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Performance of pulsed plasma thruster at low discharge energy

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Plasma Science and Technology 2024年第4期26卷 122-132页

作者：李鸿俊林泽豪胡浩俊吴文东陈爱虹杜德扬 Department of Physics Faculty of ScienceUniversity of MalayaKuala Lumpur 50603Malaysia Faculty of Engineering The University of Nottingham Malaysia CampusSemenyih 43500Malaysia Faculty of Engineering Multimedia UniversityCyberjaya 63100Malaysia

As the size of satellites scales down, low-power and compact propulsion systems such as the pulsed plasma thruster(PPT) are needed for stabilizing these miniature satellites in orbit. Most PPT systems are operated at 2 J or more of discharge energy. In this work, the performance of a PPT with a side-fed, tongue-flared electrode configuration operated within a lower discharge energy range of 0.5-2.5 J has been investigated. Ablation and charring of the polytetrafluoroethylene propellant surface were analyzed through field-effect scanning electron microscopy imaging and energy-dispersive X-ray spectroscopy. When the discharge energy fell below 2 J, inconsistencies occurred in the specific impulse and the thrust efficiency due to the measurement of the low mass bit. At energy ≥2 J, the performance parameters are compared with other PPT systems of similar configuration and discussed in depth.

关键词： pulsed plasma thruster low discharge energy performance parameters

非线性统计量非一致Berry-Essen界的研究

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非线性统计量非一致Berry-Essen界的研究

作者：胡浩俊浙江大学

学位级别：硕士

在概率论中,Berry-Esseen定理主要研究的是当统计量的概率分布收敛到某一确定的分布的时候,衡量该统计量的概率分布和确定分布的之间的绝对距离可以控制到一个最佳的界的问题,最开始的时候独立随机变量和的序列收敛到正态分布的Berry-Es... 详细信息

在概率论中,Berry-Esseen定理主要研究的是当统计量的概率分布收敛到某一确定的分布的时候,衡量该统计量的概率分布和确定分布的之间的绝对距离可以控制到一个最佳的界的问题,最开始的时候独立随机变量和的序列收敛到正态分布的Berry-Esseen定理,是这样描述的：对于独立同分布随机变量序列X1,X2,…,Xn,并且E(X1)=0,E(X12)=σ2>O,E(|X1|3)=ρ0,E(|X1|3)<∞,则对一切x,有其中本文是根据Chen和Shao(2007)得到的一个关于非一致Berry-Esseen界的重要不等式而做出的一些结论,在处理非线性统计量非一致Berry-Esseen界时候利用到的一种思想,根据分解T=W+△,其中W表示一个规范化的独立随机变量的和,△表示一个依概率收敛于0的余项,△是一个为一关于{ζi,1≤i≤n}的可测函数,之后需要去构造一个△i,他是相当于从△中把其中的一个随机ζi给分离出来,同时使得△i为任一随机变量使得ζi与(W-ζi,△i)为相互独立的,通过计算E△2和E(△-△i)2,并把他们的界控制到一个最佳的收敛速度,而理想的E△2和E(△-△i)2的收敛速度分别是1/n以及1/n2。有了这两个最关键的收敛速度,我们就可以应用Chen和Shao(2007)得到的一个关于非一致Berry-Esseen界的重要不等式而得到了非线性统计量的非一致Berry-Esseen界了。就可以去估计非线性统计量的最佳非一致Berry-Esseen界。本文主要研究了两种独特的统计量,加权U统计量和广义L统计量,其中加权U统计量和广义L统计量在统计推断中有重要的应用并且他们的渐近性质得到了很大的研究。在这篇文章中,我们给出了加权U统计量和广义L统计量的非一致Berry-Esseen界。

关键词：加权U统计量广义L统计量 U统计量非一致Berry-Esseen界正态逼近

考虑附体输入约束的高速多体船减纵摇控制研究

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考虑附体输入约束的高速多体船减纵摇控制研究

作者：胡浩俊江苏大学

学位级别：硕士

高速多体船是目前新型船舶的研究热点之一。与单体船相比,高速多体船的排水体与主体使用流线型支柱连接而成,拥有细长的船体结构和宽阔的甲板面积。高速多体船这种特殊的结构使其在海上航行时产生的横摇较小,具有非常好的横向稳定性。然... 详细信息

高速多体船是目前新型船舶的研究热点之一。与单体船相比,高速多体船的排水体与主体使用流线型支柱连接而成,拥有细长的船体结构和宽阔的甲板面积。高速多体船这种特殊的结构使其在海上航行时产生的横摇较小,具有非常好的横向稳定性。然而,在高海况时,高速多体船在恶劣的浪、流等扰动作用下,会产生幅度过大的升沉和纵摇运动,造成垂向稳定性变差、航行速度变慢和船员的晕船率变高,制约了其应用和发展。因此,如何有效减少升沉和纵摇运动幅度成为了高速多体船研究的关键。为了减小高速多体船的垂向运动幅度,通常在船艏加装主动式T型翼、船艉加装压浪板实现协同控制。T型翼和压浪板这两类减摇附体具有严格的幅值约束,在浪、流扰动作用下容易饱和,若长时间工作于饱和状态,则控制性能变差,甚至发生动态失速情况,导致高速多体船倾覆,因而在减摇控制中必须考虑附体输入约束。由于预测控制是解决约束的有效方法之一,本文围绕如何解决减摇附体的输入约束,结合高速多体船模型的强耦合、水动力参数的不确定性以及随机海浪干扰等问题,研究考虑减摇附体输入约束的预测控制减摇,主要内容如下:(1)建立描述高速多体船运动的惯性坐标系和船体坐标系,采用P-M谱模拟随机海浪,获得海浪的干扰力和力矩;对T型翼和压浪板进行受力分析,计算其为船体提供的升力,建立高速多体船升沉和纵摇耦合的垂向运动模型,并在康明斯方程中加入卷积积分项提高模型的准确性;采用Froude缩放定律等比例缩小船体模型,利用CFD(计算流体动力学)理论求解水动力参数。(2)针对高速多体船的升沉和纵摇输出量受到海浪有色噪声污染的情况,提出有色噪声白噪化方法和卡尔曼滤波相结合,在线估计升沉速度和纵摇角速度。在此基础上,考虑减摇附体的输入约束,基于滚动优化策略建立了高速多体船减摇的预测控制框架。由于高速多体船的实际状态和预测状态存在误差,提出一种基于误差反馈校正的预测控制方法,提高预测模型的精度,改善控制的鲁棒性。通过仿真和实验验证所提算法的有效性。(3)针对海浪干扰力和力矩功率谱未知的情况,提出一种基于预测时域内状态收缩约束的模型预测控制减摇。基于高速多体船的标称模型进行预测,在预测终端状态引入收缩约束,保证在有界扰动下的高速多体船减摇性能,理论上分析了闭环系统的一致有界稳定。在此基础上,比较quadprog、fmincon、CVX凸优化工具箱在解决预测控制优化问题时的特点和适用范围。通过仿真实例,验证了收缩约束预测控制减摇的有效性。(4)针对随机海浪干扰造成减摇控制器的控制变量频繁波动,不利于减摇附体长期使用的情况,提出LASSO预测控制。在预测控制的目标函数中引入LASSO范数,通过L1正则化产生稀疏权值矩阵,增加了附体输入最大值的惩罚,减少控制量的频繁波动。将减摇附体约束作为预测控制的约束条件,给出了LASSO预测控制算法的结构,基于Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的一致有界稳定。仿真结果表明,所提控制算法有效减少附体攻角的频繁波动。

关键词：高速多体船减纵摇预测控制输入约束稳定性

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一种高速多体船的纵向减摇预测控制方法

江苏大学学报（自然科学版） 2022年第1期43卷 88-94页

作者：温昊张军胡浩俊李国胜江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对高速多体船在航行中纵摇和升沉运动幅度过大,以及减摇附体有严格的输入约束问题,提出一种有限时间观测器和单步预测控制相结合的纵向减摇方法.首先,建立由T型水翼和压浪板作为减摇附体的高速多体船控制模型,分析升沉运动和纵摇运动... 详细信息

针对高速多体船在航行中纵摇和升沉运动幅度过大,以及减摇附体有严格的输入约束问题,提出一种有限时间观测器和单步预测控制相结合的纵向减摇方法.首先,建立由T型水翼和压浪板作为减摇附体的高速多体船控制模型,分析升沉运动和纵摇运动的耦合性,将控制模型分解为降维的单入单出模型和耦合量2项.其次,设计有限时间扩张观测器在线快速估计纵摇和升沉运动的时变耦合项,实时前馈补偿.在此基础上,针对补偿后的纵摇及升沉的运动模型,提出局部单步预测控制以提高系统的减摇性能,保证减摇附体满足约束.最后,将反馈预测控制量和补偿耦合量进行综合,通过减摇附体制分配矩阵得到T型水翼和压浪板的攻角.通过仿真验证该算法的有效性,结果表明升沉减少40%~50%,纵摇减少50%~65%.

关键词：高速多体船减纵摇控制扩张观测器预测控制仿真验证

考虑附体输入约束的高速多体船预测控制减纵摇方法

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中国舰船研究 2021年第4期16卷 140-146页

作者：胡浩俊张军刘志林李国胜江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

[目的]针对高速多体船的升沉和纵摇运动幅度过大,以及减摇附体有着严格输入约束问题,提出一种基于扩展卡尔曼状态估计的预测控制减纵摇方法。[方法]建立由T型翼和压浪板作为减摇附体的多体船垂向控制模型,分析升沉/纵摇运动的耦合性以... 详细信息

[目的]针对高速多体船的升沉和纵摇运动幅度过大,以及减摇附体有着严格输入约束问题,提出一种基于扩展卡尔曼状态估计的预测控制减纵摇方法。[方法]建立由T型翼和压浪板作为减摇附体的多体船垂向控制模型,分析升沉/纵摇运动的耦合性以及模型的不确定性。为了获取减纵摇控制信号,将海浪有色干扰白化处理,构建扩展的多体船状态估计模型,采用自适应卡尔曼滤波器在线估计多体船的升沉速度和纵摇角速度。在此基础上,提出有输入约束的预测控制减纵摇算法,定义系统实际状态值与预测值之间的误差,获得带有线性变化误差校正的预测状态模型;通过误差反馈校正提高减纵摇控制鲁棒性,并将减纵摇控制问题转化为有输入约束的二次规划问题,通过数值解法实现预测控制滚动优化求解。[结果]仿真结果表明,在考虑反馈校正的预测控制作用下,船体升沉位移减少约40%,纵摇角减少约50%。[结论]采用反馈校正的预测控制提高了减纵摇系统的控制精度和鲁棒性,在实际工程中具有重要意义。

关键词：高速多体船减纵摇状态估计预测控制反馈校正

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浅析同忻煤矿首采面巷道支护及综放开采技术

陕西煤炭 2012年第4期31卷 129-130,114页

作者：胡浩俊山西省煤炭规划设计院山西太原030045

为了安全高效开采石炭二叠系特厚煤层,确定了回采巷道锚杆、锚索联合支护技术参数,选择了适合煤层特点的回采工艺和综放工作面支架,并采取了多种安全生产的技术措施,保证了同忻煤矿首采8101工作面的安全生产。

关键词：综放开采支护设计安全高效

二陈汤合三子养亲汤辅治慢性阻塞性肺疾病急性加重期临床观察

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实用中医药杂志 2022年第11期38卷 1904-1905页

作者：魏军李志平胡浩俊江西省南昌市第四医院江西南昌330004

目的:观察二陈汤合三子养亲汤辅治急性加重期慢性阻塞性肺疾病的效果。方法:84例按随机数字表法分成研究组和对照组各42例。两组均用常规西药治疗,研究组加用二陈汤合三子养亲汤治疗。结果:研究组总有效率较对照组高(P<0.05)。治疗后两... 详细信息

目的:观察二陈汤合三子养亲汤辅治急性加重期慢性阻塞性肺疾病的效果。方法:84例按随机数字表法分成研究组和对照组各42例。两组均用常规西药治疗,研究组加用二陈汤合三子养亲汤治疗。结果:研究组总有效率较对照组高(P<0.05)。治疗后两组PEF、FVC、FEV_(1)水平均提高,且研究组更高(P<0.05)。治疗后两组TIMP-1、MMP-9、VEGF水平均降低,且研究组更低(P<0.05)。结论:二陈汤合三子养亲汤辅治急性加重期慢性阻塞性肺疾病可提高疗效。

关键词：慢性阻塞性肺疾病急性加重期二陈汤合三子养亲汤

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城市化与生态环境良性交互效应浅析

合作经济与科技 2008年第14期 40-41页

作者：程诚胡浩俊张书杰

现今，城市化本身几乎被看作现代化发展和经济增长的唯一直接指标，然而伴随着城市化进程的又是资源和能源消耗集中、需水量增加、不透水地面增多、绿地减少等一系列生态环境问题。而恰恰因为这种外显因素，长期以来，在城市化与生态环... 详细信息

现今，城市化本身几乎被看作现代化发展和经济增长的唯一直接指标，然而伴随着城市化进程的又是资源和能源消耗集中、需水量增加、不透水地面增多、绿地减少等一系列生态环境问题。而恰恰因为这种外显因素，长期以来，在城市化与生态环境关系问题上，人们基本都是持否定态度，许多人甚至将生态环境问题直接归咎于城市化。

关键词：生态环境问题城市化进程交互效应现代化发展经济增长能源消耗关系问题否定态度

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学生主动参与的慕课管理模式实践研究

中国校外教育 2018年第11期 73-74页

作者：李普华唐子璐胡浩俊江苏大学教务处江苏大学医学院江苏大学电气信息工程学院

慕课的兴起,给高等教育改革提供了新的发展机遇。但大规模在线教学模式不利于师生的交流,学生在互评讨论、学分认定等方面也存在较大困扰。为此,江苏大学开展了学生主动参与的慕课管理模式实践,通过学生参与学习慕课—管理慕课课程—开... 详细信息

慕课的兴起,给高等教育改革提供了新的发展机遇。但大规模在线教学模式不利于师生的交流,学生在互评讨论、学分认定等方面也存在较大困扰。为此,江苏大学开展了学生主动参与的慕课管理模式实践,通过学生参与学习慕课—管理慕课课程—开展慕课研究等,搭建老师与学生交流的桥梁,以求不断完善管理模式,提升教学管理服务水平和学生学习质量。

关键词：慕课学生主动参与管理模式创新