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干旱半干旱区灌丛对草本植物的促进作用研究进展

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植物生态学报 2022年第11期46卷 1321-1333页

作者：崔光帅罗天祥梁尔源张林中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

植物间竞争与促进作用是调控物种、群落以及生态系统对环境变化响应的重要机制,其中促进作用在胁迫生境发挥更重要的作用。该文从灌丛对草本植物的促进作用随水分的变化规律、发生机制以及在植被恢复中的应用3个方面,总结了最近30年来... 详细信息

植物间竞争与促进作用是调控物种、群落以及生态系统对环境变化响应的重要机制,其中促进作用在胁迫生境发挥更重要的作用。该文从灌丛对草本植物的促进作用随水分的变化规律、发生机制以及在植被恢复中的应用3个方面,总结了最近30年来干旱半干旱区灌丛促进作用的主要研究进展。作为预测植物间相互作用随环境胁迫程度变化的经典模式,胁迫梯度假说(SGH)认为促进作用随环境胁迫程度的增强而增强。然而,在以水分为主要限制因子的干旱半干旱生态系统中,SGH存在很大的不确定性,即灌丛对草本植物的促进作用随水分的减少并不总是线性增强,这种不确定性不仅与灌丛对土壤水分的复杂影响密切相关,同时还受到物种特性、植物生活史阶段、研究方法、研究尺度和指标等的影响。干旱半干旱区灌丛通过调节其冠层下土壤水分、养分及微生物群落,改善冠层内温度和辐射,抵御取食者等的方式,直接或间接影响其冠层下植物的存活、生长和繁殖。近年开展的去除实验结果表明,灌木地下部分对灌丛促进作用的影响强于地上部分。灌丛促进作用被认为是退化生态系统植被恢复的有效手段,而植被恢复成功与否受到环境胁迫程度、物种特性、植物生活史阶段和土地利用等的综合影响。在气候变化和人类活动的双重影响下,全球干旱半干旱区面积不断扩大,灌丛明显扩张。明确灌丛促进作用发生机制,探索灌丛与草本植物间相互作用随干旱梯度的变化规律,阐明灌丛对草本植物的影响,对预测干旱半干旱区物种和生态系统对气候变化的响应具有重要意义。基于目前的研究进展和干旱半干旱区发生的气候和环境变化,该文对未来灌丛促进作用研究提出以下展望:1)探索利用生物指标指示环境胁迫程度和植物间相互作用;2)明确灌木地上和地下部分在促进作用中的相对贡献,进而阐明灌丛促进作用的发生机制;3)探索受益物种对护卫植物的反馈作用机制;4)综合评估护卫植物在植被恢复中的贡献;5)加强模拟增水实验和长期定位观测研究;6)加强促进作用与其他研究领域的结合,如促进作用与生物入侵、灌丛化、生物多样性和生态系统功能的关系,促进作用对气候变化的响应等。

关键词：护卫植物水分可利用性物种丰富度胁迫梯度假说促进作用植被恢复

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抓取任务中的融差控制方法

机器人 2022年第5期44卷 589-600页

作者：仵沛宸帅威陈小平高杨洪文崔国伟中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230027 中国科学技术大学先进技术研究院安徽合肥230031

依据“融差性思维”,提出了无需精确感知依旧可以在一定范围内有效工作的融差控制方法。具体分析了融差抓取方法如何运用相同控制量实现不同抓取任务的工作原理,这一原理使得融差抓取方法在面对一大类抓取任务时,不需要知道物体的具体参... 详细信息

依据“融差性思维”,提出了无需精确感知依旧可以在一定范围内有效工作的融差控制方法。具体分析了融差抓取方法如何运用相同控制量实现不同抓取任务的工作原理,这一原理使得融差抓取方法在面对一大类抓取任务时,不需要知道物体的具体参数,只需要知道这一大类物体的边界条件。进一步分析了融差抓取方法在欠驱动手爪上的适用性,并发现了欠驱动手爪的局限性。实验表明,在控制量设定不变的情况下,依据融差抓取方法,柔性手爪可以抓住且不抓坏宽度范围为5~45 mm的嫩豆腐,且能够成功抓取宽度范围为5~60 mm的硬质长方体;弹簧关节欠驱动手爪可以抓住且不抓坏宽度范围为20~40 mm的嫩豆腐,且能够成功抓取宽度范围为5~60 mm的硬质长方体。这体现了融差抓取方法的通用性和欠驱动手爪在抓取柔性物体时的局限性。最后,展示了柔性手爪使用融差抓取方法在桌面抓取应用中以简单的控制策略成功抓取不同形状、不同材质的物体。这充分说明了融差抓取方法不依赖于精确的对象感知及物体模型,能够简化控制策略。

关键词：柔性手爪融差控制融差抓取抓豆腐

如何利用真空标度(VRBE)能级图理性设计与探索长余辉发光与光存储材料

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发光学报 2022年第9期43卷 1413-1427页

作者：吕天帅华侨大学发光材料与信息显示研究院材料科学与工程学院厦门市光电材料及其先进制造重点实验室福建厦门361021

简要介绍了无机长余辉发光材料与光存储材料的概念及其起源和研究现状。简述了三种经典商业长余辉发光与光存储材料。基于这三种商业发光材料,分析了理性设计这类材料存在的问题,并介绍如何基于真空标度能级图(Vacuum referred binding ... 详细信息

简要介绍了无机长余辉发光材料与光存储材料的概念及其起源和研究现状。简述了三种经典商业长余辉发光与光存储材料。基于这三种商业发光材料,分析了理性设计这类材料存在的问题,并介绍如何基于真空标度能级图(Vacuum referred binding energy(VRBE)diagram)来设计长余辉发光与光存储材料的策略。首先,介绍了真空标度能级图的定义和构建其所需要的模型参数和实验光谱数据。在稀土离子掺杂无机化合物真空标度能级图的基础上,阐述二价和三价铋离子的真空标度能级位置。其次,基于YPO4模型材料的真空标度能级图,介绍电子释放模型和空穴释放模型的定义和区别。最后,结合稀土离子和铋离子掺杂REPO4(RE=La,Y,Lu)及NaYGeO_(4)家族化合物的真空标度能级图,简要论述如何设计电子与空穴陷阱中心以及如何调控电子或空穴陷阱的深度。真空标度能级图对讨论载流子的捕获与释放以及理性设计与探索无机长余辉发光与光存储材料具有一定的指导意义。

关键词：真空标度能级图稀土离子 Bi^(3+) Bi^(2+) 长余辉发光光存储材料

基于费用-效能分析的装甲装备定时维修方案优化

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火力与指挥控制 2015年第8期40卷 131-135页

作者：李浩张耀辉李勇昝翔韩朝帅装甲兵工程学院北京100072

针对装甲装备初始定时维修方案制定对经验的依赖性,以维修保障综合信息为基础,通过装备效能以及期望维修费用模型的构造,对定时维修间隔期进行优化,并构造了兼顾可用度及期望维修费用的组合模型,最后通过实例验证了该模型的有效性及实... 详细信息

针对装甲装备初始定时维修方案制定对经验的依赖性,以维修保障综合信息为基础,通过装备效能以及期望维修费用模型的构造,对定时维修间隔期进行优化,并构造了兼顾可用度及期望维修费用的组合模型,最后通过实例验证了该模型的有效性及实用性。

关键词：维修保障信息定时维修间隔期优化可用度维修费用

数字孪生驱动的热交换器降阶建模及智能感知方法研究

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化工学报 2023年第10期74卷 4218-4228页

作者：籍帅航王金江蔡睿孙雪皓葛伟凤中国石油大学(北京)人工智能学院北京102249 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室北京102249 中海油安全技术服务有限公司天津300456

管壳式热交换器是能源系统中的重要组成部分,长时间的运行容易在导热管内造成结垢故障,导致热交换器传热效率下降、流动阻力增加、耗能增加、系统压力下降等问题。结垢故障往往隐藏在设备内部,通过运行数据监测或者仿真手段往往不足以... 详细信息

管壳式热交换器是能源系统中的重要组成部分,长时间的运行容易在导热管内造成结垢故障,导致热交换器传热效率下降、流动阻力增加、耗能增加、系统压力下降等问题。结垢故障往往隐藏在设备内部,通过运行数据监测或者仿真手段往往不足以感知和预测多工况下的设备状态,数字化的热交换器状态监测技术为解决问题提供了新思路,但存在数字孪生体难以构建、降阶效果不理想、结垢数据难以获取等问题。为了能够建立数字孪生驱动的热交换器高保真降阶模型,提出了一种基于本征正交分解的径向基自适应模型降阶方法。基于物理信息的自适应采样算法采集更有效的样本数据,利用POD-RBF建立高保真降阶模型,开展热交换器的结垢故障的仿真实验,通过BP神经网络进行热交换器的结垢感知和预测。实验结果表明所建立的自适应采样降阶模型与不使用采样的降阶模型相比求解效率提高了1倍,与全阶模型的误差在4%左右,通过降阶模型快速生成更符合物理机理的结垢数据,预测误差保持在0.0554 mm左右,能有效地对换热器的结垢进行感知和预测。

关键词：热交换器数字孪生模型降阶状态监测故障诊断

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基于微流控芯片构建复合力学刺激细胞反应器

传感器与微系统 2022年第8期41卷 6-10页

作者：敬灵芝范苏娜姚响张耀鹏纤维材料改性国家重点实验室东华大学材料科学与工程学院上海201620 济南金泉生物科技有限公司山东济南250101

基于软光刻技术制备了微流控芯片,开发了芯片基材表面修饰技术,有效促进了细胞在微通道内表面的黏附生长,为细胞灌流培养奠定了基础。进一步结合可控的灌流系统和往复伸缩机,构建了对细胞培养体系可同时施加流体剪切力和压力的复合力学... 详细信息

基于软光刻技术制备了微流控芯片,开发了芯片基材表面修饰技术,有效促进了细胞在微通道内表面的黏附生长,为细胞灌流培养奠定了基础。进一步结合可控的灌流系统和往复伸缩机,构建了对细胞培养体系可同时施加流体剪切力和压力的复合力学刺激细胞反应器。通过在微通道中置入光纤光栅传感器,还可使该反应器能实时监测通道中的压力。该反应器简便小巧,可置于细胞培养箱中,用于研究流体剪切力—压力复合力学刺激对细胞行为的影响。其在复合力学刺激培养细胞或微组织相关研究领域具有潜在的应用价值。

关键词：微流控芯片复合力学刺激流体剪切力压力表面改性

不同代价函数下永磁同步电机模型预测控制参数失配可视化分析

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电工技术学报 2023年第4期38卷 903-914页

作者：郭磊磊王朋帅李琰琰武洁王明杰郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002

针对电机模型参数失配进行分析,该文提出一种可视化分析方法,分别研究了电阻、电感和磁链等参数失配对模型预测控制的影响。首先,结合无差拍控制原理计算得到满足控制要求的参考电压矢量;其次,分析电阻、电感和磁链等参数失配时参考电... 详细信息

针对电机模型参数失配进行分析,该文提出一种可视化分析方法,分别研究了电阻、电感和磁链等参数失配对模型预测控制的影响。首先,结合无差拍控制原理计算得到满足控制要求的参考电压矢量;其次,分析电阻、电感和磁链等参数失配时参考电压矢量空间位置的变化,并利用Matlab算法对参数失配下参考电压矢量相应的最优电压矢量进行可视化表达;最后,通过最优电压矢量区域的不同变化得到不同参数失配对模型预测控制的影响。所提可视化分析方法不仅可以分析多种模型参数失配对控制系统的复杂影响,而且可以得到参数失配对不同代价函数下永磁同步电机模型预测控制最优电压矢量选择的影响和区别,为实现模型预测误差补偿控制提供坚实的理论依据。StarSim硬件在环实验研究验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机模型预测控制参数失配可视化分析代价函数

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低压涡轮铸造叶片几何不确定性统计

航空学报 2023年第6期44卷 305-320页

作者：罗佳奇陈泽帅邹正平曾飞杜鹏程浙江大学航空航天学院杭州310027 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室北京102206 中国航发湖南动力机械研究所株洲412002

精铸涡轮叶片的几何偏差诱因较多,几何偏差的统计对认识偏差来源及统计建模、评估叶片几何精度等均具有重要意义。首先初步分析千套低压涡轮真实叶片几何偏差的基本特征,通过主元分析提取偏差模态并识别主要偏差来源,发现该涡轮叶片存... 详细信息

精铸涡轮叶片的几何偏差诱因较多,几何偏差的统计对认识偏差来源及统计建模、评估叶片几何精度等均具有重要意义。首先初步分析千套低压涡轮真实叶片几何偏差的基本特征,通过主元分析提取偏差模态并识别主要偏差来源,发现该涡轮叶片存在明显的偏移、扭转和叶型误差。之后介绍一种基于优化策略的高效高精度叶片几何偏差分解方法,分离出偏移误差、扭转误差和叶型误差,统计发现总体几何偏差的概率密度函数(PDFs)接近高斯分布。最后对叶型误差进行统计分析并发现相对于真实叶片,偏差分解后叶型轮廓度误差的统计均值和标准差均明显下降,叶片合格率明显上升;此外,通过叶表特殊位置的轮廓度统计发现叶型轮廓度的概率密度函数也近似满足高斯分布。

关键词：几何变化不确定性低压涡轮偏差分解叶型误差概率统计

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融合空谱-梯度特征的深度高光谱图像去噪

光学精密工程 2022年第5期30卷 615-629页

作者：李忠伟张浩王雷全任广波崔行帅中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580

为了去除高光谱图像采集过程中产生的噪声,提升后续图像处理的性能,提出了一种融合空谱-梯度特征的深度高光谱图像去噪方法。它包括空谱特征网络和梯度特征网络,且各网络使用密集跳跃连接和可分离卷积策略进行优化。空谱网络模型实现噪... 详细信息

为了去除高光谱图像采集过程中产生的噪声,提升后续图像处理的性能,提出了一种融合空谱-梯度特征的深度高光谱图像去噪方法。它包括空谱特征网络和梯度特征网络,且各网络使用密集跳跃连接和可分离卷积策略进行优化。空谱网络模型实现噪声特征的精确提取,梯度网络模型对噪声纹理特征进行补充,最后基于两个网络的特征提取结果进行融合,实现噪声特征的精准刻画,并用于恢复干净图像。分别在合成噪声图像和真实噪声图像上验证方法的有效性。实验结果表明,该方法在恢复图像内部结构上效果显著,在噪声标准差50的条件下去噪结果的平均信噪比达到29.426 dB,平均结构相似性达到0.9678 dB,去噪结果使用支持向量机算法进行分类,分类精度达到90.89%。

关键词：高光谱图像去噪空谱网络梯度网络密集连接可分离卷积