),实现对IGBT的故障诊断.首先,分析逆变器各状态下三相电压Concordia变换后的效果,获得表征故障特征的二维向量,通过二维散点图验证接线故障的可分性;其次,通过Sine混沌映射改进的狮群算法(loin swarm optimization, LSO)对KELM进行参数寻优,建立诊断模型;最后,以Z源逆变器为例进行验证.结果表明:对于逆变器的IGBT接线故障,所提方法能提取包含丰富故障信息的二维故障特征,极大地简化了特征提取的过程,且诊断方法适用于单个和2个器件的故障类型,与其他方法相比速度更快,故障识别率更高.

双气隙介质阻挡放电中3种C_4v对称性的斑图及其时空相关性

刘靖楠,冉俊霞,吴凯玥,武珈存,陈俊宇,贾鹏英

2024, 44(1): 27-33. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.004

摘要 ( 40 )

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斑图是气体放电系统中规律性的结构,一般通过放电丝之间一系列复杂的相互作用形成.本文采用双气隙氩气介质阻挡放电装置,获得了有C_4v对称性的暗点斑图、米字形斑图和井字形斑图.利用电学和光学手段对斑图的放电特性进行了表征,并研究了其时空相关性.结果表明,暗点斑图是由中心暗点、亮环、外围的小暗点和均匀放电区域组成.米字形斑图和井字形斑图是由中间亮点、边上亮点、对角顶点、竖线和斜线5种不同的瞬态亚晶格组成.这些研究结果对于介质阻挡放电产生的斑图的深入研究具有一定的参考价值,而且有助于理解其他领域的复杂斑图.

有限大小量子Dicke-Stark模型的动力学性质

阎占元,李欣阳,邱方程,常习者,刘洋

2024, 44(1): 34-41. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.005

摘要 ( 48 )

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利用相干态的超完备性,可以有效解决光子数空间的截断问题,在有限的相干态空间中即可得到精确的计算结果.本文在相干态空间中计算了Dicke-Stark模型的数值精确解,继而讨论了该模型的量子相变和时间演化动力学.通过计算Dicke-Stark模型基态的平均光子数和平均角动量,发现了量子相变现象,量子相变临界点会随非线性Stark作用发生移动.计算得到Dicke-Stark模型平均光子数和平均角动量随耦合强度和时间演化的相图,有助于了解有限大小Dicke-Stark模型的动力学性质.

抗阿尔茨海默病噻唑衍生物的设计策略及构效关系研究进展

史大华,邹靖培,张笑清,张钊源, 韩抒彤

2024, 44(1): 42-49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.006

摘要 ( 52 )

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噻唑是一种五元含硫、氮杂环化合物,由于其特殊的结构和电子性质以及具有的多种生物学活性,已成为药物化学领域中广泛运用的化学骨架之一.在过去的几十年里,噻唑及其衍生物在抗阿尔茨海默病的研究中展现出极大的潜力,其衍生物的化学结构及设计策略和抗阿尔茨海默病的活性密切相关.本文从阿尔茨海默病潜在的靶点出发,基于以乙酰胆碱酯酶为主导的单靶点或者多靶点策略,综述了近年来具有抗阿尔茨海默病活性的噻唑衍生物的设计策略及构效关系研究进展.

姜黄素与抗肿瘤药物联合应用的研究进展

刘文清,杨莎,刘明松,徐志栋

2024, 44(1): 50-59. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.007

摘要 ( 115 )

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联合用药能显著弥补单药使用的不足并能加快开发治疗复杂性疾病的新治疗方案.姜黄素是一种1,3-二酮类化合物,具有多种药理活性,其中抗肿瘤作用得到广泛关注.姜黄素能够抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡等,具有毒性低、耐受性好等特点.研究发现:姜黄素与临床抗肿瘤药物联合应用具有一定的协同作用,能有效地抑制癌细胞生长,降低药物的毒副作用,减少药物剂量,达到增效减毒的效果.本文在细胞和实验动物水平上总结了姜黄素与抗肿瘤药物联合应用所产生的影响及可能的作用机制.

京津冀地区潜在高风险外来入侵物种研究

刘志祺,陈凤新,孙亚男,张风娟

2024, 44(1): 60-69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.008

摘要 ( 54 )

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为有效提高京津冀地区对外来入侵物种的防控能力,保障区域生物安全,基于气候环境和经济活动两大因素,确定京津冀地区的外来入侵物种高风险来源国家,根据世界自然保护联盟(IUCN)公布的危险性入侵物种分布信息明确京津冀地区的潜在高风险外来入侵物种.结果显示,京津冀地区外来入侵物种高风险来源国家有5个,分别为美国、德国、俄罗斯、意大利和加拿大,其中,北京的外来入侵物种高风险来源国家为美国、德国和俄罗斯,天津的外来入侵物种高风险来源国家为美国、意大利和俄罗斯,河北的外来入侵物种高风险来源国家为美国和加拿大. 京津冀地区潜在高风险外来入侵物种有31种,其中潜在高风险入侵植物有人厌槐叶萍Salvinia molesta、米氏野牡丹Miconia calvescens等9种,潜在高风险入侵动物有大果柏大蚁Cinara cupressi、四斑按蚊Anopheles quadrimaculatus等22种.最终依据京津冀地区潜在高风险外来入侵物种的入侵途径和传播特点提出了针对性防控对策.

小蠹属1中国新记录种及已知种检索表(象甲科:小蠹亚科)

曹玉峰,于光宇,李婷,赖盛昌,Hagus Tarno,王建国

2024, 44(1): 70-76. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.009

摘要 ( 23 )

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首次报道了采自山东省和黑龙江省的小蠹属Scolytus Geoffroy 1中国新记录种——绒毛小蠹Scolytus pubescens Stark,并提供了该物种的寄主、分布和形态特征描述及图片.根据中国小蠹属昆虫的形态特征编制了检索表.标本现保存于江西农业大学农学院植物保护系.

陶瓷超滤膜在5-羟基-L-色氨酸发酵产物提取中的应用

张怡君,田俊波,杨志彬,郝晋博,胡江林,吕志堂

2024, 44(1): 77-83. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.010

摘要 ( 40 )

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为提高5-羟基-L-色氨酸(5-hydroxy-L-tryptophan,5-HTP)提取分离效率,降低能耗和污染排放,选择陶瓷超滤膜应用于从发酵液中提取5-HTP的工艺,对陶瓷超滤膜的过滤条件进行优化.首先优选出适合的膜孔径为10 nm,进一步优化得到陶瓷超滤膜分离提取5-HTP的3个最优工艺参数:发酵液pH值3.5,跨膜压差0.75 MPa,料液过膜温度35 ℃.在此工艺条件下,5-HTP的透过率在92%以上,对游离蛋白质截留率达 90%以上,满足进一步浓缩、结晶制备5-HTP的要求,达到了优化预期效果,为陶瓷超滤膜应用于从发酵液中工业化提取5-HTP提供了可靠依据.

微塑料的测定方法以及对水生生物的生态毒理效应

崔铁峰,张杰,卢灿然,王宏伟,叶晔

2024, 44(1): 84-91. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.011

摘要 ( 72 )

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综述了当前微塑料(microplastics, MPs)分离和分析方法的研究进展, 包括机械过滤、化学处理、胶体共沉淀、密度梯度离心和光学/荧光/拉曼分析等方法, 同时介绍了它们的优缺点和适用范围, 为微塑料污染的检测、监测和评估提供了参考.概述了MPs对水生生物的毒性效应:MPs在被水生生物摄入的过程中会对生物体的消化道造成物理损伤, 同时MPs的摄入会增加饱腹感, 影响水生生物对食物的消化吸收;MPs的摄入还会使水生生物肠道中的微生物群落组成和多样性发生改变;MPs暴露会引起水生生物基因的改变,还会诱发水生生物的氧化应激反应, 并干扰其脂质和能量代谢.MPs对消化系统的影响及对肠道微生物平衡的破坏可能是生物体脂质和能量代谢相关基因改变的原因之一.MPs可以吸附和富集其他物质, 从而对生物产生更严重的联合毒理效应.MPs对生物体消化道的物理损伤及其在生物体内的积累和扩散可能是引起氧化应激反应和免疫反应的主要原因.不仅对水生生物, MPs对人类的健康风险也引起人们对其潜在影响的关注.

基于异构平台的图像中值滤波的OpenCL加速算法

肖诗洋,王镭,杜莹,肖汉

2024, 44(1): 92-103. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.012

摘要 ( 28 )

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图像噪声降低了图像信噪比和质量,去噪是图像处理工作的重要环节之一.本文提出了一种基于开放式计算语言(OpenCL)架构的图像中值滤波快速降噪并行算法.介绍了OpenCL体系结构特点和中值滤波处理流程.根据图形处理器(GPU)的并发结构特点,对图像中值滤波功能模块进行了并行优化,降低了算法复杂度.通过充分激活NDRange索引空间中的工作组和工作项来提高数据访问效率,优化内核工作组配置参数,实现了中值滤波器的并行处理.实验结果表明,在图像质量保持不变的情况下,与基于CPU的串行算法、基于开放多处理(OpenMP)并行算法和基于统一计算设备架构(CUDA)并行算法性能相比,图像中值滤波并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GPU计算平台上分别获得了29.74、17.29、1.15倍的加速比.验证了算法的有效性和平台的可移植性,基本满足应用的实时性处理要求.

领导-跟随混合阶异质多智能体系统的一致性

高林庆,王超,哈登喆,耿华,侯帅

2024, 44(1): 104-112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2024.01.013

摘要 ( 29 )

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混合阶异质多智能体系统由静态领导者和一阶、二阶和三阶积分器型跟随者组成.首先,在无向和有向通讯网络条件下,利用设计线性滤波器的方法提出了一致性协议;其次,基于李雅普诺夫直接法、拉塞尔不变集原理和矩阵理论证明了协议的可行性;最后,通过2个仿真算例验证了所得结论的有效性.

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