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基于不变流形的日地L1任务轨道设计与控制

基于不变流形的日地L1任务轨道设计与控制

作者：安诗宇哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着我国宣布建立近地小行星防御系统,开展针对小行星的观测已经成为深空探测的一项重要内容,而轨道的设计和控制工作是一项探测任务的基础。本文以日地点的小行星观测任务为潜在的工程背景,利用平动点轨道的相关理论,对任务的转移轨道... 详细信息

随着我国宣布建立近地小行星防御系统,开展针对小行星的观测已经成为深空探测的一项重要内容,而轨道的设计和控制工作是一项探测任务的基础。本文以日地点的小行星观测任务为潜在的工程背景,利用平动点轨道的相关理论,对任务的转移轨道优化设计和目标轨道保持控制策略进行研究和分析。在脉冲控制方式下的转移轨道设计中,针对多约束转移轨道设计易发散的问题,给出了一种基于初值拟合多项式的多级修正算法。首先以航迹角等于零为标准搜寻拼接点,然后以最小二乘微分修正算法为基础,以不变流形为初始猜测,设计出了符合高度约束的转移轨道,并且全面地研究了Halo轨道入轨点对转移轨道特性的影响。在此基础上设计了大量符合高度约束的转移轨道,由这些仿真数据拟合得出控制量关于约束变量的多元函数表达式。在考虑轨道高度、轨道倾角、升交点赤经等多个约束的前提下,利用表达式给出初值,结合多级修正算法设计出了符合约束的转移轨道,并且对不同约束下的转移轨道进行研究,仿真结果表明该算法在多约束转移轨道设计中具有良好的适用性。在连续小推力的转移轨道设计中,针对小推力和三体动力学的强非线性给问题求解带来的困难,提出了形状法结合伪谱法的两步设计方法。初始阶段,采用二体模型,针对流形入口点状态的搜寻问题,利用逆多项式形状法结合遗传算法对GEO轨道到不同流形入口处的小推力转移轨道进行了设计与分析,从而确定了最合适的流形入轨点。精确设计阶段,针对二体模型的不准确问题,采用圆型限制性三体模型。在形状法设计结果的基础上,利用Gauss伪谱法把转移轨道燃料最优控制问题转化为非线性规划问题,仿真结果表明精确设计阶段进一步节省了燃料。针对目标Halo轨道的保持控制,分别运用脉冲模式和小推力模式进行控制策略设计与仿真。在进行基于脉冲的轨道保持控制时,采用了Target模式,针对目标函数权值矩阵调节的问题,提出了基于遗传算法的寻优方法,节省了人工试错的精力且优化了控制结果。在进行基于小推力的轨道保持控制时,设计了反步滑模控制律,针对三体动力学和各项扰动的复杂性,给出了线性扩张状态观测器,即避免了复杂的动力学,也简化了控制参数的调节过程。对以上两种控制方式都进行了无误差仿真和考虑了随机误差的Monte-Carlo仿真,验证了其在平动点轨道保持控制中的有效性和鲁棒性。

关键词：不变流形低能转移轨道连续小推力轨道保持

高雷诺数下覆羽控制直翼型流动分离的位置影响实验

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 125-135页

作者：巩绪安马兴宇姜楠 Department of Mechanics School of Mechanical EngineeringTianjin UniversityTianjin300354China National Key Laboratory of Aerodynamic Noise Control China Aerodynamics Research and Development CenterSichuan621000China National Key Laboratory of Science and Technology on Aerodynamic Design and Research School of AeronauticsNorthwestern Polytechnical UniversityXi’an710072China State Key Laboratory of Rail Transit Vehicle System Southwest Jiaotong UniversityChengdu610031China

本文在二维机翼上安装了仿生的覆羽结构,在5.0×105的雷诺数下研究它们控制前缘流动分离的效果.覆羽是指覆盖在鸟类翅膀上的多排短而柔软的带有锯齿状尖端的羽毛.它们覆盖在长而硬的飞羽边缘,使鸟的翅膀保持流线型.当流动分离发生时,这... 详细信息

本文在二维机翼上安装了仿生的覆羽结构,在5.0×105的雷诺数下研究它们控制前缘流动分离的效果.覆羽是指覆盖在鸟类翅膀上的多排短而柔软的带有锯齿状尖端的羽毛.它们覆盖在长而硬的飞羽边缘,使鸟的翅膀保持流线型.当流动分离发生时,这些柔性锯齿形的人工覆羽在来流的激励下能够自适应地变形和颤振.在风洞实验中,本文使用高时间分辨率的粒子图像测速仪(PIV)来测量机翼上表面的速度场,并使用热线风速仪来测量尾流中的高频湍流脉动.安装在20%弦长处的人工覆羽在前缘分离流的激励下会自适应地大幅翻转.安装在80%弦长处的覆羽则会被尾缘卷起的脱落涡向上抬起,并在准平衡状态下轻微摆动.这两类人工覆羽均能够有效地控制流动分离,并减小尾流的湍流脉动强度.

关键词：流动分离风洞实验分离流湍流脉动高时间分辨率热线风速仪高雷诺数锯齿形

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音乐时空关系的理论透视

南京艺术学院学报（音乐与表演版） 2024年第2期 120-123页

作者：朱诗宇南京艺术学院音乐学院江苏南京210013

音乐时间与音乐空间相互联系、相互作用,是一种有机融合的综合体。音乐时空关系具有依存性、顺序性和三重性等特征。音乐自然时空的相互联系、相互作用建构了音乐自然之美;音乐文化时空的相互联系、相互作用建构了音乐文化之美;音乐心... 详细信息

音乐时间与音乐空间相互联系、相互作用,是一种有机融合的综合体。音乐时空关系具有依存性、顺序性和三重性等特征。音乐自然时空的相互联系、相互作用建构了音乐自然之美;音乐文化时空的相互联系、相互作用建构了音乐文化之美;音乐心理时空的相互联系、相互作用则建构了音乐心灵之美。

关键词：音乐时间音乐空间音乐时空关系音乐空间意象三重性

数字经济、知识产权保护与现代化产业体系建设——基于中国278个城市的实证研究

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经济学动态 2024年第7期 57-74页

作者：叶瑞克钟诗宇浙江工业大学经济学院浙江工业大学现代化产业体系研究院 310023

数字经济已成为现代化产业体系建设的重要推动力。基于实体经济、科技创新、现代金融和人力资源四个维度构建了城市级现代化产业体系综合评价指标体系,采用2011—2022年中国278个城市的面板数据,探究了数字经济对现代化产业体系建设的... 详细信息

数字经济已成为现代化产业体系建设的重要推动力。基于实体经济、科技创新、现代金融和人力资源四个维度构建了城市级现代化产业体系综合评价指标体系,采用2011—2022年中国278个城市的面板数据,探究了数字经济对现代化产业体系建设的影响。基准回归和DID检验表明,数字经济发展赋能效果显著,“宽带中国”战略和“智慧城市”试点有力推动了试点城市现代化产业体系建设。机制检验表明,实体经济、科技创新、现代金融、人力资源都是数字经济赋能产业体系现代化的重要渠道。空间溢出效应检验结果显示,数字经济对现代化产业体系建设的影响在城市内发挥正向推动作用,对周边城市产生虹吸效应;知识产权保护总体上会强化数字经济的赋能作用。异质性分析表明,数字经济发展对现代化产业体系建设的赋能效果在我国东、中、西部、次级城市群与非城市群城市更为明显。本文为探索数字经济赋能现代化产业体系建设提供了理论依据与经验支撑。

关键词：数字经济现代化产业体系知识产权保护

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低旁瓣大扫描角多圆环光学相控阵优化设计

激光与光电子学进展 2024年

作者：钟永旭汪祥宇谌诗洋朱磊中国科学院光电技术研究所中国科学院重庆绿色智能技术研究院中国科学院大学重庆学院中国科学院大学

为了实现大角度低旁瓣的光束扫描，基于改进遗传算法和凸优化算法，对阵元位置以及阵元激励进行组合优化，设计了一种相邻阵元的最小间距为18μm、工作波长为1550nm的多圆环光学相控阵。优化过程分为两个步骤，首先对遗传算法进行改进... 详细信息

为了实现大角度低旁瓣的光束扫描，基于改进遗传算法和凸优化算法，对阵元位置以及阵元激励进行组合优化，设计了一种相邻阵元的最小间距为18μm、工作波长为1550nm的多圆环光学相控阵。优化过程分为两个步骤，首先对遗传算法进行改进，在特定俯仰角优化环间距的分布，从而大扫描角范围内实现了较低的峰值旁瓣电平；在此基础上使用凸优化算法优化不同指向角下阵元的激励幅值分布，进一步降低了峰值旁瓣电平。通过该组合优化，实现了俯仰方向±45°、水平方向360°的扫描范围，峰值旁瓣电平达到了-20.47dB，最大远场发散角为0.146°。为验证算法的有效性，研制了含64个阵元的小规模多圆环光学相控阵，搭建实验系统进行了试验验证，实验结果与算法优化结果相符。

关键词：光学相控阵多圆环阵列峰值旁瓣电平改进遗传算法凸优化算法

基于无人机的悬索桥主缆自动巡检及小样本表观病害识别

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中国公路学报 2024年第2期37卷 29-39页

作者：冯东明余星宇黎剑安吴刚东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 东南大学智慧建造与运维国家地方联合工程研究中心江苏南京2211189 长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室江苏南京211189 东南大学土木工程学院江苏南京211189

为了实现悬索桥主缆的自动化、智能化检查,开展了基于无人机的主缆巡检路径规划和小样本数据下的主缆病害识别研究。首先,利用无人机倾斜摄影测量技术快速建立悬索桥的三维模型,提出主缆无人机自动巡检路径的规划方法;然后,采用Faster R... 详细信息

为了实现悬索桥主缆的自动化、智能化检查,开展了基于无人机的主缆巡检路径规划和小样本数据下的主缆病害识别研究。首先,利用无人机倾斜摄影测量技术快速建立悬索桥的三维模型,提出主缆无人机自动巡检路径的规划方法;然后,采用Faster RCNN网络模型识别主缆图像中的表观病害;最后,采用基于图像融合的数据增强方法,提高小样本数据集下目标检测的准确率。在Faster RCNN网络模型训练过程中,随着训练轮次的增加,测试集中裂纹、锈蚀和划痕3类病害的平均精确率得到提升,并在第15个训练轮次后逐渐稳定,在经过100个训练轮次后,测试集中所有类别的平均精确率为0.723。以小龙湾桥为研究对象,进行了主缆的现场检查试验。研究结果表明:基于悬索桥三维模型进行主缆无人机自动巡检路径规划具有实际可行性;基于Faster RCNN网络模型能较准确地识别主缆的裂纹、锈蚀和划痕病害;利用图像融合方法生成病害数据能有效克服数据样本少的问题,并提高识别的准确性。

关键词：桥梁工程病害检测深度学习主缆检测路径规划

猪粪源溶解性有机质对锰矿区耕地土壤中镉迁移的影响

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环境科学研究 2024年

作者：张维侯孟彬伍诗宇王星敏重庆工商大学土地资源管理系重庆工商大学环境与资源学院

镉(Cd)是迁移潜力最大的重金属元素之一。土壤中Cd迁移过程及影响因素的研究对于土-水生态系统中Cd的环境风险评估及修复治理有重要意义。为探求外源富碳有机质对金属矿区污染耕地土壤中镉(Cd)迁移的影响，开展原状土柱淋洗试验，考察... 详细信息

镉(Cd)是迁移潜力最大的重金属元素之一。土壤中Cd迁移过程及影响因素的研究对于土-水生态系统中Cd的环境风险评估及修复治理有重要意义。为探求外源富碳有机质对金属矿区污染耕地土壤中镉(Cd)迁移的影响，开展原状土柱淋洗试验，考察对照淋洗阶段和猪粪源溶解性有机质(DOM)引入后(232 mg/L)淋洗阶段胶体结合态Cd(C-Cd)和水溶态Cd(D-Cd)迁移过程的差异及影响机制。结果表明：猪粪DOM引入前，土壤胶体是Cd迁移的主要载体，胶体浓度是影响总镉(T-Cd)和C-Cd浓度动态变化的主要因素；猪粪DOM引入后，原状土柱淋洗过程中T-Cd和C-Cd的迁移量分别是对照阶段的1.8倍和2.2倍，pH成为影响Cd迁移的关键因素。猪粪DOM的引入主要通过提升溶液pH，促进土壤胶体的迁移(迁移量较对照阶段增加了68.4%)进而增加C-Cd的迁移量(较对照阶段增加了124.4%)。同时，pH的增加也抑制了Cd2+的解吸，导致D-Cd迁移量较对照阶段减少了41.2%。此外，猪粪DOM引入后的淋洗过程中，DOM通过提升土壤胶体Cd富集系数(由32.6 mg/kg增至43.4 mg/kg)，进一步提升了土壤胶体对Cd迁移的支配作用，T-Cd中C-Cd的占比高达90.1%。因此，对于农用地Cd污染土壤或场地污染土壤利用或修复过程涉及外源富碳有机质(如畜禽粪便、城市污泥、堆肥/生物质炭)应用的情况，应重点关注外源DOM促进胶体结合态Cd迁移进入浅层地下水的环境风险。

关键词：镉迁移溶解性有机质猪粪土壤胶体

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靶向铁死亡增强胶质母细胞瘤的辐射敏感性

生物化学与生物物理进展 2024年第6期51卷 1284-1291页

作者：蒋希忠乔诗宇姜曈阎英徐莹吴彤中国医科大学北部战区总医院研究生培养基地沈阳110016 北部战区总医院放射治疗科沈阳110016

胶质母细胞瘤是一种高度恶性的脑肿瘤,具有快速生长、广泛浸润、高致死率的特点。放射治疗是利用电离辐射杀伤肿瘤细胞作为治疗胶质母细胞瘤的重要手段。由于胶质瘤患者五年生存率极低,因此迫切需要一些新的有效治疗策略。近年来,铁死... 详细信息

胶质母细胞瘤是一种高度恶性的脑肿瘤,具有快速生长、广泛浸润、高致死率的特点。放射治疗是利用电离辐射杀伤肿瘤细胞作为治疗胶质母细胞瘤的重要手段。由于胶质瘤患者五年生存率极低,因此迫切需要一些新的有效治疗策略。近年来,铁死亡作为一种新型的调节性细胞死亡方式,在胶质母细胞瘤的治疗中发挥了重要作用。已有研究揭示了铁死亡的关键过程,包括细胞内铁蓄积、活性氧产生、脂质过氧化、谷胱甘肽过氧化物酶4和胱氨酸-谷氨酸反向转运体活性抑制。研究表明,辐射可以通过产生活性氧、抑制抗氧化系统信号轴、耗竭谷胱甘肽、上调酰基辅酶A合成酶长链家族成员4以及诱导自噬来触发铁死亡。在放射治疗中可通过诱导铁超载、破坏抗氧化系统和线粒体功能等途径靶向铁死亡来增强胶质母细胞瘤的辐射敏感性。靶向铁死亡的辐射增敏治疗策略在胶质瘤的治疗中具有重要的潜在价值。本文综述了铁死亡及其发生机制,分析辐射诱导铁死亡的分子机理,介绍了调控铁死亡在提高胶质母细胞瘤放疗敏感性方面的应用和挑战,可为改善胶质母细胞瘤的治疗现状提供参考。

关键词：胶质母细胞瘤辐射铁死亡辐射增敏

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咪唑啉曼尼希碱缓蚀剂合成及缓蚀性能评价

当代化工研究 2023年第10期 62-64页

作者：杨晓拂张帆李芳芳安诗宇芮玉兰唐山冀油瑞丰化工有限公司华北理工大学化学工程学院

以月桂酸、三乙烯四胺、甲醛和苯乙酮为原料，合成了月桂酸咪唑啉曼尼希碱缓蚀剂，并对产品进行了红外表征。采用静态失重法对合成的咪唑啉曼尼希碱缓蚀剂进行缓蚀性能测试。实验结果表明，缓蚀率随着缓蚀剂使用浓度的增加而增加，缓蚀... 详细信息

以月桂酸、三乙烯四胺、甲醛和苯乙酮为原料，合成了月桂酸咪唑啉曼尼希碱缓蚀剂，并对产品进行了红外表征。采用静态失重法对合成的咪唑啉曼尼希碱缓蚀剂进行缓蚀性能测试。实验结果表明，缓蚀率随着缓蚀剂使用浓度的增加而增加，缓蚀剂浓度超过1250mg/L后，缓蚀率增加非常缓慢。缓蚀剂在10%盐酸溶液中，用量1250mg/L，腐蚀温度为40℃、60℃和80℃时，缓蚀率分别达到94.18%、88.16%和63.54%。极化曲线测试结果表明，阴极电位变的更负，阳极电位变化不大。因此，合成的缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。交流阻抗测试结果表明，缓蚀剂的加入可以提高金属表面电荷转移电阻，对碳钢表面进行了有效防护。

关键词：咪唑啉曼尼希碱失重法电化学法缓蚀剂