实验室研究与探索杂志

科学仪器是科技进步之利器(二)——访中国科学院院士南京大学陈洪渊教授

关键词: 科学仪器  分析化学  单细胞分析  生命科学  脑科学  科学技术  创新  

受访者首先谈到科学仪器的重要作用,指出科学仪器是原始性科研创新的利器。提出我国发展原创性科学仪器研究的迫切性和建议。接着结合仪器研究论述了创新的内涵及途径。最后介绍了陈院士承担的重大科学仪器研制专项'单细胞时空分辨分子动态分析系统'的科学意义及创造性的成果。

固态基底-气溶胶生物合成宏观尺度功能纳米复合材料获得成功(一)

关键词: 纳米复合材料  宏观尺度  气溶胶  生物合成  

1问题的关键在过去的几十年中,纳米技术的重大进步提供了各种具有独特性质的纳米结构材料。包括零维量子点,一维纳米线和纳米管以及二维纳米片。如何将纳米材料组装成宏观尺度体材料并保持其纳米尺度的独特性能,是纳米材料获得实际应用的关键,也是目前面临的重要挑战之一。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》

党和国家历来高度重视教育。新中国成立以来特别是改革开放以来,在以同志、邓小平同志、同志为核心的党的三代中央领导集体和以同志为总书记的党中央领导下,全党全社会同心同德,艰苦奋斗,开辟了中国特色社会主义教育发展道路,建成了世界最大规模的教育体系,保障了亿万人民群众受教育的权利。教育投入大幅增长,办学条件显著改善,教育改革逐步深化...

STATCOM自适应分数阶重复控制的研究

关键词: 静止同步补偿器  自适应分数阶重复控制  谐波抑制  

提出一种自适应分数阶重复控制策略来拓展静止同步补偿器(STATCOM)的补偿带宽,提高系统补偿性能。采用基于拉格朗日插值多项式近似分数阶相位滞后环节的方法构建了重复控制器的内模环节,并根据电网实时频率,动态调整内模参数,使重复控制器谐振频率跟随电网频率变化。电流内环采用重复控制器与比例控制器复合的形式,并给出了控制器参数设计与稳定...

一种图像清晰与模糊的判别方法

关键词: 图像特征  子带频谱  频谱统计分析  清晰与模糊判别  

图像的频谱反映了图像能量在频域的分布情况,频谱的高低频成分比例反映了图像中边缘信息与平滑信息的分布情况。通过统计分析清晰与模糊图像的频谱分布,提出了一种基于子带频谱信息的图像清晰与模糊判别方法。首先统计各频率半径以外的频谱能量,获得频谱剩余能量变化特性曲线。其次根据剩余能量变化曲线,获得归一化模糊判断参数。当模糊参数小于...

基于OFDM技术的USRP实时视频传输实验设计和实现

关键词: labview  通用软件无线电外设  正交频分复用  视频传输  

针对在国内目前通信教学和科研活动中缺乏真实现场验证这一问题,提出了使用通用USRP实现以OFDM技术为基础的实时无线视频传输实验,分析了视频传输系统的发送端、接收端和实验的实现过程。与仿真验证相比,实验测试中以真实信道为传输环境,贴近现实的通信系统,使得需要验证的信号处理算法在性能评估上更具有说服力,对通信学科的形象化教学和科研具...

土工击实试验数据处理方法

关键词: 击实试验  数值法  插值  拟合  

指出了土工击实试验数据处理和成果表现的不足之处。基于36个击实试验实例,探索了不同插值法以及多项式拟合法在处理击实试验数据中适用性等问题。结果表明,插值法中分段3次Hermite适用性最好,能有效地消除数据处理中的数值振荡现象;拟合法中3次多项式最佳,2次以及大于3次多项式的适用性不强。并提出了一种击实试验数据处理方案。在总结前人研究...

电网故障的正余弦诊断方法

关键词: 电网  故障诊断  正余弦算法  

提出了一种基于正余弦算法(Sine-Cosine Algorithm,SCA)的电网故障诊断方法。SCA算法采用正弦函数与余弦函数实现迭代运算,结构简单、搜索快速、易于实现。根据电网故障诊断问题的特点设计了二进制SCA算法,通过单重故障、多重故障并伴有保护和断路器不正确动作的多个算例,从准确性、快速性、收敛性等多个角度对比分析了SCA故障诊断方法的有效性...

基于迁移学习的遥感影像树种类型分类

关键词: 卷积神经网络  深度学习  高分辨率遥感  图像分类  

提出了基于迁移学习思想的卷积神经网络遥感影像树种类型分类算法。采用ImageNet上训练的Inception-v3模型对树种影像特征进行提取,使用AID标准数据集和自行采集的东北林业大学实验林场数据集训练一个新的全连接层和Softmax层,更改输出层的节点数量;引入Dropout函数改善过拟合现象;通过反向传播优化模型。实验结果显示,模型在两种数据集上总体分...

哌啶在MoP表面C—N键断裂反应实验设计

关键词: 哌啶  密度泛函理论  materials  studio软件  

设计了哌啶在Mo P表面C—N键断裂反应机理实验,给出了哌啶在MoP(001)表面加氢脱氮反应中的C—N键断裂机理。哌啶在MoP(001)上存在4种稳定的吸附构型,均通过N—Mo键吸附在Mo原子顶位且吸附较弱,C—N键并未受到活化作用。哌啶E1消去过程(质子化+C—N键断裂)包含的反应能垒均比哌啶C—N键直接断裂能垒小很多,因此哌啶是通过E1消去反应而发生C—N键...

名人名言

加载历史对聚乙烯管道损伤演化的影响

关键词: 聚乙烯  加载历史  损伤演化  

采用两步实验法研究了加载历史对聚乙烯管道力学性能和损伤演化规律的影响。在第1步实验中,通过单轴拉伸、蠕变和疲劳3种加载模式将聚乙烯缺口管道环式样拉伸到预先设定的预应变值。2个月后,第2步实验采用加载速度为0. 001 mm/min的单轴拉伸实验表征管道环式样力学性能的变化。实验结果表明:聚乙烯管道的屈服应力和切线模量随着第1步实验预应变...

雾霾影响光伏发电量的机制分析与实验

关键词: 5  光伏发电  发电量修正公式  辐照度损失  发电量损失  光伏发电量损失指数  

在雾霾天的影响下,大气中细颗粒物(PM2. 5)浓度较高,使得太阳能的直接辐射较低,散射辐射增加,因此,光伏组件表面接收到的辐照度减小。对已有发电量估算式进行修正,提出了一种估算发电量的公式,使其与实际发电量的误差范围在±5%以内。探究了PM2. 5浓度对辐照度、辐照量及发电量的影响。通过上海某户用光伏屋顶进行实验验证,采用雾霾控制变量法及...

适用于低端激光雷达的优化Hector SLAM算法

关键词: 实时定位和建图  激光雷达  前端优化  地图重影  

提出了一种实时定位和建图(SLAM)前端优化的解决方法。首先降低算法对雷达精度的要求,对激光雷达数据进行概率霍夫变换与最小二乘法拟合的预处理,降低系统噪声并优化直线数据;用双三次插值算法代替Hector SLAM中使用的双线性插值算法,获取精度更高的栅格地图与地图梯度。然后解决系统对激光雷达高刷新频率的依赖,使用图像处理的常用方法,即通过...

地下水渗流对地源热泵竖直双U地埋管群传热特性的影响

关键词: 地源热泵  热积聚  地下水温度  渗流速度  数值模拟  

使用数值模拟方法建立了地埋管换热器三维模型,并使用文献数据和热响应测试数据验证了此模型。考察了地下渗流水水温度、流速对地埋管换热量的影响,得出不同条件下地埋管的单位井深换热量。通过模拟发现,在未渗流情况下,地源热泵存在严重的热堆积;地下水渗流可消除热积聚,且地下水渗流的温度和速度对热迁移有着规律性的影响。当地下水温处于冰点...

基于PCAS对砂土孔隙特征的识别与应用

关键词: 砂土  pcas软件  分形几何  孔隙特征  

为探究砂土粒径、颗粒级配与孔隙特征的关系,采用60目、80目、100目3种规格石英砂人工配置5种类型砂土,利用激光粒度仪和电镜扫描得到5种砂土的粒径累积百分数和135张砂土断面SEM(Scanning Electron Microscope)图像,使用PCAS软件和体积分形数学公式,分别对SEM图像和5种砂土的颗粒粒径累积百分数进行分析。分析显示,砂土颗粒在0. 8~1 000、50~50...

长大深埋排水隧道在不同施工方法下围岩稳定性

关键词: 施工方法  围岩  稳定性  数值模拟  

为研究不同施工方法下深埋排水隧道围岩变形机制及稳定性控制,利用有限差分程序FLAC3D模拟了在不同施工方法下隧道的开挖支护过程,研究了隧道支护结构的变形与应力变化规律,探索了围岩稳定性,并分析了应力场、塑性区及变形对不同围岩力学参数敏感性。研究结果表明,在不同施工方法下排水隧道衬砌按抗压及抗拉验算均是安全的,且最大拉应力主要集中...

曲面优化高铁酸钾与活性炭协同修复黑臭水体

关键词: 黑臭水体  响应曲面法  高铁酸钾  粒状活性炭  强化混凝  

以某小型封闭黑臭水体为对象,研究了高铁酸钾(K2FeO4)与粒状活性炭(GAC)协同强化混凝修复黑臭水体的最佳工艺参数和处理效果。采用响应曲面法建立了以氨氮(NH3-N)和化学需氧量(COD)的去除率为响应值的二次回归模型,对两者协同作用时K2FeO4投加量、预氧化时间、GAC的投加量和pH值4个影响因子进行优化。结果表明:回归模型极其显著,对NH3-N去除效果...

改进ORB-SLAM算法在户外离线即时导航的研究

关键词: 室外场景  特征点筛选  自适应阈值选取  局部搜索算法  

提出了一种基于自适应阈值选取和局部搜索算法的改进室外场景特征点提取算法。首先进行所划定判断点的局部阈值计算,利用对比度和局部阈值计算出适合该点的阈值,进行特征点的判断;然后,筛选特征点并进行非极大值抑制去除局部较密集特征点;最后,利用处理后的图像进行角点响应值和拉普拉斯响应值计算得到该尺度下的特征点,再进行局部搜索算法比较...

球形全向移动自平衡机器人的建模与控制

关键词: 全向移动  自平衡  串级pid  iasmp模型  ballbot机器人  

球形全向移动自平衡机器人模型源于倒立摆,是一个典型的多变量、非线性、高阶次、强耦合和静态不稳定系统。对传统飞控系统进行改进,提出一套适用于球形全向移动自平衡机器人的串级PID控制设计方法,完成机器人的定点直立与全向移动等控制任务。通过对机器人的IASMP模型分析,确定机器人内部电机控制参数,使用SimMechanics工具箱建立机器人的动力...

改进Haar-like特征联合CamShift算法用于车辆跟踪

关键词: haar特征  adaboost算法  级联分类器  camshift算法  车辆检测跟踪  

提出一种改进的Haar特征获取方法,并结合CamShift算法提取车辆检测信号实现特定车辆实时跟踪。首先利用倾斜45°特征与像素和的商计算信号的Haar特征值;其次利用AdaBoost算法训练样本得到特征信号分类器,构建特征信号样本级联分类器,利用获得的级联分类器对视频信号进行检测;最后将检测结果中的特定车辆外切矩形作为CamShift算法的初始窗口,并对C...

苯硫脲苦味实验存在问题及重新设计

关键词: 遗传学实验  苯硫脲  dna模板  

苯硫脲尝味实验是遗传学实验经典内容,实验内容主要通过收集口腔黏膜上皮细胞,采用50 mmol/L NaOH和1 mol/L Tris (pH8. 0)直接制备DNA模板,选择合适PCR引物扩增出TAS2R38苦味基因,使用内切酶Hae III酶切扩增产物,从而区分出不同基因型。结果表明,该方法解决了上述问题,简化了实验流程,激发了学生学习兴趣,取得了良好的教学效果。

基于信息熵和小波滤波的清音检测方法

关键词: 清音检测  熵  谱熵  离散小波变换  

使用传统的谱熵对含有白噪声的浊音进行检测,然后使用熵函数对白噪声中的清音进行检测,并引入离散小波变换,对语音的信息熵进行处理,最后根据设定的门限进行判断。仿真结果表明,该方法很好地检测出语音信号中的清音,对语音信号中的清音/浊音/无声部分的辨别有重要作用。同时该方法对实际噪声中的清音检测也有很好的效果。

Zynq-7000嵌入式多功能阻抗测试仪的设计与校准

关键词: 阻抗分析仪  嵌入式系统  三参数正弦拟合  

介绍一种基于Zynq-7000FPGA和运算放大器相结合的阻抗测试仪。它利用XC7Z020系统板上的D/AC7621产生激励信号,通过内部的A/DC来采集被测阻抗的响应,并使用外部模拟电路来获取待测电压和电流,使用3参数正弦拟合算法来评估电压、电流的幅度和相位。提出了完整的校准和精度测试方法,在可用频率0. 1 Hz~100 kHz范围内对组抗范围10Ω~100 kΩ的测试精度...

减压汽液相平衡实验装置研制

关键词: 汽液平衡  减压  实验装置  自动控制  

基于常压汽液平衡装置Ellis蒸馏瓶的实验原理,对平衡室、冷凝管、取样口结构进行改进,同时增加减压稳压系统、在线取样系统和自动控制系统,设计了一套新的减压装置,并实现减压条件下汽液平衡数据的测量和在线取样。实验测量了水、乙醇、四氯乙烯和1-丁醇纯物质饱和蒸气压和减压条件下四氯乙烯+1-丁醇二元等压汽液平衡数据,并与文献值进行对比,表...

基于模糊PID控制的水肥一体化实验系统设计

关键词: 水肥一体化  可编程逻辑控制器  模糊pid  

设计了一种基于PLC控制的水肥一体化实验系统。采用模糊PID控制器,通过恒压供水系统调节进水压力及流量,由文丘里射流器混合水肥调整水肥EC值调整水肥浓度,运用触摸屏进行操作,实时监控,进行精准施肥,营造作物最适宜生长环境。通过对系统分析,在建立EC调控模型基础上运用MATLAB进行建模仿真。仿真结果显示,模糊PID控制比传统PID超调量和到达稳态...

磁耦合谐振式无线电能传输的智能稳压电源设计与实践

关键词: 磁耦合谐振  单片机  稳压电源  

结合磁耦合谐振式无线电能传输的相关系统,以高性能单片机为控制核心,设计了一款连续可调、两路输出、数字化、智能化的稳压电源。其中将无线电能传输系统产生的电能作为稳压电源系统的驱动电压,采用按键输入的方式,集成各种数据处理电路,在检测和控制软件的支持下,调整和控制稳压电源的工作状态,实现两路电压的输出,并用实验验证了该系统的可行...

全差分可控增益射频宽带放大系统

关键词: 全差分放大器  阻抗控制  射频  宽带  可控增益  

基于全差分放大和阻抗控制的思想,以超低功耗单片机MSP430F6638为控制核心,设计一套可控增益射频宽带放大系统。系统采用固定增益全差分放大器和可控增益全差分放大器级联,在实现增益可控调节的同时,有效地抑制了噪声干扰,保证了系统性能。系统末级采用射频功率放大器,提高了系统的带载能力。结合理论推导过程,深入探讨了全差分放大器的工作原理...

立式可旋转自行车存取装置的设计

关键词: 自行车  存取装置  旋转底座  

提出了一种立式可旋转自行车存取装置的设计方案,该装置主要由举升装置、圆柱形固定架、液晶显示屏、旋转底座、伺服系统组成,通过提升机构将自行车竖立沿圆周摆放,配合底座旋转,实现自行车自动化存取。该装置能同时容纳8辆自行车,与传统平铺式摆放占地面积节约了近40%,同时大大缩短了存取时间。本设计可用于住宅小区、地铁口、商业街等自行车用...

模块化配电网物理仿真实验系统设计与实现

关键词: 配电网  物理仿真  模块化  线路等效模型  故障录波  

根据阻抗标幺值一致的等效原理,以阻抗和电压为独立参量推导出物理仿真实验系统的模拟比,设计配电网各元件物理参数。将一次设备和二次设备组成典型功能模块,各模块通过以太网互联组合生成所需的配电网络。监控系统实现了对变电站、馈线、环网柜、柔性故障发生和故障录波等模块的监测和控制,以及对系统正常及故障工况下的数据及波形的存储、分析...

基于Matlab的通用变频器仿真教学系统开发

关键词: 变频器  仿真教学  仿真模型  

通用变频器功能完善、操作简单、应用广泛,但由于其高度集成化,学生只能利用它进行基本的实验操作,很难将学到的理论知识融入其中。基于Matlab仿真软件,结合三相异步电动机,搭建通用变频器的仿真教学平台,构成一个基于通用变频器―三相异步电动机的交流调速系统。通过模型的构建、参数的设置以及仿真内容的设置等多个环节,让学生将变频器涉及的...

路由过滤的仿真设计

关键词: 路由映射表  分发列表  前缀列表  

设计了多个网络结构,并阐述了路由映射表、分发列表与前缀列表的工作原理。给出了使用路由映射表过滤路由、使用分发列表过滤路由、使用前缀列表实现链路分流的详细配置过程并形成了明确的分析结论。上述研究既有助于读者对路由过滤技术相关工作原理的理解,又有助于熟练掌握其配置方法。

LNG接收终端工艺虚拟仿真实验设计

关键词: 液化天然气  接收终端  虚拟仿真  动态模拟  

为培养理论功底扎实、实践操作熟练、岗位适应性强的高素质人才,引进了LNG接收终端虚拟仿真实验。利用Aspen HYSYS进行LNG接收终端工艺流程的动态模拟,分析研究外输天然气负荷、储罐压力和压缩机功率发生扰动时工艺系统的动态特性。分析解释实验结果有助于学生的理解和掌握LNG接收终端运行管理的相关知识。通过和现场实际相结合的虚拟仿真实验,...

学科竞赛牵引下的工程素质培养模式探究

关键词: 工训大赛  工程素质  培养模式  创新能力  实践能力  

全国大学生工程训练综合能力竞赛是一项面向全国大学生的科技创新工程实践活动,是促进各高校工程实践教学改革以及学生工程素质培养的重要载体。文章在充分分析工训大赛与工程素质培养关系的基础上,提出了'以赛带课''以课带学''以学助赛'的三位一体的'干中学'人才培养模式。为了推动这一培养模式,通过多年指导竞赛的经验总结,构建由基础工程实训...

基于拔尖人才培养的生物化学综合性实验设计

关键词: 拔尖人才  综合性实验  科研能力  

伯苓班是南开大学入选的教育部'基础学科拔尖人才培养试验计划'试点班。作为生物学科拔尖人才,伯苓班学生应该具备更强的科研能力,为创新奠定基石。为实现这一教学目标,通过教学―科研紧密结合,在生物化学实验教学中设计'目的蛋白最佳诱导表达条件的确定及其纯化'综合性实验项目。该项目作为基础实验课的一种拓展和提升,具有一定的探究性。学生...

论实验人员的安全防护能力及其复合培养模式

关键词: 安全教育  安全防护能力  培养模式  安全知识  

实验人员应该具备足够的防范与应对实验危险的能力,基础安全知识只是该能力'拼图'的一部分,安全教育应该从知识的传授向能力的培养转变。提出了安全防护能力(Safety protection capability,SPC)的概念,并系统论述了SPC的5个构成要素,包括8个方面的安全意识、两类安全知识、危险因素的综合分析能力、安全防护方案的设计能力、安全防护方案的验证...

基于单片机的微型太阳能电站低功耗系统设计

关键词: 单片机  综合设计  微型太阳能电站  睡眠技术  pwm技术  低功耗  

综合设计性实验是提高单片机类实验课程教学质量行之有效的手段。将实验课程内容结合社会热点问题而设计的实验教学案例,融合了单片机实验的所有知识点,提高了学生对实验课程的学习热情,激发了学生对实践教学的兴趣。让学生通过对一个具有实际工程应用背景且有现实意义的真实项目的设计,掌握一个电子产品设计的流程,使学生用自己设计的硬件系统...

以学生为本 培养学生实践创新能力

关键词: 以学生为本  实验教学  实践创新能力培养  实验教学队伍  国家级实验教学示范中心  

电子科技大学以电子信息类专业为主,电子实验中心承担了全校电子信息类专业本科生(占学生总数的90%)的基础实验教学,是学生实践与创新能力培养的重要基地,学生受益面广、影响大。介绍了电子实验中心30年的建设与发展过程中,始终坚持'以学生为本'的教育教学理念,聚焦学生实践与创新能力的培养,开展了实验室环境、实验内容与实验课程、国家级电工...

以工程教育理念为引领的跨专业教学探索与实践

关键词: 工程教育  跨专业  项目制  教学改革与实践  

工程教育的重点是以需求为导向,从系统的角度锻炼学生解决工程实际问题的能力。以CDIO工程教育为理念,对西南交通大学信息技术类的'综合课程设计'进行改革,旨在提供给学生一次系统'构思、设计、实现、运作'的完整体验。根据该课程教学特点、存在的问题及人才培养需求,构建了跨专业教学模式和CDIO项目制教学组织架构,对教学组织方法、过程管理模...

基于海洋科学创新型人才培养的流体力学实验教学初探

关键词: 流体力学实验  海洋科学  创新型人才  地球流体  海洋波动  

围绕培养创新型人才的教育理念,海洋科学流体力学实验课程承担着培养学生认识海洋现象,深入理解海洋动力过程的重要任务。开设基本性实验,使学生掌握流体能量转换、流体流动状态、边界层基本知识,增设海洋类专业性实验,启蒙学生认识地球流体的运动特性,开展自主设计创新性实验有利于激发学生科研兴趣,使学生通过学习能透过现象认识本质,从而全面...