重庆理工大学学报（自然科学）

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罗勇, 李小凡, 陈国芳, 刘增癑, 邓涛

2023 (5): 1-11.

摘要 ( 543 )

PDF(3768KB) ( 445 )

动力耦合装置速比优化可采用遗传算法、粒子群算法、ＰＡＲＥＴＯ算法等优化算法，但以上算法均有陷入到局部最优的可能。此外，在不同的速比组合下，动力耦合装置的换挡规律将发生变化，在每种速比组合下都需要重新计算换挡规律，才能进行动力性和经济性评价，这给各类优化算法的实施带来了挑战。提出了一种基于穷举法的动力耦合装置速比优化方法，让程序计算所有速比组合的换挡规律，进行动力性和经济性评价，二者均衡后选出最优的速比组合。针对穷举法计算量大的问题，通过引入速比分配中的多重约束以减少计算量，并利用多线程方法设计程序以缩短计算时间。以该方法对一款搭载ＡＭＴ的双电机动力耦合装置进行速比优化，获得其优化速比，并建立系统仿真模型对优化前后系统的动力性和经济性进行对比分析。结果显示，优化后系统的能耗降低了４．４％，验证了此种优化方法的合理性。

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纯电动汽车驱动控制策略快速集成研究

沈峘, 周福亮, 毛建国, 陈伟, 闫志伟

2023 (5): 12-18.

摘要 ( 376 )

PDF(3005KB) ( 417 )

为解决汽车电控系统开发过程中应用层代码和底层驱动代码需要手动集成的问题，以纯电动汽车控制器为研究对象，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ设计应用层控制策略，包括整车上下电、钥匙信号解析、挡位管理、扭矩解析、扭矩仲裁。底层驱动利用ＳＴＭ３２ＭＡＴ／Ｔａｒｇｅｔ工具包和ＳＴＭ３２Ｃｕｂｅｍｘ完成配置，配置好的底层驱动能以图形化的模块拖拽到Ｓｉｍｕｌｉｎｋ界面，从而实现与应用层控制策略在同一平台上的搭建。利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ自动代码生成功能一键生成所有嵌入式Ｃ代码，并以ＳＴＭ３２Ｆ４０７ＺＧＴＥ单片机为硬件平台，选取几种典型的驾驶工况进行实时算法验证。结果表明：生成的代码在目标系统中运行良好，可按照设计逻辑运行。与手动集成方式相比，这种全自动的开发方式减少了人工输入错误，提升了开发效率，加快了从设计到实现的速度。

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分布式驱动电动汽车四轮转向与横摆力矩集成控制研究

李刚, 张兴, 卢丽霞

2023 (5): 19-28.

摘要 ( 200 )

PDF(4724KB) ( 251 )

针对四轮独立驱动与独立转向的分布式驱动电动汽车稳定性控制问题，提出了一种四轮转向与横摆力矩集成控制策略。采用分层控制结构，基于模糊理论设计上层控制器，根据期望横摆角速度、期望质心侧偏角与实际值的偏差，计算附加后轮转角和附加横摆力矩；下层控制器包括四轮转角控制器和四轮力矩分配器，附加后轮转角控制器根据转向盘转角和车速分别采用比例前馈加模糊反馈或阿克曼转向进行附加后轮转角控制，四轮力矩分配器根据附加横摆力矩需求采用二次规划算法对四轮力矩进行优化分配。选取典型实验工况，通过联合仿真实验对后轮转向与横摆力矩集成控制策略进行验证。结果表明：集成控制策略能有效提高分布式驱动电动汽车稳定性。

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采用自适应遗忘因子的永磁同步电机预测电流控制

龙涛, 刘蕴博, 常九健

2023 (5): 29-36.

摘要 ( 123 )

PDF(2326KB) ( 109 )

由于模型预测控制（ｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＰＣ）是基于电机模型实现预测控制的，电机实际参数与预测模型参数的不匹配会导致控制系统的控制效果下降。针对此问题提出一种采用自适应遗忘因子的最小二乘法参数辨识，该方法通过变化的遗忘因子调节辨识过程中旧数据的遗忘程度，使辨识结果具有快速的收敛性且能够稳定地跟随电机参数变化。通过辨识电机参数对预测模型的参数进行实时修正，可以有效降低因电机参数变化而导致的电流和转矩的波动，提高ＭＰＣ算法的控制性能，提升ＭＰＣ的参数鲁棒性。最后用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行仿真分析，验证了该方法的有效性。

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串并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究

丁磊, 吴一滔, 刘永刚, 黄真, 陈富强, 曾航

2023 (5): 37-43.

摘要 ( 152 )

PDF(1829KB) ( 305 )

针对某款串并联式混合动力汽车开发了基于人工标定的逻辑门限规则能量管理策略，以标定逻辑门限规则为基础利用动态规划算法对整车最优控制进行寻优，根据最优策略数据集对所提逻辑门限策略进行优化，对搭载优化逻辑门限规则能量管理策略的混合动力汽车进行了实车实验。结果表明，所开发的优化能量管理策略具有较好的节油效果，优化后的控制策略节油效果可提升４．７％，有效提高了燃油经济性，满足整车控制实时性要求，可为后续混合动力汽车产品开发提供技术支持。

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锂电池组线性二次型调节器对散热性能的优化控制

安治国, 黎代林

2023 (5): 44-53.

摘要 ( 115 )

PDF(4840KB) ( 76 )

：为了使锂离子电池组的工作温度保持在合理、安全的工作范围内，提出了一种线性二次调节控制器来控制液冷电池热管理系统的电池最高温度、温差和能耗。通过将ＮＥＤＣ和ＵＳ０６运行工况下的电流输入电池，利用ＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ和Ａｍｅｓｉｍ软件建立产热模型，得到电池温度和温差曲线，验证了模型的可靠性。在３Ｃ充电ＮＥＤＣ放电条件下，比较分析了ＬＱＲ、ＰＩＤ和恒流量控制下的热管理性能。结果表明，基于ＬＱＲ控制的电池热管理系统具有良好的响应速度和稳定性。通过比较３种控制器对ＢＴＭＳ最大温差的影响，发现当电池组液冷通道反向排列时，ＬＱＲ控制器表现出最佳的控制能力。与ＰＩＤ和恒流控制器相比，ＬＱＲ控制器可以降低冷却能耗。

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应用ＬＡＤＲＣ的车用质子交换膜燃料电池温湿度控制优化研究

井绪宝, 刘丛浩, 郭宇, 蔡思远

2023 (5): 54-59.

摘要 ( 149 )

PDF(2189KB) ( 197 )

针对质子交换膜燃料电池在功率发生变化时水热管理系统不稳定和电堆进出口冷却液温差大等问题，通过ＬＭＳＡＭＥＳｉｍ仿真平台建立了考虑整车功率变化以及驾驶员需求等影响因素的质子交换膜燃料电池水热管理系统模型。使用ＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ搭建了线性自抗扰（ＬＡＤＲＣ）控制算法与比例积分微分（ＰＩＤ）控制算法，对冷却水泵以及湿度调节器进行控制，稳定电堆的温湿度，并进行联合仿真分析，比较了两者在新欧洲驾驶循环（ＮＥＤＣ）工况下的控制效果。结果表明：水热管理系统可以在ＮＥＤＣ工况下保持燃料电池电堆温湿度均在适宜工作区间，且ＬＡＤＲＣ性能相较ＰＩＤ更为优秀，电堆进出口处冷却液最大温差约为５℃，电堆的输出电压平均提高２．０８％，可为质子交换膜燃料电池水热管理研究试验提供一定的依据和指导。

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车用锂离子电池冷却技术研究进展

胡远志, 赖贞行, 刘西, 妥吉英, 齐创

2023 (5): 60-69.

摘要 ( 363 )

PDF(1751KB) ( 533 )

推广新能源汽车是实现我国“碳达峰”和“碳中和”目标，应对全球气候危机的有效途径之一。与其他类型的电池（如镍氢电池、铅酸电池）相比，锂离子电池具有能量密度高、效率高、寿命长、环保等优势，得到了广泛的应用。因此，以锂离子电池为能源系统的新能源汽车得到了快速发展。然而，合适的运行环境是保证锂离子电池高效运行的关键。过高的环境温度，锂离子电池可能会发生热失控，进而导致燃烧爆炸等安全问题。过低的环境温度，锂离子电池充放电性能会受到影响，负极表面容易析锂产生枝晶，造成容量衰退，甚至刺穿隔膜形成内部短路。因此，开发有效的热管理系统，使锂离子电池运行在合适的温度范围是保证新能源汽车安全稳定运行的关键。系统地分析了现有的锂离子电池热管理系统冷却技术，对比了它们的优缺点。根据目前锂离子电池热管理系统的发展现状，探讨了未来电动汽车热管理系统的发展趋势。

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考虑谐波电流的驱动电机振动噪声优化

戴佳钱, 曾发林, 徐求福, 王佳圣

2023 (5): 70-80.

摘要 ( 109 )

PDF(4704KB) ( 196 )

针对低阶次径向电磁力所引起的驱动电机振动噪声问题，采集某驱动电机噪声信号分析阶次特征，并以实验信号验证所建立磁固声仿真模型的准确性。基于麦克斯韦张量法建立考虑电流谐波的径向电磁力解析模型，并对主要时间阶次的径向电磁力波的组成成分进行时空双重维度上的分解。结合电机各定子齿至噪声测点传递函数，基于线性叠加法得到测点噪声预测模型。采用柯特斯公式计算径向电磁力波作用于各齿部集中力，代入噪声预测模型计算各时空阶次径向电磁力对测点噪声的贡献度，分析确定对噪声影响较大的谐波电流阶次。将测点处噪声声压级作为优化目标，考虑谐波电流对转矩脉动的影响并以此作为限制条件，使用遗传算法优化谐波电流的幅值与相位。将优化后的谐波电流代入磁固声耦合模型中验证优化效果，结果表明，对谐波电流优化能够在控制转矩脉动的前提下，优化径向电磁力以达到降低电机振动噪声的目的。

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某纯电动汽车空调采暖系统的仿真优化

刘西, 余磊, 胡远志

2023 (5): 81-89.

摘要 ( 107 )

PDF(2443KB) ( 152 )

为了改善某纯电动汽车低温制热系统存在能耗的情况，基于某ＰＴＣ制热的纯电动汽车低温热管理结构方案，通过ＡＭＥｓｉｍ仿真软件建立了液压热管理模型，并用试验数据验证了模型仿真结果的可靠性。对该低温制热系统的控制策略进行了优化，结构上加入了电机余热利用模型。通过仿真进一步分析了环境温度、策略方案、行驶工况对系统制热性能和能耗的影响。仿真结果表明：在２个ＮＥＤＣ工况下，优化后的模型能耗降低了２６．２％，提高了系统的经济性。

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车用永磁同步电机铸铝合金机壳热疲劳寿命预测

何联格, 袁洲, 石文军

2023 (5): 90-98.

摘要 ( 110 )

PDF(3804KB) ( 101 )

为了研究变工况下车用永磁同步电机温度变化对电机铸铝合金机壳的热应力和热疲劳寿命的影响，结合理论、试验与有限元仿真对机壳进行了多物理场耦合研究。首先通过试验采集了作为仿真计算边界条件的电机环境温度和作为仿真结果参考的绕组端部温度；然后通过计算得到了电机的主要损耗，基于传热学和流体力学对电机进行了简化建模和有限元仿真，得到了电机机壳的温度场分布；再通过试验得到了铸铝合金材料热疲劳寿命预测模型的基本材料参数，结合温度场结果，计算了机壳在不同温度分布下的热应力；最后得到了机壳在热应力作用下的热疲劳寿命为２９６７３次。为电机机壳的设计优化以及材料的选择提供了一定的参考依据。

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分布式驱动电动汽车附着稳定性控制

张文通, 孙文, 王军年, 张屹, 赵景波

2023 (5): 99-109.

摘要 ( 120 )

PDF(4871KB) ( 444 )

通过分析车轮垂向载荷转移对轮胎附着裕度的影响机理，制定一种直接横摆力矩控制策略以充分发挥车辆极限附着行驶能力。采用分层式控制结构，上层为附加横摆力矩决策层，运用模型预测控制算法求解所需的附加横摆力矩；下层为四轮转矩优化分配层，将上层求得的附加横摆力矩优化分配给各轮，以修正车身姿态。通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与ＣａｒＳｉｍ联合仿真测试和基于ｄＳＰＡＣＥＬａｂＢｏｘ驾驶模拟器台架的硬件在环实验，验证转矩分配方案的合理性与控制策略的有效性。实验结果表明：该策略有效改善了各轮附着利用情况，提高了车辆极限行驶能力与附着稳定性。

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特种储能方舱电池系统风冷散热流场研究

谭伟, 徐伟晶, 米林, 沈卫东

2023 (5): 110-117.

摘要 ( 156 )

PDF(3867KB) ( 169 )

特种储能方舱因红外隐身性能要求限制了其散热结构布置，以特种储能方舱电池系统为研究对象，研究分析了高温环境下高倍率放电引起的散热问题。利用１８６５０单体锂离子电池生热模型构建电池模组生热模型，进行电池模组温升仿真及试验，验证电池模组生热模型的准确性。在此基础上，对特种储能方舱的空调强制风冷散热进行数值模拟，计算在特定极限工况下放电结束节点的温度和压力，得到特种储能方舱内部的温度场和压力场，探明特种储能方舱隐身风冷散热结构的散热效果。结果表明：在４０℃的高温环境下，特种储能方舱进行３Ｃ放电，特种储能方舱空调强制风冷系统仍然能有效保证电池温度在合理的工作范围内。

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复合空气悬架导向臂仿竹子结构设计及多目标优化

邓香林, 徐峰祥, 邹震

2023 (5): 118-128.

摘要 ( 93 )

PDF(4167KB) ( 148 )

针对复合空气悬架导向臂的轻量化问题，受启发于竹子的截面形状、变截面、竹节等结构特征，运用结构仿生的方法设计了仿生导向臂。运用参数敏感性分析方法探明了影响仿生导向臂性能的关键参数，选取对导向臂性能影响较大的肋板和内孔截面参数为设计变量，导向臂总质量与最大变形最小为优化目标开展多目标优化研究，结合熵权ＴＯＰＳＩＳ灰色关联分析的多目标决策法确定了Ｐａｒｅｔｏ解集中的最优参数方案。结果表明：多目标优化后的仿生导向臂较之原型导向臂在质量减小１７．４４％的前提下，最大变形降低９．２４％、等效应力下降１７３３％、一阶预应力约束模态频率上升２２．９２％，证明了结构仿生设计方法在导向臂轻量化设计上的可行性，为导向臂的结构轻量化设计提供理论依据。

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基于连续损伤力学的剩余疲劳寿命随机预测

刘世洲, 何声馨, 张二亮

2023 (5): 129-134.

摘要 ( 108 )

PDF(1822KB) ( 204 )

由于材料特性和外部加载具有随机性，变幅加载下的剩余疲劳寿命往往具有很大的分散性。因此，为了量化由材料特性和外部加载引起剩余疲劳寿命的不确定性，提出一种两级加载下剩余疲劳寿命预测方法，该方法主要包括４个步骤：首先，考虑外部加载的随机性，应用基于连续损伤力学的非线性损伤累积模型；其次，考虑材料特性的随机性，采用不同可靠度下三参数应力寿命（ＳＮ）曲线；然后，为了筛选对剩余疲劳寿命的随机性有显著影响的模型参数，引入基于Ｓｏｂｏｌ方法的全局敏感性分析；最后，利用ＫＬ散度量化预测和实验剩余疲劳寿命概率分布之间的差异。此外，借助热轧１６Ｍｎ合金钢的疲劳试验数据验证所提方法的有效性。

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元素（Ｍ＝Ｆｅ，Ｍｎ）掺杂立方相ＢａＴｉＯ３性能的第一性原理研究

徐良玉, 龙敏, 黄福祥, 邓鸿元, 陈剑

2023 (5): 135-141.

摘要 ( 104 )

PDF(4420KB) ( 142 )

根据密度泛函理论框架下的第一性原理方法，计算了元素（Ｍ＝Ｆｅ，Ｍｎ）掺杂立方相ＢａＴｉＯ３（ＢａＦｅｘＴｉ１－ｘＯ３、ＢａＭｎｘＴｉ１－ｘＯ３，ｘ为０、１／８、１／４、３／８、１／２）的晶体结构、电子结构、磁矩、介电函数。计算结果表明：当ｘ为１／８时，ＢａＴｉＯ３的晶体结构仍然保持为立方相；当ｘ大于１／８时，ＢａＴｉＯ３的晶体结构转变为四方铁电相。掺杂元素Ｆｅ、Ｍｎ使ＢａＴｉＯ３获得了较大的磁性，总磁矩主要来源于Ｆｅ、Ｍｎ离子局域磁矩的贡献。随着元素掺杂量的增大，ＢａＴｉＯ３的磁性增强。对比掺杂前后静态介电常数发现，掺杂元素Ｆｅ、Ｍｎ使ＢａＴｉＯ３静态介电常数改变较大，且远大于掺杂前，因此，Ｆｅ与Ｍｎ更容易使ＢａＴｉＯ３获得高介电常数。

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高温诱发锂离子电池热失控仿真研究

喻云泰, 李晓杰, 张志文, 崔学良

2023 (5): 142-149.

摘要 ( 141 )

PDF(3352KB) ( 147 )

为提高锂离子电池安全性，减少锂离子电池热失控安全事故，以某商用１８６５０三元锂离子电池为研究对象，利用ＣＯＭＳＯＬＭｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ５．６建立三维高温诱发热失控模型，通过对比不同诱发温度、不同换热条件下的温升曲线，探究诱导温度、换热系数对锂离子电池热失控行为的影响规律。结果表明：不同温度条件下，诱导温度越高，热失控温度峰值越高，出现热失控时刻越早；不同换热条件下，对流换热系数越大，热失控时刻越早，达到峰值后温度下降梯度越大。此外，正极材料参与反应可作为热失控现象的关键特征。

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考虑出行者异质性的到达机场方式选择行为研究

潘义勇, 王心悦, 蒋冠宇, 魏双秋

2023 (5): 150-158.

摘要 ( 97 )

PDF(1463KB) ( 84 )

为分析航空出行者到达机场出行方式选择偏好及影响因素，考虑出行者心理疲劳度异质性建立潜类别Ｌｏｇｉｔ模型。通过交通调查获取航空出行者个体特征及出行选择；根据心理疲劳评分将出行者分类，建立潜类别Ｌｏｇｉｔ模型，与混合Ｌｏｇｉｔ模型对比分析；对影响航空出行者到达机场方式选择的因素进行分析。结果表明：潜类别Ｌｏｇｉｔ模型具有更高的拟合优度，根据出行者心理疲劳度分类，可分为３个潜类别，分别占比３６％、４８％、１６％。出行者的性别、年龄、收入、身体质量指数、是否携带大件行李、是否拥有私家车、是否独自出行对到达方式选择具有显著影响。心理疲劳度的提高使出行者对于出行花费的敏感度降低，低度心理疲劳型出行者更在意出行花费。在低心理疲劳出行者群体中，感知风险、情绪反映显著且系数为负，每增加１个单位，出行者属于地铁偏好群体的几率比分别降低４８％、４２％；态度反映、感知便捷显著且系数为正，每增加１个单位，出行者属于地铁偏好群体的几率比分别增加８９％、６７％。在出行方式选择中考虑心理特征对更深入了解可持续交通具有重要意义。

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社区建成环境对中等收入群体机动车行驶里程的非线性影响模型

王振科, 白云鹏

2023 (5): 159-168.

摘要 ( 89 )

PDF(2824KB) ( 78 )

基于社区建成环境的５Ｄ维度选取了人口密度、土地利用多样性、公交服务水平等６个指标刻画社区建成环境，以《社区生活圈规划技术指南》中１５ｍｉｎ社区生活圈与步行速度为依据，形成社区生活圈测度范围，结合ＰＯＩ（ｐｏｉｎｔｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔ）数据、道路网络等地理空间数据测度建成环境。以保定市居民出行行为调查数据作为实证研究数据，构建了考虑非线性效应的梯度提升决策树（ｇｒａｄｉｅｎｔｂｏｏｓｔｉｎｇｄｅｃｉｓｉｏｎｔｒｅｅ，ＧＢＤＴ）模型。结果表明：在模型拟合度方面，ＧＢＤＴ模型比线性假设的ＯＬＳ（ｏｒｄｉｎａｒｙｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓ）模型调整后Ｒ２（可决系数）提高了７６％；在社区建成环境指标贡献度方面，土地利用混合度（１９．１０％）与距离市中心的距离（１７．２３％）对中等收入人群ＶＭＴ的贡献度最大，说明合理的土地利用规划对调节中等收入人群小汽车使用行为的重要作用；在建成环境指标的非线性关系方面，建成环境因子与ＶＭＴ均具有非线性关系，其中土地利用混合度、公交站点密度与距离市中心的距离对ＶＭＴ的影响与驾龄存在一定的交互效应，通过部分相关图的拐点分析得到社区建成环境规划的定量依据是未来低碳社区建设的基础。

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基于变分模态分解和ＬＳＴＭ的短时交通流预测

邴其春, 张伟健, 沈富鑫, 胡嫣然, 高鹏, 刘东杰

2023 (5): 169-177.

摘要 ( 151 )

PDF(4078KB) ( 133 )

交通流具有非线性、波动性和随机性等特征，为进一步提高短时交通流预测精度，提出了一种基于变分模态分解（ＶＭＤ）和长短时记忆（ＬＳＴＭ）神经网络的短时交通流预测方法。采用ＶＭＤ将原始交通流数据分解为ｋ个平稳的固有模态分量（ＩＭＦ），针对每个模态分量分别输入ＬＳＴＭ模型进行预测，将各项预测值汇总叠加，获得交通流预测结果。利用上海南北高架快速路感应线圈数据进行验证分析，结果表明：采用ＶＭＤ分解后的预测结果更为精确，相比于ＢＰＮＮ、ＬＳＴＭ、ＥＭＤＬＳＴＭ、ＥＥＭＤＬＳＴＭ等模型的预测结果，在平均绝对误差（ＭＡＥ）方面分别优化了３５．５％、２８．２５％、２１．１％、１３％，具有较高的预测精度。

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融合胶囊网络的中文短文本情感分析

王东, 李佩声

2023 (5): 178-184.

摘要 ( 108 )

PDF(1308KB) ( 97 )

针对传统文本分类模型提取中文短文本内在语义信息不够全面的缺点，提出了一种融合预训练模型和胶囊网络的文本分类模型。使用多尺度卷积神经网络提取预训练模型各层蕴含不同层次的局部语义，采用注意力机制融合得到多粒度局部语义和胶囊网络获取的全局语义，结合正则化方法提高模型对文本情感极性的判别能力。对比实验中模型在３个不同领域的真实数据集上的Ｆ１值，结果表明：模型利用改进的胶囊网络能够更加全面地提取中文短文本语义特征，提升情感极性判别精度。

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基于卷积融合和残差注意力的脑卒中病灶分割

张岩, 李凤莲, 张雪英, 王夙?, 章洪涛

2023 (5): 185-193.

摘要 ( 131 )

PDF(3331KB) ( 147 )

脑卒中ＭＲＩ影像由于病灶区域小和正常组织边界模糊的特点导致分割难度大。为此提出一种优化的编解码结构网络。为使网络提取更加丰富的上下文信息，提出了双注意力卷积融合编码模块，在编码端收缩路径实现二维卷积和三维卷积的融合，并且从空间和通道２个维度建立特征的全局相关性。此外，提出残差注意力门混合解码模块，更好地融合低层次和高层次特征，关注目标区域，从而提高小病灶边缘的分割细腻度。通过在开源数据集ＡＴＬＡＳ的实验结果表明，该算法ＤＳＣ指标达到了０．６２，与ＵＮｅｔ，ＤＵＮｅｔ，３ＤＵＮｅｔ以及ａｔｔｅｎｔｉｏｎＵＮｅｔ等模型相比，有效提高了分割性能。

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车载自组网中基于ＵＴＸＯ的无证书分布式匿名认证方案

崔凯平, 冯霞, 郭丛摇, 龚玲

2023 (5): 194-203.

摘要 ( 136 )

PDF(3114KB) ( 112 )

针对传统基于数字证书的身份认证方案中认证效率低、方案可扩展性差的问题，提出一种基于未花费的交易输出（ｕｎｓｐｅｎｔｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｕｔｐｕｔ，ＵＴＸＯ）模型的无证书分布式匿名认证方案。用户将交通信息和基于ＵＴＸＯ模型构建的交易上传至区域可信机构（ｒｅｇｉｏｎａｌｔｒｕｓｔｅｄａｕ ｔｈｏｒｉｔｙ，ＲＴＡ）。ＲＴＡ通过检查上传交易中包含的交易输入（ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎＩｎｐｕｔ）的有效性验证消息发送者身份的合法性。构建交易更新机制实现可扩展性，避免由于维护数字证书导致的系统数据库存储量不断增长的问题。基于安全性分析，将所提方案与现有车载自组网（ｖｅｈｉｃｕｌａｒａｄ－ｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋ，ＶＡＮＥＴ）中身份认证方案进行安全性能的比较，证明所提方案在匿名性、可追踪性及可认证性等安全方面的考虑更加完善。理论分析与仿真实验表明：所提出方案的计算与存储开销低于常见认证方案。在方案可扩展性方面，基于仿真环境下的区块链状态数据库检索开销保持在０．３ｍｓ左右，存储成本稳定在３３Ｍ左右；在认证效率方面，所提方案优于现有方案至少３３．１９％。

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具有复发的ＳＥＩＬＲ谣言传播模型的动力学分析

赵勇胜, 侯强, 张磊

2023 (5): 204-209.

摘要 ( 109 )

PDF(1578KB) ( 134 )

基于谣言的传播机制，考虑人际因素导致的谣言复发，建立了一个ＳＥＩＬＲ谣言传播模型，研究了人际因素对谣言传播的影响。首先，给出谣言传播的阈值Ｒ０，并分析了Ｒ０＜１时，无谣言平衡点的稳定性；其次，分析了多平衡态的存在性，并给出了模型发生后向分支的条件，然后通过构造Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数证明了退化模型正平衡点的全局渐近稳定性；最后，通过数值模拟发现模型会出现退化的Ｈｏｐｆ分支，模型存在２个极限环，其中大极限环不稳定，小极限环稳定。研究结果说明人际因素导致的谣言复发会改变谣言的动态传播趋势。

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一种改进神经网络的苹果快速识别算法

曹志鹏, 袁锐波, 杨肖, 林红刚, 朱正

2023 (5): 210-217.

摘要 ( 159 )

PDF(4527KB) ( 132 )

针对采摘机器人设备计算力不足，目标检测速度受限，难以满足实时应用，提出一种基于改进ＹＯＬＯｖ４的轻量化算法，用于提高检测速度和减少网络体积。采用轻量化的主干网络Ｇｈｏｓｔｎｅｔ替代ＹＯＬＯｖ４中的ＣＳＰｄａｒｋｎｅｔ５３主干网络，减少了参数量。在替换主干网络的基础上，再采用深度可分离卷积替换ＹＯＬＯｖ４中的颈部网络，进一步减少了权重和计算量。随后在空间金字塔池化的前后增加ＣＢＬ卷积模块层数，将３层更换为５层，可以提高对图片的特征提取和整个网络对图片信息的获取，提升精准度。采用ＫＮＮ聚类算法计算先验框，对先验框进行预测，同时使用马赛克数据增强识别精度。苹果检测结果表明，修改后的网络对苹果有较好的识别精度，在检测速度上比ＹＯＬＯｖ４提高４５．８％，ＦＰＳ达到了３５，整体网络的权重减少７９．７％。修改后的网络提高了检测速度，减少了权重文件大小，能更好地适用于计算力不足和储存空间较小的采摘机器人设备。

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改进ＧｒａｂＣｕｔ算法的复合绝缘子憎水性评估

毕茂强, 帅垭灵, 胡秀雷, 杨忠平, 杨俊伟, 江天炎, 陈曦

2023 (5): 218-227.

摘要 ( 128 )

PDF(3292KB) ( 87 )

为快速、准确地识别复合绝缘子伞裙的憎水性，提出了一种基于改进ＧｒａｂＣｕｔ算法的复合绝缘子憎水性评估方法，在ＧｒａｂＣｕｔ的基础上引入自适应对比度增强算法来解决图像光照不均匀问题和自适应平滑滤波算法解决图像噪声问题。在伞裙表面滴下２０μＬ的液滴，使用改进后的ＧｒａｂＣｕｔ算法对电晕老化样品、自然积污硅橡胶样品、不同憎水性硅橡胶样品和实际运行工况复合绝缘子进行液滴面积识别。结果表明：算法能降低由于复合绝缘子运行时伞裙表面积污产生的图像噪声，且能较为准确地分割液滴图像与复合绝缘子背景，验证了其有效性和可靠性；可对人工加速老化和自然老化样品液滴面积变化进行测算，并对照静态接触角法，实现复合绝缘子憎水性的评估。

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ＩＰＳＯ-ＡＰ＆Ｏ算法在光伏系统ＭＰＰＴ控制中的应用研究

廖银玲, 胡志超, 李金灿, 王利超, 黄梦喜, 刘朋超, 陈思宇

2023 (5): 228-235.

摘要 ( 113 )

PDF(3183KB) ( 96 )

在不均匀光照条件下，光伏阵列输出特性呈现多峰现象，传统的最大功率点跟踪（ｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｋｉｎｇ，ＭＰＰＴ）方法容易陷入局部极值。为了提高复杂阴影下的跟踪速度和跟踪精度，结合改进粒子群算法（ｉｍｐｒｏｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＩＰＳＯ）和自适应步长扰动观察法（ａｄａｐｔｉｖｅｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ＡＰ＆Ｏ）各自的特点，提出了基于ＩＰＳＯＡＰ＆Ｏ算法的改进ＭＰＰＴ控制方法。其中，ＩＰＳＯ算法采用自适应惯性权重因子，在不同搜索阶段能够充分搜索目标函数，然后与ＡＰ＆Ｏ算法结合实现最大功率的稳定输出。仿真结果表明，所提出的ＩＰＳＯＡＰ＆Ｏ算法减少了传统智能算法的迭代过程，能快速跟踪到全局最大功率点，相比其余几种算法而言，在光照强度突变时均具备快速精准的双重跟踪能力，在４种场景下跟踪效率分别为９９．８６％、９９．９１％、８７．６３％、９９．７９％，能够更好地减小光伏阵列外部条件变化导致的功率损耗，所提出的ＭＰＰＴ控制方法能够较好地适用于光储混合系统，具备工程实用价值。

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基于自抗扰对电磁耦合调速器的转差控制研究

谢鼎盛, 储江伟, 李红, 张泽涵, 刘梓敬

2023 (5): 236-243.

摘要 ( 88 )

PDF(3337KB) ( 85 )

为了提高电磁耦合调速器的输出转速的稳定性，以电磁耦合调速器为研究对象，分析其动力学特性，先对电枢与磁极之间的电磁方程进行解耦，在电机自然坐标系与旋转坐标系间进行ＣｌａｒｋＰａｒｋ变换，推导其数学模型，并利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建电磁耦合调速器的仿真模型，再利用一阶线性自抗扰控制（ＬＡＤＲＣ）技术，合理地控制电磁耦合调速器的转差。仿真结果表明：ＬＡＤＲＣ较于传统ＰＩＤ控制具有良好的效果，提高了电磁耦合调速器转差控制的响应速度与鲁棒性，在负载波动时保证了输出转速的稳定性，提高了电磁耦合调速器的转速输出性能。

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面向ＭＩＭＯ-ＰＬＣ系统的ＰＣ-ＳＴＢＣ方案

王鑫, 彭小峰, 高会翔, 李小双

2023 (5): 244-252.

摘要 ( 117 )

PDF(2791KB) ( 123 )

针对电力线通信信道衰弱强以及噪声干扰大导致系统误码性能差的问题，提出了一种适用于多输入多输出电力线通信系统的极化码级联空时编码的方案。信息源通过高斯构造为极化码，然后把极化码调制为符号与空时编码进行级联。仿真结果表明：在电力线脉冲噪声环境中，多输入多输出电力线通信系统误码率为１０－４时，极化码级联空时编码方案相比空时编码方案系统误码性能更好，增益约为７．２ｄＢ，在系统误码率为５×１０－４时，极化码级联空时编码方案相比Ｔｕｒｂｏ码级联空时编码方案系统增益约为０．２ｄＢ。减少衰弱路径数和脉冲噪声强度，级联编码方案表现出更好的抗干扰能力，在系统误码率低于１０－３时，系统编码增益可多提升０．２～０．５ｄＢ。此外，由于极化码特性，级联编码降低码率、增加码长可以进一步改善系统误码性能。

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考虑主从博弈的含碳捕集电厂的综合能源系统低碳经济调度

赵辉, 李盼盼, 岳有军, 王红君

2023 (5): 253-264.

摘要 ( 109 )

PDF(4722KB) ( 86 )

为了合理分配综合能源系统各主体利益，促进系统低碳经济运行，提出了考虑主从博弈的含综合灵活运行方式碳捕集电厂的综合能源系统优化调度模型。首先，为了实现系统低碳经济运行，在博弈框架下构建了综合灵活运行方式碳捕集电厂电转气燃气机组联合运行模型，并在用户侧加入了需求侧响应策略。其次，为了调动源荷储三方的主动性，建立了以运营商为领导者，储能商、生产商、用户为跟随者的多利益主体模型，并构造了各利益主体收益模型。最后，结合ＣＰＬＥＸ求解器与双突变差分进化算法对模型进行求解。以北方某园区为算例进行验证，结果表明：所提模型和算法与传统模型相比，有效降低了综合能源系统的碳排放量和运行成本。

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融合电化学阻抗与容量增量曲线特征的锂电池健康状态算法研究

张兴红, 徐翊, 巩泽浩

2023 (5): 265-272.

摘要 ( 134 )

PDF(2030KB) ( 191 )

针对锂离子电池的安全运行问题，提出了一种特征融合的锂电池健康状态预测算法。该框架融合了电化学阻抗谱（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＥＩＳ）与容量增量分析（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｃａｐａｃｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ，ＩＣＡ）的健康特征，使用卷积神经网络（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔ ｗｏｒｋ，ＣＮＮ）和改进型长短期记忆网络（ｌｏｎｇｓｈｏｒｔｔｅｒｍｍｅｍｏｒｙ，ＬＳＴＭ）建立特征与健康状态的映射关系，利用量子粒子群优化（ｑｕａｎｔｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＱＰＳＯ）算法对混合网络结构进行超参数优化。最后，利用ＮＡＳＡＰＣｏＥ数据集验证了该方法的准确性与可靠性。

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核级ＤＣＳ机箱设备散热性能研究及影响因素分析

李华桥, 田文喜, 陈伟, 李发强, 王东伟

2023 (5): 273-282.

摘要 ( 116 )

PDF(6703KB) ( 116 )

为研究核安全级ＤＣＳ机箱的散热性能和影响因素，建立起某核级ＤＣＳ机箱的有限元模型，进行热学仿真分析。研究结果表明，稳定阶段Ｕ１芯片的最高温度为９０℃，与实际采集温度８７．９℃基本一致，所建立的有限元模型有效可靠。机箱表面温度受内部安装功能模块的影响，功能模块热功耗越高，其表面温度越大。在同一功能模块位置，机箱顶部的表面温度高于底部的表面温度。机箱在自然对流状态下，空气以“下进上出”的方式流动，且机箱顶部的空气流速大于底部的空气流速。进一步地，通过改变取热方式、通风率、进风方式、风量等因素研究对机箱散热性能的影响，结果表明：通过芯片导热垫翅片式壳体机箱的取热方式散热效果最优，相比于自然散热，关键器件的表面温度降低了５５．４℃。通风率与机箱散热性能呈现出正相关的关系，当机箱的通风率逐步上升时，器件温度呈现出近似线性下降的关系。当风扇安装于机箱上方进行吸风时，关键器件温度为５９．８℃。相比之下，当风扇安装于机箱下方送风时，关键器件温度为６３℃，故风扇安装于机箱上方为较优的选择。机箱的散热性能受风扇送风量的影响，风扇风量越大，机箱的散热性能越好。

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机电伺服系统改进级联ＡＤＲＣ控制方法

史训方, 陈安平, 张芳, 侯鹏飞, 董欣宇, 成兆义

2023 (5): 283-290.

摘要 ( 92 )

PDF(2594KB) ( 144 )

针对航天机电伺服系统由于负载特性变化导致传统ＰＩＤ控制效果下降的问题，将自抗扰控制（ＡＤＲＣ）方法应用于航天伺服系统。根据航天伺服机构特点建立数学模型，针对伺服系统串级系统的特性，提出了一种改进的级联ＡＤＲＣ控制方法。通过３个扩张状态观测器分别估计补偿３个子系统的未知干扰，降低了系统的复杂程度，有效提高了系统电流环和转速环的系统控制性能。仿真结果表明，相较于常规的位置环ＡＤＲＣ控制方法，级联ＡＤＲＣ控制方法一定程度上降低了参数整定的难度，还能有效提升系统的抗干扰能力和系统的控制性能。

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２２０ｋＶ复合绝缘子防风偏仿真计算研究

徐兆国, 王涛, 刘宁波, 张振华, 董慎学

2023 (5): 291-297.

摘要 ( 97 )

PDF(3287KB) ( 194 )

以风偏故障频繁的宁夏某２２０ｋＶ线路为例，分别利用集中载荷和分布载荷法建立了复合绝缘子风偏计算模型，对比了２种方法的差异性。在该模型的基础上建立了八字串、Ｖ字串、拉线和重锤等防风偏措施下的复合绝缘子＋导线风偏仿真计算模型，对不同防风措施的防风效果进行了对比分析。研究结果表明：不同风速下集中载荷法和风偏载荷法所得风偏结果差异范围为８％～４８．５７％；Ｖ字复合绝缘子串和拉线的防风偏效果最好，但适用范围有限，前者受限于使用位置，后者受限于占地宽度；八字型复合绝缘子串风偏角随着绝缘子夹角 γ的增大而减小，但其防风偏主要依赖等效绝缘子长度的减小；重锤防风偏效果十分有限，需配合其他措施综合采用。

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二冲程点燃式航空煤油发动机爆震预测模型研究

杨浩鹏, 杨海青, 魏民祥, 吴昊, 赵卓文, 吴昭

2023 (5): 298-307.

摘要 ( 123 )

PDF(4669KB) ( 111 )

针对二冲程点燃式航空煤油活塞发动机进行爆震预测研究，提出了一种基于３Ａｒ ｒｈｅｎｉｕｓ公式的两组分混合爆震预测模型。以航空煤油燃烧实验数据为基础，采用ＧＴＰｏｗｅｒ软件建立并校核了航空煤油的燃烧模型，利用一维性能仿真得到了爆震预测模型需要的末端混合气温度，通过发动机爆震实验数据评估了混合爆震预测模型和单一爆震预测模型的预测性能。结果表明：混合爆震预测模型和单一爆震预测模型预测的爆震起始角与实际的爆震起始角之间的标准误差分别为１．１９°ＣＡ和３．２３°ＣＡ，混合爆震预测模型能够识别燃烧初期的低压区域，对于爆震时缸内压力的突然升高有较好响应，表现出了良好的爆震预测性能。

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天然血管基质／聚己内酯复合血管支架的制备与性能表征

陈国宝, 董刚立, 杨欢, 陈忠敏, 王富平

2023 (5): 308-317.

摘要 ( 118 )

PDF(3687KB) ( 155 )

将脱细胞血管基质（ｄｅｃｅｌｌｕｌａｒｉｚｅｄｖａｓｃｕｌａｒｍａｔｒｉｘ，ＤＶＭ）与聚己内酯（Ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃ ｔｏｎｅ，ＰＣＬ）相复合，得到的复合支架能保留天然血管基质的血管诱导再生特性，克服降解过快的不足，扩大其在组织工程领域的应用范围。将新鲜的猪主动脉经脱细胞、脱脂等一系列处理后得到ＤＶＭ粉末，再将其经酶解得到脱细胞血管基质凝胶（ｄｅｃｅｌｌｕｌａｒｉｚｅｄｖａｓｃｕｌａｒｍａｔｒｉｘｇｅｌ，ＤＶＭＧ），将用冰醋酸配置的ＰＣＬ溶液与ＤＶＭＧ按照不同比例混合，将混合溶液反复包裹模具，室温中冷却后得到不同组的复合血管支架。共制备出４组ＤＶＭＧ／ＰＣＬ的支架材料，通过扫描电子显微镜（ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）观察发现支架表面较为均匀，截面结构有明显孔隙，利于细胞黏附与迁移。通过力学拉伸实验检测ＰＣＬ支架、ＤＶＭＧ∶ＰＣＬ分别为１∶１，１．５∶１，５∶１的各组支架的拉伸模量值依次为４９．００±９．５２ＭＰａ，４６．２９±３．０８ＭＰａ，３８．７７±２．０７ＭＰａ和３１．１８±２．８０ＭＰａ。体外降解实验显示：４组支架材料均有一定的降解能力，降解速率与ＤＶＭＧ的含量有关，说明改变ＤＶＭＧ与ＰＣＬ的比例可以制备出不同力学性能、降解性能的复合血管支架。相较于单纯的ＰＣＬ支架，复合支架中ＤＶＭＧ的含量越高，支架的刚度越低，降解速率越快，ＤＶＭＧ／ＰＣＬ支架的整体性能得到一定改善。研究结果对于进一步扩大ＤＶＭ和ＤＶＭＧ的应用范围，改善高分子材料的生物学响应性能具有参考价值。

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经ＩＤＤＳ联合给药治疗难治性癌痛患者的药学监护

鞠桦, 蒋为薇, 石磊, 楚磊, 朱丽蓉, 林治华

2023 (5): 318-323.

摘要 ( 90 )

PDF(1270KB) ( 96 )

为探讨疼痛专科临床药师在植入鞘内药物输注系统（ｉｎｔｒａｔｈｅｃａｌｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙｓｙｓ ｔｅｍｓ，ＩＤＤＳ）治疗难治性癌痛病例中的作用，临床药师参与１例植入ＩＤＤＳ治疗难治性癌痛患者的临床药物治疗，评估患者疼痛的性质，协助临床医师从镇痛药物的遴选、药物剂量、药品不良反应、相互作用等方面制定个体化用药方案，密切关注患者的镇痛方案疗效及并发症状，为临床提供药物合理性建议，为患者实施药学监护并提供用药教育。治疗结果显示，患者疼痛控制满意，药物治疗全面优化，未发生严重药物不良反应，说明疼痛专科临床药师通过对癌痛患者进行动态、全面的疼痛评估，参与镇痛方案制定及不良反应监测，可从合理用药的角度协助优化鞘内镇痛用药方案，提高患者用药依从性，保障患者用药安全。

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ＧｎＴ-ＩＶａ对京尼平苷调节胰腺 β细胞ＧＬＵＴ２糖基化及葡萄糖摄取的影响

李维钊, 申甚莉, 边阳萍, 赵婉均, 汪夏, 殷菲

2023 (5): 324-330.

摘要 ( 86 )

PDF(2135KB) ( 73 )

Ｎ乙酰氨基葡萄糖转移酶４ａ（Ｎａｃｅｔｙｌｇｌｕｃｏｓａｍｉｎｅｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ４ａ，ＧｎＴＩＶａ）是胰岛 β细胞中葡萄糖转运蛋白２（ｇｌｕｃｏｓｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ２，ＧＬＵＴ２）形成Ｎ糖链分支复合物、使其驻留在细胞膜表面完成正常生理功能所必需的糖基转移酶。课题组前期研究发现，京尼平苷可快速调节胰腺 β细胞中ＧＬＵＴ２糖基化和葡萄糖摄取，但ＧｎＴＩＶａ是否与其有直接的联系，还有待研究。首先利用ｓｉＲＮＡ干扰ＩＮＳ１细胞ＧｎＴＩＶａ表达，随后分析京尼平苷对ＧＬＵＴ２糖基化、葡萄糖摄取、代谢以及葡萄糖诱导胰岛素分泌（ｇｌｕｃｏｓｅｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｉｎｓｕｌｉｎｓｅｃｒｅｔｉｏｎ，ＧＳＩＳ）的影响。结果证实，在ＧｎＴＩＶａ干扰的ＩＮＳ１细胞中，京尼平苷对ＧＬＵＴ２糖基化的影响、葡萄糖吸收、ＡＴＰ生成以及ＧＳＩＳ被明显抑制。研究结果提示，ＧｎＴＩＶａ可能在京尼平苷调节胰岛 β细胞ＧＬＵＴ２糖基化、葡萄糖摄取、代谢和ＧＳＩＳ过程中有重要作用。

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脱γ羧基凝血酶原蛋白的原核表达与鉴定

龚吕鸿, 徐丽, 刘雅楠, 吴胜昔, 许东, 秦萍, 韦广苗, 曾鹏

2023 (5): 331-336.

摘要 ( 91 )

PDF(1748KB) ( 89 )

为实现脱γ羧基凝血酶原（ｄｅｓγｃａｒｂｏｘｙｐｒｏｔｈｒｏｍｂｉｎ，ＤＣＰ）在原核系统中高效表达，参考ＧｅｎＢａｎｋ中发布的ＤＣＰ基因ＣＤＳ序列（ＬＸ０９５９６３），在保证ＤＣＰ蛋白氨基酸序列正确的基础上，优化该基因的密码子；化学合成ＣＤＳ序列基因，并将其融合至ｐＥＴ２８ａ（＋）质粒中，构建ｐＥＴ２８ａ（＋）／ＤＣＰ重组质粒；将该质粒转化至感受态ＢＬ２１（ＤＥ３）中进行诱导表达，利用Ｎｉ柱纯化ＤＣＰ蛋白，进行ＤＣＰ重组蛋白纯度检测、浓度测定及蛋白印迹分析。结果表明：重组质粒在１８７５ｂｐ处的双酶切条带，经测序后与已优化的基因序列完全切合。重组菌的ＤＣＰ蛋白表达最高时，诱导条件为２５℃、ＩＰＴＧ终浓度为０．８ｍｍｏｌ／Ｌ、时间６ｈ；经Ｎｉ柱纯化后的ＤＣＰ重组蛋白纯度较高，浓度达１．０４ｍｇ／ｍＬ；在７２ｋＤ处有明显的蛋白条带，切合预期。在大肠杆菌系统中成功表达出ＤＣＰ蛋白，为后续ＤＣＰ检测方法研究提供试剂参考。

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