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固定翼无人机的实时运动规划及轨迹跟踪控制

飞行力学 2024年

作者：张鹏生何真汤张帆侯青杉南京航空航天大学自动化学院

针对小型固定翼无人机自主飞行过程中的避障过程，研究了巡航速度下无人机的实时避障路径规划以及轨迹跟踪控制问题。首先提出了一种基于避碰力的实时避障路径规划算法设计，分析了轨迹时间分配问题及轨迹的拟牛顿法的数值求解方法。然... 详细信息

针对小型固定翼无人机自主飞行过程中的避障过程，研究了巡航速度下无人机的实时避障路径规划以及轨迹跟踪控制问题。首先提出了一种基于避碰力的实时避障路径规划算法设计，分析了轨迹时间分配问题及轨迹的拟牛顿法的数值求解方法。然后，为实现无人机对实时避障轨迹的精确跟踪，研究了固定翼无人机基于L1距离和TECS(total energy control system)的混合位置控制算法以及姿态控制算法。最后，设计了基于PX4 SITL(software in the loop)的固定翼无人机在线避障软件仿真框架并进行了软件在环仿真实验，仿真结果验证了所设计的在线避障路径规划算法的有效性以及轨迹跟踪算法的可行性。

关键词：实时运动规划障碍避免轨迹跟踪控制软件在环仿真

从“土枢四象,一气周流”探析儿童肠系膜淋巴结炎的辨治

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北京中医药大学学报 2024年第5期47卷 679-685页

作者：胡忠杉孙洮玉马桢北京中医药大学东直门医院北京100700

肠系膜淋巴结炎是儿科常见的消化系统疾病,亦是儿童急性腹痛的常见病因,因其具有易反复发作的特点,病程迁延可影响患儿生长发育。西医学多采用止痛、抗炎等相应的对症治疗,中医药治疗本病疗效明确,且具有独特优势。黄元御“土枢四象,一... 详细信息

肠系膜淋巴结炎是儿科常见的消化系统疾病,亦是儿童急性腹痛的常见病因,因其具有易反复发作的特点,病程迁延可影响患儿生长发育。西医学多采用止痛、抗炎等相应的对症治疗,中医药治疗本病疗效明确,且具有独特优势。黄元御“土枢四象,一气周流”理论是关于人体气机周流的学说,尤其强调中焦气机通畅的重要性,中焦脾胃为气机升降之枢纽,脾胃之气左升而为心、肝,右降而为肺、肾,气机升降,如环无端。脑-肠轴是消化系统和神经系统之间的复杂信息交流网络的统称,该轴功能在一定程度上与“土枢四象,一气周流”有相通之处。肠系膜淋巴结炎的病因病机与该理论阴盛阳衰、湿阻中焦而致中焦失健、气之循环运动受阻的发病过程相契合,同时,其发病及病情进展亦受脑-肠轴的调控。故本病以脾虚湿阻为主要证候类型,肝脾气滞、脾肾阳衰亦不少见。在该理论的指导下,通过温阳和中、燥湿行气、化痰散结之法,结合脑-肠轴相关理论治疗本病可取得明显的临床疗效。

关键词：土枢四象一气周流黄元御肠系膜淋巴结炎温中燥湿行气

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“道家式教师”:缘由、内涵与本土探索方法

河北师范大学学报（教育科学版） 2024年第1期26卷 48-54页

作者：刘峻杉孙钰欣首都师范大学初等教育学院北京100048

“道家式教师”是近30年来西方学者提出和使用的概念。它是道家思想在教师形象和行为上的反映。在已有研究中,“道家式教师”的特点主要体现在能够以“静”守住教师人格和身份的“本真”,以“接纳”带来对全体学生的“包容”,以“无为... 详细信息

“道家式教师”是近30年来西方学者提出和使用的概念。它是道家思想在教师形象和行为上的反映。在已有研究中,“道家式教师”的特点主要体现在能够以“静”守住教师人格和身份的“本真”,以“接纳”带来对全体学生的“包容”,以“无为”开展自然流动式的教学。对“道家式教师”进行本土探索和现代转化需要以研究方法上的思考为前提,注重从先秦道家经典中探索“道家式教师”的理论原型,通过理论比较来构建其现代教育场域中的概念内涵,并以实证研究来探索其可行性,这有助于这个概念在构建中国式现代化教育的过程中发挥出更大的理论和实践力量。

关键词：道家思想 “道家式教师” 本土探索现代转化中华优秀传统文化

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交叉扩散驱动的SI模型空间斑图

物理学报 2024年第8期73卷 62-71页

作者：陆源杉肖敏万佑红丁洁蒋海军南京邮电大学自动化学院人工智能学院南京210023 新疆大学数学与系统科学学院乌鲁木齐830047

目前国内外关于SI模型空间格局的研究大多数局限在自扩散以及系统参数对斑图模式的影响,而关于交叉扩散对空间格局的演化机理研究成果较少.本文建立了一个具有自扩散和交叉扩散的空间流行病模型,研究了在有无自扩散驱动系统不稳定的情况... 详细信息

目前国内外关于SI模型空间格局的研究大多数局限在自扩散以及系统参数对斑图模式的影响,而关于交叉扩散对空间格局的演化机理研究成果较少.本文建立了一个具有自扩散和交叉扩散的空间流行病模型,研究了在有无自扩散驱动系统不稳定的情况下,交叉扩散对SI模型的稳定性、稳定速度以及斑图结构的影响.研究发现,在无自扩散驱动系统不稳定的情况下,引入交叉扩散能够激发Turing斑图的产生;在自扩散驱动系统不稳定的情况下,交叉扩散可以实现斑图结构的改变;对于SI模型的稳定速度,不论有无自扩散驱动系统不稳定,交叉扩散都影响了其到达稳定所需时间,且在不同的交叉扩散系数下,所需时间也不同.因此,交叉扩散对于SI模型的稳定性、稳定速度、斑图结构都有重要的影响.

关键词： Turing不稳定非线性发病率交叉扩散 Turing 斑图

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润滑介质及基体对不同厚度PTFE/PI-PAI涂层的摩擦性能

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中国表面工程 2024年第1期37卷 225-239页

作者：涂传坤曹均朱旻昊叶佩青谢京杉宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 西南交通大学材料科学与工程学院成都315016 清华大学机械工程学院北京100084 中原内配集团轴瓦股份有限公司孟州454750

船舶发动机轴瓦在受到炮弹攻击后处于极端工况,造成轴瓦失效破坏。传统的电镀镀层和磁控溅射薄膜因存在高污染、高成本等缺点,目前亟须寻求新的解决方案来提高轴瓦在极端工况下的耐磨性能。针对轴瓦因炮击而处于极端工况,设计了ZrO_(2)... 详细信息

船舶发动机轴瓦在受到炮弹攻击后处于极端工况,造成轴瓦失效破坏。传统的电镀镀层和磁控溅射薄膜因存在高污染、高成本等缺点,目前亟须寻求新的解决方案来提高轴瓦在极端工况下的耐磨性能。针对轴瓦因炮击而处于极端工况,设计了ZrO_(2)填充PTFE/PI-PAI的涂层材料,采用液体喷涂工艺在A370铝合金和CuPb22Sn2.5铜合金基体表面制备三种不同厚度涂层,研究涂层在不同润滑介质下的摩擦学性能。结果表明,涂层的摩擦学性能受到涂层硬度、润滑介质及基体支撑作用影响,涂层的硬度及弹性模量随厚度的增加呈现递减的趋势。涂层越厚,基体的支持作用越小。在油润滑工况下,铜合金基体上涂层摩擦因数及磨损率均小于铝合金,润滑油是涂层摩擦性能最主要影响因素。在海水工况下,涂层主要表现为磨粒磨损,并出现明显的犁沟现象。铜合金基体上涂层的摩擦因数高于铝合金,海水腐蚀和高频往复摩擦带来的冲刷作用是摩擦性能主要影响因素。在干摩擦工况下,涂层以黏着磨损为主。涂层的硬度受到基体支撑的影响,高频往复运动中硬质对磨球与硬质基体夹击软质涂层和接触压力是摩擦性能主要影响因素。通过涂层与合金摩擦因数对比,可知30μm涂层能够大幅度地降低轴瓦材料的摩擦因数,有利于提高船舶发动机轴瓦在极端工况的摩擦学性能。阐明了基体对不同厚度自润滑涂层的支撑机理,分析了涂层在极端工况下受到轰击后的摩擦学性能,确定了船舶发动机轴瓦涂层的最佳设计厚度。

关键词：涂层厚度润滑介质基体支撑摩擦行为磨损机制

“三新”背景下高中语文单元作业设计实施路径探索

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最小说 2024年第1期 13-16,19页

作者：田忠周千容铜梁二中重庆铜梁巴川中学重庆

在“三新”背景下,高中语文单元作业设计应具有新的时代特征和新的教学功能。高中语文单元作业可从明确学习任务群,研读单元导学要求,在单元中寻找类的规律,在单元中寻找篇的特性,导学、测评、拓展相结合,读写结合,教材内外结合重构大单... 详细信息

在“三新”背景下,高中语文单元作业设计应具有新的时代特征和新的教学功能。高中语文单元作业可从明确学习任务群,研读单元导学要求,在单元中寻找类的规律,在单元中寻找篇的特性,导学、测评、拓展相结合,读写结合,教材内外结合重构大单元,创设真实情境激发学习兴趣等八个方面进行设计。高质量的单元作业能充分发挥导学、检测评价、拓展等功能,能充分调动学生自主、探究、合作学习的积极性,有效培养学生关键能力和必备品格,实现语文的学科核心素养。

关键词：高中语文作业设计单元

基于知识和数据联合驱动的全灌浆套筒失效模式预测与解释

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工程力学 2024年第6期41卷 130-144页

作者：马高覃春雄王瑶湖南大学土木工程学院长沙410082 工程结构损伤诊断湖南省重点实验室(湖南大学) 长沙410082

为精准预测全灌浆套筒失效模式(钢筋拉断、钢筋拔出),该文提出一种基于知识和数据联合驱动的全灌浆套筒失效模式预测方法。根据348例全灌浆套筒试验数据,通过机器学习回归算法与规范公式分别得到全灌浆套筒灌浆连接承载力预测值与钢筋... 详细信息

为精准预测全灌浆套筒失效模式(钢筋拉断、钢筋拔出),该文提出一种基于知识和数据联合驱动的全灌浆套筒失效模式预测方法。根据348例全灌浆套筒试验数据,通过机器学习回归算法与规范公式分别得到全灌浆套筒灌浆连接承载力预测值与钢筋极限抗拉承载力计算值,并基于领域知识建立两者与失效模式关系的特征参数,将其与试验数据组成新的数据库。基于新的数据库,通过机器学习分类算法对全灌浆套筒失效模式自动预测。研究结果表明,随机森林算法对全灌浆套筒灌浆连接承载力与失效模式均具有最好的预测效果。相比其他全灌浆套筒失效模式预测方法,该文提出的知识和数据联合驱动预测方法更具竞争力,总体分类准确率可达到94.3%。结合Shapley additive explanations (SHAP)方法和Partial dependent plot (PDP)方法对预测结果进行解释,审视各参数对失效模式的影响。SHAP与PDP的解释结果都表明钢筋锚固长度与灌浆料抗压强度是对失效模式影响最大的两个试验参数,其中PDP解释结果还给出两者影响失效模式转化的临界值,分别为6.01 d(d为钢筋直径)、80.87 MPa。

关键词：全灌浆套筒失效模式知识驱动数据驱动结果解释

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基于深度学习的轻量化炮孔智能检测方法

煤炭学报 2024年第5期49卷 2247-2256页

作者：岳中文金庆雨潘杉颜文婧覃逸峰陈震中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083 北京工商大学电商与物流学院北京100048

在隧道(巷道)钻爆法施工过程中,智能装药可以取代人工作业,减少装药作业中危险事故的发生。然而,隧道中光线条件差、炮孔目标小和掌子面裂隙等因素会造成智能装药时炮孔的错检和漏检,同时车载计算机有限的算力也是制约炮孔识别大模型使... 详细信息

在隧道(巷道)钻爆法施工过程中,智能装药可以取代人工作业,减少装药作业中危险事故的发生。然而,隧道中光线条件差、炮孔目标小和掌子面裂隙等因素会造成智能装药时炮孔的错检和漏检,同时车载计算机有限的算力也是制约炮孔识别大模型使用的难点。MCIW-2深度学习模型,可以解决在隧道掘进作业环境中的高精度炮孔检测和实时性部署问题。模型根据采集到的炮孔图像尺寸特征采取自适应锚框聚类算法优化检测框的长宽比尺寸参数;采用了具有动态非单调聚焦机制的损失函数WIoU(Wise Intersection over Union),通过优化边框回归的损失应对低质量炮孔图片的挑战实现了高精度检测;采用了MobileNetv3-Small网络与CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制构建了主干网络结构,减少了模型参数保证了检测准确率,满足车载设备的轻量化部署需求。经实验证明,MCIW-2模型在炮孔识别精确率方面达到了96.18%,检测速度达到了59 fps。与基准YOLO(You Only Look Once)系列目标检测模型文件最小的模型相比,所构建的轻量化炮孔智能检测模型减小了75.86%,模型文件仅为2.80 Mb,优于YOLO系列的基准目标检测模型。使用MCIW-2深度学习模型对工作面现场视频进行测试,实现了快速、精确地检测炮孔,测试结果表明,该模型适用于智能装药工程的轻量化部署需求,具有良好的适应性,在综合性能方面具有显著优势。

关键词：炮孔检测轻量化模型目标检测深度学习

毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构与功能时间动态特征

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环境科学 2024年第7期45卷 4241-4250页

作者：任悦高广磊丁国栋张英赵珮杉北京林业大学水土保持学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站盐池751500 林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

为揭示毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能时间动态特征,以毛乌素沙地不同林龄(23、33和44 a)樟子松人工林为研究对象,采用高通量测序技术,比较分析不同月份(4~9月)樟子松人工林根内真菌群落组成及其对环境因子的响应.结果表... 详细信息

为揭示毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能时间动态特征,以毛乌素沙地不同林龄(23、33和44 a)樟子松人工林为研究对象,采用高通量测序技术,比较分析不同月份(4~9月)樟子松人工林根内真菌群落组成及其对环境因子的响应.结果表明:(1)樟子松根内真菌群落分布存在明显的季节性,月份对樟子松根内真菌多样性指数影响显著(P<0.05),在5月和7月较高;樟子松根内真菌多样性指数随林龄的增大而逐渐减小,林龄对其的影响不显著.(2)毛乌素沙地樟子松根内真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota);不同营养型真菌相对丰度随月份变化,优势类群为腐生-共生营养型真菌、未定义腐生菌和外生菌根真菌;5月、7月和9月的指示外生菌根真菌分别为囊蘑属(Melanoleuca)、缘腺革菌属(Amphinema)和口蘑属(Tricholoma).(3)毛乌素沙地樟子松根内真菌群落分布受年均相对湿度、年均降水量、土壤孔隙度、土壤铵态氮、年均日照时数、年均温和土壤含水量的显著影响(P<0.05),指示菌种主要受土壤有机碳含量、孔隙度、年均降水量和年均空气湿度的影响.气候和土壤性质等环境因子的变化塑造了毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能的时间动态特征,而林龄的贡献较小.研究结果可为樟子松人工林可持续经营管理提供理论依据.

关键词：樟子松根内真菌生态功能环境因子林龄