基于巨磁电阻传感器的磁珠检测方法

根据多层膜巨磁电阻(GMR)传感器检测速度快、灵敏度高、仪器易于小型化的特点,比较了不同磁场激励方式与输出信号处理方法,采用电桥电压与激励磁场双调制的检测方法,提高了传感器的信噪比,实现了微米磁珠的定量检测和纳米磁珠的定性检测.     

胶囊内窥镜机器人的外磁场驱动方法

研究了利用外部磁场驱动胶囊内窥镜机器人的方法. 我们将梯度线圈和匀场线圈进行组合，通过调整线圈加载电流以及线圈绕可平移病床的旋转来合成空间上梯度均匀、低场强区域可动态调整的驱动磁场，作用于机器人内置的永磁体,从而获得期望的驱动力和辅助转矩.仿真表明组合线圈构成的磁场环境对于驱动相当有利. 我们提出的驱动方法具有良好的可控性和安全性，为进一步研究梯度磁场驱动适于体内各种腔管的微机器人奠定了基础.     

基于微球和微柱阵列芯片的乳滴数字PCR定量方法

BEAMing是一种基于磁珠表面核酸扩增的乳滴数字聚合酶链反应(PCR)技术,具有很高的灵敏度,然而后续检测目标磁珠比较困难.通过修饰链霉亲和素的聚苯乙烯微球捕获BEAMing实验中生物素修饰的目标磁珠并利用微柱阵列芯片拦截微球,可以达到统计磁珠的目的.微柱阵列芯片采用基于尺寸差异的拦截原理.该芯片组装简单成本低,降低了BEAMing技术的磁珠统计难度.利用该方法对不同浓度的特定DNA序列做了检测,验证了该方法的实用性.     

趋磁细菌动力学分析及细菌机器人的构建

利用具有磁场响应特性的趋磁细菌构建了一种趋磁细菌微机器人系统.首先建立了趋磁细菌MO-1的动力学模型,仿真分析了趋磁细菌在不同磁场条件下的运动特性,结果与实验结果吻合.然后,利用兔抗MO-1多克隆抗体与MO-1细胞反应,构建趋磁细菌MO-1机器人,其可借助抗体Fc段的亲和特性与金黄色葡萄球菌连接.通过搭建的磁场控制系统,在微流控芯片中实现了趋磁细菌机器人对金黄色葡萄球菌的捕获与分离.研究结果显示,构建的趋磁细菌机器人系统可以有效实现对特异细菌的分离,在医学检测分析方面将发挥重要的作用.     

旋转式微发电机磁场分析

研究旋转式微发电机的磁场分布特性和磁路计算方法。设计了尺寸为Φ7mm×2mm的单定子、单转子结构旋转式微发电机。运用磁路分析法得出了微发电机空载气隙磁密的表达式。使用磁场数值仿真软件对微发电机模型进行了有限元分析,得到了空载运行时磁场的主要参数值和感应电动势波形。将数值仿真结果与磁路计算结果进行比较,空载气隙磁密的误差小于2.32%,空载感应电动势最大值的误差小于2.57%。仿真得到的磁场参数值可以用于微发电机的设计与分析,同时验证了磁路分析法可以用于微发电机研究。     

基于运动捕获文件的人体微多普勒信号仿真

针对传统人体微多普勒信号仿真算法适应模型简单、与人体相似度不高的问题,提出了一种基于运动捕获文件的仿真方法。该方法从运动捕获文件中获得各关节点的位置随时间的变化,根据关节点的相对位置建立由12个椭球体组成的人体三维模型,并根据此模型仿真RCS回波。此方法所建模型与实际人体外形相似度高,可对任意运动模式的人体雷达回波进行仿真。仿真结果验证了所提算法的正确性。     

结合磁场梯度测量的脉冲调制涡流检测关键技术研究

脉冲调制涡流(PMEC)检测技术是一种新型脉冲涡流(PEC)检测技术,研究发现,该技术相较传统PEC检测技术在金属构件缺陷检测和评估中具有优势.通过集中研究PMEC检测技术与磁场梯度测量(GMFM)技术的有效结合,探究其在金属构件亚表面裂纹检测中的应用关键和技术优势.仿真分析了PMEC磁场梯度信号及其特征,以及金属构件亚表面裂纹PMEC检测的典型扫查曲线,探究和比较了缺陷检测灵敏度.搭建了试验系统,试验进一步验证了仿真分析结论.研究表明:磁场梯度测量与PMEC检测技术相结合,可有效增强亚表面裂纹的检测灵敏度约10％.     

有色金属通电测磁探伤方法可行性研究

有色金属零部件应用广泛,但已有的磁性检测方法均不能对其有效探伤.提出一种基于磁场测量的有色金属电磁探伤方法,在有色金属中通以直流电流,其体表会产生一个稳恒磁场,当有色金属表面或内部存在裂纹等缺陷时,有色金属体内电流分布发生变化,引起外部磁场变异,利用高灵敏度梯度磁场传感器测量磁场的畸变,可检出表面微小裂纹和内部缺陷.以铜板为例,建立了仿真模型,分析表面各个方向磁场分量的特征.实验结果表明:裂纹特征参数与测量磁场最大变化量间存在线性关系的结论,对有色金属探伤提供了新的方法.     

GPS中频信号源及精频捕获仿真

GPS天线接收的真实的信号不理想,为方便算法研究,要使用理想的仿真信号.为了使跟踪环路正常工作,GPS信号需要进行精频捕获.文中使用Simulink搭建GPS中频信号源,该信号源可以直接设置参数产生不同的中频信号.详细分析了两种精频捕获算法:相位关系算法和FFT补零算法,并对精频捕获算法做仿真实现,对比两种算法的仿真结果,分析了算法的优劣.由搭建的Simulink模型可以产生理想的信号,Matlab算法的仿真结果表明,使用相位关系的精频捕获算法适合实际的应用.     

粒子群优化算法在船型优化设计中的应用仿真

研究船舶外形结构优化设计,由于船舶在航行过程中,不同型号的船舶机动性能力和稳定性存在着较大差异,造成船舶外形的梯度信息突变明显.传统的优化设计方法多是基于梯度信息的优化设计方法,在船舶外形结构梯度发生突变的情况下,很容易陷入梯度差过大,结果不收敛,造成外形设计的缺陷较为明显.为解决上述问题,提出一种基于粒子群优化算法的船舶外形优化设计,利用粒子群的搜索能力,对设计结构中的参数进行最优搜索.针对船舶外形梯度信息差异大,很难小范围收敛的问题,通过遗传算法对其进行优化,使得参数在小范围内也能实现最优化.保证设计结果的稳定,仿真结果表明,改进算法设计的船舶外形参数在升力、阻力和升阻比等参数上有了较为明显的优化,在全航行周期中具有更优的性能.