DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 3. 运动学分析 3.1. 并联机构的位置逆解 由于3-CRU平动并联机构具有三条完全相同的支链，因此，三条支链的分析是完全相同的，即只对其中一条进行分析即可。为了便于分析，坐标系XYZ为定坐标，动平台的中心点O是三条撑杆的交汇点，因此如图3所示的坐标体系用来计算。 图1. 并联机构示意图 图2. 机构的结构简图 图3. 定坐标系和动坐标系 Ai是圆柱关节中心，Bi是旋转关节的中心，Ci是万向节中心，点P是动平台中心。角度 是从基础平台轨道OiAi椭圆测量并且定义为执行器设计的角度，为保证机制的各向同性，我们假设 。3-CRU并联机构的逆位置分析涉及给定动平台Ai (Ai是向量不是平台位)置的确定。在O-xyz坐标系中位置矢量 位置P可以表示为： (1) 代表A i 的位置，A i 是单位向量， 是从A i 到B i 的向量， 是从B i 到C i 的向量， 是从P点到C i. 的向量。需要注意的是，对于CRU支链，通过旋转关节施加的约束限制， 和 是旋转接头的轴的单位向量 。因此，以点积与 对等式(1)两边相乘，得： (2) 因此对于一 定位置 的移动平台，A i 的位置可以通过公式(2)直接得到。 3.2. 单位 该机构的位置正解是由动平台Ai的位置所决定的，因此将(2)式展开，结果为： (3) (4) (5) 式(5)减式(4)的结果为： (6) 将(3)、(4)、(5)相加得： (7) 然后(7)减(5)得： (8) 则，任意给定X、Y、Z的值，均可以用方程(6)、(7)、(8)求解。 3.3. 并联机构的雅可比矩阵 分别对式(3)、(4)、(5)的时间进行求导，可得： (9) (10) (11) 将(9) (10) (11)写成矩阵形式，当动平台离开原点，矩阵可逆。 (12) ，代表第 条支链的速度； 代表动平台的线速度 (13) 是该机构的雅可比矩阵。当矩阵 为可逆时，式(14)可以写为： (14) 式(14)代表3-CRU并联机构的坐标速度，在位置的分析和速度的分析的基础上对加速度的分析，即对公式(14)的时间求导，得到加速度的表达式为以下： (15) 其中，H为加速度雅可比矩阵。
system: [SYSTEM]

user: 4. 并联机构的动力学方程 由前面所得出的速度雅可比矩阵和加速度雅可比矩阵可知上下连杆的速度和加速度分别为： (16) (17) 由式(16)至(19)中： (18) 上面分析3-CRU并联机构各个构件的速度，加速度，本文在末端构件的参考点建立广义坐标系，采用虚功原理建立该机构的动力学模型，建立起系统处于平衡状态时主动力之间的关系，此种方法简单明了，计算简便。假设该机构中各约束力均为理想约束力；所有杆件为质地均匀且规则的几何体，这样即可将杆件质心简化为其几何中心，作用于动平台质心的外力和惯性力可以用下式表示： (19) 式中， 表示在定坐标系中动平台的质心的惯量的矩阵； 为运动平台质量； 表示动坐标系 相对于定坐标系 的旋转变换矩阵。对于各个支链，假设所受到的重力是构件唯一的外力，则作用在各个构件上的外力和外力矩在定坐标系 中可以用下式表示： (20) 链所受到的驱动力应与定平台的等效驱动力平衡，即： (21) 其中 ， ， ， 对式(24)简化并移项可得3-CRU并联机构的驱动力，为： (22) 式(25)即3-CRU并联机构的动力学方程。
system: [SYSTEM]

user: 5. 机构的动力学仿真 在得到动力学模型后，通过分析即可求得机构运动的规律，首先，选定ADAMS作为运动规律的分析平台，3-CRU机构作为一种平动并联机构，可以在任意空间做非翻转运动，根据图1所示，机构末端坐标 与时间t的关系为： (23) (24) (25) 设 可执行一次仿真，得到的仿真曲线如图4~6所示。 图中，JOINT_11，JOINT_12，JOINT_13分别表示并联机构驱动杆的位置。由以上的模拟可以发现机构的位移在变化的同时，机构的驱动杆的速度和加速度都没有发生突变，均是在平稳的变化。这样的变化对于工业生产装备具有很重要的意义。
system: [SYSTEM]

user: 6. 结语 本文介绍的3-CRU并联机构所具备的结构特点，是根据据我们所研究的平台瞬时的运动模型，推导研究机构出的位置的正解和位置的逆解。之后解该位置模型，采用得到的位置模型得出了机构的速度和 图4. 驱动杆位移变化曲线 图5. 驱动杆速度变化曲线 图6. 驱动杆加速度变化曲线 加速的一节影响系数矩阵。具备以上条件后求出支链速度与输出速度之间的一阶影响系数矩阵，各构件所受外力的影响情况都参考完毕后，利用虚功原理，建立了机构的动力学模型，结合构造完毕的结构图，运用ADAMS进行机构的动力学分析，所得图表为以后进行进一步研究创造了条件。经过仿真分析，我们可以看到机构的位移在发生变化时机构的速度和加速的的相应变化，机构的位移、速度和加速度的变化都是平稳的，这样在限制自由度的同时保证了机构运动的稳定性，在生产中更能应用于精密的生产过程并且可以保证生产过程的可靠性。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 油田勘探与开发过程中所产生的含油污泥的排放和处理一直是各大油田急待解决的问题，本文基于正交试验及计算流体力学模拟出适用于处理细颗粒污泥的双锥旋流器的单体结构。通过对不同试验组的固相体积分数分布云图，底流口油相体积分数分布以及溢流口压力降的综合分析，得到最优结构。并针对最优结构优化其操作参数。最终设计出用于高效处理油田含油污泥的旋流结构单体，其优化后的结构分离效率可以达到96.22%。 关键词 :正交试验，结构优化，操作参数
system: [SYSTEM]

user: 1. 前言 在油田开发过程中，对于含油污泥的排放和处理一直困扰着各大油田。如果含油污泥处理不当，将会对环境造成污染。同时，含油污泥中的泥粒径非常细小，粒径中值在50 μm以下，且其与水的密度差较小，分离难度较大。相比普通单锥固液分离设备结构，双锥旋流器结构能够有效的减小分离粒度，提高分离效率，同时减小压力降，并且能够有效的解决底流口堵塞等问题 [ 1 ] 。因此，本文针对含油水的细颗粒污泥，在原有旋流器模型的基础上，设计与优化出能够高效分离细颗粒污泥的双锥旋流器。
system: [SYSTEM]

user: 2. 主要结构参数与正交设计 原始模型参照东北石油大学旋流机械实验室的主直径60 mm的双锥旋流器，如图1。由于本实验模拟分析底流口固相的分离效率，入口直径的大小决定处理量和分离粒度，上锥段采用大锥角，可以提高旋流器内的切向速度，下锥段采用小锥角，能够有效提高分离时间 [ 2 ] ，细颗粒分离的底流口流量要小于溢流口的流量，因此底流口直径应当小于溢流口直径。基于上述分析，本次正交试验对于双锥旋流器结构参数的优选如表1。 利用L 18 (3 7 )正交表的前五列完成试验设计方案，第六与第七列作为误差分析列，18组结构参数组合方案见表2。并利用计算流体力学(CFD)软件进行数值模拟分析 [ 3 ] ，此次模拟选用雷诺应力模型(Reynolds Stress)。 从指标y i 可以直接看出，试验号9号，因素水平A 3 B 3 C 1 D 3 E 2 方案的分离效率最高，达到了94.20%。即当入口直径为13 mm，上锥段角度为20˚，下锥段角度为3˚，接口直径为40 mm，底流口直径为10 mm时分离效率最高。 图1. 旋流器基本结构参数(单位：mm) Table 1 Test factors tabl 因素水平 A B C D E 入口直径 D i (mm) 上锥段角度 θ 1 (˚) 下锥段角度 θ 2 (˚) 接口直径 D d (mm) 底流口直径 D o (mm) 1 8 10 3 20 8 2 10 15 5 30 10 3 13 20 8 40 12 表1. 因素水平表 Table 2 Analysis table for results of the orthogonal tes 试验序号 A B C D E 空 空 指标y i 效率% 1 1 1 1 1 1 1 1 87.28 2 1 2 2 2 2 2 2 89.30 3 1 3 3 3 3 3 3 90.21 4 2 1 1 2 2 3 3 90.25 5 2 2 2 3 3 1 1 91.19 6 2 3 3 1 1 2 2 90.68 7 3 1 2 1 3 2 3 92.27 8 3 2 3 2 1 3 1 93.98 9 3 3 1 3 2 1 2 94.20 10 1 1 3 3 2 2 1 85.26 11 1 2 1 1 3 3 2 89.52 12 1 3 2 2 1 1 3 92.35 13 2 1 2 3 1 3 2 93.10 14 2 2 3 1 2 1 3 92.67 15 2 3 1 2 3 2 1 93.36 16 3 1 3 2 3 1 2 93.19 17 3 2 1 3 1 2 3 93.91 18 3 3 2 1 2 3 1 94.08 K 1 5.3393 5.4135 5.4853 5.4651 5.513 5.5088 5.4515 T = 16.4381 K 2 5.5024 5.5058 5.5229 5.5243 5.4576 5.4478 5.4999 K 3 5.6163 5.5488 5.4599 5.4787 5.4974 5.5115 5.5166 k 1 0.8899 0.9023 0.9142 0.9109 0.9188 0.9181 0.9086 k 2 0.9171 0.9176 0.9205 0.9207 0.9096 0.9080 0.9167 k 3 0.9361 0.9248 0.9010 0.9131 0.9162 0.9186 0．9194 R 0.0462 0.0225 0.0195 0.0098 0.0092 0.010 0.0108 表2. 正交试验计算结果分析表 表3为显著性检验的方差分析表。从表中的显著性来看，五个因素对旋流器整体的分离效率均无显著影响，说明试验中的误差较小，不会影响试验的结论分析，因此在试验中选择较为合理的结构即可。 Table 3 Variance analysis table of the orthogonal tes 方差来源 离差平方和 自由度 平均离差平方和 F值 F临界值 显著性 A 0.0425 2 0.02125 0.77 3.68 无 B 0.056 2 0.028 1.02 3.68 无 C 0.0549 2 0.02745 1 3.68 无 D 0.0549 2 0.02745 1 3.68 无 E 0.0547 2 0.02735 0.9964 3.68 无 误差 0.1098 4 0.02745 - - - 表3. 正交试验方差分析表
system: [SYSTEM]

user: 3. 优选结构 在18组模拟中选取了4组进行模拟对比分析，根据不同分离效率从低到高依次选择了试验1号、试验4号、试验7号、试验9号，它们的分离效率分别为87.28%、90.25%、92.27%、94.20%。图2为不同试验组模拟固相体积分数分布云图，从云图中可以看出，双锥固液旋流分离装置的云图整体分布均匀，固相均延边壁向底流口运移，随着分离效率的增加，边壁处的固相浓度也有明显增加，并且从溢流口的云图中可以看出，试验1号有一小部分固体从溢流口流出，但是当效率达到94.20%时，试验9号的溢流口固相体积分布已经逐渐减小，所以从模拟的固相体积分布云图中可以证明试验条件为A 3 B 3 C 1 D 3 E 2 的分离效率较好。 如图3所示，分别选取了试验1号、试验4号、试验7号、试验9号的底流口作为研究对象，通过Fluent模拟分析得出这四组试验的底流口油相体积分数曲线图，从图中可以看出从边壁开始油核逐步向中心聚集，在中心处达到峰值。但随着旋流器分离效率的不断增加，底流口中心处的油相体积分数逐渐下降，并且图像基本成中心对称，跟常规旋流器相似，说明其中的流场相对稳定。 因本研究为固-液水力旋流器，溢流口排出大量液体，因此溢流口的压力降更能代表旋流器的压力损失能耗 [ 4 ] 。图4为四组试验地溢流口压力降的柱状图，从柱状图可看出，随着分离效率的不断增加，试验1号到试验9号的溢流口压力降逐渐降低。由于介质在水力旋流器内的分离过程是依靠压力损失来获取动力的，因而在处理能力相同的前提下，如果能获得相同的分离效果，压力降应越低越好 [ 5 ] 。 因此，试验9号结构为最佳即试验A 3 B 3 C 1 D 3 E 2 。
system: [SYSTEM]

user: 4. 优选操作参数 4.1. 分流比对旋流器性能的影响 分流比F是旋流器重要的操作参数之一，它可以反映旋流器的溢流口以及底流口的流量分配关系，在理想状态下，同一结构旋流器应存在最佳分流比 [ 6 ] ，所以下面将入口速度固定在13.89 m/s、固相粒径固定在0.05 mm、入口含油2%等参数下进行模拟分析。 将溢流口的分流比分别设定为10%、15%、20%、25%、30%分别进行模拟。图5为底流口固相体积分数分布云图。从图中看以清晰的看到随着旋流器的分流比的增大，底流口含泥逐渐减少。当分流比为10%时，底流口固相分离效率达到97.97%。但是不能作为衡量最优参数的依据，因整体旋流器的分离效率受复杂的因素影响，所以应量进行综合分析。 根据模拟同一结构旋流器不同分流比的结果可知，对于同一结构的旋流器，其他参数不变时，随着分流比的增大，底流口分离效率逐渐减小，但是通过检查溢流口的压力降发现，压力降逐渐增高。将模拟结果的分离效率和压力降进行数据整理如图6所示。 图2. 不同试验组模拟固相体积分数分布云图 图3. 底流口油相体积分数分布曲线图 图4. 溢流口压力降柱状图 图5. 不同分流比下底流口固相体积分数分布图 图6. 不同分流比下模拟结果 从图6中可以看出，分离效率和压力降呈反比例关系。分流比从10%增到30%时，分离效率逐渐下降，并且分流比在10%到20%之间的分流效率同压力降的变化速率均较平稳。根据分离效率以及压力降的综合分析 [ 7 ] ，对于该固–液分离旋流器的分流比应选择10%，但是模拟是在理想状态下进行，不对外在环境加以考虑，在实验中，当溢流分流比选择较小时，底流分流比相对变大，其需要泵提供的能量也随之提高，与现场实际情况不符，背离节能、降耗实验目的。如图所示分流比为10%、15%、20%的分离效率相对较高，但分流比为20%的压力降比分流比为15%的压力降高，所以综合分析，最佳分流比操作参数为15%。 4.2. 处理量对旋流器性能的影响 处理量是旋流器重要的操作参数之一，不同的处理量会使旋流器内部的流场产生影响。在同一旋流器结构参数下，对分流比、固相粒径、含水率等参数保持不变下进行模拟分析。对同一结构的固–液分离旋流器，处理量的改变意味着入口的速度也随之改变，因此本次通过研究不同入口速度对旋流器的影响来替代不同处理量下的旋流器内部流场的变化。 设定入口速度分别为9.72 m/s、11.11 m/s、12.5 m/s、13.89 m/s、15.28 m/s，图7为不同入口速度下底流口固相体积分数分布图。从图中可以看出，随着入口速度的不断增大，底流口含泥量也在不断增多。当速度为15.28 m/s时，即处理量达到11 m³/h，底流口含泥量为0.163 kg/s。但是不能作为衡量最优参数的依据，因整体旋流器的分离效率受复杂的因素影响，所以应尽量进行综合分析。 根据模拟分析可知，同一结构的旋流器，其它参数不变时，随着入口速度的增大，其固相的分离效率也逐渐增大，但溢流口的压力降也同时增大。将模拟结果的分离效率和压力降进行数据整理如图8所示。 从图中可以看出，当入口速度从9.72 m/s增加到15.28 m/s时，分离效率不断增加，当速度达到12.5 m/s之后，增加的速率明显下降，逐渐趋于平稳，但压力降却因入口流量增大，使旋流器内部流场的湍流作用增强，能量损失增加导致压力降增大，呈现直线上升趋势。在速度为15.28 m/s处，压力降明显增大。由于在实际应用中，入口速度过大，会导致旋流器内部的泥粒径受剪切力的影响，使泥粒破碎，从而从溢流口流出影响分离效果。因此，综合分析，入口速度为13.89 m/s时作为最佳操作参数。 图7. 不同入口速度下底流口固相体积分数分布图 图8. 不同入口速度下模拟结果
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 1) 根据正交试验，得出分离效率相对较好的试验组：入口直径为13 mm，上锥段角度20˚，下锥段角度3˚，接口直径40 mm，底流口直径10 mm，即A 3 B 3 C 1 D 3 E 2 。并且从直观分析中可以看出分离效率较好。方差分析各因素均无显著影响，说明试验中误差较小，结构选择较合理。 2) 通过对不同试验组模拟固相体积分数分布云图，底流口油相体积分数分布以及溢流口压力降的综合分析，得到最优结构，即A 3 B 3 C 1 D 3 E 2 ，其分离效率达到94.20%。 3) 在最优结构基础上，对固–液分离双锥旋流器的分流比以及处理量进行模拟分析，得出最佳分流比为15%，以及最优入口速度为13.89 m/s。优化后的结构分离效率达到96.22%。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 文章综述了激光加工中基于AEROTECH双轴平台(直线轴与旋转轴)加工血管支架所具有的几项关键控制技术。 关键词 :AEROTECH双轴平台，AEROTECH控制系统，控制技术
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 激光因具有良好的单色性、相干性、平行性三大特点，特别适用于材料加工 [ 1 ] 。在管材上进行激光切割或雕刻具有其他热切割加工方式所没有的一些优点 [ 2 ] ： 1) 切割质量好。由于激光光斑尺寸小，经过聚焦镜后的光斑直径通常可达到微米量级，因此用激光加工的血管支架切口平整，所切割区域的热影响区很小，尺寸精度很高。 2) 血管支架损耗少。用激光加工的切口宽度一般只有0.1~0.3 mm，因此用激光加工的血管支架损耗量很少。 3) 加工效率高。适用激光切割的材料很多，尤其是机械切割方法中难以切割的材料以及薄壁血管支架，用激光加工能够很好的解决加工问题。例如很多高附加值的医用器材，如心血管支架(管径极细，须放置到血管中)，正是应用了激光加工方式解决了制造难题。 以上简述了激光管材加工的一些优点，但是于血管支架这种高附加值的加工零件，其激光切割加工又具备加工精度要求高，编程难度大等特点。以血管支架为例，其加工图形为树枝状结构，管径极细，要求具备高精度控制激光加工的轨迹及激光功率的能力的同时，还要求具有相当高的生产效率。综合以上几点，血管支架的加工控制难度并非一般管材切割可相比。 在管材的激光切割加工中，聚焦光头的轨迹控制是其中的控制关键。由于被加工对象属于空间的曲线或曲面，形状复杂，所以用常规方法编制数控加工程序有一定的困难，若采用示教录反编程装置 [ 3 ] ，就可以解决这一问题。 另一种方式是将双轴(直线轴与旋转轴)进行程序编辑，即将双轴系统均视为直线轴编程，即将双轴中的旋转轴展开作平面轴来使用，典型的双轴系统如图1所示。简而言之，管状图形将被“展开”为平面图形，在实际加工中，血管支架需要实时的与聚焦后的激光光束保持垂直相交，在这个基础上再通过双轴联动并配合激光的通断来切割或雕刻血管支架表面上各种复杂的纹理图形，此方式可以降低轨迹程序的编辑难度。 图1. 血管支架加工的AEROTECH双轴系统 本文中所论述的是基于AEROTECH双轴系统的血管支架加工系统，该系统不仅可实现管状图形的自动编程，而且运用了高速扫描振镜以及系统PSO功能完成工件的激光切割，对于相同图形的加工时间而言，本方法精度及效率更高，加工效果更好。
system: [SYSTEM]

user: 2. 硬件介绍 2.1. AEROTECH控制系统及双轴平台介绍 控制器A3200是AEROTECH专门为多轴伺服控制(最多可同时控制32轴)而开发的一款控制器，该控制器可完成各种形式的运动程序，如点到点，直线，圆弧以及其他复杂的插补运动。 AEROTECH双轴平台是基于美国AEROTECH控制系统专门针对血管支架加工所开发的成套标准平台，该平台广泛应用于管状物激光加工系统中，它的刚性及机械精度要比其他厂家用一个直线平台加一个转台的方案要高，直线轴及旋转轴分别选用了高精度的光栅尺及圆光栅，直线轴定位精度±1 μm，重复定位精度±0.5 μm；回转轴定位精度5 arcsec，重复定位精度2 arcsec。该双轴平台具有良好的动态性能，从而使系统在加工连续图形时具有更高的精度。与此同时，该平台提供专用的套爪卡盘及家具，方便夹紧需要加工的管状物。使得该双轴平台具有良好的动态性能，从而使系统在加工连续图形时具有更高的精度。 2.2. 高速扫描振镜 在本文中选用的Nmark AGV-HP扫描振镜，该扫描振镜具有高重复性以及反馈系统的热稳定性等特点，使得其在整个加工幅面上可达到微米级的扫描精度。Nmark AGV-10HP相关技术指标如下： Ø 反馈精度：0.007 μrad Ø 重复性：2 μrad Ø 非线性：<0.01% Ø 扫描速度：3 m/s Ø 定位速度：12 m/s 2.3. AEROTECH控制双轴系统电气连接 双轴平台电气系统连接如图2所示，系统在硬件上由三部分组成：工业控制计算机，IEEE-1394通讯卡，伺服驱动器、永磁同步电机以及高速扫描振镜。整个系统采用1394通讯方式进行数据传输。直线及旋转轴的伺服驱动器型号为Ndrive_HPE，扫描振镜的驱动器型号为Nmark CLS。 在该系统中，计算机的主要作用是系统监督管理，包括软、硬件参数设置以及人机交互。驱动器控制模式采用速度控制，控制信号从AEROTECH控制器上的IEEE-1394通讯接口传输到驱动器中，驱动器再把信号放大以驱动电机运行，在运行的过程中安装在负载终端的光栅实时的把位置信息传输给控制器最终实现系统的全闭环控制。
system: [SYSTEM]

user: 3. 基于AEROTECH双轴平台的关键控制技术 3.1. 自动编程技术 AEROTECH控制系统提供的CADFusion软件提供自动编程功能，该软件具有导入加工图形，设置刀具，编辑图形以及生成加工程序等功能，相比其他管材加工系统大大提高了编程效率并避免了人工编程错误率高、工作量大等缺陷。以下对CADFusion软件操作方式进行简介： 图2. 系统电气连接 Ø 导入加工图形 CADFusion可识别dwg以及dxf格式的图纸，在导入图形之前新建一个工程，然后在这个新建的工程下选择import→into current project导入事先设计好的图形，软件导入功能如图3(a)及图3(b)所示。 Ø 程序导出 程序导出分为两个步骤。首先是加工参数的设置，主要包含水平轴和垂直轴的定义，加工速度设置，单位设置等，如图4(a)及图4(b)所示。 然后在相关参数设置完毕后，点击对话框的OK，并将生成的加工程序保存在计算机中，如图4(b)所示。 如上所述，通过导入加工图形及程序导出两个步骤实现设备的自动编程。 3.2. 双轴平台搭载扫描振镜的同步加工技术 如前所述，市面上常用的激光加工血管支架的控制系统都是使激光束垂直聚焦到管材的母线上并同时持续旋转及移动双轴平台的旋转轴或直线轴，以达到切割管材表面复杂图形之目的。由于血管支架的加工图形具有许多非常微小的圆弧转角特征，直线轴与旋转轴在加工该图时，必须持续进行方向旋转。当工件的管径持续缩小时，在上述的这些方向转换所需的加速度将会随之提高。如果加速度高到某些程度时，线性马达定位平台在追随所需的路径上，将没有任何效率可言，并且加工时间将变得很长。 本文所采用的AEROTECH控制系统可以在连续旋转的圆柱工件上，使用高速扫描振镜进行加工。扫描振镜的一轴将会进行直线栅状扫描，而另一轴将会在同一条加工线段中补偿工件的旋转。在实际操 图3. 导入加工图形 作中，我们将振镜的Y轴与双轴系统的旋转运动进行补偿，可存取旋转轴的编码器反馈信号。补偿的比例可通过如下指令设定： GALVO ENCODERSCALEFACTOR Y(CountsPerUnit.Y/CountsPerUnit.THETA) *EmulatedQuadratureDriver.THETA 在本例中，双轴系统的旋转轴名为THETA，上述指令不仅仅将THETA轴与振镜轴Y轴连接，也同时将此二轴的比例进行了设定，因此振镜轴的单位与旋转轴THETA轴的单位也将会相同。 图4. 程序导出 3.3. 位置同步输出技术 位置同步输出技术简称PSO技术(Position Synchronized Output)，利用此技术可准确的将激光输出到需要位置处。 由于血管支架表面的图形复杂多变，在管材的切割过程中平台的移动速度变化较大，因此当切割速度过低时，由于氧燃速度高于或等于激光束移动速度，工件被切割边沿出现明显的烧伤痕迹，而且切缝较宽，切面也很粗糙 [ 4 ] 。当切割速度增加时，管材圆周平均切缝宽度将减小，且管径越小，这种影响越 图5. (a) 不使用PSO技术时拐角处的速度降低导致的光斑重叠；(b) 使用PSO技术时拐角处的光斑可均匀分布 明显 [ 3 ] 。传统加工平台只能通过编程(在拐角处降低功率等方法)来解决此问题，但是系统的响应性将受到很大考验，并且加工效率也不可避免的将会受到影响，而AEROTECH运用PSO技术可以较好的解决这一问题，如图5(a)及图5(b)所示。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结束语 通过以上论述，在血管支架加工这一领域，AEROTECH双轴平台比传统加工平台的运动响应性及加工精度都要高，尤其它所具备的几项控制功能很好的满足了血管支架加工质量要求高等要求，解决了传统加工方式的加工效率低等问题。 与此同时，该系统的硬件连接简单，具有良好的可靠性和稳定性。笔者通过运用该控制系统成功地实现了不同管径以及各种复杂图形的切割加工，并且经过实验验证，该系统能够满足多种高精度的血管支架加工要求。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文介绍多级安全互联平台技术，并应用于征信数据交换系统，实现不同定级系统之间的数据互联互通。该数据交换系统既符合两网隔离的监管要求，又满足实时响应互联网业务的需要，已取得良好成效。 关键词 :征信系统，两网数据交换，多级安全互联平台
system: [SYSTEM]

user: 1. 研究背景 1.1. 征信系统现状 根据国务院部署，人民银行从信贷征信起步，组织商业银行集中力量于2006年先后建成了全国联网、集中统一的个人和企业征信系统。该系统以采集信贷信息为主，广泛整合其他非银行信息，并利用覆盖全国的服务网络，为金融机构、金融监管机构、政府部门以及企业和个人提供征信服务。征信系统基本覆盖所有放贷机构、覆盖了每一个有信用活动的企业和个人，征信数据质量不断提高。征信系统作为金融基础设施的信贷支持作用得到有效发挥，应用广泛。一是为金融机构提高审贷效率、防范信贷风险、促进信贷市场发展提供了重要支持；二是为加强金融监管和宏观调控提供服务，为促进行业信用建设和执法管理创造了条件；三是提高了社会信用意识，有助于社会形成“守信激励、失信惩戒”的激励约束机制 [ 1 ] 。 1.2. 人民银行征信业务现状 近几年，随着业务量不断增长，征信业务由人民银行内联网逐渐向互联网拓展。根据国家和金融行业标准 [ 2 ] ，征信系统为安全等级保护三级系统，依托人民银行相对独立的内联网对外提供征信服务，商业银行总行通过专线一口接入人民银行内联网，信息主体只有通过人民银行各分支机构临柜查询本人版个人信用报告。随着信用意识的增强，查询需求快速增长，造成临柜查询网点面临巨大压力，例如：2013年7月份，广西北海爆发了群体聚集查询个人信用报告事件 [ 3 ] 。为保障信息主体的知情权，提供更便捷的信用信息服务，征信中心自2014年在全国推广互联网征信查询服务。该服务让信息主体可足不出户查询自己的信用报告。这项便民服务进一步刺激查询需求，两年内互联网本人查询量赶超过去十年内联网的本人查询量。 随着业务量的不断增长，当前互联网征信服务能力遇到瓶颈，迫切需要提高两网数据交换效率。而根据央行网络的总体规划和部署，要求内联网与互联网隔离，只能采取安全U盘以摆渡的方式实现内外网数据交换。这种数据交换方式效率低，无法满足业务需要。
system: [SYSTEM]

user: 2. 多级安全互联平台 2.1. 多级安全互联平台的研究意义 由于人民银行的内联网与互联网是相互隔离的网络，而主要业务数据都存储在内联网中。随着每天交换的数据量不断增长，安全U盘逐步突显出性能低、人工干预多、安全风险大等缺点，每次交换平均时间超过5.5小时，最长达10.6小时。受数据交换效率低的限制，每天交换频率不足2次，每次查询要在24小时后才能获得结果，无法满足业务需要，客户满意度低。 同时，随着征信业务的不断发展，社会公众对互联网征信服务也提出了实时响应的要求，所以迫切需要安全高效的数据交换技术来满足业务需要。 而通过多级安全互联平台的研究可以解决人民银行征信系统中两个相互隔离网络中不同定级系统之间的互联互通，并保证其能安全、高效的进行数据交换。 2.2. 多级安全互联平台的总体架构 多级安全互联平台的总体架构 [ 4 ] [ 5 ] 如图1所示。平台包括：跨级互联安全管理中心、定级系统前置和多级安全互联部件。 1) 跨级互联安全管理中心 跨级互联安全管理中心负责多级安全互联平台的系统管理、安全管理、安全审计。其中安全管理主要负责跨级互联安全策略的管理，可为跨级互联业务需求的定级系统安全管理中心提供策略接口，接收来自定级系统安全管理中心的策略信息，并生成跨级互联策略下发至多级安全互联部件及定级系统前置执行。 2) 定级系统前置 在未部署定级系统安全管理中心的定级系统中，可通过定级系统前置，对需要跨定级访问业务进行安全标记，同时负责提供跨定级访问互联服务接口并提供应用代理。 3) 多级安全互联部件 多级安全互联部件是定级系统间互联访问接口，并按照跨系统互联安全管理中心下发的互联策略对定级系统的跨级互联业务进行仲裁，同时提供应用信息流控制、身份认证、访问控制、日志审计等功能，确保只有策略允许的互联业务可以通过。 2.3. 多级安全互联平台的设计流程 跨级互联安全管理中心维护着一组跨定级系统互联访问控制策略，这些策略确定某一个定级系统内的某个客体允许被哪些系统外的主体访问。当某一个定级系统的安全区域边界收到外部访问请求时，请求的主体及客体标识通过本系统的安全管理中心提交给跨级互联安全管理中心，该中心通过搜索互联访 图1. 多级安全互联平台系统架构 问控制策略来确定是否允许该请求并将审批结果通过定级系统的安全管理中心下发给安全区域边界，安全区域边界根据下发策略对请求进行放行或拒绝操作。 各个定级系统的访问控制体系及主客体标识可能不一致，为了实现跨系统互联，安全区域边界需要进行访问控制规则和主客体标识的适配，甚至需要用代理主客体方式实现互联。 此外，在等级保护工作实践活动过程中，大量定级系统未建设安全管理中心，定级系统内也未对主客体进行安全标记。多级安全互联平台，可通过定级系统前置的安全标记功能，针对未进行安全标记的跨定级系统互联业务进行安全标记，为多级互联部件提供仲裁依据。 2.4. 多级安全互联平台的关键技术 1) 安全标记技术 目前，大量的定级系统内，未部署定级系统安全管理中心，同时，未对系统内进行主客体标记。因此，在跨定级系统互联业务中，难以对其身份或行为进行鉴别。多级安全互联平台，通过平台自带安全标记技术，针对未进行安全标记的跨定级系统互联业务进行安全标记，为多级互联部件提供仲裁依据。 2) 多维动态标记 不同于传统的标记，多级安全互联平台可以根据主客体信息、访问控制权限、应用协议等构建多维标记，从而实现对标记的立体化。此外，多维标记还可以根据时限要求进行自动更换，实现动态标记。多维动态标记技术可以有效地保护主客体对标记的使用安全，避免标记冒用的问题，提高标记的复杂性和安全性。 3) 应用协议模块解析技术 定级系统前置提供跨级访问应用的通用交换接口，支持基于例如：HTTP、FTP等标准协议的数据格式转换。通过对协议中的数据进行过滤处理，评估数据的可信性。针对应用层协议，通过应用级攻击特征库，比对访问数据的安全验证规则，过滤源端数据包，从而避免目的端应用服务端遭受应用级访问攻击，实现防篡改、防伪造、防重放攻击。 4) 可信网络连接技术 多级安全互联平台可基于可信网络连接身份标识进行数据交换 [ 6 ] ，该系统中可信互联模块是对网内的安全终端，采用可信标识的管理方式，为其建立可信标识，确保终端的安全可信接入。允许可信终端与定级系统前置采用可信交换方式互相访问，禁止非授权用户接入互联前置，或通过ARP欺骗手段接入互联前置。确保那些有合法身份(即带有唯一可信标识)的终端，经过安全管理员批准并符合相关安全策略后，才能访问可信域。 5) 多机隔离技术 多级安全互联平台中的多级安全互联部件采用多系统隔离技术 [ 7 ] ，即通过多主机之间的专用通信硬件及专用通信协议交换方式，对跨定级系统互联业务进行协议剥离与转换，实现不同定级系统之间安全隔离前提下高效受控的数据交换。 2.5. 多级安全互联平台的功能 1) 应用接口 支持HTTP、FTP、SMTP、数据库访问、文件交换、数据库交换等多种常见互联应用接口，为跨定级系统互联业务提供互联交换服务。 2) 安全标记 针对未采取安全标记措施的定级系统，在进行跨定级系统互联时，可根据标记策略，对交换业务数据进行安全标记，为多级互联部件提供仲裁依据。 3) 信息流控制 支持基于安全策略的信息流向控制，可针对跨定级系统，控制互联业务的信息流向。 4) 身份认证 支持基于IP/MAC、用户名口令、CA数字证书等多种方式，认证数据源和目的合法性，禁止未认证用户、设备连接多级互联部件，保证非法的用户、设备无法进行跨系统互联。 5) 访问控制 支持对交换内容格式依据访问控制策略进行过滤，如数据库格式、文件格式、应用格式等进行格式检查，包括：交换数据的范围、服务的参数、类型、URL、关键字等。 6) 跨级应用审计 支持跨定级系统互联过程的审计，包括数据交换源、互联时间、互联行为、互联内容等。 7) 系统管理 支持系统管理员对安全互联部件与相同或不同等级定级系统的系统资源和运行进行配置、管理，包括用户身份管理、安全互联部件资源配置和管理等。 8) 安全管理 支持安全管理员对相同和不同等级的定级系统中与安全互联相关的主/客体进行标记管理，使其标记能准确反映主/客体在定级系统中的安全属性；对主体进行授权，配置统一的安全策略，并确保授权在相同和不同等级的定级系统中的合理性。 9) 安全审计 支持安全审计员对安全互联部件的安全审计机制、各定级系统的安全审计机制以及与跨定级系统互联有关的安全审计机制进行集中管理。包括根据安全审计策略对审计记录进行分类；提供按时间段开启和关闭相应类型的安全审计机制；对各类审计记录进行存储、管理和查询等。对审计记录应进行分析，并根据分析结果进行及时处理。
system: [SYSTEM]

user: 3. 多级安全互联平台安全性分析 在实际应用中，考虑到多级安全互联平台的安全性主要可能受到恶意攻击和数据安全性两方面的威胁，其中数据安全性是指外网用户通过多级安全互联部件非法入侵内网系统窃取敏感数据，内部人员通过多级安全互联部件非法向外散布敏感数据，而恶意攻击是指外网用户突破多级安全互联部件攻击内网应用系统，或者在掌握内网系统控制权后将内网主机作为跳板机继续攻击内网其他应用系统。 因此，多级安全互联平台对两大方面可能包含的不安全因素采取了下面四种防范措施 [ 8 ] ： 3.1. 保障数据安全的措施 1) 可信网络连接 平台系统中各组件系统之间通过可信网络连接来进行数据传输，通过可信网络连接的安全功能，可以避免交换源被仿冒的风险，从源端一直到目的端的整个交换都是置于可信机制上进行的，可以防止数据被恶意交换。 2) 标记权限访问控制 针对符合安全策略的数据进行安全标记，安全标记主要用于多级安全互联部件对数据的合法性进行验证以及访问级别权限的划分。安全互联部件通过对安全标记的解析，判断此数据是否可以通过部件到达另外一端，对没有安全标记的数据不予放行。此外，安全标记具有不同的级别权限，互联部件会对安全标记的权限进行判别，从而避免越级访问的现象出现 [ 9 ] [ 10 ] ，保证数据在可控、可管的条件下进行交换。 3) 配置可传输文件类型的黑、白名单 多级安全互联平台通过配置可传输文件类型的黑、白名单，使得平台能够只允许传输内网应用系统生成的反馈文件，禁止传输可执行文件、脚本文件等。 4) 数据加密 平台中的内网数据文件的敏感信息都已使用不可逆算法进行了脱密，外网需要交换的文件由应用系统加密，防范数据被篡改。 3.2. 防范恶意攻击的措施 1) 可信增强平台 多级安全互联平台系统中的所有组件都具有操作系统增强模块，利用信任链传递，对操作系统内核装载的重要应用程序和服务进行完整性验证，支持对可执行程序型、恶意脚本、木马等病毒的主动防御。保证受控应用服务器所启动的应用程序都是可信的，并且应用程序运行过程中满足最小权限原则。 2) 统一配置 多级安全互联平台只能通过集中管理平台统一配置。 3) 部署策略 多级安全互联平台的部署策略降低了被攻击的可能性。外网用户只有攻破外网防火墙，且又未被入侵监测系统发现的情况下，才有可能进一步对多级安全互联平台实施攻击。 4) 严格服务端口管理 在平台的定级系统网前置上，仅内网前置提供管理服务端口，关闭其他所有无关的服务端口，防范外部用户对文件服务器的攻击。 3.3. 日志审计 多级安全互联平台自动记录文件传输、用户登录、数据传输等信息的详细日志，包括源地址，目标地址，数据传输量等，审计日志被保存至集中管理平台中。通过日志分析可发现多级安全互联平台运行异常及外部用户的攻击。 3.4. 多级安全互联平台的日常运行维护 1) 严格按照三级防护标准防护和管理互联网应用系统 多级安全互联平台将每年进行等保测评和深度强化测评，防止由于应用软件开发不善出现应用层的安全问题。 2) 制订多级安全互联平台运行管理制度 多级安全互联平台上线之后，征信中心将在坚持24小时值班制度的基础上，将多级安全互联平台安全纳入每日巡检工作内容。每天备份和比对多级安全互联平台配置文件，确保多级安全互联平台的安全运行。 3) 定期分析多级安全互联平台运行日志 在平台内网终端安装日志审计系统，设置多级安全互联平台运行异常监控指标，密切跟踪外网攻击行为，监控多级安全互联平台运行风险。 4) 加强业务监控 征信中心正在研发征信系统实时检测子系统，已将互联网用户行为纳入到检测范围，以便及时发现互联网系统的运行异常。
system: [SYSTEM]

user: 4. 征信数据交换系统的应用成效 考虑到两网数据安全交换方案在人民银行尚属首例，通过充分调研商业银行的数据交换方式，结合征信业务的自身特点 [ 11 ] [ 12 ] ，并组织专家进行论证，征信中心建议采用多级安全互联平台搭建征信数据交换系统。网络拓扑见图2。 在具体的业务应用场景中，内联网和互联网之间采用双机热备的方式部署多级安全互联平台。交互方式有两种，分别是文件级或应用级，文件级交互常用于异步大批量数据传输，应用级交互常用于时效性要求高的查询请求。 文件级交互流程如下：互联网定级系统前置负责获取查询文件，并将其通过多级安全互联部件传送至内联网定级系统前置，多级安全互联部件通过标记匹配来检查所传输的文件是否合法，随后再由内联网定级系统前置将合法文件发送给内联网应用服务器，以此完成由外向内的跨级访问请求。待内联网应用服务器获取查询结果后，再以同样的方法，经内联网定级系统前置、多级安全互联部件、互联网定级系统前置，最后传送至互联网应用服务器，完成内到外的跨级访问请求。 应用级交互流程与文件级交互类似，互联网定级系统前置先对外部请求进行协议解析，再把合法的应用数据流进行标签定义，并发送给多级安全互联部件，互联部件在进行标签判定后，将应用数据直接发送给内联网的业务系统进行处理，并按逆向反馈结果。应用级交互效率高，可实现准实时服务。 两种交互方式在征信系统内均已通过测试验收，文件级交互速度峰值达100 MB/S，应用级交互也可满足手机信用报告查询业务需求。 图2. 多级安全互联平台的实际应用物理拓扑
system: [SYSTEM]

user: 5. 多级安全互联平台的创新之处 5.1.专为等级保护量身定制 在多级安全互联平台的设计中，参考GB/T25070，综合了安全隔离、身份认证、访问控制等多种成熟技术应用的优点，解决了等级保护整改过程中，跨定级系统安全互联问题，为国家信息安全等级保护制度的落地提供了有力的技术支持。 5.2. 跨级主客体访问控制 在多个不同定级系统中，存在多个需要访问的主体和被访问的客体，而多级安全互联平台能够实现集中的主客体访问控制。通过“跨级互联安全管理中心”，可以对多级安全互联平台中所有的组件和主客体的访问控制策略进行集中管控配置，通过“多级安全互联部件和前置”，对既定的跨级主客体访问进行标记控制。 5.3. 定级系统安全标记 目前，大量的定级系统内，未部署定级系统安全管理中心，同时，未对系统内进行主客体标记。因此，在跨定级系统互联业务中，难以对其身份或行为进行鉴别。多级安全互联平台，通过平台自带安全标记技术，针对未进行安全标记的跨定级系统互联业务进行安全标记，为多级互联部件提供仲裁依据。此外，多维动态安全标记技术的使用，也使得标记的应用更加安全可靠。 5.4. 跨定级应用实时监控 通过多级安全互联平台可以实现对跨定级系统的应用进行实时监控，一旦业务出现中断，可以采用多种方式及时通知到管理人员，从而保证跨定级访问的有效性。
system: [SYSTEM]

user: 6. 结语 本文提出了安全高效的数据交换方案，是央行信息系统的首次尝试，具有良好的示范效应，值得推广。人民银行的多个系统都存在内联网与互联网之间的信息交互，因监管要求，按照两网隔离的安全策略进行数据摆渡。随着业务发展的需要，数据摆渡已经极大的影响了信息系统的交互效率和服务质量。一旦利用多级安全互联平台，实现访问控制，标记控制，定级系统主客体跨定级访问，应用协议细粒度检查等一系列技术和手段解决不同定级系统之间的数据互通互联的问题，势必可以增强央行的经济宏观调控能力。 征信系统采用安全高效的数据交换技术，对征信业务发展模式具有深远影响。征信中心是在保证系统安全和数据安全的基础上，对系统服务效率的一次质的飞跃。征信系统互联网能够提供准实时查询服务，可以进一步丰富互联网查询的业务种类，扩大互联网查询的业务范围，提高客户满意度，实现普惠金融都有重要影响。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 N掺杂SrTiO 3 材料已成功用于研制蓝光波段发光二极管、高透明导电薄膜和钙钛矿氧化物光电子器件。本文采用第一性原理平面波赝势方法对N吸附SrTiO 3 (001)表面的原子构型、化学键特征和电子结构进行了计算研究并解释了In掺杂SrTiO 3 导电薄膜的相关实验现象。通过吸附能、置换能和态密度的比较分析发现，SrTiO 3 (001)表面吸附N原子的稳定性与N原子相对表面层的位置密切相关。 关键词 :吸附，表面，电子结构，原子构型，化学键特征，第一性原理
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 在众多氧化物催化剂中，钙钛矿型SrTiO 3 具有耐光化学腐蚀好，性能稳定，禁带宽度较为适合和导带电位比金红石型TiO 2 更低的特点，因此SrTiO 3 是一种具有极大应用前景的光催化材料 [ 1 ] 。纯SrTiO 3 本身具有一定的光催化活性，但其较大的光学带隙(3.25 eV)限制了其实际应用；为了提高纯SrTiO 3 的光催化活性，人们参考掺杂TiO 2 系列催化材料的方法探索各种SrTiO 3 掺杂物的光催化功效以及微观机制。因此，N掺杂SrTiO 3 材料光催化性质和电子结构的微观机制引起了人们的广泛研究 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。首先，Wang等 [ 2 ] 运用机械化学法制备了单相N掺杂SrTiO 3 光催化剂，为制备单相掺杂SrTiO 3 光催化剂提供了一种简单而有效的方法。Mi等 [ 3 ] 利用X射线光电子发射谱和第一性原理方法分析了N掺杂效应对SrTiO 3 薄膜电子结构和光学性质的影响，位于O-2p价带边上方的局域N-2p价带电子态导致新的带隙形成。Liu等 [ 4 ] 运用离子注入技术制备了N掺杂SrTiO 3 单晶材料，分析了N掺杂前后的样品晶格属性与光学性质。Marozau等 [ 5 ] 运用PRCLA和RFPLD两种方法，分别制备了沉积在SrTiO 3 (001)，LaAlO 3 (001)和MgO(001)衬底表面的N掺杂SrTiO 3 薄膜；研究发现，利用PRCLA方法生成的N-SrTiO 3 薄膜中N原子的掺杂浓度高于RFPLD方法，且N原子掺杂浓度可通过调整沉积参数进行适当调节。由于大多数光催化性能的材料涉及到表面处理，而且光催化材料的表面掺杂可能会影响某些材料表面的某些性质。例如，对SrTiO 3 表面相关性质的研究发现，表面缺陷 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 以及表面吸附效应 [ 10 ] [ 11 ] 将直接导致其表面原子结构畸变和电学性能以及化学反应微观机制的变化，因此分析N吸附SrTiO 3 表面的原子结构变化与电子结构特征具有重要的实际意义。所谓第一性原理平面波赝势方法，就是在求解单电子薛定锷方程时，用平面波展开电子的波函数ψ n (k， r)，对有效势V H (r)采取赝势近似。第一性原理平面波赝势方法目前已经成为固体能带计算中最成熟、应用最广泛的方法之一，并且已成功用于研究SrTiO 3 表面/界面材料的原子结构和化学吸附现象 [ 12 ] [ 13 ] 。本文采用第一性原理平面波赝势方法，讨论分析了N原子在SrTiO 3 (001)表面不同位置的吸附能和置换能以及吸附N原子的稳定性，并系统研究了N原子吸附SrTiO 3 (001)表面的原子构型及其化学键特征的变化。
system: [SYSTEM]

user: 2. 实验 本文采用第一性原理方法来研究N吸附SrTiO 3 (001)表面的结构特征和电子结构。理论计算程序采用基于密度泛函理论平面波赝势(PWPP)方法的CASTEP程序包 [ 14 ] [ 15 ] 。交换关联相互作用采用CA-PZ参数化形式的局域密度近似(LDA) [ 16 ] [ 17 ] 方法来处理，而对于Sr、Ti、O、N等原子的赝势则采用Vanderbilt形式的超软赝势。在计算过程中，平面波的截止能量设为350 eV (25.7 Ry)，它反映了基于平面波基矢各计算特性的收敛度。对于整个布里渊区的积分计算采用Monkhorst-Pack形式的特殊k点方法，选取k点的数目也可以经过优化，以保证系统能量收敛。通过共轭梯度法使基于平面波基矢的体系总能达到最小值。自洽场(SCF)计算采用基于Pulay算法的混合密度方案。SCF的容许误差设定为1 × 10 −6 eV/atom。 为了计算研究N原子在SrTiO 3 (001)表面的吸附效应，我们建立了图1所示三维周期性的SrTiO 3 (001)表面薄层超胞模型。图1(a)是以TiO 2 原子层截止的1 × 1 SrTiO 3 (001)表面薄层超胞示意图，其中包括4个TiO 2 以及3个SrO原子层，共含有18个原子；图1(b)是以SrO原子层截止的1 × 1 SrTiO 3 (001)表面薄层超胞，其中共包括4个SrO以及3个TiO2原子层，共含有17个原子。二者都是选用了包含7个原子层的薄层结构并含有两层对称且厚度为11 Å的真空层，这足以满足计算结果收敛性并避免顶部和底部的相互作用 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] ，并且此模型具有以中间层为镜面的周期对称性。其中，I， II， III (1， 2， 3)分别代表薄层超胞内(图1(a)和图1((b)所示)的表面层、次表面层和第三原子层。在此基础上，我们建立了2 × 2 SrTiO 3 (001)表面薄层模型来分析N原子吸附后SrTiO 3 (001)表面结构特征和电学性质的变化规律，其中包括N直接吸附在表面层上和N置换表面薄层中O原子两种情况。对于N原子直接吸附的表面模型，图1(c)中逐个标明了对应N原子在表面层的不同吸附位置，即表面层原子Ti s (I)， O s (I)， Sr s (1)和Os(1)以及间隙位置A和B。对于N原子置换吸附表面模型，N原子分别置换位于表面层、次表面层和第三原子层上的O s (I)、O sub (II)和O rd (III)(O s (1)， O sub (2)， O rd (3))原子。在对SrTiO 3 (001)表面薄层超胞模型的几何优化过程中，所有结构参数都不受空间群对称性的限制；因此，经过连续迭代过程，就可以使超胞几何结构优化以获得一个稳定的结构；从而调节原子坐标和一些可能的超胞参数降低结构总能。 图1. 本文理论计算的表面模型示意图。(a)和(b)分别代表TiO 2 和SrO原子层截止SrTiO 3 (001)表面的1 × 1薄层超胞模型；(c)则是2 × 2表面薄层超胞模型的俯视图，其中标明了N原子在表面层的不同吸附位置
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 本文采用第一性原理平面波赝势计算方法对N吸附SrTiO 3 (001)表面模型的原子构型与电子结构进行了系统地研究，讨论分析了N原子相对表面位置的变化对其电子结构的影响，得出如下结论： 1) N原子吸附SrTiO 3 (001)表面的稳定性与N原子相对表面的位置密切相关。对于直接吸附的N原子，SrTiO 3 (001)表面层上的间隙位置相对其它表面层位置更为稳定；对于置换吸附的N原子，在不考虑其它影响因素的情况下，SrTiO 3 (001)表面层上O原子更容易被N原子所替代。 2) 对于N置换吸附的SrTiO 3 (001)表面，N原子的2p轨道电子态主要贡献于表面体系的价带电子态并且最靠近表面层O原子的2p轨道电子价带的上边缘。这一结果，不仅与N掺杂TiO 2 体系 [ 22 ] 的理论分析十分相似，而且和N掺杂SrTiO 3 薄膜的实验研究 [ 3 ] 完全相符。 目前，已有关于N掺杂TiO 2 材料研究发现 [ 22 ] [ 28 ] [ 29 ] ：不仅N原子和O空位缺陷经常在TiO 2 材料内部(表面)共存，并且N原子和O空位缺陷之间的相互作用对N掺杂TiO 2 表面材料的电子结构影响显著，导致N掺杂TiO 2 表面吸附Au原子的电学性质和催化性能明显改善。同时，Shkabko等研究发现 [ 30 ] 在SrTiO 3-x N y /SrTiO 3-δ 层状结构材料中，N原子和O空位缺陷同时存在并对其电子输运性能的影响非常显著。因此，本文工作有助于进一步研究N原子和O空位缺陷复合效应对SrTiO 3 材料光电性能的影响，从而指导设计N掺杂SrTiO 3 材料相关的电子元器件。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 为解决皖西学院目前教职工住房仍是人工管理，存在信息不透明、管理难度大等问题，设计开发了该房屋管理系统。具体功能包括教职工申请住房信息录入、审核，以及房屋基本信息管理等。实现了学校对教职工住房信息进行自动化处理和管理，具有较好的推广应用价值。 关键词 :房屋管理系统，网页编程，数据库
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 高校的房屋资源是教职工最基本的生活保障之一，是高等教育事业赖以生存和发展的物质基础，是学校完成教学、科研和社会服务等职能的必要条件 [ 1 ] 。但是随着我国高等教育事业的不断推进，校园规模在不断地扩大，高校教职工房屋建设投入成本日益增加。校园房屋管理部门对日益更新和迅速增加的建筑物房屋信息的管理与维护愈感困难，而原有的人工房屋数据的采集和管理会变得更加繁琐和困难 [ 2 ] 。根据了解，全国很少高校有针对房屋的管理开发专门的管理系统。大部分学校使用的则是用VF开发的单机版系统，因此高校中，房产信息化管理方面的起步较晚 [ 3 ] 。信息化程度没有得到普及，基本都是在使用EXCEL做数据管理。这让我们意识到建立适合自己高校使用的信息系统的必要性和紧急性。 因此，开发高校房屋管理系统很有必要。该系统会提高房屋管理部门工作人员的工作效率，优化资源配置、提高房屋使用效益，提升数字化学校管理的水平。
system: [SYSTEM]

user: 2. 高校房屋管理系统的设计 2.1. 功能模块设计 根据业务管理的要求和皖西学院的房屋实际情况，原本皖西学院房管处使用的人工信息管理工作量巨大，任务繁重，信息查询不方便等问题。针对于此，我们设计了三种功能模块，有三种角色分别是管理员模块、科长模块、处长模块。每个模块的功能也有一定的区别。用户使用时，必须要选择用户类型登录，然后进行身份认证。认证通过即可选择相应的功能模块使用。 管理员模块：主要负责系统的运行和数据安全，为科长和处长分配账号，实现增加房屋信息的录入，修改，删除，分类查询，统计分析。 科长模块：主要负责房屋信息的录入，提交房屋申请信息给处长审核。 处长模块：主要负责审核房屋信息，审核不通过，将信息打回至原提交处。 如图1所示，可以看出该系统可实现数据录入、信息查询、审核等基本功能，符合常见的房屋管理业务的需求，经过系统设计的住房管理信息系统，使用方法简单、操作方便、功能齐全，为用户提供高效集成的管理和服务平台，并且通过信息化的手段，优化住房管理流程，深化住房管理业务，提高管理水平，实现辅助进行决策支持。 2.2. 系统设计 在系统设计方面，本系统设计了三张数据表，分别是房屋表、记录表、用户表。 (1) 数据流图 如下图2所示，该图为房管系统的运行流程，从图中可以看出教职工将数据提交给房管处的科长，由科长整理将数据提交给处长审核，审核通过后数据就会记录在数据表中。 (2) 数据表 房屋表building如图3所示，包括以下几个属性，其中有序号、状态、房号、楼号、房屋性质、户主、坐落位置、建筑结构、建筑年限、备注。数据表中建立相应的对象。 记录表record如图4所示，主要有序号、房号、楼号、房屋性质、购买金额、状态、户主、联系电话、入住时间、到期时间、备注。 图1. 皖西学院房屋管理系统功能模块图 图2. 房屋管理系统数据流图 用户表user如图5所示，其中用户类型设计为管理员、科长、处长三种模块。表中为用户设置了账号和密码，用户登录后即可进入相应的模块进行操作。 各种表的关系：用户选择用户类型登录后，进入相应的模块，在房屋表中录入信息，在记录表中查询信息(图6)。 图3. 房屋表building 图4. 记录表record 图5. 用户表user 图6. 用户实体及属性图
system: [SYSTEM]

user: 3. 项目开发 3.1. 开发工具 考虑到开发效率和成本，决定用开发集成环境WampServer进行系统开发，WampServer是一款集成开发环境的软件，其功能强大，使用方便，非常实用，适合本地开发测试 [ 4 ] 。数据库采用的Mysql；操作系统是Microsoft Windows7；开发语言是PHP；浏览器为IE或360安全浏览器。 3.2. 开发技术 1) 本项目应用到的技术有UML统一建模技术、PHP、CSS、Javascript、HTML、Mysql等技术。PHP是一个应用范围很广的语言，特别是在网络程式开发方面 [ 5 ] [ 6 ] 。一般来说PHP大多在服务器端执行，透过执行PHP的代码来产生网页提供浏览器读取，此外也可以用来开发命令行脚本程式和使用者端的GUI应用程式。PHP可以在许多的不同种的服务器、操作系统、平台上执行，也可以和许多数据库系统结合。使用PHP不需要任何费用，官方组织PHP Group提供了完整的程序源代码，允许使用者修改、编译、扩充来使用。 2) 项目的主要开发任务是根据概要设计说明完善设计目标，建立完善数据库，完成主要模块。将系统按功能划分成模块的层次结构。完善每个模块的功能，建立与已确定的软件需求的对应关系。完善模块之间的调用关系，建立模块之间的接口，即模块之间传递的消息。各用户角色通过对数据库的访问和修改，从而实现操作相关操作 [ 7 ] 。设计好接口的信息结构，评估模块划分的质量及导出模块结构的规则。 3) 系统设计过程中包含页面的设计以及数据表的设计。系统采用B/S构架，数据库服务器采用关系型数据库MySql。MySQL是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL软件采用了双授权政策，它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL作为网站数据库。数据库后台的支持数据处理，如添加、修改、编辑、录入等。
system: [SYSTEM]

user: 4. 系统运行效果 皖西学院房屋管理系统于2015年12月底通过房管处验收，目前系统已投入运行。 1) 用户登录。用户点击进入房管系统先要登录进行身份认证，认证后调用相应的功能模块供用户使用。如下图7所示。 2) 用户使用。例如处长登录后，可得到处长的使用权限，处长对科长提交的信息数据进行审核，若审核通过了，该条记录就会从房屋表中保存到记录表中；审核不通过，该条记录就会打回至原处，科长需要重新编辑。操作界面如图8所示。 图7. 皖西学院房管系统登录界面 图8. 皖西学院房管系统处长审核界面