受访者首先谈到科学仪器的重要作用,指出科学仪器是原始性科研创新的利器。提出我国发展原创性科学仪器研究的迫切性和建议。接着结合仪器研究论述了创新的内涵及途径。最后介绍了陈院士承担的重大科学仪器研制专项"单细胞时空分辨分子动态分析系统"的科学意义及创造性的成果。
选取球形芽孢杆菌单独、与原油共混以及与铜绿假单胞菌共同作用下对裂隙岩样渗透系数的影响,研究了该细菌在不同条件下的生长和沉积特性。以乙酸钙为钙源及5种钙离子浓度对细菌诱导碳酸钙沉积率的影响,优选出最佳沉积条件。采用菌液注射法对岩样裂隙进行充填实验。结果表明,水压在0.2~0.6 MPa时,球形芽孢杆菌单独诱导Ca^2+沉积作用30 d后,岩样渗...
以雷管编码识别项目为工程实践案例,提出一种基于最优分割路径的黏连字符分割算法,克服黏连字符对雷管编码识别性能的影响。对输入图像增强并二值化后通过连通域分析提取黏连字符区域,利用垂直投影获得黏连字符的垂直投影直方图,而且同时获得上边界和下边界位置图,分别从中检测局部谷底点并验证其"穿越特性"和"距离特性"得到黏连字符的候选分割...
针对风力发电系统的非线性和时变性,常规PID控制已经很难满足风电控制系统的需要。提出一种基于非线性扩张状态观测器-PID(Nonlinear extended state observer PID,NESO-PID)的双闭环变桨控制策略。该策略考虑到风力发电系统的外部干扰和内部扰动,输入端把转速偏差和功率偏差通过PID控制器进行控制,变桨部分设计一个状态观测器对系统桨距角和风...
分布式光伏接入配电网后,改变了正常运行时配电网中的潮流分布,使原来随潮流流向电压逐渐降低的模式发生改变,造成电压偏差超标等问题,限制了光伏发电的快速发展。首先结合配电网的运行条件和拓扑结构,在忽略了无功功率及线路电抗的条件下,提出了电压降落的简化分析模型,从理论角度分析得到光伏并网点位置、接入容量是影响配电网电压大小的主要...
针对油田开采中后期产出液含水高、分离困难且效率难测量的问题,设计了可调节式重力分离器系统。对分离器外形和内部构件进行了优化设计,选取4种聚结构件可供更换调节,并在此之上进行了对比实验。分别测算取样口处与水出口的含油率差、有无聚结构件的水出口含油率差与流量关系,得到4块聚结板的聚结分离效果。结果表明,聚结分离效果A板最好,其次...
为了对产品加工质量进行统计分析,设计了一种集成分布图分析和点图分析的产品质量控制方法。根据加工过程,顺序采集25组由4个零件构成小样本,计算小样本的均值和极差,并确定上下控制线和绘制点图,根据点图的分布规律,初步确定工艺过程是稳定的。计算100个样本零件的均值和标准差,根据样本容量确定尺寸间隔,统计各尺寸间隔样本零件出现的频次,依...
对盐酸达泊西汀的无水及水合晶型进行光谱研究。以重结晶的方法制得盐酸达泊西汀的无水晶体,通过热分析(TGA)、X射线粉末衍射法(XRD)对其无水和水合晶型进行了结构表征,并进一步利用傅里叶变换红外(FT-IR)、激光共聚焦显微拉曼(Raman)光谱技术在室温下对盐酸达泊西汀的无水和水合晶型进行了测试。根据实验数据对其分子振动模式进行归属,并对盐酸...
针对风电场输出功率表征的周期性及随机、间隙、非平稳特性,提出一种小波变换(Wavelet Transform,WT)和径向基神经网络(RBFNN)相结合的风功率预测方法,并引入平均温度、相对湿度及降雨量等气象因素预测未来一段时间的风电功率输出。小波分解能有效地表征风电场输出功率时间序列的局部特征;人工智能方法可以捕捉到风力发电中的非线性特性。引入气...
医学仿真中的外层组织材质在模拟临床试验、医学科研及教学演示中具有重要的情景再现作用。介绍的一种心脏仿真模型外层材料配方研究,根据区域特点不同,采用了相应实验优化方案。通过正交试验选取了液体硅胶、固化剂、染料用量及固化时间等4个指标对外表面层材质进行了优化考察,从中得到最佳的心脏仿真模型外层材料配制比例。其中,固化时间权重...
由于脉动的负载电流对整流器直流侧滤波电容的充、放电效应,非线性整流负载可以导致单相逆变器输出电压出现严重的畸变。导致输出电压畸变的原因主要是由于逆变器具有较大的谐波输出阻抗,且其控制系统不能够对电压畸变做出快速的动态补偿。为使学生对此有深刻的理解,设计了单相逆变器在非线性负载条件下输出电压波形控制的研究性实验,对比分析了...
设计了二硫化钼纳米片的合成、表征及光催化性能的研究型实验。以钼酸钠和硫脲为原料,硅钨酸、四丁基溴化铵、草酸为添加剂,采用水热法制备了光催化剂二硫化钼纳米片。运用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对制备的样品进行了表征和分析,通过光催化性能测试研究制备条件对催化性能的影响。设计实验将材料合成技术、材料表征、催化性能测试等专业知识...
在满足内侵蚀发生条件的基础上,将被侵蚀颗粒的质量守恒方程、内侵蚀的渗流方程和考虑级配影响的内侵蚀速率联系起来,得到内侵蚀作用的控制方程。以锦屏呷爬滑坡为研究对象,采用有限元方法研究库水位的变化对滑坡体内侵蚀特性的影响。模拟结果表明,土体孔隙率和被侵蚀颗粒的体积分数在内侵蚀作用下不断增加,当所有可被侵蚀的颗粒都被冲刷掉之后,...
提出了一种接触系统结合面的动力学参数测试方法。该方法基于单自由度强迫非共振法,采用振动测试系统进行谐波激励,利用加速度传感器采集激励信号和响应信号,并采用相关分析法对信号进行处理,可得到接触两物体的等效接触刚度和等效接触阻尼。为说明该方法在实际机械系统动力学分析中的应用,给出了2个应用案例,即O型橡胶圈柔性支撑系统和"锭轴-卷...
基于改进型Cubic混沌映射,设计了一种混沌密码与滚动码技术相结合的动态密码遥控锁。该锁以手机作为遥控器,采用蓝牙模块传送数据,锁具采用430单片机为主控芯片,步进电动机驱动锁舌,锁舌开闭状态通过霍尔传感器检测。手机和锁具主控芯片里植入相同的混沌映射,利用混沌函数产生的伪随机序列作为密钥,同步迭代产生开闭锁密码。该系统采用一次一密...
FDM三维打印机结构简单、价格低廉,已在国内各大高校广泛流行,用于工程训练、建筑设计、原型开发等。但是,FDM三维打印机容易发生喷头堵塞、断丝等送丝异常现象,使得大型构件的打印成功率下降。针对这一情况,研制了一种送丝异常检测装置。在打印过程中实时采集丝材运动信号,通过修改打印机主控板固件,结合开发的相应算法,分析、识别送丝异常信号...
提出一种城市雾霾天气监测实验方案,利用搭载ARM11处理器的Tiny6410开发板与各种传感器综合设计出实现雾霾天气监测系统。该系统对所在环境的温度、湿度以及PM2. 5值进行实时采集并通过无线网络发送至上位机及手机。实测结果表明:系统对PM2. 5的实际数值测试效果误差较小,温湿度测试结果在实际要求以内,可以将该系统应用至无人值守的区域进行实...
基于分布式光纤测温技术研制了一套天然气水合物开采井筒温度监测实验平台,主要包括水合物储层模拟室、温度控制模块、井筒结构模块、信号采集模块。结果表明,分布式光纤测温系统在低温环境下具有良好的适用性,该实验平台可有效获取水合物开采井筒的温度剖面,实现对井筒环空液位的预测及水合物开采方案的优化。
针对复杂的自由曲线型焊缝的焊接作业,对传统的工业机器人焊接系统进行改进。将机器视觉与工业机器人相结合,搭建"eye-to-hand"视觉系统。首先采用工业相机采集焊缝图像并发送至工控机,通过焊缝识别算法进行识别以获取焊缝信息;然后结合焊接工艺参数及焊缝信息建立焊接模型,并引入粒子群算法对机器人进行轨迹规划;最后将轨迹规划结果通过以太网...
为实现半航空无人机电磁探测数据的同步采集,解决GPS同步信号短时间丢失等问题,设计了一种基于FPGA硬件时间流与GPS的同步采集系统,同步精度可达122. 8 ns。通过Ublox-M8N模块获得GPS数据,采用ADS1271芯片实现电磁数据的采集,并利用FPGA内部FIFO将所获得数据缓存与整合最后通过SD卡模块实现数据的存储。实验表明,所设计的基于FPGA硬件时间流与GP...
基于对冷轧退火炉张力设定值计算模型的研究与优化,运用S7-400PLC、S120变频器及PCS7软件平台,构建了退火炉张力闭环控制系统,确保了机组运行的稳定性与可靠性。通过对张力设定与反馈曲线的在线监测比较,对带钢入炉前后宽度、厚度抽样检测数据分析,带钢的张力控制稳定、准确,且尺寸几乎未发生变化,退火工艺指标完成良好,达到了生产设计的要求。
针对传统常模盲均衡(CMA)算法相对复杂,太多乘法器导致占用过多逻辑资源的不足,设计并实现了一种基于FPGA的FSE-CMA盲均衡器。给出了盲均衡器的总体框架,设计了硬件电路。以1~20 MHz的DPSK信号为输入信号,设计了数字下变频模块和信号解调模块。改进了FSE-CMA的滤波器结构,设计了硬件实现组成模块及抽头系数更新过程。搭建了硬件测试平台并进行级...
传统的虚拟康复训练系统中,康复场景是有限的而且不能进行动态改变。针对不同情况下的康复患者,训练场景不能满足患者康复需求这一问题,提出一种面向康复训练的虚拟场景个性化建立、配置的方法。该方法通过传感器采集人体数据输入虚拟场景,利用XML文本记录康复训练虚拟场景中的场景元素及其基本属性,对文本进行解析,从建立好的场景元素库中加载...
变电是当前电力系统中必不可少的组成部分,每时每刻都在影响着人们的生产和生活,变电系统工作人员的学习成效关系着整个变电系统运行的安全、稳定和可靠。针对传统变电仿真教学系统复杂、昂贵且危险等缺点,以某10 kV变电所为原型,将VR技术与变电所操作教学相结合,采用3DS MAX进行变电所各种设备模型的建立和优化,在Unity3D软件中利用C#语言编写...
针对现场车钩教学实验过程中存在成本高、多限制、可视性差、难以重复等不足,为帮助学生熟练掌握密接式车钩结构、三态作用原理、连挂特性及拆装流程,以夏芬博格(Scharfenberg) 10型密接式车钩为例,基于Unity3D平台,利用Web、VR技术和数值仿真计算方法等,完成了具有教学和考核功能的动车组密接式车钩虚拟仿真实验系统的研发。学生可登陆实验系统...
为丰富我校机械实验教学中心交互性虚拟仿真实验资源及培养学生学习的自主性和实践动手能力,建设了渐开线齿轮范成原理虚拟实验。总结并归纳了实现渐开线齿轮范成原理虚拟实验的技术路线,为其他虚拟仿真实验的建立奠定了基础。首先采用A I P构建实验仪器、实验场景等,随后采用3Ds Max对模型赋予材质,再后使用C#作为代码集成开发环境和Unity 3D作...
针对当前国内医学检验教育及临床检验行业中血涂片复检技能学习方法的不足,设计出模拟镜检过程的血涂片复检在线实训系统。收集临床案例后,血涂片复检过程的模拟主要通过连续拍摄其外周血涂片油镜下的血细胞图像(100只白细胞)并对所有有核细胞连续编码后导入系统来实现。该实训系统主要包括有核细胞分类及血细胞形态观察、分类结果及判断、案例...
为研究雾霾对光伏阵列表面污染物粘附特性的影响,通过积污试验测得雾霾环境下光伏阵列表面沉积的污染物中天然尘埃所占比重不足10%,"霾"中的有机气溶胶颗粒、黑炭、可溶盐及金属氧化物等含量占80%以上。采用激光粒度分析仪测得污染物颗粒中99%以上为粒径小于10μm的微颗粒污染物。在不考虑接触变形及外力作用下,建立污染物颗粒的粘附模型,计算得...
随着国家发展战略中提出智能电网,智能变电站的建设日新月异,从而对电力系统人才的综合素质提出了更高的要求。介绍了一种用于教学培训的变电站三维仿真系统,简要说明其软硬件环境,介绍二维、三维仿真教学培训功能。通过变电站母线接地故障仿真、变电站巡视仿真、操作票仿真3个应用案例来介绍该系统的操作流程、三维特性和应用优势,旨在锻炼参与...
在新时代高等教育背景下,地方综合性高校的国家级实验教学示范中心如何对传统的教学方法进行改革将直接影响到人才的培养质量。物理实验教学中心以"重基础、提质量、求创新、促拔尖"为实验教学理念,建立了"1条主线、3个平台、5类教学、全面开放"的实践教学体系,设计讨论式、个性化的教学方式,建立基于网络支撑的全面开放教学。开发综合性、设计...
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