检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2020年第7期40卷 2066-2072页

作者：都月孟晓辰祝连庆北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100101

随着光谱分析及荧光检测技术的快速发展,单色荧光标记已无法对细胞样本进行精准判断,必须采用双染色或多色荧光标记来分析细胞内部结构。然而,使用光谱测量方法进行多色荧光分析时,由于通常使用多种标记物同时对待测细胞进行标记,发射... 详细信息

随着光谱分析及荧光检测技术的快速发展,单色荧光标记已无法对细胞样本进行精准判断,必须采用双染色或多色荧光标记来分析细胞内部结构。然而,使用光谱测量方法进行多色荧光分析时,由于通常使用多种标记物同时对待测细胞进行标记,发射光谱会产生部分光谱重叠,为了准确对其进行分析,需将重叠峰分解为独立谱峰。针对光谱重叠现象,提出了遗传算法优化BP神经网络(GA_BP)的重叠峰解析算法。首先确定了BP神经网络具体结构,并对重叠峰信号进行二次微分预处理,确定重叠峰中单峰个数及单峰位置,将其作为重叠峰信号的特征值送入BP神经网络的输入层;其次将BP神经网络权值及阈值初始化,利用遗传算法全局搜索的优势,进行算法初始种群及种群规模等最优参数的选取,通过选择、交叉、变异等一系列遗传进化操作进行寻优计算,得到包含BP神经网络最优权值和阈值的个体;然后确定网络最优参数并进行相应网络训练,使优化后的BP神经网络可从输出节点处获得独立单峰的峰宽及强度;最后结合二次微分处理得到的重叠峰特征值,即可分离出单个谱峰。以随机生成的多组高斯重叠峰数学模型作为实验数据进行仿真实验,结果表明该方法具有较高的精确度。其中,双峰重叠峰及三峰重叠峰分解后峰强度及峰宽的最大相对误差分别为0.30%, 3.57%和0.64%, 3.83%;同时也可对四峰重叠峰进行较为准确的分解。此外,将GA_BP网络模型与未经优化的BP神经网络模型作对比,结果表明GA_BP网络运行5步后即可达到预设的误差值,而未经优化的网络模型则需19步方可达到,进一步证明GA_BP网络模型收敛更快且误差较低。由此可见, GA_BP算法在重叠光谱分析中有较好的效果,并可应用于其他能谱重叠峰的分解,与传统方法相比具有明显的优势,具有一定的实用价值。

关键词：生物医学重叠峰分解神经网络遗传算法

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植物根区电阻抗成像系统设计与实验

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农业机械学报 2020年第S01期51卷 348-356页

作者：李洋王永千赵鹏飞王楠黄岚王忠义中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

为了能及时地监测植物根区的状态,设计了一种32电极的电阻抗成像系统,包括硬件构成和图像重构系统,以数字合成技术(DDS)产生正弦波激励信号,采用相邻激励模式,以乘法器对测量信号和参考信号进行模拟解调,得到被解调信号相对参考信号的... 详细信息

为了能及时地监测植物根区的状态,设计了一种32电极的电阻抗成像系统,包括硬件构成和图像重构系统,以数字合成技术(DDS)产生正弦波激励信号,采用相邻激励模式,以乘法器对测量信号和参考信号进行模拟解调,得到被解调信号相对参考信号的实部信息和虚部信息,计算信号的幅值、相位和实部、虚部,基于成像正问题和逆问题算法,以Matlab及开源套件EIDORS予以实现。设计了专用电源,将220 V交流电源经整流滤波、线性稳压后为系统提供多种正负电源。实验测量了系统的信噪比、通道一致性等参数,验证了实验平台的可靠性,并在盛有盐水的容器中进行了实时电阻抗系统成像实验,对绝缘材料和胡萝卜介质检测,结果表明本系统可有效辨别被测物,并具有很好的分辨率和重复性。

关键词：植物根区电阻抗成像图像重构

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结合光镊与微流控技术的红细胞变形性高通量检测及表征方法

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生物医学工程学杂志 2020年第5期37卷 848-854页

作者：张朦孟晓辰祝连庆北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100101

提出了一种结合光镊技术与微流控芯片的人血红细胞变形性高通量检测方法,用于红细胞变形性的统计学准确表征。首先,利用光阱力与流体粘滞阻力的共同作用实现红细胞的有效拉伸变形;然后,利用图像处理方法对单细胞变形前后的特征参量进行... 详细信息

提出了一种结合光镊技术与微流控芯片的人血红细胞变形性高通量检测方法,用于红细胞变形性的统计学准确表征。首先,利用光阱力与流体粘滞阻力的共同作用实现红细胞的有效拉伸变形;然后,利用图像处理方法对单细胞变形前后的特征参量进行提取,得到面积和周长变形指数;最后,进行统计学分析,并利用平均变形指数参量(、)对红细胞的变形性进行表征。搭建了高通量检测系统,通过大量实验得到了最优实验条件;并利用具有不同变形性的3组样本进行了统计学验证实验。结果表明,最小区分量为9.71%,8通道结构的检测通量约为370个/min。高通量检测及表征方法可以实现不同变形性红细胞的统计学有效区分,为其他类型样本的高通量变形性分析提供了解决思路。

关键词：红细胞变形性微流控芯片光镊高通量检测

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基于MEMS的距离自适应型非接触静电仪

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电子与信息学报 2021年第10期43卷 3068-3074页

作者：闻小龙杨鹏飞储昭志彭春荣刘宇涛吴双北京科技大学数理学院北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083 北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院空天信息创新研究院传感技术国家重点实验室北京100190 北京中科飞龙传感技术有限责任公司北京100083

静电场测量是检测物体是否携带过量静电最直接的手段,对于静电防护具有重要意义。传统的静电仪主要依赖固定距离测量,在被测物难以维持静止或不容易靠近时,距离改变引起灵敏度变化,造成测量误差。该文基于微机电系统电场传感器,提出一... 详细信息

静电场测量是检测物体是否携带过量静电最直接的手段,对于静电防护具有重要意义。传统的静电仪主要依赖固定距离测量,在被测物难以维持静止或不容易靠近时,距离改变引起灵敏度变化,造成测量误差。该文基于微机电系统电场传感器,提出一种可根据测试距离自适应调整灵敏度的静电测量思路:通过超声波模块测量被测物的距离,然后通过单片机查找对应的灵敏度系数,结合电场测试结果计算被测电压。针对研制的静电仪,该文提出基于实验室标定及现场标定相结合的校准方法,搭建了动态灵敏度标定系统,计算出不同测试距离、不同被测物尺寸的传感器灵敏度系数对应关系。与定距测量的传统静电仪相比,该文通过灵敏度动态标定,实现了更精确的非接触表面静电压测量;采用微机电系统电场敏感元件,具有体积小、功耗低、易集成、可批量化制备等优点,封装后无裸露可动部件,可靠性高。经第三方计量检测,在不同测试距离下的平均误差为–2.98%。

关键词：静电仪微机电系统电场传感器静电压动态标定

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骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划研究进展

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机械工程学报 2022年第13期58卷 1-21页

作者：崔睿陈殿生苏鹏李剑孙昊河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300130 北京航空航天大学机器人研究所北京100191 北京信息科技大学机电工程学院北京100192 北京邮电大学自动化学院北京100876 国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室北京100176

骨折复位及畸形矫正机器人对于人体肢体功能的重建具有积极的意义,其轨迹规划的质量直接影响着术后的效果和机器人的实用性,然而目前系统的轨迹规划研究分析较少。简述了骨折复位及畸形矫正机器人国内外发展现状,分析了断骨复位、重建... 详细信息

骨折复位及畸形矫正机器人对于人体肢体功能的重建具有积极的意义,其轨迹规划的质量直接影响着术后的效果和机器人的实用性,然而目前系统的轨迹规划研究分析较少。简述了骨折复位及畸形矫正机器人国内外发展现状,分析了断骨复位、重建轨迹规划的关键技术和共性问题,从轨迹规划的发展历程、分类以及求解方法三个方面对骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划研究进展和关键技术进行了综述,并就目前存在的问题和未来发展趋势进行了总结分析,以期为骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划提供参考和建议,具有积极的研究意义。

关键词：骨折复位畸形矫正机器人轨迹规划肌骨模型一体化

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高超音速飞行器伸缩机翼的结构设计及稳定性分析

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机械工程师 2021年第6期 31-33,36页

作者：徐晓涵刘超北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192 北京信息科技大学生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100192

高超音速飞行器机翼变形技术是军事领域研究的重点内容,对提升飞行器性能有着至关重要的作用。伸缩机翼技术是机翼变形技术的主要研究方向之一,文中以四连杆机构为基本单元设计了大承载、机翼面积变形量大、结构性能稳定的伸缩机翼机构... 详细信息

高超音速飞行器机翼变形技术是军事领域研究的重点内容,对提升飞行器性能有着至关重要的作用。伸缩机翼技术是机翼变形技术的主要研究方向之一,文中以四连杆机构为基本单元设计了大承载、机翼面积变形量大、结构性能稳定的伸缩机翼机构。从运动学角度研究了伸缩机翼的运动规律;通过静态应力仿真分析了其结构的稳定性;从模态特性角度分析了其在5阶不同振动频率下的变形情况。分析证明,设计符合伸缩机翼机构在高超音速环境下的动力学和静力学性能要求,为超高音速飞行器的机翼设计提供了一种简单、结构稳定、性能可靠的方案。

关键词：伸缩机翼高超音速飞行器强度分析模态特性

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基于遗传算法与Flexsim的生产线缓冲区优化研究

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组合机床与自动化加工技术 2020年第10期 51-54,58页

作者：古文宇王红军邢济收北京信息科技大学高端装备智能感知与控制北京市国际科技合作基地北京100192 北京信息科技大学机电系统检测北京市重点实验室北京100192 北京信息科技大学机电工程学院北京100192

缓冲区容量是影响生产线性能的重要因素,为科学有效地分配生产线缓冲区容量,提高柔性生产线中机床的利用率和降低机床的堵塞率,文章提出一种基于遗传算法和Flexsim的生产线缓冲区优化分配方法。该方法通过优化生产顺序和计算生产单元可... 详细信息

缓冲区容量是影响生产线性能的重要因素,为科学有效地分配生产线缓冲区容量,提高柔性生产线中机床的利用率和降低机床的堵塞率,文章提出一种基于遗传算法和Flexsim的生产线缓冲区优化分配方法。该方法通过优化生产顺序和计算生产单元可靠性指标,为生产线仿真优化提供合理依据,并根据仿真结果优化缓冲区分配。该文以某飞机结构件生产线为研究对象,以整体生产时间最小化和生产单元超载最小化为目标,利用遗传算法研究柔性生产线的投产序列。再计算出生产单元的平均故障间隔时间这一可靠性重要指标,最后利用Flexsim软件对生产线进行仿真。通过分析仿真结果,提出相应的缓冲区改善措施,为企业提高生产效率提供有效的理论依据。

关键词：缓冲区遗传算法 Flexsim 可靠性平均故障间隔时间

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基于紫外-可见光谱与深度学习CNN算法的水质COD预测模型研究

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光谱学与光谱分析 2020年第9期40卷 2981-2988页

作者：贾文珅张恒之马洁梁刚王纪华刘鑫北京农业质量标准与检测技术研究中心北京100097 北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京海关技术中心北京100026 农业部农产品质量安全风险评估实验室北京100097 农业农村部华北都市农业重点实验室北京100097

水是生命之源,作为人类生活的必需品,水质的优劣直接关系到人们的健康生活。目前,关于水质COD在线检测方法的研究主要集中在光谱数据预处理和光谱特征提取,而针对光谱数据建模方法的研究较少。卷积神经网络(CNN)作为目前深度学习领域应... 详细信息

水是生命之源,作为人类生活的必需品,水质的优劣直接关系到人们的健康生活。目前,关于水质COD在线检测方法的研究主要集中在光谱数据预处理和光谱特征提取,而针对光谱数据建模方法的研究较少。卷积神经网络(CNN)作为目前深度学习领域应用最广泛的网络模型,具有强大的特征提取和特征映射能力,本文将CNN与紫外-可见光谱分析法相结合,建立了基于CNN的水质COD紫外-可见光谱预测模型。模型使用Savitzky-Golay平滑滤波方法去除光谱噪声,光谱输入卷积层提取光谱数据特征、池化层降维、全连接层映射全局特征,通过ReLU和Adam优化方法,从而得到模型的预测值。通过实验发现, CNN模型具有较强的水质COD预测能力,具有较高的预测精度和回归拟合优度,通过与BP, PCA-BP, PLSR和RF等模型比较后发现, CNN模型的预测样本的RMSEP和MAE最小,R2最大,模型拟合效果最优。在与训练样本的模型效果评价对比后发现,模型具有较强的泛化能力。针对吸收光谱的波峰偏移对预测结果所造成的预测结果不准确的问题,作者还提出了一种基于CNN的分类回归模型卷积神经网络增强模型(CNNs),去噪后的光谱数据通过CNN分类模型按照吸收波峰的不同特征分为三类,分别输入对应CNN回归模型进行预测。实验结果表明,分段式CNNs模型比整体式CNN模型的拟合效果更好,预测精度更高,R2达到0.999 1,测试样本的MAE和RMSEP分别为2.314 3和3.874 5,比CNN分别下降了25.9%和21.33%,效果显著。通过对预测模型的性能测试,计算得出检出限为0.28mg·L^-1,测量范围为2.8~500mg·L^-1。本文创新的将卷积神经网络与光谱分析方法相结合,为光谱分析方法在水质COD吸收光谱建模的应用开拓了新思路。

关键词：紫外-可见光谱卷积神经网络化学需氧量预测模型

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涡流脉冲热像对钢轨滚动接触疲劳裂纹表面长度的量化评估研究

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电子测量与仪器学报 2021年第9期35卷 144-149页

作者：杨延强朱俊臻冯辅周王红军中国铁路兰州局集团有限公司兰州高铁基础设施段兰州730000 陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 北京信息科技大学机电工程学院北京100192

涡流脉冲热像技术作为一种新型的无损检测技术,兼具有感应加热非接触、高效和红外热像快速直观等优点,已应用于不同领域关键部件的缺陷检测与评估。针对钢轨踏面存在的滚动接触疲劳裂纹,利用涡流脉冲热像开展裂纹表面长度量化研究分... 详细信息

涡流脉冲热像技术作为一种新型的无损检测技术,兼具有感应加热非接触、高效和红外热像快速直观等优点,已应用于不同领域关键部件的缺陷检测与评估。针对钢轨踏面存在的滚动接触疲劳裂纹,利用涡流脉冲热像开展裂纹表面长度量化研究分析。针对滚动接触疲劳裂纹形貌分布复杂这一特点,设计了一套结合裂纹响应提取和裂纹识别的流程。并通过线性拟合参数对比分析了在裂纹响应提取中使用的不同方法的性能。试验结果表明,采用加热前期的热像数据进行主成分分析得到的热模对裂纹长度量化效果最好,具有最高的拟合优度 92. 8%,灵敏度 5. 91,和最小的残差 2⁃范数 2. 24。

关键词：涡流脉冲热像钢轨滚动接触疲劳裂纹缺陷量化

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基于紫外-可见光谱国标Ⅰ级水净化系统的设计与实现

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光谱学与光谱分析 2019年第8期39卷 2382-2387页

作者：张恒之马洁贾文珅王纪华北京信息科技大学北京100192 北京农业质量标准与检测技术研究中心北京100097 农产品产地环境监测北京市重点实验室北京100097

国家标准规定的Ⅰ级水是分析实验室常用的试验用水,为快速、准确的实现纯水水质分析,为分析实验室设备自动化、智能化提供科学依据,采用全波段(200~900 nm)紫外-可见光谱分析技术,设计了基于紫外-可见光谱国标Ⅰ级水净化系统(NSGI-WPS)... 详细信息

国家标准规定的Ⅰ级水是分析实验室常用的试验用水,为快速、准确的实现纯水水质分析,为分析实验室设备自动化、智能化提供科学依据,采用全波段(200~900 nm)紫外-可见光谱分析技术,设计了基于紫外-可见光谱国标Ⅰ级水净化系统(NSGI-WPS)。该系统以树莓派为核心控制器,光谱探测器、电导率传感器为采集模块,改良的硅钼蓝分光光度法为可溶性硅测定方法,实现了对分析实验室用水254 nm吸光度、电导率和可溶性硅含量的同时在线检测。在痕量硅含量的测定试验中,为了消除噪声干扰对试验的影响,系统采用Savitzky-Golay平滑去噪法对光谱进行预处理,通过窗口宽度和多项式次数的不同组合形式,获得了80组平滑后的光谱数据,将其分别与0.004, 0.006, 0.008, 0.010和0.012 mg·L^-1 硅标准溶液浓度进行一元线性回归分析后,得到单波长吸光度与硅标溶液浓度的相关光谱。试验结果表明,当窗口宽度为17,多项式次数为2时,相关光谱的特征峰宽度最宽,特征峰区间为796~824 nm,特征峰峰值所处波长与平滑后的显色溶液吸收光谱峰值波长一致。通过比较不同硅标准溶液的显色溶液吸收光谱分布,发现硅标液浓度与吸收光谱呈线性正相关,因此,试验选取812.638 nm为最优特征波长。为了建立可溶性硅含量与显色溶液吸光度的关系模型,以加入的硅标准溶液浓度为横坐标 x , 812.638 nm处显色溶液的吸光度为纵坐标y,绘制了其工作曲线,曲线的决定系数 R^2=0.999 6,表明了模型具有较强的拟合能力。此外,编写的NSGI-WPS系统管理软件实现了参数的实时处理和自动控制,对未达到分析实验室国标Ⅰ级水用水规格的纯水通过反渗透(RO)、连续电去离子技术(EDI)、混合床离子交换树脂和紫外光氧化等技术处理,实现了对纯水的严格控制。通过对比分析自来水、Ⅲ级水、Ⅱ级水在净化前后各参数变化,发现净化后各参数数值下降显著,其中,电导率最高下降幅度可达99.94%,各参数的相对平均偏差均小于2%。试验结果表明,基于紫外-可见光谱分析法的NSGI-WPS系统具有净化能力强、准确性高、鲁棒性好等优点,经过检测、分析和净化后的纯水满足分析实验室国标Ⅰ级水用水要求。本文为紫外-可见光谱分析法在纯水净化系统中的应用做出了探索性研究。

关键词：紫外-可见光谱 Ⅰ级水净化系统多参数

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