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基于降阶扩张状态观测器的重复控制系统设计

控制与决策 2022年第4期37卷 933-943页

作者：周兰姜福喜潘昌忠陈静湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学数学与计算科学学院湖南湘潭411201

针对一类含有非匹配状态相关不确定性和外界干扰的伺服系统,提出一种基于降阶扩张状态观测器的重复控制方法,通过对不确定性和扰动进行实时估计和主动补偿,实现对周期性参考输入信号的高精度跟踪.首先,利用系统可测输出和控制输入信号... 详细信息

针对一类含有非匹配状态相关不确定性和外界干扰的伺服系统,提出一种基于降阶扩张状态观测器的重复控制方法,通过对不确定性和扰动进行实时估计和主动补偿,实现对周期性参考输入信号的高精度跟踪.首先,利用系统可测输出和控制输入信号设计降阶扩张状态观测器,对系统的不可测状态以及包含不确定性和外界干扰的总扰动进行估计;其次,通过选择合适的扰动补偿增益,构造基于扰动动态补偿的复合重复控制规律,消除总扰动对系统输出的影响,保证系统输出对周期性参考信号的准确跟踪;然后,基于小增益定理推导出系统稳定性条件和控制器参数设计算法;最后,通过数值仿真实例和实验验证所提方法的有效性和优越性.

关键词：不确定性降阶扩张状态观测器重复控制扰动补偿跟踪控制

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基于扰动补偿的多源受扰系统反步控制设计

控制理论与应用 2022年第12期39卷 2340-2348页

作者：姜福喜周兰高东旭潘昌忠熊培银湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对一类多源受扰系统的跟踪控制问题,提出基于降阶广义扩张状态观测器(ROGESO)的指令滤波反步控制设计方法.首先,将各通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,通过构造ROGESO对其进行同步实时估计.在此基础上,利用反步法递归设计虚拟控制... 详细信息

针对一类多源受扰系统的跟踪控制问题,提出基于降阶广义扩张状态观测器(ROGESO)的指令滤波反步控制设计方法.首先,将各通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,通过构造ROGESO对其进行同步实时估计.在此基础上,利用反步法递归设计虚拟控制律,实现各级子系统的镇定,并将各通道的扰动估计值反馈至对应子系统的虚拟控制律中进行反向补偿,提高系统的扰动抑制性能,保证系统输出对参考输入信号的高精度跟踪.然后,应用Lyapunov函数分析闭环系统的稳定性.最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性.

关键词：扰动补偿跟踪控制反步控制降阶广义扩张状态观测器

中国裸藻属新记录种的形态学和分子系统学研究

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水生生物学报 2024年第6期48卷 1011-1018,I0007,I0008页

作者：姜小蝶朱为菊庞婉婷王全喜琼台师范学院理学院海南571127 上海师范大学生命科学学院上海200234

文章报道了采自中国上海市、黑龙江省和甘肃省的16株裸藻属物种,使用光学显微镜对其形态学特征进行了详细的观察,同时对所有藻株进行分离、纯化和培养,提取DNA后扩增各藻株的4个分子序列,并使用贝叶斯法和最大似然法构建系统发育树,结... 详细信息

文章报道了采自中国上海市、黑龙江省和甘肃省的16株裸藻属物种,使用光学显微镜对其形态学特征进行了详细的观察,同时对所有藻株进行分离、纯化和培养,提取DNA后扩增各藻株的4个分子序列,并使用贝叶斯法和最大似然法构建系统发育树,结合形态学方法和分子生物学手段鉴定为9个中国裸藻属新记录种,分别为敏捷裸藻Euglena agilis、裸脊裸藻E.gymnodinoides、耶氏裸藻E.jirovecii、曼克斯裸藻E.mainxii、后缩裸藻E.retronata、光明裸藻E.splendens、星形裸藻E.stellata、拟星形裸藻E.pseudostellata和波形裸藻E.undulata,对所有物种的形态学特征进行了详细的描述,同时明确了各物种的系统发育位置。这些物种均是首次在中国发现,中国裸藻属新记录种的发现将对裸藻属单系性研究及中国绿色裸藻类生物多样性组成研究提供数据支撑。

关键词：新记录形态特征分子数据裸藻属

水力空化强化碳化反应制备碱式碳酸镁的实验研究

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无机盐工业 2024年

作者：杨涵硕王德喜于红蕾杨亚丽姜久闯沈阳工业大学机械工程学院沈阳工业大学化工装备学院

为了强化微观混合和传质，提高Mg(OH)2碳化率，采用水力空化技术强化Mg(OH)2与CO2碳化反应生成中间产物Mg(HCO3)2，再经过热解制备碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]，设计正交试验考察Mg(OH)2碳化率的影响因素。通过扫描电子显微镜、... 详细信息

为了强化微观混合和传质，提高Mg(OH)2碳化率，采用水力空化技术强化Mg(OH)2与CO2碳化反应生成中间产物Mg(HCO3)2，再经过热解制备碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]，设计正交试验考察Mg(OH)2碳化率的影响因素。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和多参数测试仪等对产物进行表征。研究结果表明，Mg(OH)2碳化率影响因素的重要顺序由大到小依次为入射角α、CO2流量q、Mg(OH)2固含量s、入口压力p、喉径d0、碳化时间t。在α=60o、d0=4 mm、p=0.35 MPa、t=60 min、s=1.6%、q=17 L/min的工艺条件下碳化率为92.1%，比鼓泡搅拌反应器的碳化率(60.53%)高31.57%。产物4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O中杂质如CaO、Fe含量降低，制备的4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O呈均匀片状结构，晶体厚度小于50 nm。产品结晶良好，组成相对稳定单一，所得产物的各个衍射峰峰位都与标准六方晶型的碱式碳酸镁衍射峰峰位完全一致。

关键词：水力空化碳化反应碱式碳酸镁水力空化反应器

基于扰动估计与动态补偿的伺服系统鲁棒跟踪控制设计

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基于扰动估计与动态补偿的伺服系统鲁棒跟踪控制设计

作者：姜福喜湖南科技大学

学位级别：硕士

在铣削加工、火炮发射等实际伺服系统中,不可避免地存在参数摄动、未建模动态、以及外部扰动等不确定因素的影响,使得伺服系统难以达到期望的控制性能,甚至会影响系统的稳定性。因此,为提高伺服系统的鲁棒稳定性、过渡过程性能以及跟踪... 详细信息

在铣削加工、火炮发射等实际伺服系统中,不可避免地存在参数摄动、未建模动态、以及外部扰动等不确定因素的影响,使得伺服系统难以达到期望的控制性能,甚至会影响系统的稳定性。因此,为提高伺服系统的鲁棒稳定性、过渡过程性能以及跟踪精度,必须研究这些不确定因素对系统的影响。扰动抑制作为其主要研究内容之一,是广泛存在于工程实践中的一类基本控制问题,而且一直以来都是鲁棒控制研究的热点。由于实际伺服系统中的各种不确定性和扰动会对系统的控制性能和稳定性产生直接影响,因此对扰动抑制问题的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文引入基于扩张状态观测器（Extended state observer,ESO）的主动抗干扰思想,并根据给定参考输入信号的特征,分别提出基于扰动估计与补偿的伺服系统周期与非周期信号跟踪控制设计方法,旨在提高受扰非线性伺服系统的扰动抑制和跟踪控制性能,保证伺服系统在复杂环境下的稳定性、过渡过程性能、稳态性能和鲁棒性。本文主要围绕以下四个方面开展研究工作:（1）基于线性自抗扰的伺服系统周期信号跟踪控制设计。针对一类具有周期性控制任务的受扰非线性系统,提出基于线性自抗扰的重复控制系统设计方法。首先,依据自抗扰控制思想,将系统内部的各种不确定性和外扰归纳为总扰动,通过将总扰动作为扩展状态变量,建立增广系统。在此基础上设计线性ESO对总扰动和系统状态进行实时估计,并将总扰动估计值引入重复控制规律中,对总扰动进行反向补偿,保证未知非线性干扰下的伺服系统输出对周期性参考输入的高精度跟踪。然后,给出闭环系统的稳定性条件和控制器参数设计算法。最后,通过数值仿真实例和实验验证该方法的有效性。（2）基于非匹配扰动动态补偿的伺服系统周期信号跟踪控制设计。针对一类含有非匹配状态相关不确定性和外界干扰的伺服系统,提出基于降阶广义扩张状态观测器（Generalized extended state observer,GESO）的重复控制系统设计方法,通过对不确定性和扰动进行实时估计和动态补偿,实现对周期性参考输入信号的高精度跟踪。首先,利用系统可测输出和控制输入信号设计降阶GESO,对系统的不可测状态以及包含不确定性和外界干扰的总扰动进行估计。其次,采用动态扰动补偿增益,构造基于扰动在线补偿的复合重复控制规律,消除总扰动对系统输出的影响,保证系统输出对周期性参考信号的精确跟踪。然后,基于小增益定理推导出闭环系统稳定性条件和控制器参数整定步骤。最后,通过数值仿真和实验验证说明所提方法与线性自抗扰以及全阶GESO相比可减小系统相位滞后,提高扰动估计精度。因此,该方法可以更好地处理非匹配扰动抑制问题,保证伺服系统对周期信号的跟踪精度,具有广泛的适用性。（3）基于降阶扩张状态观测器的非线性伺服系统反步控制设计。针对一类具有非周期信号跟踪任务的受扰非线性伺服系统,提出基于降阶ESO的反步控制系统设计方法。首先,通过构造降阶ESO,实时估计系统不可测状态和总扰动,并利用总扰动估计值设计反馈补偿器,从而将被控系统补偿为近似不受扰的积分器串联型系统。其次,基于Lyapunov稳定性理论递归设计反步跟踪控制器,同时引入一阶低通滤波器估计虚拟控制输入的导数项,以避免常规反步控制系统中的计算膨胀和噪声放大问题。然后,证明闭环系统稳定并且跟踪误差有界收敛。最后,数值仿真和实验表明所提方法可有效抑制扰动对系统输出的影响,实现伺服系统对非周期参考输入信号的高精度跟踪,并且与自抗扰控制、降阶自抗扰控制以及基于全阶ESO的反步控制等方法相比更具优越性。（4）多源受扰非线性伺服系统扰动补偿与指令滤波反步制设计。针对一类具有非周期参考输入的多源受扰非线性伺服系统,提出基于降阶GESO的反步控制系统设计方法。首先,通过将各个通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,建立增广系统的状态空间模型。在此基础上利用系统可测输出和控制输入信号,构造降阶GESO,对系统各通道中的总扰动进行实时估计。然后,将总扰动估计值引入反步控制器相应通道的虚拟控制律中进行反向补偿,构造基于扰动估计与在线补偿的复合反步控制律。同时在反步控制设计过程中,利用滤波性能更佳的二阶指令滤波器逼近虚拟控制输入及其导数项,根据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定。最后,通过仿真实例证明该方法可实现对匹配和非匹配型扰动的准确估计和有效补偿,保证系统输出精确跟踪给定的非周期参考输入信号。

关键词：伺服系统扰动抑制跟踪性能扩张状态观测器反步控制重复控制

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肿瘤全方位全周期健康管理

中华医学杂志 2024年第2期104卷 100-106页

作者：马飞黎立喜国家癌症中心国家肿瘤临床医学研究中心中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院肿瘤内科北京100021

为实现“健康中国2030”战略规划,需要创建符合中国国情及时代特色的肿瘤全方位全周期健康管理新模式。全面加强肿瘤全链条防控体系建设,将肿瘤防治阵线转移到癌前周期,实现对肿瘤患者的精准筛查、定期随访、早期诊断、及早治疗及康复... 详细信息

为实现“健康中国2030”战略规划,需要创建符合中国国情及时代特色的肿瘤全方位全周期健康管理新模式。全面加强肿瘤全链条防控体系建设,将肿瘤防治阵线转移到癌前周期,实现对肿瘤患者的精准筛查、定期随访、早期诊断、及早治疗及康复随访的全周期管理;全方位跨学科协作,加强对患者伴随疾病的管理,促使患者以最佳的状态回归社会、回归家庭;全面布局肿瘤大数据及智慧医疗,推进互联网门诊及区域医疗中心建设,发展三级联动的安宁疗护模式,解决医疗资源短缺及医疗同质性差等一系列难题。

关键词：肿瘤健康管理全方位全周期

六君子汤治疗慢性阻塞性肺疾病稳定期肺脾气虚证临床研究

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新中医 2024年第5期56卷 26-30页

作者：王玉喜姜宜惠杭州市临安区中医院浙江杭州131300

目的:观察六君子汤治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)稳定期肺脾气虚证患者的临床疗效。方法:选取60例COPD稳定期肺脾气虚证患者为研究对象,按照随机数字表法分为常规组与六君子汤组各30例。常规组参考COPD诊疗指南进行常规干预措施;六君子汤... 详细信息

目的:观察六君子汤治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)稳定期肺脾气虚证患者的临床疗效。方法:选取60例COPD稳定期肺脾气虚证患者为研究对象,按照随机数字表法分为常规组与六君子汤组各30例。常规组参考COPD诊疗指南进行常规干预措施;六君子汤组在常规组基础上内服六君子汤。维持治疗12周后,比较2组临床疗效,并比较2组治疗前后肺功能、肺脾气虚证中医证候积分、外周血辅助性T细胞17(Th17)含量以及血清中白细胞介素-17(IL-17)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)水平。结果:治疗后,2组第1秒用力呼气容积(FEV_(1))、用力肺活量(FVC)、FEV_(1)/FVC均升高(P<0.05),且六君子汤组高于常规组(P<0.05)。治疗后,2组气短、神疲乏力、恶风、易感冒、纳呆、胃脘胀满或便溏等中医证候积分均下降(P<0.05),且六君子汤组低于常规组(P<0.05)。治疗后六君子汤组总有效率93.33%,高于常规组67.67%(P<0.05)。治疗后,2组外周血Th17及血清IL-17、TNF-α、GM-CSF含量均下降(P<0.05),且六君子汤组低于常规组(P<0.05)。结论:在西医常规治疗基础上予六君子汤干预COPD稳定期肺脾气虚证患者的疗效更明显,同时可以有效下调外周血Th17含量及血清IL-17、TNF-α、GM-CSF水平。

关键词：慢性阻塞性肺疾病六君子汤辅助性T细胞17 白细胞介素-17 肿瘤坏死因子-α 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子

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薄皮甜瓜新品种“鹤丰金喜”的选育

北方园艺 2024年

作者：朱恒光姜籽竹印长志李岩谭漪黑龙江大学现代农业与生态环境学院齐齐哈尔市农业技术推广中心

‘鹤丰金喜’是齐齐哈尔市鹤丰瓜菜科研有限公司以‘TL-4’为母本，‘WFH-2’为父杂交育成的新一代薄皮甜瓜品种。该品种极早熟，成熟期63 d左右，转色快，果实倒卵形，果皮底色白色，果皮复色黄色，黄斑稀，大果脐，白瓤白肉，果肉脆... 详细信息

‘鹤丰金喜’是齐齐哈尔市鹤丰瓜菜科研有限公司以‘TL-4’为母本，‘WFH-2’为父杂交育成的新一代薄皮甜瓜品种。该品种极早熟，成熟期63 d左右，转色快，果实倒卵形，果皮底色白色，果皮复色黄色，黄斑稀，大果脐，白瓤白肉，果肉脆，果肉可溶性固形物含量13.5%。适宜在北方地区露地、保护地栽培。2018年获得农业农村部颁发的非主要农作物品种登记证书，登记编号为GPD甜瓜（2018）230213。

关键词：薄皮甜瓜极早熟 ‘鹤丰金喜’

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波浪中的螺旋桨水动力性能数值分析

上海交通大学学报 2024年第2期58卷 175-187页

作者：张耕姚建喜武汉理工大学高性能舰船技术教育部重点实验室武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063

传统的螺旋桨水动力性能研究主要针对静水条件,但船后工作的螺旋桨经常会受到波浪的影响.从文献情况来看,目前与波浪中螺旋桨水动力性能相关的研究工作相对较少.有鉴于此,采用基于OpenFOAM的雷诺平均NS(RANS)求解器,计算、分析波浪对螺... 详细信息

传统的螺旋桨水动力性能研究主要针对静水条件,但船后工作的螺旋桨经常会受到波浪的影响.从文献情况来看,目前与波浪中螺旋桨水动力性能相关的研究工作相对较少.有鉴于此,采用基于OpenFOAM的雷诺平均NS(RANS)求解器,计算、分析波浪对螺旋桨推力及转矩的影响.研究结果表明:在波浪的作用下,螺旋桨推力及转矩的时间历程曲线发生振荡,且随着浸深与进速系数减小,水面扰动变大,时历曲线的振荡幅度增大;与静水条件相比,在浸深与进速系数相同的情况下,波浪中螺旋桨推力及转矩的平均值减小;计算结果与现有的试验数据吻合良好.

关键词：波浪螺旋桨推力转矩水动力性能