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新型压电驱动器及其在微型智能弹药舵机系统中的应用研究

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新型压电驱动器及其在微型智能弹药舵机系统中的应用研究

作者：刘凤琪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

微型智能弹药具有隐蔽性好、不易拦截、爆炸威力小、精度高等特点,逐步成为建设强大现代化新型军队的重要物质基础。舵机系统作为智能弹药控制系统中的执行机构,其特性直接影响智能弹药的机动性能和动态品质。为满足微型智能弹药的发展... 详细信息

微型智能弹药具有隐蔽性好、不易拦截、爆炸威力小、精度高等特点,逐步成为建设强大现代化新型军队的重要物质基础。舵机系统作为智能弹药控制系统中的执行机构,其特性直接影响智能弹药的机动性能和动态品质。为满足微型智能弹药的发展要求,需要研究、开发和应用新原理、新材料、新结构的舵面驱动装置。本文基于变宽度的PBP压电驱动器,研究其静、动力学特性,设计关于压电材料迟滞蠕变非线性的控制系统,满足微型智能弹药对舵机系统小型化、智能化的要求。本文的主要研究内容概括如下:本文利用压电材料的逆压电效应,研究了压电双晶片的结构与驱动原理;建立了压电双晶片有限元模型,验证仿真模型的正确性与有效性;基于经典层合板的假设,结合压电本构方程,利用能量法研究了双晶片的静力学特性;采用有限元法,研究了双晶片的动力学特性。提出了变宽度的压电双晶片,减小了舵机的质量及体积,通过有限元仿真获得了可靠的变宽度压电驱动器的输出性能;设计了舵面驱动器的驱动方案,以及可旋转折叠展开的舵面机构,缩小了发射装置的体积和质量,便于单兵背包携带;设计了微型智能弹药舵机系统的总体结构,满足了微型智能弹药对舵机系统小型化的要求。建立了 Bouc-Wen迟滞模型,结合最小二乘的方法,辨识模型中参数,获得了有效的迟滞模型;分别建立蠕变对数模型与基本蠕变算子叠加模型,得到了精确的蠕变模型;为了同时描述压电双晶片的迟滞非线性和蠕变非线性,搭建了压电陶瓷的迟滞蠕变混合模型。分别建立了迟滞模型的迟滞位移观测器和蠕变模型的逆模型,设计了逆补偿控制器,仿真分析其抑制迟滞、蠕变的能力;综合分析迟滞蠕变特性的控制原理,设计了总体逆控制系统,仿真分析其抑制迟滞和蠕变的能力,从而满足微型智能弹药对控制系统线性程度的要求,满足了微型智能弹药对舵机系统智能化的要求。

关键词：微型智能弹药舵机系统压电驱动器迟滞蠕变非线性控制器设计

基于压电驱动器的微型智能弹药舵机系统及其控制策略

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哈尔滨工程大学学报 2022年第3期43卷 414-420页

作者：姚建均刘凤琪王佳奇王超张义臣钱琛哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 上海飞机设计研究院上海200135

为满足智能弹药舵机系统的微型化、智能化,本文通过叠加压电双晶片的方法设计了一种压电驱动器,提高了其驱动能力;针对经典Bouc-Wen模型具有对称性的缺点,增加形状控制函数中的参数,提出具有非对称性的改进Bouc-Wen模型。采用粒子群算... 详细信息

为满足智能弹药舵机系统的微型化、智能化,本文通过叠加压电双晶片的方法设计了一种压电驱动器,提高了其驱动能力;针对经典Bouc-Wen模型具有对称性的缺点,增加形状控制函数中的参数,提出具有非对称性的改进Bouc-Wen模型。采用粒子群算法辨识改进模型的参数,并通过仿真证明改进模型的非对称性。为补偿迟滞对系统精度的影响,设计一种基于改进Bouc-Wen逆模型的前馈-PI复合控制器。对压电双晶片的控制回路进行位移跟踪仿真试验,仿真结果表明:前馈-PI复合控制器将系统非线性度由10.6%降低至5.0%,可以有效地抑制迟滞非线性,提高系统的控制精度以及抵抗外界随机干扰的能力,满足微型智能弹药对舵机系统微型化、智能化的要求。

关键词：微型智能弹药舵机系统微型化智能化压电驱动器 Bouc-Wen模型粒子群算法压电双晶片迟滞前馈-PI复合控制

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基于最小控制合成算法的电液伺服振动台控制策略

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哈尔滨工程大学学报 2023年第6期44卷 1019-1026页

作者：姚建均萧冠华肖蕊王超刘凤琪柯运哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨电气集团有限公司哈尔滨电站阀门有限公司黑龙江哈尔滨150000

针对电液伺服振动台受参数变化、外部干扰影响,加速度响应信号跟踪精度降低的问题,本文通过三状态控制提高稳定性;为进一步提升加速度响应跟踪精度,提出最小控制合成算法与三状态结合的控制器。依据振动台理论模型,推导了液压缸位移与... 详细信息

针对电液伺服振动台受参数变化、外部干扰影响,加速度响应信号跟踪精度降低的问题,本文通过三状态控制提高稳定性;为进一步提升加速度响应跟踪精度,提出最小控制合成算法与三状态结合的控制器。依据振动台理论模型,推导了液压缸位移与电液伺服阀输入电流之间的传递函数。采用极点配置方法,确定三状态控制反馈、前馈控制器参数;设计参考模型参数,提升最小控制合成收敛速度。对电液伺服振动台进行加速度信号跟踪试验。仿真结果表明:相比三状态控制控制器,在正弦波与随机波输入信号下,TVC-MCS复合控制器信号跟踪误差降低。比较频率特性曲线,TVC-MCS复合控制器幅度相位延迟降低,有效提升了加速度跟踪性能。

关键词：电液伺服振动台三状态控制最小控制合成算法加速度信号跟踪精度自适应调节前馈控制反馈控制

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药物流行病学研究中具有中介作用的时依性混杂及其控制的系统综述

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中华流行病学杂志 2021年第12期42卷 2179-2187页

作者：赵厚宇曾雪扬刘凤琪陈思源詹思延北京大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系/中国卫生发展研究中心 100191 北京大学人工智能研究院智慧公众健康研究中心 100871

目的了解药物流行病学研究中时依性混杂控制方法的应用情况。方法系统检索英文数据库PubMed和Embase,中文数据库中国知网和万方数据知识服务平台,纳入发表于2020年6月15日以前且涉及具有中介作用的时依性混杂问题的药物流行病学研究,对... 详细信息

目的了解药物流行病学研究中时依性混杂控制方法的应用情况。方法系统检索英文数据库PubMed和Embase,中文数据库中国知网和万方数据知识服务平台,纳入发表于2020年6月15日以前且涉及具有中介作用的时依性混杂问题的药物流行病学研究,对其基本特征、药物暴露和结局、时依性混杂及其控制方法等问题进行分析。结果共纳入298篇文献。涉及时依性混杂的药物流行病学研究在近年来明显增长,HIV/AIDS研究领域对该问题关注最多,占全部纳入研究的35.6%(106/298),且其中92个研究涉及抗反转录病毒药物。最常见的研究结局为死亡,而最常关注的时依性混杂因素为实验室检查指标(179,60.1%)、合并症(136,45.6%)和合并用药(108,36.2%)。边际结构模型(MSM)和逆治疗概率加权(IPTW)是最常用的控制时依性混杂的分析方法(244,81.9%)。与合理控制时依性混杂的分析相比,传统方法调整基线混杂引起偏倚的中位数为18.2%(IQR:7.4%~40.8%)。此外,分别有28.9%和64.8%的研究对因果推断的阳性假设和无未观测混杂假设进行了检验或讨论。结论目前大多数慢性病药物治疗领域对时依性混杂关注仍然不足。实验室检查、合并症、合并用药等在常规医疗中容易获得的指标是最普遍考虑的时依性混杂。在控制方法上,MSM和IPTW等相对较简单、结果易理解的方法最常用。

关键词：药物流行病学时依性混杂因果模型 G-方法

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反坦克导弹软件系统指标体系研究

航空兵器 2021年第6期28卷 104-110页

作者：赵曙光孙娟芬杜佳原刘凤琪北京特种机电技术研究所北京100012 哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

反坦克导弹武器是传统的制导弹药,具有精度高、毁伤效能好、使用灵活的特点。而传统的反坦克导弹经过现代化的升级改造,配备相应的软件系统,更加适应当前信息化作战需求。本文首先分析反坦克导弹系统的软件组成,从反坦克导弹应用场景需... 详细信息

反坦克导弹武器是传统的制导弹药,具有精度高、毁伤效能好、使用灵活的特点。而传统的反坦克导弹经过现代化的升级改造,配备相应的软件系统,更加适应当前信息化作战需求。本文首先分析反坦克导弹系统的软件组成,从反坦克导弹应用场景需求出发,通过研究导弹软件系统的指标体系,提出指标体系的质量符合性、规范性、科学性等设计原则,总结出反坦克导弹软件系统的功能、性能、安全性、保密性、可靠性、易用性、可移植性、软件工程等通用指标,在应用场景需求维度上具有重要意义。

关键词：反坦克导弹弹载软件系统组成指标体系标准

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食品安全刑事附带民事公益诉讼实践与思考

中国检察官 2022年第20期 51-54页

作者：刘凤琪江苏省苏州市相城区人民检察院第四检察部 215131

当前食品安全刑事附带民事公益诉讼中,传统办案模式存在弊端,公益诉讼职能延伸成效不明显。具体办案过程中,共同侵权责任认定和区分、惩罚性赔偿金基数确立及管理等实践难题尚待解决。对此,检察机关应当充分发挥公益诉讼制度优势,加强... 详细信息

当前食品安全刑事附带民事公益诉讼中,传统办案模式存在弊端,公益诉讼职能延伸成效不明显。具体办案过程中,共同侵权责任认定和区分、惩罚性赔偿金基数确立及管理等实践难题尚待解决。对此,检察机关应当充分发挥公益诉讼制度优势,加强探索一体化办案机制,完善介入引导侦查机制,健全行政执法与刑事司法衔接机制,以能动精准监督,系统推动食品经营行业溯源治理。

关键词：食品安全共同侵权一体化办案溯源治理

效应修饰作用分析方法与案例解析系列(三):个体数据Meta分析中的效应修饰

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中华流行病学杂志 2024年第3期45卷 447-454页

作者：刘凤琪杨智荣武珊珊赵厚宇詹思延孙凤北京大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系北京100191 重大疾病流行病学教育部重点实验室(北京大学) 北京100191 中国科学院深圳先进技术研究院计算机科学与控制工程学院深圳518055 首都医科大学附属北京友谊医院国家消化系统疾病临床医学研究中心北京100050

简要介绍个体数据Meta分析在效应修饰作用方面的独特优势、整体分析思路及现有分析方法,除了常见的Meta回归和亚组分析外,还介绍了利用部分个体数据合并集合水平数据的分析方法,并总结以上方法的报告现状。以“钠-葡萄糖协同转运蛋白2... 详细信息

简要介绍个体数据Meta分析在效应修饰作用方面的独特优势、整体分析思路及现有分析方法,除了常见的Meta回归和亚组分析外,还介绍了利用部分个体数据合并集合水平数据的分析方法,并总结以上方法的报告现状。以“钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂对2型糖尿病患者SBP的影响”作为案例,分别展示上述方法在个体数据Meta分析中的实际应用及结果解读,总结各方法的优势和局限性。

关键词：效应修饰作用个体数据多水平网状Meta回归

效应修饰作用分析方法与案例解析系列(一):流行病学和经典Meta分析中的效应修饰

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中华流行病学杂志 2024年第1期45卷 148-154页

作者：刘凤琪杨智荣武珊珊赵厚宇詹思延孙凤北京大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系北京100191 重大疾病流行病学教育部重点实验室(北京大学) 北京100191 中国科学院深圳理工大学计算机科学与控制工程学院深圳518055 首都医科大学附属北京友谊医院国家消化系统疾病临床医学研究中心北京100050

本文简要介绍了流行病学研究中效应修饰作用的定义、分类、特征及其研究意义,阐述效应修饰作用因子与混杂因素的区别与联系,并分别分析了效应修饰作用在流行病学原始研究及Meta分析中对结果的影响,通过图表展示了Meta分析中效应修饰作... 详细信息

本文简要介绍了流行病学研究中效应修饰作用的定义、分类、特征及其研究意义,阐述效应修饰作用因子与混杂因素的区别与联系,并分别分析了效应修饰作用在流行病学原始研究及Meta分析中对结果的影响,通过图表展示了Meta分析中效应修饰作用可能出现的场景及其对应决策,旨在引起研究者对效应修饰作用的重视。本文通过“钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂治疗2型糖尿病疗效”这一实际案例展示经典Meta分析中如何识别和处理效应修饰作用,分别展示了亚组分析和Meta回归2种方法的分析思路和结果解读,并总结2种方法在探讨效应修饰作用方面的优缺点及注意事项,为未来研究者的方法选择提供参考。

关键词： Meta分析效应修饰作用亚组分析 Meta回归

效应修饰作用分析方法与案例解析系列(二):网状Meta分析中的效应修饰

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中华流行病学杂志 2024年第2期45卷 273-278页

本文简要介绍网状Meta分析中效应修饰作用的特点、研究意义和现状,并通过图表展示了效应修饰作用在网状Meta分析中导致的异质性问题,强调在网状Meta分析中探索效应修饰作用的重要性,总结5个不同场景下效应修饰作用的规范化描述和分析策... 详细信息

本文简要介绍网状Meta分析中效应修饰作用的特点、研究意义和现状,并通过图表展示了效应修饰作用在网状Meta分析中导致的异质性问题,强调在网状Meta分析中探索效应修饰作用的重要性,总结5个不同场景下效应修饰作用的规范化描述和分析策略。通过“3类新型降糖药降低2型糖尿病患者体重的疗效比较”这一实际案例展示了亚组分析和网状Meta回归在网状Meta分析中对效应修饰作用的探索,并对二者的优缺点及注意事项进行总结,旨在为未来研究者提供参考。

关键词：网状Meta分析效应修饰作用亚组分析网状Meta回归