新型仿生聚合物材料——胶原改性聚乳酸的合成与表征

乙二胺改性聚(DL-乳酸)(EMPLA)是实验室合成的一种含有丰富氨基和羧基、具良好亲水性且降解产物不呈酸性的生物材料.研究以二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂,将Ⅰ型胶原共价引入到EMPLA中,制得了新型胶原改性聚乳酸(CPLA)仿生材料,探索并建立了一套向EMPLA基质中共价引入Ⅰ型胶原的液相合成技术.采用异硫氰酸荧光素(FITC)标记技术对CPLA的结构及胶原含量进行了定性表征.结果表明,采用本研究所建立的液相反应技术能将Ⅰ型胶原共价引入到EMPLA中,且CPLA中的胶原含量随EMPLA中乙二胺接枝率(EDA%)的增大而增大.     

硫杂冠醚为载体的液膜中Ag（Ⅰ）的迁移研究

选择内耦合液膜技术,以CHCl3为膜溶剂,1,4,7,10,13,16-六硫杂-18冠-6(HT18C6)为流动载体,研究Ag(Ⅰ)在(HT18C6-CHCl3)液膜体系中的迁移过程.考察了载体的种类和浓度、料液相浓度、接受相的种类、浓度和pH值、搅拌速度以及温度等因素对Ag(Ⅰ)离子迁移过程的影响.结果表明,在最佳迁移条件下:载体浓度为5.0×10-4mol/L、料液相NaClO4浓度为5.0×10-3 mol/L、接受相Na2S2O3浓度为0.05 mol/L、搅拌速度为120 r/min、工作温度控制在293～313 K范围内,Ag(Ⅰ)的迁移率可达到99%以上.同时Hg(Ⅱ),M(Ⅱ),Ca(Ⅱ),Ni(Ⅱ),K(Ⅰ),Na(Ⅰ),Cr(Ⅲ),Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)等共存金属离子对Ag(Ⅰ)的迁移无影响.对废定影液样品中Ag(Ⅰ)进行迁移富集,银的回收率在99.3%～99.8%.     

基于磷光Cu(Ⅰ)配合物的可见盲区有机紫外探测器

采用真空沉积法制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS(60nm)/m-MTDATA(20～60nm)/Cu(Ⅰ)-complex(20～60nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的有机光伏(OPV)器件,其中m-MTDATA作为电子给体,Cu(phen)((DPEphos))BF4是一种作为电子受体磷光Cu(Ⅰ)配合物.该OPV器件在可见区几乎没有响应仅仅在长波紫外区有响应, 这种可见盲区OPV器件在1.5mW/cm2的365nm紫外光从ITO玻璃方向垂直照射下的开路电压Voc,短路电流Isc和填充因子FF分别为1.95V,107.9μA/cm2和0.283,能量转化效率达到3.97%.还研究了不同紫外光照射强度对器件主要PV性能与照射强度的倚赖关系.     

合金成分对Mg-Zn-Y合金准晶形貌和体积分数的影响

利用铁模铸造法制备Zn/Y=6:1(原子比)的Mg-Zn-Y合金,通过XRD,SEM,EDS,TEM和DSC等研究合金成分对Mg-Zn-Y合金相组成、Mg_3Zn_6Y准晶相(准晶Ⅰ相)形貌和体积分数的影响。结果表明:Mg-Zn-Y合金的相组成、准晶Ⅰ相形貌、体积分数及其生成反应与合金成分密切相关。随着合金中Zn和Y元素含量的减少,准晶Ⅰ相的形成反应由单一的包晶反应到包-共晶反应再到完全共晶反应。当合金中Y含量≥7%(原子分数,下同)时,合金由(Mg, Zn)_5Y、准晶Ⅰ相、Mg_2Zn_3和Mg_7Zn_3相组成,且以叠层状形式分布在合金组织中。合金在凝固过程中通过包晶反应形成多边形块状准晶Ⅰ相;当Y含量<7%时,合金中除(Mg, Zn)_5Y、准晶Ⅰ相和Mg_7Zn_3相外,还析出了Mg相。当合金中Y含量在5%～7%时,准晶Ⅰ相通过包晶和共晶反应生成,以共晶反应为主。当Y含量≤4%时,准晶Ⅰ相完全通过共晶反应形成(Mg+I-phase)层片状共晶组织。所研究的合金中均生成了体积分数大于27%的准晶Ⅰ相,Mg₃₀Zn₆₀Y₁₀合金中准晶Ⅰ相的体积分数最高,约为77%。     

DBC与MSO从碱性氰化液中协同萃取金的研究

研究了在用DBC,MSO及DBC-MSO作萃取剂的碱性氰化液中萃取Au(Ⅰ)的性能.考察了萃取剂和助萃剂的浓度、相比、萃取时间等因素对Au(Ⅰ)萃取率的影响以及Na2S2O3反萃金的性能.实验表明,在采用某种助萃剂X助的作用下,DBC-MSO体系从碱性氰化液中萃取金的协萃效应较高.在整个组成范围内,协萃系数R均大于1.助萃剂X助对DBC-MSO体系萃金的影响较大,但X助本身不萃金.DBC-MSO体系能快速萃取金,在1 min内已基本达到萃取平衡.DBC-MSO协萃体系有望能成为碱性氰化液中萃取金的一项新技术.     

一种新型磷光铜(I)配合物及其高效绿光有机电致发光器件

研制出了一种新型的Cu(Ⅰ)配合物[Cu(DPEphos)(PyPPN)]BF4 (CuL1L2),其中二DPEphos和PyPPN分别表示(2-二苯基膦基)苯基醚和吡啶并[1′,2′∶2,3] 吡嗪[5,6-f] 1,10-菲罗啉,并制备了结构为ITO(20)/2-TNATA (20nm)/NPB(40nm)/CBP∶8% CuL1L2(30nm)/BCP(20nm)/Alq3(20nm)/ LiF(1nm)/ Al(100nm)的掺杂式有机发光二极管(OLED).掺杂式器件在530nm处有较强的金属配合物三重态的绿光电致磷光 (ELECTROPHOSPHORESCENCE,EPL)发射,最大亮度为2388cd/m2,在电流为0.1mA时,器件的最大电流效率达到11.4cd/A,据我们所知,该OLED器件的EL性能是目前报道Cu(Ⅰ)磷光配合物的EPL器件中最高的.     

Z-pin增强复合材料Ⅰ型断裂韧性数值分析

采用细观力学方法以及虚拟裂纹闭合法(VCCT)对含有Z-pin增强复合材料双悬臂梁(DCB)结构Ⅰ型断裂韧性进行了研究。利用有限元法建立了结构模型,采用实体单元模拟复合材料层压板结构和非线性弹簧元模拟Z-pin。通过计算应变能释放率对含有不同体积分数Z-pin的复合材料层压板Ⅰ型断裂韧性与不含Z-pin的复合材料层压板Ⅰ型断裂韧性进行了对比分析。研究表明,含有Z-pin增强复合材料双悬臂梁(DCB)结构Ⅰ型断裂韧性在裂纹扩展过程中受到Z-pin桥联作用的影响而显著增强,且其增强效果与Z-pin的体积分数、处在桥联区的Z-pin数目均相关,这表明Z-pin增强方法能够有效提高复合材料层压板的分层扩展阻力。     

玉米秸秆制备Ⅰ、Ⅰ/Ⅱ、Ⅱ晶型纳米纤维素

目的 为了制备纤维素Ⅱ晶型的高长径比纳米纤维素,并与纤维素Ⅰ、Ⅰ/Ⅱ晶型的纳米纤维素进行性能的对比。方法 文中以玉米秸秆纤维为原料,通过化学处理和机械研磨法制得纤维素Ⅰ、Ⅰ/Ⅱ、Ⅱ晶型的纳米纤维素,分别记为CNF–Ⅰ、CNF–Ⅰ/Ⅱ、CNF–Ⅱ。结果 透射电镜观察表明,CNF–Ⅰ、CNF–Ⅰ/Ⅱ和CNF–Ⅱ的直径分布范围为5～50 nm、5～60 nm和5～80 nm。紫外可见分光光度计测试表明,3种CNF薄膜都具有良好的透光率。力学测试表明,CNF–Ⅰ膜的拉伸强度(184.7 MPa)较高,而CNF–Ⅱ膜则韧性较好,具有更高的断裂伸长率(12.5%)。结论 在CNF–Ⅱ的制备中,脱木素技术对晶型转化(纤维素Ⅰ晶型转化为纤维素Ⅱ晶型)和后续机械纳米化影响较大;通过化学处理结合机械研磨法可制得高长径比的CNF–Ⅱ,一次研磨法产率高达80%,工艺简便,操作难度和制取成本较低。     

热塑性树脂含量对CCF800H碳纤维环氧复合材料Ⅰ型层间断裂韧度的影响

采用国产CCF800H高强中模碳纤维增强环氧制备了复合材料,研究不同热塑性树脂含量对复合材料张开(Ⅰ)型层间断裂韧度的影响,研究表明:随着热塑组分含量的提高,复合材料的裂纹起始应变能量释放率(GⅠC-init)与裂纹稳态扩展应变能量释放率(GⅠC-prop)都获得了大幅度提升,在增韧组分质量分数大于20%时,增韧聚芳醚酰亚胺粉体可在复合材料层间富集形成层间高韧区,并在复合材料层间形成了由"连续相"和"分散相"组成的层间增韧结构。     

CT引导下人工气胸后125Ⅰ粒子植入治疗纵隔淋巴结转移的临床应用

目的:纵隔转移淋巴结治疗比较困难.本研究评价CT导向下人工气胸后125Ⅰ粒子植入治疗晚期肿瘤纵隔转移淋巴结临床价值.方法:回顾分析2009年3月至2012年6月间,我院收治的12例经病理确诊为恶性肿瘤的患者,接受CT引导向下125Ⅰ粒子植入治疗纵隔淋巴结的临床资料.转移淋巴结共计12个,直径1.0～4.0cm.采用计算机立体定位计划系统计算布源,在CT导向下将(2.2～3.3)×107Mq活度的125Ⅰ粒子相隔1.0～1.5cm平面播植.手术结束后2～3月复查CT.结果:治疗前3例有疼痛症状患者中2例于术后5～14d内疼痛缓解,有效率66.7％.12例患者中淋巴结完全缓解(CR)10例(83.3％),部分缓解(PR)2例(16.7％),总有效率100％.并发症为少量出血2例(16.7％),少量气胸1例(8.3％).结论:CT引导向下人工气胸后125Ⅰ粒子植入治疗纵隔转移淋巴结效果好,安全性高,创伤小,并发症发生率低.     

基于干扰观测器的波浪升沉模拟及自适应补偿策略研究

海洋装备的快速升级使得海上吊装应用广泛,但吊装设备易受风浪影响,导致系统控制精度降低。为提高海上吊装设备的控制精度,提出了基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略。以波浪升沉补偿系统为研究对象,对三级海况下的船舶升沉运动轨迹及其电液提升系统的非线性模型进行推导;利用波浪模拟平台模拟船舶的升沉运动,采用基于干扰观测器的自适应反步补偿策略对电液提升系统的非线性误差进行抑制;通过Lyapnov判据验证自适应反步补偿策略的稳定性,并通过仿真和试验对控制器性能进行验证。试验结果表明,相较于传统的PID（proportion integration differentiation,比例积分微分）控制策略,基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略具有更好的控制效果。对于海上吊装设备的控制系统,基于干扰观测器的自适应反步补偿策略可有效地抑制外界干扰及系统非线性干扰对控制器的影响,提高对海上吊装设备升沉运动的位置补偿精度。     

基于新型伸缩因子的PMSM模糊自适应反步控制

目的 为了解决包装机驱动控制系统在非线性因素的影响下,工作效率和产品质量大大降低的问题,提出一种基于新型伸缩因子的模糊自适应反步控制策略。方法 在传统自适应反步控制算法的基础上加入转速误差积分值对电流进行补偿,引入积分重置环节防止积分饱和引起调速时的超调和振荡,设计一种新的变论域伸缩因子,优化模糊推理模块,以在线整定转速反馈增益和自适应增益。结果 通过MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,改进后的控制器通过对交轴电流值进行补偿,使参数摄动对系统的影响大大降低,并根据转速误差及其变化率自适应调整增益,进一步提高了控制系统的转速动态响应性能。结论 与常规传统PID控制系统和未优化的反步控制系统相比,文中优化后的控制器能增强被控系统的稳定性,缩短速度响应时间,具有更优的鲁棒性和动静态性能。     

漂浮基闭链空间机械臂抓持载荷基于神经网络的反演自适应控制

讨论漂浮基闭链空间机械臂抓持系统目标载荷的位置、力混合协调控制问题。结合系统动量、动量矩守恒关系及闭合运动链几何约束关系,利用多刚体动力学建模方法建立了漂浮基闭链双臂空间机器人抓持系统的合成动力学方程。针对参数不确定和外部干扰的情况,提出一种基于反演神经网络的位置、力自适应协调控制方案,从而达到对抓持负载位置与所受内力的双重控制效果。此控制方案无需要求系统动力学方程关于惯性参数呈线性函数关系;同时,它可保证系统渐近稳定性。数值仿真结果证实了该控制方案可有效地消除参数不确定对系统的影响。     

基于奇异摄动理论的电液伺服系统Backstepping滑模自适应控制

针对电液伺服位置跟踪系统中存在的非线性特性、系统参数和外部负载的非匹配不确定性,提出了基于奇异摄动理论的电液伺服系统的Backstepping滑模自适应控制。利用奇异摄动中双时间刻度理论将原系统分解为快慢变子系统,分别设计快变和慢变子系统的控制律,再合成得到复合控制器。应用Backstepping的逆向递推方法有效地解决了高阶非线性系统的控制问题,用滑模方法抑制系统的外部扰动,对系统的不确定性参数进行自适应估计。数字仿真的结果验证了所设计控制器的正确性和有效性。     

Adaptive controller design for a synchronous reluctance motor drive system with direct torque control

The design and implementation of adaptive controllers for a sensorless synchronous reluctance drive system with direct torque control is proposed. Two adaptive control algorithms, which include adaptive backstepping control and model-reference adaptive control, are proposed to improve the performance of a sensorless direct torque control synchronous reluctance motor drive system. A digital signal processor, TMS320-C30, is used to execute the rotor position estimating technique and the adaptive control algorithms. The system shows good transient responses, good load disturbance responses and good tracking responses. Several experimental results validate the theoretical analysis. The advanced controller design for a sensorless synchronous reluctance motor drive with direct torque control is proposed.     

凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法

目的提高凹版印刷机放卷系统张力控制的稳定性。方法结合模糊控制和自抗扰控制提出一种放卷张力控制方法。根据放卷系统的工作原理,分别建立料带张力、摆辊动力学、辊筒动力学的数学模型,进而得到放卷系统的非线性数学模型。为了提高控制系统的解耦性能、抗干扰性和内部鲁棒性,基于自抗扰控制的同时引入模糊控制,设计一种模糊自抗扰控制器,并进行相关仿真研究和分析。结果与PID控制器相比,该模糊自抗扰控制器较好地实现了系统解耦,而且具有更好的抗干扰性和内部鲁棒性。结论文中方法可以实现凹版印刷机放卷系统的恒张力控制。     

Intelligent Adaptive Backstepping Control System for Magnetic Levitation Apparatus

We propose an intelligent adaptive backstepping control system using a recurrent neural network (RNN) to control the mover position of a magnetic levitation apparatus to compensate for uncertainties, including friction force. First, we derive a dynamic model of the magnetic levitation apparatus. Then, we suggest an adaptive backstepping approach to compensate disturbances, including the friction force, occurring in the motion control system. To further increase the robustness of the magnetic levitation apparatus, we propose an RNN estimator for the required lumped uncertainty in the adaptive backstepping control system. We further propose an online parameter training methodology, derived by the gradient descent method, to increase the learning capability of the RNN. The effectiveness of the proposed control scheme has been verified by experiment. With the proposed adaptive backstepping control system using RNN, the mover position of the magnetic levitation apparatus possesses the advantages of good transient control performance and robustness to uncertainties for the tracking of periodic trajectories     

车辆主动悬架的非线性路面自适应控制研究

针对不同的路面状况,提出一种车辆主动悬架的非线性路面自适应控制方法。采用增加高低通非线性滤波器的方法,对以车身垂直加速度和悬架动行程为目标的控制函数进行优化处理,并利用多滑模鲁棒控制方法,设计了一种主动悬架的非线性路面自适应控制器。进行了零动力学子系统的稳定性分析及系统频率特性分析,理论分析表明整个系统是渐进稳定的。仿真结果显示,在不同的路面激励信号作用下,都能取得较好的控制效果,与被动悬架相比,大大改善了乘座的舒适性及车辆的操纵性能。     

电液伺服系统的逆向递推鲁棒自适应控制

针对电液伺服系统存在的非线性特性、参数不确定性,且不确定性不满足匹配条件,引入虚拟控制量的概念,提出了一种逆向递推鲁棒自适应控制方法。该方法把整个系统分成了一个二阶和一个一阶两个子系统,对其进行递推式的分步自适应控制,从而简化了控制器的设计,使计算量大为减少;利用参数自适应和鲁棒控制相结合的方法,使控制器具有较强的抗干扰性。仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能,与采用 PID 的控制方法相比,系统具有更好的控制性能及更强的抗干扰性。     

基于自适应扰动观测器的PMSM模型预测电流控制

目的 为了实现包装自动化生产线的高性能控制，针对永磁同步包装驱动电机在模型预测电流控制中对扰动敏感性较大的问题，设计一种基于自适应扰动观测器的模型预测电流控制策略。方法 利用预测误差设计一种自适应扰动观测器，对系统遭受的内部和外部的不确定扰动，扰动观测器估计总扰动并以电流的形式进行补偿。将系统的瞬态过程和稳态过程分别进行考虑，设计一种含有动态权重因子的新型损失函数。结果 通过MATLAB/SIMULINK仿真表明，与传统的控制方法相比，文中方法可以保持瞬态下的高速动态响应和稳态下的低电流纹波，并在应对参数失配和负载突变等问题上，展现了更好的稳态性能和抗干扰能力。结论 文中方法可以有效提升系统动态性能和鲁棒性，使改进后系统更加适用于包装机的应用场景。