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多节链式倾转旋翼飞行器重构控制与运动仿真

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1523-1531页

作者：王续乔来飞龙赵昌丽中国民航大学机器人研究所天津300300 天津中德应用技术大学航空航天学院天津300350

多节链式旋翼飞行器具有构形可变换的特点,是应对运动空间变化的一种有效构形设计方式。受限于构形变化下电机共轴带来的横向转动力矩的缺失,多节链式旋翼飞行器的动态重构飞行具有无法达成的临界构形区间。为此,设计了具备横向倾转的... 详细信息

多节链式旋翼飞行器具有构形可变换的特点,是应对运动空间变化的一种有效构形设计方式。受限于构形变化下电机共轴带来的横向转动力矩的缺失,多节链式旋翼飞行器的动态重构飞行具有无法达成的临界构形区间。为此,设计了具备横向倾转的链式旋翼机体结构,以单机臂为模块化结构基本单元,通过旋转关节实现水平向的构形变化,机臂中段配置倾转矢量关节,用以提供滚转力矩支撑。在机体运动学、动力学模型推导的基础上,引入虚拟控制量对控制分配进行线性化处理,利用Moore-Penrose伪逆求解控制效率矩阵,面向全构形变换设计了基于全驱动控制的飞行控制律。对飞行器典型构形位姿控制的稳定性、构形变换控制的可行性进行实验论证,仿真结果表明:在飞行器各典型构形飞行状态下,姿态各轴向角度跟踪最大误差不超过0.05°,构形变换过程中,姿态各轴向角度跟踪误差不超出0.1°,2种情况下,位置偏差均能控制在1 mm以内,飞行器具备各构形下稳定飞行及构形变换的能力,为进一步开展动态重构及稳健飞行提供了必要条件。

关键词：全驱动控制倾转旋翼变结构多节链式动态重构窄空间

国家自然科学基金委员会交通与运载工程学科2023年度管理工作综述

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交通运输工程学报 2024年第1期24卷 1-8页

作者：王之中余荣杰来飞郝威国家自然科学基金委员会工程与材料科学部北京100085 同济大学交通运输工程学院上海201804 重庆理工大学车辆工程学院重庆400054 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410076

总结了国家自然科学基金委员会交通与运载工程学科2023年度基金项目的申请、受理、评审和资助情况,概述了学科有组织科研工作,解读了2024年度学科重点资助方向。围绕目标导向、和谐发展、交叉融通、服务未来的发展目标,学科继续强化“... 详细信息

总结了国家自然科学基金委员会交通与运载工程学科2023年度基金项目的申请、受理、评审和资助情况,概述了学科有组织科研工作,解读了2024年度学科重点资助方向。围绕目标导向、和谐发展、交叉融通、服务未来的发展目标,学科继续强化“需求牵引、问题导向”,推进有组织科研工作,以学科建设带动领域发展。围绕国防安全与国家重大需求,凝练科学基金重大、重点类问题,为未来的科学基金竞争性重大类项目立项以及统筹基础研究和应用基础研究提供坚实基础。2024年度,学科对以下各领域开展优先资助,促进相关领域的发展:综合立体交通多网融合、600 km·h^(-1)速度级高速磁浮系统、自动驾驶测评与验证、分布式电驱动车辆主动安全控制、可重构/可变构特种车辆、枢纽机场飞行区交通系统协同运行、超低温能源物质水路运输/管道输送、国家空域系统资源规划与协同运行、可重复使用空天往返运载系统等。

关键词：交通与运载工程学科学科资助体系重点研究方向优先资助领域有组织科研

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模态间关系促进的行人检索方法

软件学报 2024年第10期35卷 4766-4780页

作者：李博张飞飞徐常胜天津理工大学计算机科学与工程学院多模态人工智能系统全国重点实验室(中国科学院自动化研究所)

基于文本描述的行人检索是一个新兴的跨模态检索子任务,由传统行人重识别任务衍生而来,对公共安全以及人员追踪具有重要意义.相比于单模态图像检索的行人重识别任务,基于文本描述的行人检索解决了实际应用中缺少查询图像的问题,其主要... 详细信息

基于文本描述的行人检索是一个新兴的跨模态检索子任务,由传统行人重识别任务衍生而来,对公共安全以及人员追踪具有重要意义.相比于单模态图像检索的行人重识别任务,基于文本描述的行人检索解决了实际应用中缺少查询图像的问题,其主要挑战在于该任务结合了视觉内容和文本描述两种不同模态的数据,要求模型同时具有图像理解能力和文本语义学习能力.为了缩小行人图像和文本描述的模态间语义鸿沟,传统的基于文本描述的行人检索方法多是对提取的图像和文本特征进行机械地分割,只关注于跨模态信息的语义对齐,忽略了图像和文本模态内部的潜在联系,导致模态间细粒度匹配的不准确.为了解决上述问题,提出模态间关系促进的行人检索方法,首先利用注意力机制分别构建模态内自注意力矩阵和跨模态注意力矩阵,并将注意力矩阵看作不同特征序列间的响应值分布.然后,分别使用两种不同的矩阵构建方法重构模态内自注意力矩阵和跨模态注意力矩阵.其中自注意力矩阵的重构利用模态内逐元素重构的方式可以很好地挖掘模态内部的潜在联系,而跨模态注意力矩阵的重构用模态间整体重构矩阵的方法,以跨模态信息为桥梁,可充分挖掘模态间的潜在信息,缩小语义鸿沟.最后,用基于任务的跨模态投影匹配损失和KL散度损失联合约束模型优化,达到模态间信息相互促进的效果.在基于文本描述的行人检索公开数据库CUHK-PEDES上进行了定量以及检索结果的可视化,均表明所提方法可取得目前最优的效果.

关键词：行人检索跨模态任务文本语义学习关系对齐注意力机制

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基于EMD的密相气力输送两相流系统内子系统相互联系和作用

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化工进展 2024年第2期43卷 696-702页

作者：付飞飞李健潍坊学院机械与自动化学院山东潍坊261061 大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心东南大学能源与环境学院江苏南京210096

利用信号分析考察密相气力输送两相流系统内子系统之间的相互联系和作用。首先,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)将密相气力输送两相流系统的静电波动信号分解成若干信号分量,即固有模态函数(intrinsic mode functio... 详细信息

利用信号分析考察密相气力输送两相流系统内子系统之间的相互联系和作用。首先,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)将密相气力输送两相流系统的静电波动信号分解成若干信号分量,即固有模态函数(intrinsic mode function,IMF),再结合各IMF分量的能量比重确定出IMF1~IMF4为主干分量。之后,结合静电信号EMD分解结果、输送管道中颗粒的分布状况及颗粒运动机理的差异性三者,明确气固两相流系统内的子系统。最后,利用IMF1~IMF4的主频和方差的变化规律,分别考察了子系统之间的联系和作用。实验结果表明:水平输送管道中的气固两相流系统可分成4个子系统,分别是稀相区、交界区、浓相区以及贴壁区内的颗粒流体组织;子系统之间依靠颗粒在彼此间游走而进行联系;同时,子系统之间也存在竞争作用,该竞争是颗粒主导和气流主导两种机制之间的竞争,当颗粒悬浮性较弱时竞争激烈,当颗粒悬浮性变好时竞争减弱。

关键词：经验模态分解密相气力输送两相流系统子系统

前驱体转化陶瓷法制备Ti_(3)SiC_(2)陶瓷及其热稳定性研究

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无机材料学报 2024年第6期39卷 733-740页

作者：郑斌康凯张青叶昉解静贾研孙国栋成来飞长安大学材料科学与工程学院西安710064 西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室西安710072

Ti_(3)SiC_(2)具有良好的高温稳定性,可作为改性材料来提高C/C复合材料的抗氧化性能,应用潜力巨大。本工作以钛粉和液态聚碳硅烷(Liquid Polycarbosilane,LPCS)作为原料,采用前驱体转化陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDC)法在1200、130... 详细信息

Ti_(3)SiC_(2)具有良好的高温稳定性,可作为改性材料来提高C/C复合材料的抗氧化性能,应用潜力巨大。本工作以钛粉和液态聚碳硅烷(Liquid Polycarbosilane,LPCS)作为原料,采用前驱体转化陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDC)法在1200、1300、1400、1500℃下制备了四种相含量的Ti_(3)SiC_(2)陶瓷,研究了烧结温度对其物相组成及形貌的影响,以及不同Ti_(3)SiC_(2)相含量对陶瓷材料的抗氧化和抗热震性能的影响。结果表明,在Ti:Si物质的量比为3:1.5,烧结温度为1300、1400、1500℃条件下,均有层状结构的Ti_(3)SiC_(2)生成。当烧结温度为1400℃时,陶瓷产物中Ti_(3)SiC_(2)质量分数达到92.10%,抗弯强度达172.68 MPa。在1300℃静态空气环境下氧化7 h,陶瓷氧化增重随Ti_(3)SiC_(2)相含量增大而逐渐降低,这是由于氧化过程中材料表面生成了以TiO_(2)为主相的保护膜,有效延缓了氧气向内部扩散。对试样进行1300℃空气热震和抗弯强度测试发现,随着热震次数的增加,所有材料的残余强度均有所下降;但随着Ti_(3)SiC_(2)相含量增大,试样的抗热震性能和残余强度均提高。Ti_(3)SiC_(2)相质量分数为92.10%的试样经过30次热震后失重30.66%,残余强度为120.18 MPa,这主要归因于层状结构的Ti_(3)SiC_(2)大幅增加了裂纹扩展路径及其良好的抗氧化性能。

关键词： Ti_(3)SiC_(2) 无压烧结抗氧化性能抗热震性能

2D SiC/SiC中温热冲击损伤与面内剪切性能退化规律

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无机材料学报 2024年

作者：由博杰李博李旭勤马雪寒张毅成来飞西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室陕西科技大学材料科学与工程学院成都工业学院材料与环境工程学院

SiCf/SiC复合材料热冲击损伤是航空发动机热端部件应用中需解决的关键问题。本研究利用全自动精准控温的热冲击设备，在1200 ℃下测试了2D SiCf/SiC的热冲击性能，进行了750次热冲击，拟建立热冲击损伤与面内剪切性能退化之间的相关性... 详细信息

SiCf/SiC复合材料热冲击损伤是航空发动机热端部件应用中需解决的关键问题。本研究利用全自动精准控温的热冲击设备，在1200 ℃下测试了2D SiCf/SiC的热冲击性能，进行了750次热冲击，拟建立热冲击损伤与面内剪切性能退化之间的相关性。结果表明，随着热冲击次数增加，2D SiCf/SiC的玻璃涂层出现BSG气泡，SiC基体氧化与BN界面脱黏加剧，但并未影响基体开裂、纤维桥联及界面脱黏机制的耦合作用。因此，2D SiCf/SiC的面内剪切应力-应变曲线依然呈双线性。热冲击产生的热膨胀失配及SiC基体氧化导致面剪模量由78.5 GPa降低至63.6 GPa，面剪比例极限应力由128.9 MPa降低至99.25 MPa，面剪强度由205.8 MPa降低至187.3 MPa。根据面内剪切混合定律，BN界面相脱黏加剧是剪切模量退化的关键因素。通过基体开裂应力公式表明，氧化后SiC基体体积分数下降，进一步降低了面剪比例极限应力。基于修正刚体块滑移模型，减小纤维台阶间距能够有效预测面剪强度的下降，且理论计算结果与实际值误差小于20%。

关键词： 2D SiC /SiC 化学气相渗透工艺抗热冲击行为面剪性能退化

2D平纹C/SiC复合材料和3D针刺C/SiC复合材料的低速冲击破坏行为和失效机理(英文)

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无机材料学报 2024年

作者：栾新刚何典蔚涂建勇成来飞西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室西安金山瓷业有限公司

连续碳纤维增强碳化硅(C/SiC)复合材料用作热防护结构材料时，可能遭受低速冲击损伤。然而，目前对于C/SiC复合材料面内冲击损伤和多次冲击损伤的研究尚不充分。本研究通过条状试样的落锤冲击试验，测试了C/SiC薄板的面内冲击破坏行为... 详细信息

连续碳纤维增强碳化硅(C/SiC)复合材料用作热防护结构材料时，可能遭受低速冲击损伤。然而，目前对于C/SiC复合材料面内冲击损伤和多次冲击损伤的研究尚不充分。本研究通过条状试样的落锤冲击试验，测试了C/SiC薄板的面内冲击破坏行为，并与C/SiC复合材料板的落锤冲击试验进行了比较。结果表明，C/SiC条状试样的面内冲击行为与C/SiC复合板相似，冲击载荷随位移的变化可分为三个阶段：近似线性阶段、载荷骤降阶段、冲击能量超过峰值后试样位移发生反弹阶段。对二维平纹C/SiC复合材料和三维针刺C/SiC复合材料在不同冲击能量和时间下的单次和多次冲击破坏行为进行研究。借助计算机断层扫描(CT)技术研究了C/SiC复合材料的裂纹扩展。对于二维平纹C/SiC复合材料，冲击过程中载荷难以在预制体的层间传播，导致分层和90°纤维脆性断裂。随着冲击能量的增加，垂直于冲击方向的裂纹长度增加，0°纤维断裂加剧，纤维损失面积增大。对于三维针刺C/SiC复合材料，冲击过程中载荷通过针刺纤维的连接在层间传播，纤维依然起到良好的支撑作用，表现出纤维拉断和纤维脱粘现象，其抗冲击性能优于二维平纹C/SiC复合材料。对于受到两次1.5 J冲击的三维针刺C/SiC复合材料，第二次冲击的能量吸收率明显降低，冲击位移减小，两次1.5 J冲击的总能量吸收效率低于单次3 J冲击。

关键词：陶瓷基复合材料(CMC) 断裂低速冲击 CT分析

地震荷载作用下土工格室挡墙力学性能的影响因素

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 145-160页

作者：靳飞飞宋飞石磊朱婕长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学民航机场智慧建造与维养重点实验室陕西西安710064

借助FLAC3D软件,建立土工格室柔性挡墙支护边坡数值模型,并采用振动台试验结果对数值模型进行验证,采用标定后的数值模型,系统研究了条带刚度、格室尺寸、挡墙厚度和充填料弹性模量4种因素对边坡动力响应的影响,并对挡墙的破坏机理进行... 详细信息

借助FLAC3D软件,建立土工格室柔性挡墙支护边坡数值模型,并采用振动台试验结果对数值模型进行验证,采用标定后的数值模型,系统研究了条带刚度、格室尺寸、挡墙厚度和充填料弹性模量4种因素对边坡动力响应的影响,并对挡墙的破坏机理进行了深入探讨,计算了各参数的影响权重。研究结果表明:地震作用下挡墙的稳定性与4种因素有着密切的联系;格室约束围压和永久水平位移沿高程分布规律基本一致,均表现为“增加-衰减”的两段形态,坡顶沉降自墙面向坡体延伸表现为两头小中间大的“V”型分布,水平峰值加速度沿高程表现为“增加-衰减-增加”的3段形态;随着刚度的增加,格室约束围压增大,而永久水平位移、坡顶沉降和水平峰值加速度均减小;随着格室尺寸的增加,格室约束围压、永久水平位移、坡顶沉降和水平峰值加速度均增加;随着挡墙厚度和充填料弹性模量的增加,格室约束围压、永久水平位移、坡顶沉降和水平峰值加速度均减小;4种影响因素中,格室尺寸影响权重最大,对格室约束围压的影响权重达到0.996,而挡墙厚度影响权重最小;地震作用下土工格室挡墙结构具有良好的抗震性能,挡墙结构对于地震能量具有一定的衰减作用,满足抗震设防要求。该研究结果对于地震作用下土工格室柔性挡墙的抗震设计及工程应用具有一定的指导作用。

关键词：地震作用土工格室挡墙格室参数动力响应影响权重破坏机理

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机器人柔顺行为控制方法综述

信息与控制 2024年第4期53卷 433-452页

作者：任丹梅边飞飞南京理工大学紫金学院南京电子技术研究所

机器人柔顺行为是指机器人能够动态调整自身运动策略，从而对人或环境的物理交互表现出一定的顺从性。本文围绕机器人柔顺行为控制方法进行综述。首先依据不同的控制回路对柔顺控制方法进行了分类。然后分别对在运动控制回路的实现方法... 详细信息

机器人柔顺行为是指机器人能够动态调整自身运动策略，从而对人或环境的物理交互表现出一定的顺从性。本文围绕机器人柔顺行为控制方法进行综述。首先依据不同的控制回路对柔顺控制方法进行了分类。然后分别对在运动控制回路的实现方法、在路径规划回路的实现方法和在任务调度回路的实现方法进行了整理，分析了每种方法赋予机器人的不同柔顺性特征。最后总结了机器人柔顺控制的几种典型应用，展望了机器人柔顺控制技术的未来趋势，以期为机器人柔顺控制研究提供新的思路和方向。

关键词：人机协作人机物理交互柔顺控制机器人柔顺性

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