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具有防撞安全约束的无人机集群智能协同控制

航空学报 2024年第5期45卷 398-408页

作者：蔡云鹏周大鹏丁江川航空工业沈阳飞机设计研究所沈阳110035

针对无人机(UAV)集群协同控制问题,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)与防撞策略的无人机集群智能协同控制方法。首先,对研究的无人机集群控制问题进行了整体描述并建立了无人机的运动模型。其次,在深度强化学习架构下建立了无人机... 详细信息

针对无人机(UAV)集群协同控制问题,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)与防撞策略的无人机集群智能协同控制方法。首先,对研究的无人机集群控制问题进行了整体描述并建立了无人机的运动模型。其次,在深度强化学习架构下建立了无人机集群控制策略的训练机制,通过分析无人机的观测空间与动作空间,设计了无人机集群控制策略的网络结构,并且以无人机集群的安全性与紧密一致性为主要目标设计了奖励函数。为了解决深度强化学习方法缺乏安全保障的问题,同时设计了无人机集群的防撞策略,可根据无人机之间以及无人机与威胁区之间的相对运动状态计算防撞指令,避免无人机发生碰撞。仿真结果表明,提出的结合防撞策略的无人机集群协同控制方法可有效避免无人机之间发生碰撞的风险,保障无人机集群的安全性,并且可使得无人机集群更加紧密。

关键词：无人机集群协同控制深度强化学习防撞策略安全约束

我国主要河流水系硝态氮污染特征及定量源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 755-767页

作者：韦英怀胡敏鹏陈丁江浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江大学环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江大学浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定... 详细信息

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定量识别了河流硝态氮的污染来源组成.结果表明,我国主要河流水系ρ(NO_(3)^(-)-N)平均值为(4.54±3.99)mg·L_(-1),其中9.6%的河流硝态氮浓度超过我国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)规定的限值(10.0 mg·L_(-1)),海河水系的硝态氮污染最为严重.东部地区河流水系的硝态氮浓度总体高于西部,各大河流水系支流的硝态氮浓度高于干流.除黄河水系以外,其他水系枯水期的硝态氮浓度总体高于丰水期.珠江水系、黄河水系中下游地区、辽河水系中游地区、松花江水系,以及海河水系河流水体存在显著的硝化作用,而长江水系、淮河水系和珠江水系下游地区存在显著的反硝化作用.污水/粪肥是长江水系、海河水系、辽河水系,以及东南诸河水系硝态氮的主要来源(>50%),土壤氮是松花江水系硝态氮的主要来源(56.4%),化肥氮、土壤氮和污水/粪肥对珠江水系、淮河水系和黄河水系硝态氮的污染贡献为20%~40%.污水/粪肥对水系支流硝态氮贡献率总体大于干流的,土壤氮对干流硝态氮的贡献总体大于支流的.土壤氮、化肥氮和大气沉降氮对丰水期河流硝态氮的贡献率高于枯水期,而污水/粪肥对枯水期河流硝态氮的污染贡献率高于丰水期.因此,海河水系、长江水系、辽河水系、黄河水系支流与下游干流地区和珠江水系下游地区应重点控制生活和生产的污水排放等点源污染,而淮河水系、松花江水系、黄河水系中游干流地区和珠江水系中上游地区要重点控制化肥和土壤氮等流失造成的非点源污染.研究结果可为有效控制我国各河流水系硝态氮的污染提供科学依据.

关键词：硝态氮源解析河流氮氧同位素非点源污染点源污染

游戏教学法对水平二学生体质健康影响的实验研究 ——以迁安市第六实验小学为例

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游戏教学法对水平二学生体质健康影响的实验研究 ——以迁安市第...

作者：丁江侠牡丹江师范学院

学位级别：硕士

青少年的健康成长,关系到民族的发展、国家的兴旺。1985年以来,从关于体质健康测试工作结果来看,我国青少年体质健康水平不容乐观,党的二十大报告明确提出要加强青少年体育工作,加快建设体育强国,因此学生的体质健康不可忽视,为解决我... 详细信息

青少年的健康成长,关系到民族的发展、国家的兴旺。1985年以来,从关于体质健康测试工作结果来看,我国青少年体质健康水平不容乐观,党的二十大报告明确提出要加强青少年体育工作,加快建设体育强国,因此学生的体质健康不可忽视,为解决我国学生体质健康的问题,本文探究游戏教学法对水平二学生体质健康的影响。本文采用文献资料法、专家访谈法、问卷调查法、实验法、数理统计法和逻辑分析法,以游戏教学法对水平二学生体质健康影响为研究对象,随机抽取迁安市第六实验小学四年级两个班的学生为实验对象,实验对象共100人,其中实验班采用游戏教学法,对照班采用常规教学法进行为期16周的实验研究,通过实验前后实验班与对照班体质健康测试数据进行对比,进一步探究游戏教学法与常规教学法对水平二学生体质健康的影响。通过研究得出以下结论:首先,在身体形态方面,实验后游戏教学法和常规教学法对身体形态均有一定影响,但实验后实验班与对照班身体形态不存在显著性差异,常规教学法和游戏教学法在促进学生身体形态方面差异不明显。其次,在身体机能方面,尽管实验后实验班与对照班身体机能无显著差异,但实验班学生的平均肺活量提升幅度比对照班学生的平均肺活量提升幅度大。再次,在身体素质方面,常规教学法的身体素质有一定提高,但整体低于游戏教学法,但是实验后实验班与对照班1分钟仰卧起坐不存在显著差异,表明游戏教学法对力量素质(坐位体前屈)、耐力素质(1分钟跳绳)和速度素质(50米跑)有一定提高作用。最后,在教学效果方面,实验后实验班与对照班在学习兴趣、学习态度和教学评价方面存在显著差异,两班实验后的教学效果存在显著差异,说明游戏教学法教学效果更佳。研究表明,游戏教学法对学生力量素质、耐力素质、速度素质及教学效果均有积极影响,能够进一步提高水平二学生体质健康,值得在体育课堂教学中借鉴。

关键词：游戏教学法水平二学生体质健康影响

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穿浪滑行艇驼峰阻力优化及水动力性能分析

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：李凌勋丁江明江佳炳罗海武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉理工大学海南研究院

为减小高速滑行艇驼峰航速阻力，本文开展了穿浪滑行艇驼峰阻力优化设计及水动力特性研究。研究采用船型参数化设计方法、船体阻力CFD预报、拉丁超立方方法、Kriging近似模型和粒子群算法等技术。基于优化软件HEEDS，以驼峰阻力最小为... 详细信息

为减小高速滑行艇驼峰航速阻力，本文开展了穿浪滑行艇驼峰阻力优化设计及水动力特性研究。研究采用船型参数化设计方法、船体阻力CFD预报、拉丁超立方方法、Kriging近似模型和粒子群算法等技术。基于优化软件HEEDS，以驼峰阻力最小为优化目标建立了单体滑行艇的穿浪艏型线优化模型。并比较分析了优化后的艇型与母型艇在1.3< Fr▽< 5.2范围内的水动力性能。结果表明：相对于母型艇，优化艇驼峰处阻力减小8.62%，全航速下阻力也都有所减小，驼峰航速附近减阻效果较明显。

关键词：穿浪滑行艇驼峰阻力优化设计水动力阻力数值模拟

基于肖特基二极管的310 GHz紧凑型接收机前端

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强激光与粒子束 2024年第8期36卷 44-50页

作者：丁江乔梁启尧蒋均刘戈何月南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心成都610200 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999

肖特基混频器是固态太赫兹接收系统的关键部件,与基于超导体-绝缘体-超导体混频器、热电子辐射热计混频器的接收机相比,基于肖特基二极管混频器构建的太赫兹接收机系统不依赖低温附属设备,具有成本低、重量轻、体积小、功耗低等优点。... 详细信息

肖特基混频器是固态太赫兹接收系统的关键部件,与基于超导体-绝缘体-超导体混频器、热电子辐射热计混频器的接收机相比,基于肖特基二极管混频器构建的太赫兹接收机系统不依赖低温附属设备,具有成本低、重量轻、体积小、功耗低等优点。目前基于肖特基二极管混频器构建的太赫兹接收前端结构相对复杂,集成度普遍不高且损耗较大。针对太赫兹接收前端结构复杂、集成度低、损耗大等问题,基于太赫兹肖特基二极管设计了288~318 GHz二次谐波混频器及其本振驱动链路,并基于此混频器构建了太赫兹接收机系统。太赫兹接收机本振驱动链路由一个75 GHz的六倍频功放集成模块与一个150 GHz二倍频模块组成。本振链路的集成化设计使得该接收机集成度大大提高,集成模块尺寸为20 mm×20 mm×43 mm,测试结果表明:在288~318 GHz带宽内,实测的双边带变频损耗为5.8~9.4 dB,噪声温度为1055~1722 K,具有良好的射频性能。

关键词：太赫兹肖特基二极管集成化混频器接收机

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非线性压电俘能器宽频技术的研究综述

机械设计与制造 2024年第5期399卷 381-384页

作者：丁江卢蒙恩邓爱平广西大学机械工程学院广西南宁530004 广西制造系统与先进制造技术重点实验室广西南宁530004

压电俘能器可以将环境中的振动能转换成电能,以自供能的方式满足低功耗产品的能量供应。然而,大多数压电俘能技术主要利用悬臂梁的线性振动原理,而且其有效频率带宽狭窄,极大限制了压电俘能器在实际中的应用。因此,通过拓宽压电俘能器... 详细信息

压电俘能器可以将环境中的振动能转换成电能,以自供能的方式满足低功耗产品的能量供应。然而,大多数压电俘能技术主要利用悬臂梁的线性振动原理,而且其有效频率带宽狭窄,极大限制了压电俘能器在实际中的应用。因此,通过拓宽压电俘能器的工作频带宽度的方法提高能量采集效率,成为当前压电领域的一项热门研究。为此对非线性压电俘能器宽频技术进行总结分析,并介绍了其工作原理、常用的压电材料和工作模式,最后对压电俘能器的未来发展方向提出了思考与展望。

关键词：压电俘能器能量采集宽频技术自供能

220 GHz高隔离度四路功分网络的设计与实现

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微波学报 2024年

作者：丁江乔聂荣怀夏昊闫玉涛朱皓天南京信息工程大学电子与信息工程学院东南大学毫米波全国重点实验室中国科学院国家空间科学中心

新一代太赫兹频段接收机正向多像元方向快速发展，针对220 GHz频段多像元接收机系统中本振功率分配的应用需求，提出一款高隔离度四路功分网络的设计，并基于数控机械加工（CNC）技术对模块实物进行性能验证。主要包括：3 dB波导型定向... 详细信息

新一代太赫兹频段接收机正向多像元方向快速发展，针对220 GHz频段多像元接收机系统中本振功率分配的应用需求，提出一款高隔离度四路功分网络的设计，并基于数控机械加工（CNC）技术对模块实物进行性能验证。主要包括：3 dB波导型定向耦合器单元模块设计，基于其高隔离特性、构建出四通道功分电路平面结构；通过级联波导弯头等，给出满足2×2阵列接收机本振分配的垂直型四路功分网络；基于CNC技术实现该四路功分网络模块制造。矢网实测结果表明：各通道功率配比为-7 dB±1 dB，各通道插入损耗约1 dB，3 dB相对带宽为20%（175 GHz～220 GHz），且通道间隔离度均优于20 dB，略逊于仿真结果。研究结果表明，该四路功分网络不仅能够实现各通道的功率均分、通道间高隔离性能，且具利于高频段扩展和CNC制造的结构。

关键词：波导低损耗 3 dB定向耦合器高隔离功分网络

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浸没式喷水推进器脉动流场特性数值分析

船海工程 2024年第2期53卷 6-10页

作者：付建丁江明谢宜海军潜艇学院山东青岛266100 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063

为分析浸没式喷水推进器的流场脉动特性,分别以前置定子式和后置定子式喷水推进器为对象,完成船后推进器瞬态流场的数值仿真;分析导管、定子和转子脉动压力、脉动推力特性。结果表明,对前置定子式喷水推进器而言,静止部件的推力主要由... 详细信息

为分析浸没式喷水推进器的流场脉动特性,分别以前置定子式和后置定子式喷水推进器为对象,完成船后推进器瞬态流场的数值仿真;分析导管、定子和转子脉动压力、脉动推力特性。结果表明,对前置定子式喷水推进器而言,静止部件的推力主要由导管产生,导管壁面的压力脉动远大于定子;受转子和定子相互作用的影响,转子和导管内壁相互作用区域的流场脉动最强,且体现了转子特征。对后置定子式喷水推进器而言,由于定子后置其对转子进流影响减弱,使得各部件脉动流场均体现了转子信息,且转子脉动力幅值增加。结合不同结构形式浸没式喷水推进器的脉动流场分析结果可知,后置定子式推进器的流场脉动量要低于前置定子式推进器;且前置定子式喷水推进器的脉动流场特征较后置定子式喷水推进器更为复杂,亦不利于推进器的降噪设计。

关键词：浸没式喷水推进器前置定子后置定子瞬态流场脉动特性计算流体力学

康复机器人对卒中后手部运动功能效果的网状meta分析

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中国康复医学杂志 2024年第2期39卷 246-253页

作者：杨钰琳常万鹏丁江涛仵宵肖伯恒马丽虹山东中医药大学康复医学院山东省济南市250355

脑卒中是神经系统最常见的疾病之一,是全球致残最主要的因素[1]。卒中后80%的患者会出现不同程度的肢体障碍,随着康复治疗的介入,仅有12%的患者手功能可以得到较好的改善[2]。卒中后手功能的不良预后严重限制了患者日常生活的正常参与,... 详细信息

脑卒中是神经系统最常见的疾病之一,是全球致残最主要的因素[1]。卒中后80%的患者会出现不同程度的肢体障碍,随着康复治疗的介入,仅有12%的患者手功能可以得到较好的改善[2]。卒中后手功能的不良预后严重限制了患者日常生活的正常参与,如何使其最大限度地恢复已成为临床中亟待解决的问题。常规康复治疗是改善卒中后手功能障碍的主要手段,但这种训练过程模式单一,患者易疲劳[3]。

关键词：卒中后肢体障碍手功能障碍康复机器人常规康复治疗不良预后脑卒中亟待解决的问题