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挠性航天器姿态动力学数据驱动辨识与控制

力学学报 2024年第2期56卷 433-445页

作者：陈竑宇陈提南京航空航天大学航空学院南京210016

挠性航天器的姿态机动与其挠性部件的振动存在强耦合,这导致系统表现出明显的非线性特征,其动力学行为的描述与控制是非常具有挑战的问题.为了处理挠性航天器建模与姿态控制中的非线性问题,针对挠性航天器的姿态控制问题提出了一种基于K... 详细信息

挠性航天器的姿态机动与其挠性部件的振动存在强耦合,这导致系统表现出明显的非线性特征,其动力学行为的描述与控制是非常具有挑战的问题.为了处理挠性航天器建模与姿态控制中的非线性问题,针对挠性航天器的姿态控制问题提出了一种基于Koopman算子理论的数据驱动建模方法,并基于数据驱动辨识得到的模型设计了最优控制器,实现对挠性航天器的姿态控制和振动抑制.首先,提出了一种基于Koopman算子理论和非线性系统稀疏性辨识算法(SINDY)的SO(3)上挠性航天器姿态动力学数据驱动辨识方法,根据SO(3)上挠性航天器姿态的动力学特点,设计了一组包含姿态动力学状态的观测函数,用于提升空间上挠性航天器姿态动力学的广义线性模型稀疏性辨识.然后,在小角速度假设下进行全局线性化,通过去除广义线性模型中的高阶项来得到挠性航天器姿态动力学的有限维Koopman稀疏模型,并通过仿真验证了广义线性SINDY模型与Koopman线性化模型的预测能力.最后,以数据辨识得到的线性化模型为基础,提出了基于Koopman算子的最优线性二次型调节器(LQR)用于挠性航天器的姿态控制与振动抑制.通过仿真验证了所提出控制器的效果,并将所提出的控制器与经典非线性最优控制方法进行对比,证明了所提出算法的优势.

关键词：挠性航天器 SO(3) Koopman算子数据驱动 SINDY LQR

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农业知识图谱技术研究现状与展望

农业机械学报 2024年第6期55卷 1-17页

作者：侯琛牛培宇中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室北京100871

在当前农业信息化的发展进程中,多数农业子领域面临着数据资源分散、信息整合难度大、知识利用效率低等问题。作为近年来新兴的一种知识表示技术,知识图谱已在部分农业特定领域展现出了强大的语义推理和数据整合能力,同时帮助一些农业... 详细信息

在当前农业信息化的发展进程中,多数农业子领域面临着数据资源分散、信息整合难度大、知识利用效率低等问题。作为近年来新兴的一种知识表示技术,知识图谱已在部分农业特定领域展现出了强大的语义推理和数据整合能力,同时帮助一些农业上层应用提高了性能。为系统总结近年来农业知识图谱构建与应用方面的研究成果,本文首先阐述了知识图谱基础和农业知识图谱的构建流程,并从本体建模、信息抽取、知识融合以及知识加工4方面总结了构建农业知识图谱所涉及的关键技术。将当前农业知识图谱的应用分为信息检索、问答系统、推荐系统、专家诊断系统和作物预测5方面,并对这些应用工作进行了梳理。最后,对当前农业知识图谱的研究现状进行了总结,并认为未来农业知识图谱可以从多模态知识推理、强时效性知识更新、多语言知识查询、跨领域数据融合以及子领域知识图谱构建等方面加以研究。

关键词：知识图谱农业领域信息检索问答系统推荐系统专家诊断系统作物预测

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外胚层间充质干细胞来源的外泌体通过控制炎症和氧化损伤减少M1型小胶质细胞并促进H2O2处理后PC12细胞的存活

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南方医科大学学报 2024年第1期44卷 119-128页

作者：孙晓鹏史航张磊刘中李克威钱玲玲朱星宇杨康佳付强丁华江苏大学附属人民医院骨科江苏镇江212000 上海交通大学医学院附属第一人民医院骨科上海200080 江苏大学医学院江苏镇江212013

目的探究外胚层间充质干细胞来源的外泌体(EMSCs-exo)对脊髓继发性损伤的潜在修复作用。方法从大鼠鼻黏膜中分离培养EMSCs,并通过免疫荧光染色鉴定。采用超速离心法获取EMSCs-exo,并通过透射电镜、纳米颗粒跟踪分析(NTA)和Westernblot... 详细信息

目的探究外胚层间充质干细胞来源的外泌体(EMSCs-exo)对脊髓继发性损伤的潜在修复作用。方法从大鼠鼻黏膜中分离培养EMSCs,并通过免疫荧光染色鉴定。采用超速离心法获取EMSCs-exo,并通过透射电镜、纳米颗粒跟踪分析(NTA)和Westernblot进行鉴定。利用差速贴壁法纯化小胶质细胞,并通过免疫荧光染色鉴定。根据BCA法测得的蛋白浓度对EMSCs-exo进行定量分析。设置对照组、含100μg/L脂多糖(LPS)的组和含LPS及37.5mg/L或75mg/LEMSCs-exo的组对小胶质细胞进行处理。设置对照组、含400μmol/LH2O2的组和含H2O2及37.5mg/L或75mg/LEMSCs-exo的组对PC12细胞进行处理。通过Western blot和qRT-PCR测定小胶质细胞各组Arg1和iNOS蛋白和mRNA表达量。通过酶联免疫吸附实验测定上清中IL-6、IL-10和IGF-1的浓度。通过CCK-8和AnnexinV-FITC/PI凋亡检测试剂盒检测PC12细胞各组的活力和凋亡情况。结果免疫荧光染色显示EMSCs高表达标志物Nestin、CD44、CD105、Vimentin。透射电镜显示EMSCs-exo呈典型的杯状结构,NTA显示其平均粒径为142nm,Westernblot显示其表达外泌体标志蛋白CD63、CD81、TSG101,不表达Vimentin。当小胶质细胞在LPS环境中时,75mg/L的EMSCs-exo能够有效提高其Arg1蛋白量、降低iNOS蛋白量(P<0.05),且相比于37.5mg/L的浓度,其更能有效提高其Arg1mRNA水平和IGF-1、IL-10(P<0.05)的生成,降低iNOSmRNA水平和IL-6的生成(P<0.05);也更有效促进H2O2环境中PC12细胞的存活,降低凋亡率(P<0.05)。结论75mg/L的EMSCs-exo在体外有效减少M1型小胶质细胞比例,减轻氧化应激下的神经元凋亡,促进神经元存活,因此在控制脊髓继发性损伤中具有一定应用潜能。

关键词：外胚层间充质干细胞外泌体小胶质细胞炎症氧化应激脊髓继发性损伤

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严格可证明安全的两方协同SM2签名协议

电子学报 2024年第2期52卷 540-549页

作者：程一帆刘擎宇梁泽宇于昇云海链控股股份有限公司海南澄迈571924 牛津(海南)区块链研究院有限公司密码学实验室海南澄迈571924

SM2签名算法自提出后得到了广泛的应用,其中电子合同是一个典型的应用场景.用户在使用电子合同服务签约时,由于单个用户抗攻击能力较弱,存在严重的私钥泄露风险,因此往往将私钥托管在服务商的云端服务器上.但是这又涉及对服务商的信任问... 详细信息

SM2签名算法自提出后得到了广泛的应用,其中电子合同是一个典型的应用场景.用户在使用电子合同服务签约时,由于单个用户抗攻击能力较弱,存在严重的私钥泄露风险,因此往往将私钥托管在服务商的云端服务器上.但是这又涉及对服务商的信任问题,甚至直接影响电子合同的合法性.为了解决这个两难问题,我们基于同态加密的思想提出了一种两方协同SM2签名协议,用户和服务商协同生成并保存各自的私钥分片,在使用时通过线上交互的方式合作生成签名,从而同时解决安全和信任问题.我们发现,现有的两方协同SM2签名协议的安全性都存在问题或者错误,就我们所知,本协议是第一个严格可证明安全的两方协同SM2签名协议.

关键词： SM2协同签名可证明安全电子合同同态加密安全多方计算

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深松对黑土物理特性及真菌群落结构影响

沈阳农业大学学报 2024年 163-175页

作者：杨彦明周祎王庆宇董津蒙吴菲刘景辉内蒙古农业大学农学院通辽市农牧科学研究所科尔沁右翼前旗农牧业科学技术发展中心 4. 扎赉特旗农牧和科技事业发展中心

为阐明不同深松方式对黑土耕层物理特性与真菌群落结构影响，于2018-2020年开展大田试验，以旋耕为对照，设3个深松年限（1,2和3 a）和3个深松深度（25,35和45 cm）共10个处理，分析0～20 cm耕层物理特性及玉米根际土壤真菌群落结构变... 详细信息

为阐明不同深松方式对黑土耕层物理特性与真菌群落结构影响，于2018-2020年开展大田试验，以旋耕为对照，设3个深松年限（1,2和3 a）和3个深松深度（25,35和45 cm）共10个处理，分析0～20 cm耕层物理特性及玉米根际土壤真菌群落结构变化。结果表明：相较于旋耕，深松可使0～10 cm土层土壤含水量、温度、容重降低，土壤毛管孔隙度增加。从深松深度来看，深松45 cm(CS)处理对0～10 cm土层土壤含水量影响最大，深松25 cm(QS)处理土壤温度整体降幅最大，深松35 cm(SS)处理土壤容重最小；各处理可使10～20 cm土层土壤含水量、容重升高，使毛管孔隙度降低，这一规律与0～10 cm土层相反。同时，深松后土壤结构指数（generalized soil structure index, GSSI）、土壤三相结构距离指数（soil three-phase structure distance, STPSD）与土壤容重分别呈极显著正、负相关。Ace指数与土壤温度呈显著正相关，表明土壤温度提高有利于真菌群落丰富度提升。相较于旋耕处理，深松处理导致子囊菌门（Ascomycota）相对丰度大幅降低，被孢霉门（Mortierellomycota）、担子菌门（Basidiomycota）相对丰度大幅增加。这表明剧烈的土壤扰动在影响耕层水热状况的同时，也改变了真菌群落结构，使其向新群落结构发展。从属水平看，各深松处理较CK（旋耕）提高双极霉属（Bipolaris）、葡萄状穗霉属（Stachybotrys）、附球菌属（Epicoccum）、Dioszegia和Papiliotrema相对丰度，降低Myrmecridium、帚枝霉属（Sarocladium）、Plectosphaerella（织球壳菌属）、枝鼻菌属（Cladorrhinum）和Cercophora（尾孢菌属）相对丰度。根据单因子相似性分析（analysis of similarities, ANOSIM），各处理间真菌群落差异显著（R=0.253, P=0.002）。深松深度相较于深松年限更易使真菌群落产生差异，而深松年限增加会减小不同深度造成的差异。

关键词：深松黑土物理特性真菌群落结构

香格里拉地区温泉水文地球化学特征及成因分析

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水资源保护 2024年

作者：郑玉慧李小慧白曜宇侯合明姚志鹏闫玉才河南省地质局生态环境地质服务中心河南省矿山环境生态修复工程技术研究中心云南富盛锌鑫投资股份有限公司

为了解香格里拉地区地热资源状况，以该区天生桥温泉和下给温泉为研究对象，通过水化学分析法、氢氧同位素分析法以及地球化学温标法等，对研究区地热系统的水化学特征、地下水补给来源以及热储温度进行分析研究。结果表明：天生桥温泉... 详细信息

为了解香格里拉地区地热资源状况，以该区天生桥温泉和下给温泉为研究对象，通过水化学分析法、氢氧同位素分析法以及地球化学温标法等，对研究区地热系统的水化学特征、地下水补给来源以及热储温度进行分析研究。结果表明：天生桥温泉水化学类型为HCO3-Ca·Na和HCO3-Na·Ca型，下给温泉为HCO3·Na和HCO3-Na·Ca型。两温泉均来源于大气降水，且存在18O漂移现象，其补给区高程分别为3710m和3842m，位于温泉东南方向的刺那一带，补给区温度分别为- 11.98℃和-12.91℃，均为未成熟水。以阳离子地热温标法对温泉进行地下热储估算的结果偏大，SiO2地热温标更合适。两温泉混合的冷水比例分别为52%和72％，结合SiO2地热温标得出热储温度分别为98℃和160℃，这为开发利用温泉资源和了解该地区陆地水循环提供了重要的数据支撑。

关键词：温泉水文地球化学同位素香格里拉

基于数值模拟的平原河网水质改善精准化引水方案研究

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水电能源科学 2024年

作者：张开鑫吴德安李玉明陈祥舟程弘宇河海大学港口海岸与近海工程学院中国电建集团市政规划设计研究院有限公司中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

为探究引水工程对杭嘉湖平原河网城镇化地区的水质改善效果,以海宁市洛塘河圩区平原河网水系为例,针对平原河网水系流通性差与河流污染状况,通过MIKE 11建立了洛塘河圩区河网水系的水动力水质耦合模型,提出并模拟不同引水方案,分析研究... 详细信息

为探究引水工程对杭嘉湖平原河网城镇化地区的水质改善效果,以海宁市洛塘河圩区平原河网水系为例,针对平原河网水系流通性差与河流污染状况,通过MIKE 11建立了洛塘河圩区河网水系的水动力水质耦合模型,提出并模拟不同引水方案,分析研究其影响机理,对不同方案的引水作用过程及其效果进行综合分析和比较。结果表明,合理选择引水地点和增加引水量对圩区水质改善作用明显,但相同情况下对初始浓度高的月份改善作用较弱;采用引水启停调度方案,短时间高流量间歇性引水,可更经济科学地使河网水质达到设计目标标准。研究结果可为平原河网区域水系综合整治提供参考依据。

关键词：平原河网水质改善数值模拟引水工程优化方案

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俯冲侵蚀的研究历史、现状与展望

岩石学报 2024年第3期40卷 719-740页

作者：黄彤宇王强杨宗永中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中科院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081

俯冲侵蚀是指在板块俯冲过程中,俯冲板块通过构造作用移走俯冲上盘的物质并将其带到深部地幔的过程。前人研究表明,俯冲侵蚀在新生代环太平洋俯冲带是一种十分普遍且非常重要的地质过程,同时对活动陆缘的构造变形、岩浆弧的形成、金属... 详细信息

俯冲侵蚀是指在板块俯冲过程中,俯冲板块通过构造作用移走俯冲上盘的物质并将其带到深部地幔的过程。前人研究表明,俯冲侵蚀在新生代环太平洋俯冲带是一种十分普遍且非常重要的地质过程,同时对活动陆缘的构造变形、岩浆弧的形成、金属成矿、壳-幔物质循环以及大陆地壳的生长与演化均具有重要的影响。本文在回顾前人研究历史的基础上,简要介绍了俯冲侵蚀的基本模型和控制因素,系统总结了俯冲侵蚀引起的地质效应以及识别依据,分析探讨了俯冲侵蚀与金属成矿、大陆地壳演化的关系。此外,本文还介绍了俯冲侵蚀在国内的研究现状,并分析了青藏高原的班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带晚中生代俯冲侵蚀识别的研究实例,揭示了欧亚大陆南缘在晚中生代是一个侵蚀型的板块汇聚边界。最后对我国今后开展相关研究提出了一些思考和展望。

关键词：汇聚边界俯冲带俯冲侵蚀岩浆作用金属成矿陆壳破坏

前列腺癌局部复发影像报告系统对前列腺癌根治术后局部复发的诊断效能及观察者间评分一致性研究

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中华放射学杂志 2024年第3期58卷 293-300页

作者：胡尘翰乔晓梦包婕胡春洪赵泽宇王希明苏州大学附属第一医院放射科苏州215006

目的评估前列腺癌局部复发影像报告系统(PI-RR)对前列腺癌根治性切除术(RP)后局部复发的诊断效能及不同年资医师间评分的一致性。方法本研究为横断面研究。回顾性收集2015年7月到2021年10月苏州大学附属第一医院RP后发生生化复发(BCR)... 详细信息

目的评估前列腺癌局部复发影像报告系统(PI-RR)对前列腺癌根治性切除术(RP)后局部复发的诊断效能及不同年资医师间评分的一致性。方法本研究为横断面研究。回顾性收集2015年7月到2021年10月苏州大学附属第一医院RP后发生生化复发(BCR)而接受多参数MRI(mpMRI)的前列腺癌患者176例。6名不同年资放射科医师(2名低年资、2名高年资及2名专家医师)按照PI-RR评分标准分析mpMRI图像并对主病灶进行评分。基于穿刺病理结果、随访影像学检查及前列腺特异性抗原水平判定术后结局,分为局部复发组(54例)和未局部复发组(122例)。使用组内相关系数(ICC)和Kappa检验评估不同年资医师PI-RR评分的一致性。采用受试者操作特征(ROC)曲线分析不同年资医师PI-RR评分对前列腺癌RP术后局部复发的诊断效能,使用DeLong检验比较不同年资医师PI-RR评分的ROC曲线下面积(AUC),并对结果进行Benjamini-Hochberg法FDR校正。计算以PI-RR评分≥3或4分为阈值时的灵敏度、特异度。结果不同年资医师PI-RR评分ICC(95%CI)为0.70(0.64~0.76),专家与高年资医师PI-RR评分间Kappa值为0.528,专家与低年资医师间Kappa值为0.325,高年资与低年资医师间Kappa值为0.370。低年资、高年资及专家医师PI-RR评分诊断前列腺癌RP术后局部复发的AUC(95%CI)分别为0.73(0.65~0.81)、0.81(0.74~0.88)及0.86(0.80~0.93)。专家医师PI-RR评分的AUC高于高年资及低年资医师的AUC(Z=2.22、3.21,FDR校正P=0.039、0.003),高年资医师PI-RR评分AUC高于低年资医师(Z=2.22,FDR校正P=0.026)。以PI-RR评分≥3分为局部复发时,低年资医师、高年资医师和专家医师PI-RR评分的灵敏度分别为0.59、0.65和0.78,特异度分别为0.82、0.93和0.95;以PI-RR评分≥4分为局部复发时,低年资医师、高年资医师和专家医师PI-RR评分的灵敏度分别为0.50、0.54和0.69,特异度分别为0.88、0.96和0.97。结论PI-RR评分能够准确地诊断前列腺癌RP术后局部复发,不同年资医师PI-RR评分间一致性中等,诊断效能受阅片者经验的影响。

关键词：前列腺肿瘤磁共振成像前列腺癌局部复发影像报告系统诊断效能一致性分析