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面向空地中继网络优化的无人机运动控制方法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1712-1723页

作者：陶灿灿周锐北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

本文提出一种基于模型的通信中继无人机运动控制方法,旨在提高地面车辆编队的网络连通性和通信性能。通过联合考虑未知多用户移动性、环境对信道特性的影响以及接收信号的不可用到达角信息来解决中继无人机运动控制问题。该方法主要由... 详细信息

本文提出一种基于模型的通信中继无人机运动控制方法,旨在提高地面车辆编队的网络连通性和通信性能。通过联合考虑未知多用户移动性、环境对信道特性的影响以及接收信号的不可用到达角信息来解决中继无人机运动控制问题。该方法主要由两部分构成:①利用图论中的最小生成树构建网络连接性并定义通信性能指标,该网络连接性同时考虑了地面节点与无人机的通信链路及地面节点与地面节点的通信链路;②针对移动节点的通信中继,提出一种改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)和非线性模型预测控制(nonlinear model predictive control,NMPC)相结合的中继无人机运动控制策略,其中移动节点的未来位置由卡尔曼滤波器进行预测。在单一环境和复杂环境下的仿真结果表明,所提出的运动控制方法可以驱使无人机到达或跟踪最优中继位置的运动并提高网络性能,同时论证了考虑环境对信道的影响是有益的。

关键词：无人机中继通信运动控制最小生成树非线性模型预测控制改进粒子群优化

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电容积分式放射性活度计的研制

核技术 2024年第7期47卷 57-64页

作者：何铭蔓张京隆杨洪成都理工大学核技术与自动化工程学院成都610059

现场快速准确地实现放射性核素活度测量在放射性医学诊断中具有重要作用。本文采用电容积分式的电路结构,设计了低噪声前置放大电路与高精度信号采集与处理电路成功研制出弱电流测量电路,实现了20 fA~10μA弱电流测量。结合前端井型电离... 详细信息

现场快速准确地实现放射性核素活度测量在放射性医学诊断中具有重要作用。本文采用电容积分式的电路结构,设计了低噪声前置放大电路与高精度信号采集与处理电路成功研制出弱电流测量电路,实现了20 fA~10μA弱电流测量。结合前端井型电离室,搭建了电容积分式放射性活度计原型装置。测试结果表明:本文研制的放射性活度计重复性与商用RM-905A性能基本一致,本底小于0.065 MBq,重复性不超过0.84%,不稳定性为1.94%。

关键词：放射性活度计 4πγ电离室电容积分式I-V转换现场可编程门阵列

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液晶弹性体的结构功能一体化研究进展

科学通报 2024年第27期69卷 4038-4055页

作者：聂振洲王猛杨洪东南大学化学化工学院数字医学工程全国重点实验室南京211189

液晶弹性体(liquid crystal elastomers,LCEs)是一类优异的软物质形变材料,对热、光、电、磁等外源刺激能够产生驱动响应,具有强刺激响应性、快速和大幅度的形变量以及可逆形变功能.液晶弹性体材料广泛应用于软体机器人、人工肌肉、智... 详细信息

液晶弹性体(liquid crystal elastomers,LCEs)是一类优异的软物质形变材料,对热、光、电、磁等外源刺激能够产生驱动响应,具有强刺激响应性、快速和大幅度的形变量以及可逆形变功能.液晶弹性体材料广泛应用于软体机器人、人工肌肉、智能器件和光学防伪等领域,是功能高分子与智能材料的前沿研究方向,具有重要的科学意义和应用价值.近些年,随着结构在软形变材料领域的蓬勃发展,结构功能一体化成为先进形变材料研究的新范畴,通过对驱动器形态的精准设计,将几何结构的物理和机械特征引入主动驱动系统,赋予液晶弹性体材料多重形状变化和驱动功能,提升了材料的灵敏性、响应性、轻质性和功能集成性.本文综述了液晶弹性体的结构功能一体化研究进展,探讨了在形变材料体系的结构功能一体化构建策略和驱动机制,即液晶弹性体取向调控技术与几何结构机械特性的耦合效应.依据形态和功能特点,将结构功能一体化分为常规结构功能一体化(薄膜状、纤维状和管状结构)、智能结构功能一体化(折纸剪纸、机械超材料、双稳态结构、拓扑结构和表面微结构)和组装结构功能一体化.其中,常规结构功能一体化实现了多种复杂形变和自主化运动功能;智能结构一体化强调了新奇和非常规的驱动能力,如折叠展开和精细微结构变化.组装结构功能一体化聚焦模块化组装和集成化控制,满足了软体机器人的功能和应用需求.最后,本文展望了液晶弹性体的结构功能一体化未来发展和研究挑战.

关键词：液晶弹性体结构功能一体化取向调控软体驱动器刺激响应材料

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基于增强条纹去除的超冷原子成像

物理学报 2024年第14期73卷 193-200页

作者：王帅李希姚星灿中国科学技术大学物理学院合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院上海量子科学研究中心上海201315 中国科学技术大学合肥国家实验室合肥230088

吸收成像是超冷原子实验中定量测量的基础.典型的成像过程涉及记录探测光场和原子吸收光场的照片.在拍摄这两张照片的时间间隔内,由于探测光不可避免的抖动,会在成像过程中引入条纹噪声模式.常规的条纹去除算法虽然可以抑制这种噪声,但... 详细信息

吸收成像是超冷原子实验中定量测量的基础.典型的成像过程涉及记录探测光场和原子吸收光场的照片.在拍摄这两张照片的时间间隔内,由于探测光不可避免的抖动,会在成像过程中引入条纹噪声模式.常规的条纹去除算法虽然可以抑制这种噪声,但由于其忽略了原子吸收效应对噪声信号的调制,使得原子团上会出现无法完全消除的剩余条纹,并且这一现象会随着原子密度的增大而愈发明显.本文提出了一种创新的增强条纹去除算法,该方法考虑了原子的吸收效应,并通过主动调制噪声信号的强度,从根本上避免了剩余条纹的产生并显著提高了成像的信噪比.在处理均匀费米气体的吸收成像时,新算法成功将表征原子密度波动的相对标准偏差降低约37%.此外,本文还利用该方法对6Li费米原子超流中的第二声波进行了定量观测.与传统的条纹去除算法相比,我们的新方法将密度波关联函数的对比度提高了近4倍,密度响应谱强度提升约15%.上述结果表明,增强条纹去除算法不仅可以有效地抑制条纹噪声,而且更有利于在高密度原子体系中识别和探测一些重要物理效应.

关键词：条纹去除吸收成像幺正费米超流第二声波

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C_(60)超原子近自由电子能带

科学通报 2024年第10期69卷 1327-1342页

作者：崔兴霞苑青娄灿灿李亚菲丰敏武汉大学物理科学与技术学院人工微纳结构教育部重点实验室武汉430072 武汉大学高等研究院武汉430072

从传统观念理解,有机分子及其固体的光电特性主要由前线轨道及其相互作用决定.本文以C_(60)为例,展示新的分子轨道和相互作用及其在有机半导体中产生的类金属近自由电子能带.一类是C_(60)超原子分子轨道:超原子分子轨道广泛存在于具有... 详细信息

从传统观念理解,有机分子及其固体的光电特性主要由前线轨道及其相互作用决定.本文以C_(60)为例,展示新的分子轨道和相互作用及其在有机半导体中产生的类金属近自由电子能带.一类是C_(60)超原子分子轨道:超原子分子轨道广泛存在于具有中空结构的体系,如层状、管状、笼状结构甚至芳香性分子中.其波函数模的平方在空间上非常弥散,因此在范德华固体中也能杂化生成近自由电子能带.另一类是C_(60)类共价准键相互作用:在黑磷表面被压缩的C_(60)单层中,C_(60)像超原子一样通过被基底模板化的π-π堆叠类共价准键相互作用,生成近自由电子能带.同传统观点相比,前者是利用能量更高、空间更扩展的镜像态在较远距离下生成近自由电子能带;而后者则是通过能量更低、更束缚的前线分子轨道在更短的距离中获得.两者均体现了以整个分子为超原子来相互作用的超原子材料制造思想.基于这一思想,有望构筑具有超高载流子迁移率的新型范德华有机半导体.

关键词： C_(60) 范德华间距超原子分子轨道类共价准键近自由电子能带载流子迁移率

基于有限元法的变电站短路电动力引流线偏移故障分析

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云南电力技术 2023年第5期51卷 38-42页

作者：王泽朗付文诚和晓辉严敬义杨洪灿云南电网有限责任公司云南昆明650011 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650127 云南电网有限责任公司曲靖供电局云南曲靖655000

近年来,由于短路电动力引起的软引流线偏移已成为影响变电站一次设备安全稳定的重要因素之一。为了科学地应对变电站软引流线的这一固有风险,并掌握软引流线的特性,本文基于一起220 kV变电站发生近区短路故障的情况开展研究。通过电磁... 详细信息

近年来,由于短路电动力引起的软引流线偏移已成为影响变电站一次设备安全稳定的重要因素之一。为了科学地应对变电站软引流线的这一固有风险,并掌握软引流线的特性,本文基于一起220 kV变电站发生近区短路故障的情况开展研究。通过电磁学理论计算得到短路电流产生的短路电动力,建立导线动力学特性的有限元仿真模型,计算获得电动力作用下引流线最大摆动位移,明确了电动力导致引流线相间小于临界值发生放电。同时通过有限元仿真计算,分析了不同长度和线径引流线的最大摆动位移变化规律,提出了对应的整改方案。

关键词：短路电动力故障分析有限元分析引流线

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基于混合运动模型的相对状态估计

控制理论与应用 2024年第7期41卷 1207-1215页

作者：夏睿灿裴海龙华南理工大学自动化科学与工程学院自主系统与网络控制教育部重点实验室广东省无人机系统工程技术研究中心广东广州510640

相对状态的精确估计通常依赖参考平台准确的角加速度,在航天场景由外力矩计算,而在日常环境中由于未知阻力普遍存在,准确的外力矩难以获取,角加速度一般由角速度差分近似,导致相对状态估计精度下降.对此,本文构建一种仅依赖惯性测量的... 详细信息

相对状态的精确估计通常依赖参考平台准确的角加速度,在航天场景由外力矩计算,而在日常环境中由于未知阻力普遍存在,准确的外力矩难以获取,角加速度一般由角速度差分近似,导致相对状态估计精度下降.对此,本文构建一种仅依赖惯性测量的相对运动模型,称为混合运动模型,其将恒定加速度模型与向量运动学结合,在独立于力矩和惯性状态的情况下,精确预测相对状态.此外,本文设计扩展卡尔曼滤波器(EKF),将该运动模型与视觉相对观测结合,实现高精度相对状态估计,并以仿真和实际数据评估其性能.仿真实验从轨迹动态特性和相对观测丢失的角度对比该EKF和目前先进的方法,结果证明本文提出的方案具有较高的精度和稳定性.实际实验利用本方法实现虚拟现实应用中的六自由度手柄视觉跟踪,验证其具备先进的毫米级定位精度,演示链接见https://*** ***/video/BV1mv4y1d7iD/.

关键词：相对状态估计多机器人协同虚拟现实扩展卡尔曼滤波器传感器融合

习近平文化思想的原理性贡献:“第二个结合”的思想解放意义

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社会科学战线 2024年第4期346卷 10-17页

作者：杨洪源中国社会科学院哲学研究所北京100732 中国社会科学院习近平文化思想研究中心北京100732

以思想解放的内涵为起点追问“第二个结合”的重大意义,有助于深刻把握习近平文化思想的原理性贡献。思想解放是时代变革的先导。在时代方位上论述民族复兴进程中历次思想解放运动的意义,能够充分彰显“第二个结合”的继承性、发展性、... 详细信息

以思想解放的内涵为起点追问“第二个结合”的重大意义,有助于深刻把握习近平文化思想的原理性贡献。思想解放是时代变革的先导。在时代方位上论述民族复兴进程中历次思想解放运动的意义,能够充分彰显“第二个结合”的继承性、发展性、独特性。思想解放的前提在于正确思想的指导。“第二个结合”之所以具有思想解放意义,是因为坚持以马克思主义为指导,坚持以马克思主义中国化时代化的最新成果为指导。批判教条主义和主观偏见是思想解放的内在要求与必要手段。正是在对把马克思主义教条化、文化复古主义、文化保守主义等的批判中,“第二个结合”展现出强大的思想解放力量。思想解放最终要落脚到研究与解决新的现实问题上来。“第二个结合”筑牢了中国道路的文化根基,为破解长期困扰中华民族的“古今中西之争”提供了根本原则和重要方法论。

关键词：习近平文化思想 “第二个结合” 思想解放原理性贡献

基于单相接地故障的配电网馈电线路电容电流测算方法

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云南电力技术 2018年第3期46卷 73-74页

作者：周永其陈挥瀚常勇王莹杨洪灿孙建华云南电网有限责任公司曲靖供电局云南曲靖655000 昆明同弘瑞能电力科技有限公司昆明650000 昆明理工大学昆明650500

介绍随着城市配电网的规模不断扩大,电缆线路大面积的应用,配电网线路的电容电流日益增大,电容电流的大小决定消弧线圈调控,对电网的规划设计和运行安全有重要影响。本文研究了配电网发生单相接地故障时线路零序电流和电容电流之间的关... 详细信息

介绍随着城市配电网的规模不断扩大,电缆线路大面积的应用,配电网线路的电容电流日益增大,电容电流的大小决定消弧线圈调控,对电网的规划设计和运行安全有重要影响。本文研究了配电网发生单相接地故障时线路零序电流和电容电流之间的关系,基于单相接地故障时馈电分支线路的零序电流测量值,提出一种线路电容电流的测算方法。

关键词：配电网单相接地故障零序电流电容电流