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基于一阶PPF的垂尾振动分数阶控制

航空学报 2018年第8期39卷 167-176页

作者：牛文超李斌高振宇王巍西北工业大学航空学院西安710072

针对传统正位置反馈(PPF)与一阶PPF控制器控制效果与鲁棒性不足,难以适用于结构动力学特性存在摄动的问题,提出一种新的基于分数阶微积分理论和一阶PPF的分数阶(FOPPF1)控制器,增加了一阶PPF控制器的可设计空间。综合考虑随机响应的频... 详细信息

针对传统正位置反馈(PPF)与一阶PPF控制器控制效果与鲁棒性不足,难以适用于结构动力学特性存在摄动的问题,提出一种新的基于分数阶微积分理论和一阶PPF的分数阶(FOPPF1)控制器,增加了一阶PPF控制器的可设计空间。综合考虑随机响应的频域特性与整体波动强弱,构造了控制器优化设计的目标函数。以粘有宏纤维压电复合材料(MFC)压电片的垂尾模型为被控对象,设计了相应的FOPPF1控制器。该控制器在控制目标频段内的相频特性变化平缓,可有效实现控制相位补偿,且闭环极点对参数摄动不敏感,使得控制器的鲁棒性强。通过试验研究了FOPPF1控制器对于自由振动与窄带随机振动的抑制性能。相比一阶PPF控制器,对标称垂尾模型,FOPPF1控制器在自由振动抑制试验中的等效阻尼系数提高了约50%。当给垂尾模型的一阶弯曲固有频率引入一定量的离线摄动或在线摄动后,窄带随机振动控制试验的结果表明,FOPPF1控制器的鲁棒性、控制效果及控制能耗率明显优于经典的一阶PPF控制器,因此对垂尾结构的振动主动控制具有良好应用潜力。

关键词：一阶PPF控制器分数阶控制摄动结构鲁棒 MFC压电片垂尾振动抑制

氧化亚铜改性二氧化钛的制备及其光电催化二氧化碳制甲醇的研究

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氧化亚铜改性二氧化钛的制备及其光电催化二氧化碳制甲醇的研究

作者：牛文超昆明理工大学

学位级别：硕士

二氧化碳作为温室气体的主要成分,逐渐成为了人类关注的焦点。利用光电催化技术,以水为氢源,将二氧化碳转化为对人类有用的小分子有机物,既可以解决能源危机又可以减缓温室效应,引起了各国科研工作者的极大兴趣。该技术利用清洁能源,以... 详细信息

二氧化碳作为温室气体的主要成分,逐渐成为了人类关注的焦点。利用光电催化技术,以水为氢源,将二氧化碳转化为对人类有用的小分子有机物,既可以解决能源危机又可以减缓温室效应,引起了各国科研工作者的极大兴趣。该技术利用清洁能源,以及自然界中丰富的二氧化碳作为碳源,既可以减少空气中二氧化碳的含量,减缓温室效应,又可以将二氧化碳转化为能源,是一项极有前景的技术。本研究以醋酸铜作为前躯体,水合肼作为还原剂,利用液相化学还原法,制备了氧化亚铜/二氧化钛复合材料,通过引入EDTA-2Na,使其吸附在二氧化钛表面,再和后续的铜离子形成络合物,通过还原作用使二氧化钛表面还原生成氧化亚铜。通过比表面仪(BET)、X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收(UV-Vis)等表征手段对催化的结构和性能性进行了分析。表征结果显示,所制备材料粒径大小分布在29.16到116.62 nm之间,属于亚微米级别,纯度较高,材料由氧化亚铜和锐钛矿二氧化钛组成,单纯的氧化亚铜二氧化钛吸收波长为200nm到400nm,复合材料的吸收波长范围变为200nm到800nm,可见光响应性比单纯的二氧化钛有明显提高。本文以水为氢源,采用自己改进的光电催化反应器,研究了氧化亚铜/二氧化钛催化剂在不同p H条件下的光电催化还原二氧化碳的性能。将制备的氧化亚铜/二氧化钛催化剂做成电极固定于反应器的光电阳极。结果表明,制备的氧化亚铜/二氧化钛光电催化复合材料具有很好的可见光响应性。阴极和阳极的反应液均为250ml,阴极p H为12,通入二氧化碳气体的速率为20ml/min的条件下,甲醇最大生成量为1.635mg/L。

关键词：氧化亚铜/二氧化钛电子-空穴对禁带宽度光电催化

基于Davinci平台的远程控制图像显示系统的设计与实现

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基于Davinci平台的远程控制图像显示系统的设计与实现

作者：牛文超天津大学

学位级别：硕士

自由立体成像是指立体感的形成完全依靠立体显示器以及播放图像和人脑视感的匹配。这种新的技术使人们完全可以脱离立体眼镜,不再受时空的限制,从而在户外也能享受到立体视频带来的愉悦。此外,数字图像处理技术的发展,以及高性能、低功... 详细信息

自由立体成像是指立体感的形成完全依靠立体显示器以及播放图像和人脑视感的匹配。这种新的技术使人们完全可以脱离立体眼镜,不再受时空的限制,从而在户外也能享受到立体视频带来的愉悦。此外,数字图像处理技术的发展,以及高性能、低功耗多媒体处理器的出现,使得立体图像处理系统的实现成为可能。本文正是在这种背景下,以Davinci平台和自由立体显示器为基础,提出了高分辨率自由立体图像显示系统的解决方案。作者花费大量时间对基于Davinci技术的处理器DM6446和嵌入式系统的开发做了深入的理解和研究,初步设计了支持多窗口显示的视频驱动,重点设计了运行于嵌入式Linux下的Web服务器,实现了通过该服务器进行远程控制的功能。在整个系统的设计中,作者充分考虑了系统的稳定性和安全性,以保证平台在户外无人值守的情况下可以长时间的运行。基于本系统,授权的用户可以通过浏览器直接访问嵌入式Web服务器,使得多台分散的Davinci平台可以从主机上下载立体图像源并播放。同时,用户可以远程监控设备的运行状态,真正实现了基于Web技术的远程控制。

关键词：自由立体成像 Davinci 视频驱动 Web服务器远程控制

基于自适应分数阶正位置反馈的垂尾振动主动控制

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兵工学报 2024年第8期45卷 2542-2553页

作者：张家旋李斌牛文超李凯翔西北工业大学航空学院陕西西安710072 强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 中国飞机强度研究所陕西西安710065

针对自适应正位置反馈(Adaptive Positive Position Feedback,APPF)控制器在控制效果与分数阶正位置反馈(Fractional Order Positive Position Feedback,FOPPF)控制器在针对摄动区间小的不足,提出一种分数阶APPF(Fractional Order Adaptive Positive Position Feedback,FOAPPF)控制器,使得控制器在控制效果提升的同时兼具强鲁棒性。基于不同参数对FOPPF控制器的影响,推导参数的最佳范围,将系统多个摄动模型的正弦扫频响应进行综合加权处理,并考虑系统远离共振频段的控制性能,构建附带约束条件的控制设计的目标函数。以粘有宏纤维复合材料(Macro Fiber Composites,MFC)的垂尾模型及其摄动模型为被控对象,设计相应的FOAPPF控制器。研究结果表明:相比FOPPF控制器,FOAPPF控制器闭环极点对参数摄动不敏感;相比APPF控制器,FOAPPF控制器的相频曲线在摄动频带内变化平缓,其控制效果受固有频率在线估计误差的影响更小;多种试验工况表明,FOAPPF控制器在不同摄动模型下均具有较好的控制效果,垂尾抖振响应均方根值至少降低了55%,且具有较好的鲁棒性,因此该控制器对垂尾结构的振动主动控制具有良好应用潜力。

关键词：正位置反馈固有频率在线估计摄动结构自适应控制分数阶控制

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配体保护贵金属团簇分子结构与合成机制的研究

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配体保护贵金属团簇分子结构与合成机制的研究

作者：牛文超烟台大学

学位级别：硕士

配体保护的贵金属团簇,具有独特的光学吸收和激发特性,且有一些新奇的应用。多肽配体保护贵金属团簇,具有更好的生物相容性,在能源催化、生物成像、靶向药物递送等领域有重要的应用前景。其中,配体保护铜团簇的表现也非常亮眼。近年来,... 详细信息

配体保护的贵金属团簇,具有独特的光学吸收和激发特性,且有一些新奇的应用。多肽配体保护贵金属团簇,具有更好的生物相容性,在能源催化、生物成像、靶向药物递送等领域有重要的应用前景。其中,配体保护铜团簇的表现也非常亮眼。近年来,配体保护的贵金属团簇在其合成方法以及应用等方面都有抢眼的表现。但是团簇的生长演化机制,催化反应路径,配体如何影响核结构等基本问题尚不清楚。本研究中,我们通过分离保护的思想将配体保护的贵金属团簇分成配体和纯金属核结构两部分。然后使用密度泛函理论(DFT)方法研究了半胱氨酸配体保护的超小尺寸的Cu(n=3-10)团簇结构和生长过程。首先,我们分别构建了Cu(n=3-10)核结构和半胱氨酸保护的Cu(n=3-10)团簇的初始结构模型,并用Gaussian09软件包进行结构优化,得到能量最低的结构。然后,我们对所获得的几何结构进行分析,试图从它们的结构演变中发现其生长的基本规律。其次,我们通过计算Fu Kui指数预测Cys结合位点,并建立了Cys-Cu簇(n=3-10)的理化性质与生长机制之间的关系。第三,对Cu(n=3-10)核结构和Cys-Cu(n=3-10)团簇的电子结构特性进行研究,以分析Cys配体对Cu(n=3-10)核结构的调制作用。最终结构分析表明(1)Cu(n=3-6)核结构在生长过程中形成独特的等腰三角形生长单元。(2)纯的Cu团簇核结构的FuKui指数F(x)可很好地预测Cu(n=3-10)核结构上的Cys配体结合位点。(3)对于n=3-6,Cys与Cu原子成键的位置与等腰三角形的顶点的位置重合;对于n=7,Cys结合到五角双锥结构的顶点位置;对于n=8-10,Cys更倾向与破坏五角双锥结构中五边形的原子键合。(4)Cys配体对Cu(n=3-10)的HOMO-LUMO间隙具有很强的调制作用。我们发现了Cu(n=3-10)核结构和Cys-Cu(n=3-10)的基本生长机制,并且建立了这些生长机制与其理化性质(得失电子的能力)之间的对应关系。因此,这项工作通过研究其生长过程,为设计具有特定物理化学性质的团簇提供了理论支持。此外,我们还探讨了Cys-Ag-Cys单体、二聚体、三聚体的磁性演化过程,分析整个水凝胶体系的磁性机制,最终发现该结构的磁性是由3个Ag和2个S提供。

关键词： FuKui指数氨基酸配体 Cu团簇 DFT第一性原理

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充气机翼的褶皱与失效行为研究

航空学报 2016年第10期37卷 3044-3053页

作者：李斌董楠楠冯志壮牛文超西北工业大学航空学院西安710072

在经典工程梁理论的基础上,结合张力薄膜的应力状态分析,提出充气机翼褶皱失稳的判据。计入表面薄膜褶皱引起的刚度退化效应,将机翼等效处理为一个变截面刚度的梁,建立了充气悬臂机翼的等效梁模型,并采用微分求积法进行充气机翼弯曲变... 详细信息

在经典工程梁理论的基础上,结合张力薄膜的应力状态分析,提出充气机翼褶皱失稳的判据。计入表面薄膜褶皱引起的刚度退化效应,将机翼等效处理为一个变截面刚度的梁,建立了充气悬臂机翼的等效梁模型,并采用微分求积法进行充气机翼弯曲变形分析。计算结果与充气机翼的静力弯曲试验结果相吻合,验证了充气机翼弯曲变形分析方法的有效性。应用片条理论引入气动力模型,并与所建立的等效梁模型相耦合,建立充气机翼的静气动弹性耦合模型,并用迭代算法进行求解。考虑起皱和失稳两种判据,并计算获取了试验机翼的起皱动压和皱褶失稳动压形式,计算结果与风洞试验结果一致。根据所建立的充气机翼静气动弹性分析方法,可以预测充气机翼表面褶皱区的扩展和弯曲变形,进而绘制充气机翼的静气弹许用包线,为充气机翼的设计提供必要的安全边界参考依据。

关键词：充气机翼褶皱变刚度静气弹失稳

藏北羌塘玛依岗日洋岛型玄武岩的地球化学特征和构造意义

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藏北羌塘玛依岗日洋岛型玄武岩的地球化学特征和构造意义

作者：牛文超中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

玛依岗日玄武岩位于龙木错—双湖缝合带的中段——藏北羌塘玛依岗日地区，该地区主体岩性为石炭—二叠系的增生杂岩，与玄武岩共生的岩石主要为浅变质的砂质、粉砂质千枚岩，变质石英砂岩和结晶灰岩。玄武岩受构造应力作用呈东西向条带... 详细信息

玛依岗日玄武岩位于龙木错—双湖缝合带的中段——藏北羌塘玛依岗日地区，该地区主体岩性为石炭—二叠系的增生杂岩，与玄武岩共生的岩石主要为浅变质的砂质、粉砂质千枚岩，变质石英砂岩和结晶灰岩。玄武岩受构造应力作用呈东西向条带状，内部变形强烈，多发生板理或片理化。对本区玄武岩采用岩石学、矿物学、地球化学和年代学方法进行详细的分析，结果表明：本区玄武岩具有TiO、TFeO、PO含量高(平均分别为3.40%、10.62%、0.44%)， REE总量高，轻重稀土强烈分馏的特点(REE总量为177.72x10-6-425.20x10-6，(La/Yb)N平均为13.44)，其富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba和高场强元素(HFSE)Zr、Hf、Th，地球化学特征和微量元素分布型式与标准洋岛型玄武岩(OIB)相似。微量元素构造判别图解显示玛依岗日地区玄武岩形成于大洋板内的洋岛环境。微量元素La/Nb、Zr/Nb、Nb/U、Ce/Pb比值特征和(La/Nb)PM—(Th/Ta)PM图解显示岩浆源区不同程度的受到了来自于地壳物质的混染，但混染程度不深;Ce/Y-Zr/Nb图解显示原始岩浆可能来自于富集地幔，并可能与石榴石二辉橄榄岩的部分熔融有关。在玄武岩夹层中发现呈石香肠产出的斜长花岗岩，锆石SHRIMP U-Pb测年结果为465±2Ma，表明洋岛玄武岩至少应形成于中奥陶世时期。构造环境判别图解和测年结果显示至少在早古生代(中奥陶世)龙木错—双湖缝合带就已是一个成熟的大洋环境，玛依岗日玄武岩应是原特提斯洋俯冲消亡的产物，代表了原特提斯洋壳的残余。沿龙木错—双湖缝合带断续出露有晚古生代的蛇绿岩、石炭—二叠系的堆晶长岩和中晚三叠世的榴辉岩和蓝片岩，结合本区早古生代洋岛型玄武岩的发现，可以看出龙木错—双湖缝合带至少在中奥陶世时期就已是一个成熟的洋盆，并且可能经历了原特提斯俯冲闭合，古特提斯俯冲闭合的演化过程。

关键词：藏北玛依岗日龙木错—双湖缝合带中奥陶世洋岛型玄武岩地球化学特征构造意义

补心养阴颗粒对慢性心力衰竭气阴两虚证的临床研究

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补心养阴颗粒对慢性心力衰竭气阴两虚证的临床研究

作者：牛文超山东中医药大学

学位级别：硕士

目的:观察补心养阴颗粒对慢性心衰中医气阴两虚证患者临床疗效,探讨其作用机制,为疾病遣方用药提供临床依据。方法:选取符合条件的慢性射血分数降低型心力衰竭气阴两虚证患者60人,随机分为2组,对照组参照《中国心力衰竭诊断和治疗指南2... 详细信息

目的:观察补心养阴颗粒对慢性心衰中医气阴两虚证患者临床疗效,探讨其作用机制,为疾病遣方用药提供临床依据。方法:选取符合条件的慢性射血分数降低型心力衰竭气阴两虚证患者60人,随机分为2组,对照组参照《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》心衰标准治疗方案、治疗组在对照组治疗方案基础上加用补心养阴颗粒,治疗4周,比较两组患者治疗前后的Lee氏心衰计分、Lee氏心衰计分疗效、中医总证候评分、中医单项证候评分、中医总证候疗效、中医单项证候疗效、心功能分级、NT-pro BNP、s ST2、左心室射血分数（LVEF）等临床指标和血常规、肝功能、肾功能等安全指标变化情况,并记录对照组、治疗组两组治疗过程中出现的药物过敏反应和（或）胃肠道反应等不良事件发生频次,评价补心养阴颗粒的临床疗效及其安全性。结果:经过治疗后,对照组、治疗组两组心衰症状评分疗效分别为86.7%、90.0%,心衰症状均有效缓解（P＜0.05）,但两组间心衰症状缓解程度无显著差异（P＞0.05）;在中医证候方面,总有效率分别为83.3%和96.7%,中医证候总积分均有所降低（p＜0.05）且治疗组与对照组比较更显著（P＜0.05）;中医单项证候积分中心悸气短、口干欲饮、自汗盗汗,3项证候评分均有所降低（P＜0.05）,治疗组疗效优于对照组（P＜0.05）;心功能疗效总有效率均为100%,患者心功能较治疗前均有所提高,且治疗组疗效优于对照组;左心室射血分数、NT-pro BNP、s ST2两组治疗后均有显著显著改善（P＜0.01）,治疗后两组间无显著差异（P＞0.05）。血常规、肝功能、肾功能等安全指标经治疗后两组未见明显差异,治疗过程中无药物过敏、胃肠道反应等不良事件发生。结论:中西医结合治疗方案及西医标准治疗方案均能有效治疗慢性心衰;慢性射血分数降低型心力衰竭气阴两虚证患者,补心养阴颗粒佐之常规西医治疗在改善心功能、缓解相关中医证候方面治疗效果更为显著,在提高慢性心衰气阴两虚证患者生活质量以及预后改善方面起到了积极作用;临床应用补心养阴颗粒过程中,肝肾功能未受损害,无药物过敏、胃肠道反应等不良事件发生,安全性高。应用补心养阴颗粒治疗慢性射血分数降低型心力衰竭气阴两虚证患者是一种安全有效的治疗手段。

关键词：补心养阴颗粒慢性心衰气阴两虚证临床研究

基于NAF-FxLMS控制器的垂尾抖振主动控制

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振动与冲击 2021年第6期40卷 140-146页

作者：刘昊杨智春牛文超李魁王巍西北工业大学航空学院西安710072

将加速度负反馈(negative acceleration feedback,NAF)控制器与最小均方自适应滤波(filtered-x least mean square,FxLMS)算法相结合,提出了一种改进的反馈式次级通道阻尼补偿方法,来提高FxLMS控制器的性能。针对垂尾模型低阶模态抖振... 详细信息

将加速度负反馈(negative acceleration feedback,NAF)控制器与最小均方自适应滤波(filtered-x least mean square,FxLMS)算法相结合,提出了一种改进的反馈式次级通道阻尼补偿方法,来提高FxLMS控制器的性能。针对垂尾模型低阶模态抖振响应的控制问题,设计NAF控制器对次级通道进行反馈式阻尼补偿,建立了多模态的NAF-FxLMS控制器,随后开展垂尾抖振响应主动控制的地面模拟实验。实验结果表明,相比于单独的FxLMS控制器或NAF控制器,NAF-FxLMS控制器对垂尾抖振响应具有更好的控制效果。

关键词：最小均方自适应滤波(FxLMS)算法加速度负反馈(NAF)控制次级通道阻尼补偿垂尾抖振主动控制