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变拓扑多臂航天器高效统一动力学建模

宇航学报 2022年第12期43卷 1606-1617页

作者：王宏旭柳子然岳程斐曹喜滨哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)空间科学与应用技术研究院深圳518055

针对多臂航天器在轨操控过程中可能存在的多链、闭环、环链混合等多种拓扑构型及相应的动力学模型变化,提出基于空间算子代数理论(SOA)的高效统一动力学建模方法。首先,提出了描述多臂航天器部件连接关系的构型参数,并基于构型参数提出... 详细信息

针对多臂航天器在轨操控过程中可能存在的多链、闭环、环链混合等多种拓扑构型及相应的动力学模型变化,提出基于空间算子代数理论(SOA)的高效统一动力学建模方法。首先,提出了描述多臂航天器部件连接关系的构型参数,并基于构型参数提出了多臂航天器拓扑构型描述矩阵的自主生成方法。其次,基于空间算子代数理论,将通路矩阵与空间转移算子相结合,提出了变拓扑多臂航天器统一动力学建模方法。最后,将数值仿真结果与多体动力学仿真软件的仿真结果进行比对,验证所提方法的有效性。仿真结果表明,对于不同的拓扑结构,所提出的O(n)阶统一动力学建模方法能准确描述变拓扑情况下的多臂航天器动力学响应。

关键词：变拓扑多臂航天器高效动力学建模空间算子代数

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卫星轨道递推的GPU集成式并行加速方法

哈尔滨工业大学学报 2021年第6期53卷 13-20页

作者：孔繁泽叶东柳子然孙兆伟哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为克服传统卫星轨道模型预报方法的速度瓶颈,为实现卫星在轨自主规划变轨奠定基础,利用图形处理器(GPU)并行计算方法对多卫星轨道解算进行加速,构建了轨道预报并行计算模块,成功实现了卫星轨道预报的大幅加速.为提高低计算量时解算速度... 详细信息

为克服传统卫星轨道模型预报方法的速度瓶颈,为实现卫星在轨自主规划变轨奠定基础,利用图形处理器(GPU)并行计算方法对多卫星轨道解算进行加速,构建了轨道预报并行计算模块,成功实现了卫星轨道预报的大幅加速.为提高低计算量时解算速度,提出了集成式GPU加速方法,将简化常规摄动模型(SGP4)解算模型整体代入核函数,计算机内存仅需与GPU进行一次调用及数据交互,大大缩短调用核函数时间,较模块化GPU加速方法在中低规模计算量时速度有明显提高.本研究于两种设备上基于统一计算设备架构(CUDA)实现了集成式加速方法并进行了加速试验,在小型嵌入式开发板NIVIDA TX2设备上可实现在5 s内进行500颗星一天时间86400步的轨道预报,笔记本设备上GPU加速比也可达到中央处理器(CPU)的4.6倍,且加速后精度损失极低.实验结果表明:集成式加速方法适用于中低规模星数(总步数小于400万步)的并行解算任务,模块化加速方法适用于大规模星数(总步数大于400万步)的并行解算任务.

关键词：图形处理器 SGP4/SDP4模型轨道递推核函数集成式加速

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基于一致性理论的多臂航天器协同控制方法

控制与决策 2023年第5期38卷 1430-1437页

作者：岳程斐孙英杰柳子然沈强陈雪芹哈尔滨工业大学(深圳)空间科学与应用技术研究院广东深圳518071 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 上海交通大学航空航天学院上海200040

针对空间中自由漂浮多臂航天器的多臂协同问题,提出一种基于一致性理论的协同控制方法,采用有向通信拓扑与广义雅克比矩阵结合的方式,实现自由漂浮航天器多机械臂间的协同.首先,建立多机械臂间的通信关系有向图,确定“领导-跟随”体系... 详细信息

针对空间中自由漂浮多臂航天器的多臂协同问题,提出一种基于一致性理论的协同控制方法,采用有向通信拓扑与广义雅克比矩阵结合的方式,实现自由漂浮航天器多机械臂间的协同.首先,建立多机械臂间的通信关系有向图,确定“领导-跟随”体系下的主臂与从臂;其次,基于有向通信拓扑,进行主从臂末端运动规划,实现主臂运动向从臂的传递;再次,利用广义雅克比矩阵在动量守恒条件下进行末端运动向关节运动的映射,并基于一致性理论设计关节空间内的多臂协同运动控制器;最后,基于李雅普诺夫稳定性理论证明控制器的稳定性,并分析位置控制误差.仿真结果表明,所提出的控制方法可以实现多臂航天器系统空间操控任务中各机械臂的聚集、跟踪与位置协同.

关键词：多臂航天器在轨操控有向图一致性理论协同控制

基于高斯混合过程的空间机器人任务空间预测控制方法

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系统工程与电子技术 2023年第11期45卷 3597-3605页

作者：柳子然戴梓健岳程斐王培基曹喜滨哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)空间科学与应用技术研究院广东深圳518055

针对空间机器人的精准操控需求和任务空间控制问题,提出了一种基于高斯混合过程的模型预测控制方法。在建立的空间机器人标称模型基础上,考虑实际工作过程中由于关节摩擦、参数测量误差导致的建模误差,利用高斯混合过程对标称模型的不... 详细信息

针对空间机器人的精准操控需求和任务空间控制问题,提出了一种基于高斯混合过程的模型预测控制方法。在建立的空间机器人标称模型基础上,考虑实际工作过程中由于关节摩擦、参数测量误差导致的建模误差,利用高斯混合过程对标称模型的不确定性进行精确、高效的分析和修正。其次,基于修正后的模型提出了非线性模型预测控制方法,在考虑实际物理约束,如关节限位、输入饱和等的情况下,实现了空间机器人基座和机械臂末端位姿对期望轨迹的直接精准跟踪。最后,考虑航天器在轨操控中的推力器冗余配置问题,设计了推力分配方案,并通过仿真结果校验了所设计控制方法的有效性。

关键词：空间机器人任务空间控制模型预测控制高斯混合过程

考虑荷载作用效应的混凝土中氯离子扩散细观数值模拟

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水道港口 2021年第1期42卷 94-103页

作者：柳子然袁春坤李世森王元战天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 中国路桥工程有限责任公司北京100011

混凝土结构在海洋环境中不只遭受氯离子的侵蚀,并且还承受荷载作用。文章将混凝土看作由固化水泥砂浆、界面过渡区与碎石粗骨料构成的三相复合材料,认为氯离子传输扩散行为只发生在固化水泥砂浆和界面过渡区中;基于荷载作用使混凝土孔... 详细信息

混凝土结构在海洋环境中不只遭受氯离子的侵蚀,并且还承受荷载作用。文章将混凝土看作由固化水泥砂浆、界面过渡区与碎石粗骨料构成的三相复合材料,认为氯离子传输扩散行为只发生在固化水泥砂浆和界面过渡区中;基于荷载作用使混凝土孔隙率发生变化、孔隙率变化导致氯离子扩散系数变化的假设,提出了考虑荷载作用效应的混凝土中氯离子扩散系数模型,并用物理试验实测值对细观数值模型进行了验证。通过对受荷简支梁氯离子扩散细观数值模拟,分析了荷载水平对氯离子扩散规律的影响,为研究荷载作用下混凝土内氯离子扩散特性提供了一种有效手段。

关键词：混凝土复合材料氯离子扩散荷载作用细观数值模型

社区更新的健康效应的国际研究综述——概念反思、理论认知与体系架构

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自然资源学报 2025年第1期 74-90页

作者：杨钦然蒋希冀杨林川西南交通大学建筑学院城乡规划系西安建筑科技大学建筑学院城乡规划系

随着中国城市社区更新逐步进入对存量空间的现代化治理阶段，存量空间的问题监测、规划治理、绩效评价及效应追踪的全过程研究将成为未来工作的重点。以概念反思、理论认知和体系架构为逻辑，梳理社区更新健康效应的国际文献，以启示中... 详细信息

随着中国城市社区更新逐步进入对存量空间的现代化治理阶段，存量空间的问题监测、规划治理、绩效评价及效应追踪的全过程研究将成为未来工作的重点。以概念反思、理论认知和体系架构为逻辑，梳理社区更新健康效应的国际文献，以启示中国研究范式转型。研究表明：健康视角下的社区更新是以健康相关的物质和非物质资源提升为目标的综合治理行动，立足人本视角下社区环境的演变规律；社区更新影响居民健康的过程具有多阶段性、多路径性、主体差异性和动态变化性；住房、蓝绿和活动空间、基础设施、餐饮设施、医疗设施，以及社会、心理和经济环境是与健康密切相关的更新要素。基于研究结论，构建了更新绩效评价、健康效应甄别、影响机制解释、规划影响评估及方案优化的四阶段研究体系。

关键词：社区更新健康效应社区环境演变社区更新绩效评价健康影响机制

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儿童药物难治性癫痫的遗传学及临床特征分析

中国全科医学 2025年第6期28卷 756-762页

作者：左然然孙素真河北省儿童医院神经内科河北省小儿癫痫与神经疾病重点实验室河北省石家庄市050000

背景目前儿童药物难治性癫痫(DRE)在儿童癫痫中的占比维持在30%左右,且常合并精神发育迟滞,影响患儿生活质量,因此DRE的诊疗仍然是神经病学的重大挑战。目的分析儿童DRE的遗传学特点及临床特征,为临床进行基因检测提供理论依据。方法回... 详细信息

背景目前儿童药物难治性癫痫(DRE)在儿童癫痫中的占比维持在30%左右,且常合并精神发育迟滞,影响患儿生活质量,因此DRE的诊疗仍然是神经病学的重大挑战。目的分析儿童DRE的遗传学特点及临床特征,为临床进行基因检测提供理论依据。方法回顾性选取2020—2022年于河北省儿童医院住院治疗且完善基因检测的95例DRE患儿为研究对象,根据基因检测结果分为基因突变阳性组(44例)和基因突变阴性组(51例)。收集患儿的一般资料(包括性别、发病年龄、用药情况、发热惊厥史、癫痫家族史等)、临床特征(发作类型、癫痫综合征、发育情况)、辅助检查[基因检测、视频脑电图(VEEG)检查、神经影像学检查],分析DRE的遗传病因及临床特征。结果95例DRE患儿中,男55例(57.9%)、女40例(42.1%),中位发病年龄为1.00(0.50,4.00)岁,用药数量为3(2,4)种;基因突变阳性组患儿发病年龄小于基因突变阴性组(Z=-5.322,P=0.001);两组患儿性别、发热惊厥史、癫痫家族史、用药数量比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。38例(40.0%)的患儿确诊为癫痫综合征,其中76.3%(29/38)在新生儿或婴儿期发病;基因突变阳性组患儿癫痫综合征占比高于基因突变阴性组(χ^(2)=12.065,P=0.001)。临床发作类型多样,最常见的为2种及以上发作类型,占52.6%(50/95),其次为单一局灶性发作,占33.7%(32/95);两组DRE患儿发作类型比较,差异无统计学意义(χ^(2)=2.920,P=0.404)。57例患儿完善了发育筛查,其中43例(75.4%)在发病后出现不同程度的发育迟缓,33例(76.7%)表现为全面性发育迟缓;基因突变阳性组患儿发育迟缓占比高于基因突变阴性组(χ^(2)=5.728,P=0.017)。44例患儿检出变异基因,阳性检出率为46.3%,其中以离子通道类变异为主,SCN1A为最常见的单基因突变。90例(94.7%)患儿VEEG检查异常,以局灶性癫痫放电为主;基因突变阳性组患儿高峰失律占比高于基因突变阴性组(χ^(2)=7.425,P=0.006)。25例(26.3%)患儿存在结构性病因,其中基因突变阳性组12例,基因突变阴性组13例;两组DRE患儿结构性病因比较,差异无统计学意义(χ^(2)=0.039,P=0.844)。结论遗传因素为儿童DRE的重要病因,提示发病年龄小、发育迟缓与遗传性病因有关,应积极早期完善基因检测,有助于早期诊断DRE并精准治疗。

关键词：药物难治性癫痫儿童遗传学基因检测癫痫综合征临床特征全面性发育迟缓

重述与赓续:近十年国产动画电影的叙事范式探析

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当代文坛 2025年第1期 140-145页

作者：石竹青任子钰辽宁师范大学影视艺术学院

中国动画艺术诞生之始,便肩负着描绘时代风貌、传递民族情感的重要使命。其特有的想象力,使作品具有能穿越时空的鲜活艺术形态。中国动画的叙事策略决定着动画作品的质量与形态。置身于当下的创作语境,动画从业者们通过对文本与形象、... 详细信息

中国动画艺术诞生之始,便肩负着描绘时代风貌、传递民族情感的重要使命。其特有的想象力,使作品具有能穿越时空的鲜活艺术形态。中国动画的叙事策略决定着动画作品的质量与形态。置身于当下的创作语境,动画从业者们通过对文本与形象、空间及精神价值的创造性续写再述中国故事,其影像表达独具中国美学元素与意境生成,以及烛照历史与现实的伦理与哲思,实现了人生观、价值观乃至世界观的叙事呈现。如何坚守动画艺术的本真与纯粹,勇于探索形式与风格融合的新境界,成为动画创作者们面临的重要课题。

关键词：国产动画文本改编叙事空间时代精神

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数字经济助推高等教育高质量发展：理论机制与实证检验

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黑龙江高教研究 2025年第2期 44-53页

作者：蔡文伯周子晴石河子大学塔里木大学

基于2011—2021年中国31个省份的面板数据，采用双向固定效应模型、面板门槛模型和空间杜宾模型检验数字经济对高等教育高质量发展的影响。研究发现：数字经济对高等教育高质量发展具有正向促进作用，具体看对高等教育要素、能力和功能... 详细信息

基于2011—2021年中国31个省份的面板数据，采用双向固定效应模型、面板门槛模型和空间杜宾模型检验数字经济对高等教育高质量发展的影响。研究发现：数字经济对高等教育高质量发展具有正向促进作用，具体看对高等教育要素、能力和功能等三个维度的影响依次减弱；数字经济对东部地区高等教育高质量发展有积极影响，对中西部地区无显著影响；数字经济发展水平对高等教育高质量发展具有边际效应递增的非线性影响；数字经济对本地高等教育高质量发展有正向影响，但对邻近地区存在负向空间溢出效应。为此，应强化数字化战略布局，促进高等教育与数字经济产业深度合作；通过打造合作示范区、制定地区发展规划、加大数字基础设施建设投资、开发数字教育资源共享平台等方式发挥东部地区优势，增强数字经济发达地区的辐射带动作用。

关键词：高等教育数字经济高质量发展门槛模型空间计量模型