基于STM32的超声波电源设计与实现

压电超声波换能器应用广泛,可用于工业塑焊、测距、探伤、医学成像、碎石等.不同的换能器及负载,其谐振频率不同且会动态变化,所以需要匹配不同的电源,使换能器工作在理想状态.为此,设计一套用于工业塑焊的可自动追踪换能器谐振频率和恒定振幅的超声波电源.该电源以STM32为控制器,输出PWM波控制IGBT实现逆变,并使用LC串联型网络来匹配换能器,将负载端电流电压采集回STM32形成闭环系统,从而实现自动追频和恒定振幅控制.经验证,当换能器谐振频率偏移时,本系统能在500 ms内完成自动追频,振幅误差小于3%,加工成功率及效率提高50%以上,能在一定程度上延长换能器寿命,提升工厂加工效率、提高生产安全性.     

健康促进学校推进现状及成效研究

为切实营造中小学生健康促进的环境,提升其身心健康水平,健康促进学校(Health Promotion School,以下简称HPS)建设工作应运而生.采用分层整群抽样,选取重庆市7个区30所学校共1 857名中小学生进行问卷调查,运用列联分析、方差分析和分层回归分析等方法探究HPS推进现状,对比HPS与非HPS之间的差异,探索学生健康知识、行为、状况的影响因素及特征.结果显示：(1)学校健康教育中,HPS在健康教育开课频率、有无课本及开展活动情况均显著优于非HPS.(2)校园环境中,HPS绝大部分指标应答率均高于90%; HPS所有指标均显著优于非HPS.(3)自报身体情况中,学生经常感冒腹泻发烧率、经常情绪低落抑郁率、龋齿率、近视率方面HPS与非HPS均不存在显著性差异.(4)HPS学生健康知识知晓率为76.1%、健康行为持有率为68.8%、健康状况得分平均分为15.235; HPS学生健康知识、行为、状况均显著优于非HPS.(5)学生健康知识、行为、状况均受背景信息、学校健康教育、身体状况、校园环境影响,各分类变量对其总解释力分别为25.2%,20.2%,25.4%,其中学校健康教...     

装配式节段梁UHPC湿接缝界面力学性能数值模拟分析

为解决装配式节段梁菱形湿接缝抗剪性能弱、接缝界面易剥离、耐久性差等诸多工程实际问题,设计了一种“干”字形超高性能混凝土(UHPC)湿接缝,采用ABAQUS有限元软件分析接缝构造形式、接缝配筋率和接缝结合面粗糙度对UHPC湿接缝界面力学性能影响规律.研究结果表明：基于Traction-Separation结合面的有限元模型可较好模拟节段梁湿接缝界面力学性能;提出的“干”字形接缝界面力学性能显著优于菱形接缝,界面切向剪应力集中面积远小于菱形接缝,正弯矩受拉区钢筋和UHPC剥离位移最大可减小约83.7%;“干”字形湿接缝界面黏结正应力并不随着配筋率增加而同比例提高,配筋率对界面切向剪应力影响呈双峰效应;湿接缝配筋率建议取4.8%;配筋率和界面粗糙度对湿接缝界面法向剥离位移影响较小,可忽略不计.     

高超声速飞行器布雷顿循环PCHE中CO2换热特性数值研究

基于高超声速飞行器布雷顿循环中印刷电路板换热器(PCHE)的应用,对PCHE通道中的超临界换热进行了数值研究.阐述了热侧运行参数和冷侧运行参数对换热的影响机制.考察了热侧流体温度、流线和湍动能的分布情况.评价了热侧■流、壁面■流和通道综合换热系数,建立了热侧换热关联式.计算结果表明：热侧压力提高、热侧进口温度下降、冷侧进口温度减小,均导致热侧换热增强.局部高湍动能是强化换热的原因.提高热侧参数可使通道的■耗散性更小.     

单通道涡流无损检测信号盲源分离算法

针对脉冲涡流无损检测(pulsed eddy current testing, PECT)系统中获取单一检测信号存在的混叠问题,文章提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)和快速独立分量分析(fast independent component analysis, FastICA)的单通道盲源信号分离算法。该算法首先通过EMD对混合观测信号分解,然后利用奇异值分解(singular value decomposition, SVD)估计源信号数目,根据估计得到的源信号数目将观测信号和对应模态分量构成新的虚拟信号,最后利用FastICA算法分离得到源信号的估计。有限元仿真实验表明该算法能有效分离单通道混合检测信号,并且优于小波分解的单通道盲源分离算法。     

新型聚合物纳米造影剂的合成及体内磁共振成像研究

文章采用可逆加成-断裂链转移聚合(reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization, RAFT)方法,聚合得到以疏水性共聚物链段作为内核,亲水性共聚物链段作为支链的两亲性聚合物纳米颗粒,与氯化钆(Ⅲ)六水合物进行螯合反应后合成了一种新型的支化结构聚合物磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)纳米造影剂P(DO3A-Gd³⁺)。安全性试验结果表明,P(DO3A-Gd³⁺)具有良好的生物安全性。体外MRI测试结果表明：P(DO3A-Gd³⁺)的弛豫率为5.30 (mmol/L)^-1·s^-1,高于临床造影剂Magnevist(2.94 (mmol/L)^-1·s^-1); P(DO3A-Gd³⁺)具有显著的MRI造影增强效果。研究结果表明P(DO3A-Gd³⁺)是一种优异的MRI造影剂,具...     

人为排放对信阳市细颗粒物和臭氧的影响评估

基于信阳市2017—2020年细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O₃)浓度数据及同期地面气象观测资料,利用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波法将原始浓度序列分解为短期分量、季节分量和长期分量,采用逐步回归方法建立污染物基线分量和短期分量与相应尺度气象要素的线性回归模型,通过对残差进行滤波和序列重建,得到去除气象影响的污染物长期变化趋势,该浓度仅与污染物的排放量有关。结果表明,PM_2.5和O₃浓度的波动主要由污染源排放及气象条件的短期变化和季节变化引起,气象条件对PM_2.5季节分量和O₃长期分量影响较大。信阳市PM_2.5污染排放减弱,O₃污染排放先升高,在2018年10月后降低。由于污染排放导致的2017—2020年PM_2.5和O₃长期分量分别降低3.5、1.5μg/(m³·a)。     

基于ROS的室内导航机器人设计研究

采用基于机器人操作系统（ROS）的设计方案开展了机器人在自主导航中的应用研究,设计了一款集定位、SLAM建图、路径规划、驱动控制于一体的机器人综合系统。系统利用激光雷达扫描获取环境实时数据和里程采集信息,通过Gmapping算法对数据进行融合,以及采用自适应蒙特卡洛定位（AMCL）方法实现了环境地图绘制与定位。通过matlab对路径规划算法进行对比研究发现,路径规划任务中Djakarta算法更适应在室内多障碍物场景。而实验结果显示在模拟环境中利用Dijkstra算法和DWA算法进行避障更加有效。仿真实验结果也表明,该系统可构建高精度环境地图,并对机器人进行定位和导航,实现了在实时路径规划中成功避开障碍物到达目标点。以上研究表明在室内定位和导航任务中该机器人系统框架具有良好的可行性和稳定性。     

基于卡诺机的大规模MIMO通信容量建模及性能分析

信息本质上以能量和熵的形式在通信系统中流动,类似于传统热机中的能量流动过程。结合热力学卡诺机模型和经典香农信息论理论,建立了一个广义的热力学(multiple input multiple output, MIMO)通信系统模型,对大规模天线通信场景下使用前向纠错码的信道容量进行分析。利用通信系统中存在的自由度和熵的概念,推导了热力学模型下的广义信道容量,并对信道容量与噪声自由度及编码开销的关系进行验证仿真。仿真结果表明,所提出的热力学信道容量与香农信道容量是一致的。     

频域时间反转多用户系统的信干噪比和误比特率分析

为了更有效地将时间反转技术应用到正交频分复用系统中,推导了多天线频域时间反转预编码多用户系统的平均信干噪比和误比特率的表达式。通过推导信号功率均值的表达式和用户间干扰信号功率均值的近似表达式,得到用户的平均接收信干噪比的近似表达式,进而得到二进制相移键控调制下的平均误比特率的一个下界和近似表达式。仿真结果表明,推导的平均信干噪比的近似值与仿真结果很接近,近似BER值与仿真得到的平均BER值较为接近;通过增大速率回退因子和天线数,可明显提高平均信干噪比,降低误比特率。