基于分子马达集体运行机制的骨骼肌收缩动态力学模型——基于分子马达运行机制的骨骼肌生物力学原理（Ⅰ）

骨骼肌收缩过程中的生物力学原理尚未有效揭示清楚,本文从神经元触发的动作电位入手,针对骨骼肌微观的激活与收缩过程,利用统计力学方法分析分子马达集体运行机制,建立动作电位与肌小节收缩力之间动态关系;并结合肌小节串并联特征从微观到宏观构建骨骼肌力学模型,该模型揭示了骨骼肌收缩的力学原理,反映了骨骼肌从激活到收缩整个过程的动态力学特性.数值模拟结果表明,随着动作电位频率的增加,肌浆中钙离子浓度先线性上升并逐渐趋于饱和,主动收缩力出现融合并跟随钙离子浓度变化趋势,当动作电位处于最大频率时肌肉强直收缩;在定负载情况下,收缩速度和输出功率随频率的变化趋势与收缩力类似,但在负载力逐渐增大时,收缩速度会逐渐减小,而功率在某一负载下存在最大值.上述特性与骨骼肌力学实验研究结果一致,从而证明了该理论建模方法的正确性.     

分子马达集体运行机制及肌小节动态力学模型

分子马达的集体协作运行机制尚未有效揭示清楚,本文以骨骼肌中的肌小节为研究对象,利用非平衡态统计力学方法分析肌球蛋白分子马达的集体运行特性,构建肌小节系统的动力学方程和概率密度函数的Fokker-Planck方程,推导出肌小节主动收缩力学模型.根据分子马达的实际状态对模型进行化简,利用状态跃迁速率计算分子马达位移变量的概率密度分布,重点讨论了[ATP]和负载力对概率密度、主动收缩力以及收缩速度的影响,分析可知随着[ATP]的增大,收缩力和收缩速度也逐渐增大,在[ATP]饱和后,肌小节的收缩力和收缩速度保持不变;收缩速度随着负载力的增大逐渐减小到零;收缩力与肌小节的长度关系和粗细肌丝的有效作用长度有关,随着有效长度减小而减小.以上分析与Hill描述的肌肉宏观特性比较吻合,验证了模型的有效性.     

准相位匹配PPLN波导全光开关特性研究

本文利用一种具有半圆形极化畴结构的PPLN晶体,在慢变振幅近似条件下,基于二阶非线性效应并考虑到控制光和信号光简并二波耦合时周期性极化铌酸锂波导内的耦合模方程,用数值方法对小信号时相位失配情况下的全光开关特性进行了研究,分析了由于光栅周期、晶体温度和控制光波长变化引起的相位失配对输出的信号光功率的影响,并给出了输出信号光功率与控制光功率之间的关系曲线。发现在相位失配的情况下增大控制光的功率可以达到信号光的关断,具有较好的开关特性。     

齐墩果酸抑制肝癌细胞QGY增殖和诱导凋亡的作用研究

目的研究齐墩果酸对人肝癌细胞QGY增殖的作用及与细胞内钙离子浓度（[Ca2＋]i）关系。方法将浓度分别为40、80、100μg／ml齐墩果酸作用肝癌H细胞QGY24h后,DAPI染色,以荧光显微镜观察细胞形态变化;以11组不同浓度齐墩果酸（5—400μg／ml）作用QGY细胞24h后,用四甲基偶氮唑蓝（Myr）法检测QGY增殖情况;分别以不同浓度齐墩果酸（80、100、120μg／ml）作用QGY细胞24h后,流式细胞仪检测细胞周期改变、细胞凋亡率和[Ca2＋]i。结果细胞增殖被抑制并发生凋亡：不同浓度齐墩果酸能够抑制QGY细胞株增殖,且在5—120μg／mL范围内呈剂量依赖性,药物作用细胞24h、48的Ic50分别为76．27μg／mL和66．56μg／mL;处理组细胞周期在s期产生阻滞、细胞内[Ca2＋]i较对照组显著增加,细胞凋亡率和[Ca2＋]i与药物浓度存依赖关系。结论齐墩果酸能够抑制肝癌细胞QGY增殖和诱导其凋亡;诱导凋亡可能与细胞内[Ca2＋]i增加有关。     

基于FPGA的音频分析系统实现

采用Altera公司的FPGA芯片EP2C20作为控制和运算核心,实现对频率范围在20Hz～20kHz的音频信号分析和测试。采用FFT算法对音频信号进行频谱分析和计算处理,实现失真度分析,并完成信号总功率、各分量频率、周期等参数分析测量。采用TFT-LCD作为显示终端,能够直观显示功率谱曲线和各测试参数值。通过软件分析对比测试发现,该系统实时性强,测量准确度高,误差优于0．3％,可以有效完成音频信号分析和处理。     

便携式生命探测仪的研究

生命的无损检测技术是以人体特性为基础,通过研究电磁波束照射人体而反射信号的波形规律,了解人体受到微动所调制而使得回波信号的某些参数的变化特性,从而提取出人体生命参数。描述了以DSP＆FPGA为核心构造的人体信号的探测装置的研究。通过回波的频率和相位特性分析,确定了生命信号检测系统的最佳参数。在此基础上设计了一套便携式生命探测仪,硬件系统主要由DSP处理器、LCD图形显示器、雷达电磁波单元等组成。软件系统由信号处理算法模块、显示模块、信号发射与接收模块等构成。     

双模神经信息无线检测系统的设计与实现

介绍了一种可同时检测神经电生理信号和电化学信号的无线双模神经信息实时检测系统.系统由双模神经信息检测模块、控制模块、无线发射和接收模块以及上位机显示软件组成,其电流和电压分辨率分别为0.06nA和0.6μV.为验证系统性能,分别进行了电生理实验、电化学实验以及双模联测实验.利用模拟神经信号发生器进行电生理信号检测获得了信噪比可达S/N=11的神经动作电位.在抗坏血酸溶液的电化学实验中,以实验室自制的平面电极做工作电极,在0～285μM的浓度范围内电流响应的相关系数为0.99036.最后结合基于LabVIEW的上位机软件进行了双模联测实验.结果表明本系统成功实现了双模神经信息的无线检测.     

基于场协同原理的换热器控制过程研究

基于场协同原理,评价不同调节方式下换热器控制过程的过渡品质。通过建立板式换热器的动态特性数学模型并进行数值仿真计算,模拟不同调节方式下板式换热器的动态过渡过程,然后基于换热器自组织能力系数,将温差场均匀性因子的变化量与过渡时间相结合,用以评价不同调节方式下换热器控制过程过渡品质的优劣。结果发现指数调节方式下目标流体的出口温度偏差最小,过渡时间最短,场协同效果最优,线性调节方式次之,阶跃调节方式最差。     

PCR仪中TEC模块的PWM功率驱动装置设计

本文针对PCR仪温控系统中TEC模块的驱动要求,设计了其PWM功率驱动装置。以SG3525A为核心设计了PWM信号产生电路,采用功率模块MSK4226实现PWM信号功率的放大,设计了低通滤波器和保护电路,并采用MSP430单片机对功率驱动装置进行控制。测试结果表明此PWM功率驱动装置很好地满足了所用TEC模块的驱动要求。应用本功率驱动装置的PCR仪取得了较好的温度控制效果：升温速率〉2．2℃／s,降温速率〉1．8℃／s,｜稳态误差｜〈0．20℃,超调量〈1．0℃。     

固体火箭喷管烧蚀控制机制的判别

固体火箭喷管喉衬材料的烧蚀是化学反应与传热、传质相耦合的过程．基于气动热力学、热化学动力学和传热学,建立了热化学烧蚀模型;并对H2含量、频率因子、活化能引起喷管内热流场与化学烧蚀的变化进行了数值模拟．计算结果表明：在高温高压燃烧环境下,H2频率因子与活化能的变化引起烧蚀机制的改变,但H2频率因子的变化影响并不明显;固体火箭喷管烧蚀控制机制的判别应由喷管内燃气中H2的含量与烧蚀环境下H2活化能来决定．该研究结果为固体火箭的热防护设计提供参考．     

四项加权分数Fourier变换在通信系统中的应用研究

本文由四项加权分数Fourier变换的原始定义出发,通过对加权系数矩阵的研究,揭示了加权系数与被加权函数之间的关系,并给出加权系数的多参数表达形式.在此基础上,定义了离散序列的四项加权分数Fourier变换,使其适用于数字通信系统.根据四项加权分数Fourier变换的特性,提出一种基于该变换的调制/解调方法.该方法能够使调制后信号在时域及频域上实部与虚部的统计特性、相位特性发生明显的变化,这一变化可以通过变换参数的调整进行控制.将四项加权分数Fourier变换调整为多参数对信号进行处理,对比单参数处理方法,信号具有更好的抗截获特性.     

简易隔音原理与模型的研究

声源的振动在介质中传播产生声压形成声波,喇叭头(见图1)振膜受到声压的作用带动附在其上的线圈在磁铁的磁场中振动,将线圈接入闭合通路产生电流,据楞次定律,磁铁对电流产生的安培力会阻碍其运动,供给线圈同向的适当大小的电流.使安培力增大到足以抵消声压对振膜的作用,就可起到隔音的效果.实验中是用另一个特性相同的喇叭头来提供这种电流的.电流大小的调节可通过音频放大电路来实现.通过以上方法.就可得到一个对特定频率范围有减音效果的模型.     

基于栅极信号的功率器件老化特征分析

本文研究栅极动态信号在功率器件故障预测上的应用.首先介绍了功率器件栅极动态信号反映的相关失效机制,并分析了栅极动态信号的老化特征及影响因素.提出了老化特征提取方法,选定动态过程时间,动态过程面积比率作为老化特征.使用降频错位采样的方法还原高频采样下计算的老化特征,降低利用动态信号进行故障预测的采样频率,以提高方法可行性.通过NASA公布的数据集进行实验验证,提取的老化特征明显,降频采样达到了预期效果.     

放置于驻点的合成射流控制圆柱涡脱落模式的实验研究

将合成射流同时放置于圆柱前、后驻点位置,利用PIV测速技术,在水槽中进行了合成射流控制圆柱绕流的实验研究.在来流雷诺数、合成射流激励器振幅为固定值的情况下,使合成射流激励频率fe为尾迹涡固有脱落频率f0的1到3倍,应用频谱分析和本征正交分解(Pro-per Orthogonal Decomposition,简称POD)等方法,研究了合成射流对圆柱绕流结构的控制效果.随着激励频率的增加,合成射流的影响范围沿流向逐渐扩大,并且激励频率逐渐取代尾迹涡脱落的固有频率主控全流场.不施加控制以及fe/f0=1,2时,前两阶POD模态分布规律及模态系数的频谱分析均体现出尾迹涡固有的反对称脱落特性.激励频率fe/f0=2,3时,尾迹涡脱落模式的变化以及激励频率的主频特性在第3,4阶模态分布及模态系数变化中得到了很好的体现.激励频率fe/f0=2时,尾迹涡脱落兼有对称与反对称模式;激励频率fe/f0=3时,合成射流涡对在近尾迹剪切层诱导产生对称的尾迹涡结构,但是在向下游发展过程中逐渐演化为反对称模式.     

调制信号的分形特征研究

基于分形理论从信号中提取盒维数和信息维数作为分类特征,这种特征包含了信号幅度、频率和相位的变化规律,集中了各种调制方式之间的差异信息,在分类的意义上是有效特征,同时,从理论上分析了它们对噪声干扰不敏感的特性. 基于这样的特征进行分类器设计非常简单,识别率较高,有较好的工程应用价值.     

一种新的多极化星载SAR工作方式研究

将多极化星载SAR系统与距离向数字波束形成技术相结合,提出了多极化星载SAR"空分+码分"工作方式.在"空分+码分"工作方式下,发射信号时,在一个脉冲重复周期内首先水平极化天线发射子脉冲,为水平极化的正线性调频斜率线性调频信号,延时一定时间后,垂直极化天线发射子脉冲,为垂直极化的负线性调频斜率线性调频信号,实现码分;接收信号时,方位向和距离向多孔径同时接收,利用距离向数字波束形成分离出前后脉冲所对应的各极化回波分量,实现空分.该系统脉冲重复频率等于单极化SAR系统脉冲重复频率,同时距离向使用数字波束形成技术有效降低了距离模糊.文中分析了主要系统参数,包括脉冲重复频率、孔径间发射脉冲延时、模糊度,并与传统单极化SAR进行了比较.仿真结果表明多极化星载SAR采用"空分+码分"工作方式是可行的,并具有较好的特性.     

基于家居型温控负荷的孤立微电网频率控制方法

频率是维持微电网在孤岛运行状态下稳定运行的关键因素.需求侧响应技术的快速发展为孤立微电网的频率控制提供了一种新的解决方案.本文以电冰箱为例,提出一种适用于家居型温控负荷的变参与度需求侧分散控制策略,以协同储能系统进行孤立微电网的频率控制.该控制策略可充分发挥温控负荷的快速响应特性,受控冰箱根据当地频率测量信号迅速做出响应决策,动态调整冰箱工作周期,同时通过引入与频率波动幅度成正比的用户参与度,使冰箱在实现微电网频率响应的同时充分计及终端用户的用能舒适度,提高了用户的主动参与性.最后,在DIg SILENT商业软件中搭建了Benchmark低压微电网算例,仿真结果验证了本文变参与度的需求侧分散控制策略提高微电网频率控制效果的有效性,并在保证用户用能舒适度的同时,有效减小对储能装置的容量需求.     

基于脉宽收缩和累积寄存器的片上时钟抖动测试电路

本文提出一种基于脉宽收缩和累积寄存器的片上时钟抖动测试电路,用于监测片上时钟信号的抖动,测量精度可达到亚门级.该测试电路是由脉宽收缩环路、累积寄存器、异或阵列、计数器和控制电路组成的.以环形方式连接脉宽收缩单元,可减小由于工艺波动带来的影响,节省面积开销.在监测模式下,累积寄存器同时记录多个时钟周期脉宽的测量结果,并以数字序列码的形式输出,能够直观地显示时钟的抖动.该电路是采用65 nm CMOS工艺设计的,仿真结果表明该电路可测量数GHz的时钟信号,测量精度为1 ps.     

连续采煤机截齿截割能力的分析

为了确定连续采煤机截齿截割能力和其对煤岩的适应性,由截割电动机的功率求得连续采煤机截齿的平均截割力,对镐形齿进行截割实验,然后比较截割力的实验测定值与理论值,给出了适于截齿截割煤岩的截割阻抗,并计算分析了滚筒直径、滚筒的转速、截割功率和同时工作齿数对单个截齿截割力的影响。     

HC冷轧机带钢表面振纹分析及抑制研究

针对某 HC冷连轧机发生的带钢表面振纹问题,通过现场连续跟踪测试,并对采集到的振动信号进行分析与比较,及对轧机振动系统的固有特性仿真分析,发现带钢表面振纹主要由第七阶固有频率振动引起.最后,结合振纹间距与振动频率的关系,通过对冷轧带钢表面振纹成因及振纹影响因素的分析与研究,找到了引起轧机振动的原因,提出相应的振纹抑制措施应用于生产,并取得了良好的振纹抑制效果