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CYGNSS信号对降水的时空响应及其驱动因子分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 109-121页

作者：严清赟王戴乐南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044

近年来,星载全球导航卫星系统反射测量(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)技术被广泛应用于地表水文监测,但针对降水,特别是其与飓风全球导航卫星系统(cyclone global navigation satellite system,CYGNSS)信号的响应机制研究仍有限。以中国广东省为研究区域,基于距平指数和相关分析方法,探究不同尺度下研究区2019—2020年逐月的CYGNSS反射率和降水的时空响应关系,综合考虑驱动因子如数字高程模型(digital elevation model,DEM)、坡度、土壤类型、土地覆盖类型和归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI),并基于地理探测器分析各驱动因子对CYGNSS信号与降水响应关系的影响力。研究发现:(1)在2019—2020年内,月平均CYGNSS反射率值和降水量均呈现明显的季节性差异,并且二者变化趋势近乎保持同步,这验证了CYGNSS信号在监测降水方面的潜力。(2)随着空间尺度的增大,CYGNSS信号和降水呈现的正相关性逐渐增强。(3)在不同空间尺度下,DEM和坡度较小(地势较平坦)的地区、土地覆盖类型为耕地的区域,以及较低到中等植被覆盖地区的CYGNSS信号和降水之间的正相关性更强。而不同尺度下土壤类型对CYGNSS信号和降水响应关系的影响存在差异。(4)各驱动因子对CYGNSS信号与降水响应关系的影响力按大小依次排序为DEM>NDVI>坡度>土地覆盖类型>土壤类型,并且随着尺度越大,各驱动因子的影响力越强。该研究有助于对地表水文变化进行准确评估,为降水监测和水资源管理提供决策支持。

关键词：飓风全球导航卫星系统 GNSS反射测量技术降水时空响应驱动因子

内外水力交互下浅埋带压盾构隧道水土压力计算模型

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岩土工程学报 2024年第8期46卷 1685-1694页

作者：谢家冲黄昕金国龙张子新同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中船第九设计研究院工程有限公司上海200063 加泰罗尼亚理工大学土木与环境工程学院巴塞罗那08034

针对浅埋有压盾构隧道内外水力交互渗流下引起的松动水土压力变化,基于修正镜像法获得了考虑内水压的地层渗流场分布与水力梯度。随后基于考虑松动区内部应力分布的修正Terzaghi公式给出了考虑隧道内水压下的松动区任意位置的水土压力解... 详细信息

针对浅埋有压盾构隧道内外水力交互渗流下引起的松动水土压力变化,基于修正镜像法获得了考虑内水压的地层渗流场分布与水力梯度。随后基于考虑松动区内部应力分布的修正Terzaghi公式给出了考虑隧道内水压下的松动区任意位置的水土压力解,并与数值模拟结果进行了对比验证。主要结论如下:采用圆弧拱和抛物线拱的主应力轨迹线能够有效描述隧顶松动区应力分布情况;当地层渗透系数与衬砌渗透系数比值小于1000时,内压水头大小对水土压力的影响显著;内压水头的增加将减小松动区有效应力,引起上覆土体卸载,同时引起隧顶松动区总应力增大,表明该范围内孔隙水压的增长对水土压力的变化占据主导作用;5参数正交分析结果的线性回归分析结果表明隧道埋深和半径对土压力有显著的正向影响,土体摩擦角和黏聚力均表现为负向影响。在相对低渗透地层条件下,内压水头对隧顶有效应力和总应力分别表现为显著的负向和正向影响。

关键词：带压盾构隧道衬砌渗漏内水外渗松动土压力土拱镜像法

公共体育服务智慧化供给的实践困境与破解路径——以X市智慧体育平台建设为例

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上海体育大学学报 2024年第7期48卷 56-65页

作者：徐国冲张明月厦门大学公共事务学院福建厦门361005

采用文献资料法和案例分析法,分析F省X市“i健身”智慧体育平台的建设实践发现,公共体育服务智慧化供给具有助力公共体育服务供需平衡、促进多元主体多样化供给、提升公共体育服务均等化水平等优势。在X市公共体育服务智慧化供给实践中... 详细信息

采用文献资料法和案例分析法,分析F省X市“i健身”智慧体育平台的建设实践发现,公共体育服务智慧化供给具有助力公共体育服务供需平衡、促进多元主体多样化供给、提升公共体育服务均等化水平等优势。在X市公共体育服务智慧化供给实践中,智慧体育平台建设已形成较为完善的资源整合与信息管理机制、线上线下联动的服务供给机制与多元主体共担的责任划分机制。同时,政府在实现公共体育服务智慧化供给过程中面临制度、标准与发展困境。未来应围绕公共体育服务智慧化供给目标,持续推进公共体育服务智慧化供给制度体系与标准体系建设,完善数据监督与管理机制,鼓励多主体参与公共体育服务智慧化供给,实现公共体育服务智慧化供给的多元主体协同合作。

关键词：公共体育服务智慧化智慧体育互联网+体育

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波形钢腹板-钢底板组合箱梁耐火极限与设计

铁道工程学报 2024年第9期41卷 30-35页

作者：程海根沈强郑尚敏管冲华东交通大学南昌330013 重庆大学重庆400044

研究目的:近年来交通量的增加,由车辆碰撞或易燃物品运输车辆引起的桥梁火灾时有发生,不容忽视。为了解火灾下波形钢腹板-钢底板组合箱梁的火灾响应,采用ANSYS建立三维热-力耦合分析模型,分析火灾下组合箱梁温度场分布状态与抗弯承载力... 详细信息

研究目的:近年来交通量的增加,由车辆碰撞或易燃物品运输车辆引起的桥梁火灾时有发生,不容忽视。为了解火灾下波形钢腹板-钢底板组合箱梁的火灾响应,采用ANSYS建立三维热-力耦合分析模型,分析火灾下组合箱梁温度场分布状态与抗弯承载力衰变规律,研究不同受火场景对组合箱梁耐火极限的影响,提出抗火设计方法。研究结论:(1)火灾下组合箱梁截面抗弯承载力呈三阶段发展;不同受火范围下跨中挠度随受火时间延长均呈两阶段发展;随着受火长度的增加,组合箱梁挠度增长幅度越大,受火初期受热弯曲效应作用越显著;(2)与抗力准则相比,采用挠度破坏准则判定组合箱梁的耐火极限较安全;(3)在组合箱梁底板增设不同类型的加劲肋形式,均可提高组合箱梁的耐火极限,当加劲肋材料用量相同时,与增设通长加劲肋相比,增设底板局部加劲肋对组合箱梁的耐火极限改善效果更好;(4)本研究成果可为波形钢腹板-钢底板组合箱梁的耐火极限理论分析与抗火设计提供参考。

关键词：桥梁工程耐火极限抗火设计波形钢腹板组合箱梁

柔性连杆伺服系统参数辨识与控制方法仿真研究

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柔性连杆伺服系统参数辨识与控制方法仿真研究

作者：陆泽冲郑州轻工业大学

学位级别：硕士

柔性连杆伺服系统是由永磁同步电机(PMSM)直接驱动的、强耦合复杂非线性系统。该系统省去了中间传动环节,避免了中间环节间隙误差、非线性摩擦等因素带来的不利因素,能够实现高精度伺服传动,在柔性机械臂、太阳能帆板以及自动化生产线... 详细信息

柔性连杆伺服系统是由永磁同步电机(PMSM)直接驱动的、强耦合复杂非线性系统。该系统省去了中间传动环节,避免了中间环节间隙误差、非线性摩擦等因素带来的不利因素,能够实现高精度伺服传动,在柔性机械臂、太阳能帆板以及自动化生产线等结构轻巧且自重比高的应用场所得到广泛的应用。现有传统伺服系统将电机与负载视为刚性连接,忽略了柔性连接对系统性能的影响。在高精度伺服系统中,柔性连接的动态形变会产生谐振,降低系统的控制精度,甚至可能引发系统失稳。如何建立系统准确的动态模型,实现系统的高精度控制成为柔性伺服推广应用中亟待解决的难题。另外,网络化是高精度伺服系统发展的必然趋势,如何有效节约网络资源,实现控制系统的高效、实时传输是伺服系统高性能发展面临的又一难题。为此,本文通过对柔性连杆伺服系统的机理分析,从系统模型参数辨识、转速环的跟踪控制以及事件触发的网络控制三个方面进行研究,旨在解决由柔性耦合引发的谐振问题以及控制器频繁更新问题。首先,建立了柔性连杆伺服系统的一阶模态动力学模型。通过利用拉格朗日方程建立柔性连杆的一阶模态动力学方程,并结合PMSM本体模型,形成完整的PMSM直接驱动柔性连杆伺服系统的动力学模型。其次,进行了柔性连杆伺服系统多新息模型参数辨识。对柔性连杆伺服系统动力学模型离散化处理,采用多新息随机梯度算法(Multi-innovation stochastic gradient,MISG)对柔性连杆伺服系统模型参数进行辨识,并与传统随机梯度算法进行比较。仿真结果表明,结合了柔性连杆伺服系统当前时刻和历史时刻的转速输入、输出信息的MISG算法,比传统随机梯度算法具有更高的参数辨识精度(参数精度提高了5.8倍,量化误差减小了21.6倍)和收敛速度(提高了5倍)。然后,提出了多容惯性PI控制方法。分析了柔性对连杆伺服系统的影响以及传统PI控制Z-N法失效的原因;将多容惯性标准传递函数与PI控制器结合,确定了MCPPI控制增益参数的设计方法,分别对系统转速环和电流环进行设计,并与工程设计方法、极点配置法等进行对比,验证了所提出的MCP-PI控制方法的有效性。最后,提出了一种基于遗传算法的事件触发转速环PI控制策略。基于事件触发机制和遗传算法,设计了一种事件触发机制的遗传算法优化PI(ET-GA-PI)控制器。引入遗传算法对PI控制器参数进行优化,减弱了系统柔性所产生的耦合振荡;采用固定阈值的事件触发机制来控制PI控制器更新次数,以解决控制器频繁更新造成的计算资源浪费问题。通过仿真实验与(极点配置PI控制(PP-PI)、典型II型系统工程设计PI控制(SSED-PI)、多容惯性PI控制(MCP-PI))等三种控制方法进行比较,验证了所提出的ET-GA-PI方法具有更好的动态性能和稳态精度,并且ET-GA-PI控制器更新次数是时间触发(GA-PI)控制的1/20,超调量仅为0.1731%。

关键词：柔性连杆伺服系统多新息参数辨识多容惯性遗传算法PI 事件触发控制

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应用磁导率检测的九脚探头仿真优化

中国测试 2024年第1期50卷 145-150页

作者：袁润冲任尚坤南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063

针对铁磁性构件应力集中和疲劳损伤的检测评价复杂性问题,对九脚探头参数问题进行分析。推导了探头的检测原理,以45号钢为研究对象,为提高系统的检测灵敏度,对检测探头的主要影响参数进行优化,并采用Ansys Workbench平台中静力学与静磁... 详细信息

针对铁磁性构件应力集中和疲劳损伤的检测评价复杂性问题,对九脚探头参数问题进行分析。推导了探头的检测原理,以45号钢为研究对象,为提高系统的检测灵敏度,对检测探头的主要影响参数进行优化,并采用Ansys Workbench平台中静力学与静磁学模块进行力磁耦合仿真。结果显示:最佳激励频率、最佳激励电压幅值与激励线圈匝数相关,在确定的激励线圈匝数下,激励频率、激励电压均存在最优值使检测灵敏度最大;随拉应力的增加,检测信号呈减小的趋势。该仿真数据可为后续设计提供参考。

关键词：磁导率检测技术应力集中九脚探头检测灵敏度

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地震数据时频分析的W变换及其改进方法

石油勘探与开发 2024年第4期51卷 774-782页

作者：王仰华饶莹赵振聪英国帝国理工大学资源地球物理学院英国伦敦SW72AZ 中国地质大学(北京) 北京100083 中国石油大学(北京)地球物理学院北京102249

针对常规线性时频分析方法无法同时达到时间域和频率域上的高分辨率和能量聚焦,尤其在低频区域分辨率较差的问题,为提高线性时频分析方法在低频区域的分辨率,提出了W变换方法,在线性变换中引入瞬时频率参数,构建与地震数据瞬时频率相匹... 详细信息

针对常规线性时频分析方法无法同时达到时间域和频率域上的高分辨率和能量聚焦,尤其在低频区域分辨率较差的问题,为提高线性时频分析方法在低频区域的分辨率,提出了W变换方法,在线性变换中引入瞬时频率参数,构建与地震数据瞬时频率相匹配的分析时窗。将W变换方法与典型的非线性时频分析方法——魏格纳-维利分布(WVD)进行了对比。WVD方法展示的是时间-频率域中的能量分布,明确指示子波的时间重心和频率重心,而W变换中由于引入了任意时间位置所对应的瞬时频率作为变换参数,所展示的时间-频率谱因而也具有明确的能量聚焦重心,因此,W变换与WVD方法具有直接对标意义。分析了近年来W变换的3种改进方法的发展状况,详细阐述从常规W变换、谐变时窗W变换、分数阶W变换、直到线性正则W变换的发展和演进。通过W变换在河道砂体识别和溶洞检测方面的3个应用实例,验证W变换可以提高时间-频率谱的分辨率与能量聚焦。

关键词：时频分析匹配追踪魏格纳变换 W变换能量聚焦分辨率

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福建行洛坑高产热花岗岩U、Th来源与富集成因

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地球科学 2024年

作者：胡鐇分刘昊王永刘向冲中国地质科学院地质力学研究所自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室中国地质科学院地质力学研究所动力成岩成矿实验室

钨矿与高分异花岗岩有密切的成因联系。全球大型/超大型钨锡矿床相关花岗岩的放射性产热率大多为5-10 μWm-3，属于高产热花岗岩；其放射性产热率主要来源于U，一般达到70%，其次是Th（20%）与K（<10%），然而目前并不清楚含钨花岗岩放... 详细信息

钨矿与高分异花岗岩有密切的成因联系。全球大型/超大型钨锡矿床相关花岗岩的放射性产热率大多为5-10 μWm-3，属于高产热花岗岩；其放射性产热率主要来源于U，一般达到70%，其次是Th（20%）与K（<10%），然而目前并不清楚含钨花岗岩放射性产热元素分布规律及其富集原因。本文选择福建行洛坑超大型钨矿床开展典型实例研究，通过对行洛坑花岗岩单矿物（黑云母、斜长石、锆石、独居石、磷灰石等）的成分分析，结合已发表的全岩主、微量数据，利用质量守恒原理分别约束U、Th、K的主要赋存矿物。行洛坑两期花岗岩（G1与G2）的锆石U-Pb年龄分别为：151.5±0.6Ma和150.0±0.6Ma，根据单矿物计算的G1与G2总产热率分别为1.78 μWm-3、2.28 μWm-3。其中，K主要赋存于钾长石和黑云母等矿物，这两种矿物的K对全岩的热贡献率不到10%（全岩计算平均值为9%）；Th主要来自于独居石，独居石中Th热贡献率最高达到了46%（全岩计算平均值为28%）；U主要来自锆石、独居石以及少量磷灰石，热贡献率均低于15%（全岩计算平均值为63%）。G1与G2单矿物计算的产热率只达到全岩平均产热率(分别为3.74 μWm-3和6.10 μWm-3)的48%和37%，这种显著差异可能是由于行洛坑花岗岩中大量U存在于少量高U锆石。行洛坑花岗岩的U主要赋存于锆石（尤其是高U锆石），Th主要赋存于独居石，K主要赋存于钾长石和黑云母等主要硅酸盐矿物；行洛坑花岗岩中U、Th的富集可能由源区和结晶分异作用共同控制的；行洛坑花岗岩放射性热（尤其是晚期岩体）可能延长了行洛坑热液对流时限并促进白钨矿的形成。

关键词：高产热花岗岩锆石独居石钨矿床行洛坑

基于T-S模糊系统的倾转旋翼机过渡过程最优控制

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飞行力学 2024年第4期42卷 27-34,55页

作者：伍家冲吴伟南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室江苏南京210016

针对倾转旋翼机过渡过程变动力学特性带来的复杂控制问题,提出一种基于T-S模糊系统和线性二次最优跟踪控制结合的综合控制方法。首先,建立倾转旋翼机高置信度飞行动力学模型,并基于模糊逼近原理发展了面向控制器设计的T-S模糊模型。然后... 详细信息

针对倾转旋翼机过渡过程变动力学特性带来的复杂控制问题,提出一种基于T-S模糊系统和线性二次最优跟踪控制结合的综合控制方法。首先,建立倾转旋翼机高置信度飞行动力学模型,并基于模糊逼近原理发展了面向控制器设计的T-S模糊模型。然后,针对所建立的模糊模型,将控制策略切换与并行分布补偿控制器相结合,采用线性二次最优跟踪控制方法完成控制律设计,得到可平滑切换的控制集。最后,开展了倾转过渡过程的飞行仿真,对设计的控制律进行了验证。结果表明:所建立的模糊最优控制方法能够实现倾转旋翼机过渡过程的精准控制,状态响应和控制器输出的平滑性得到显著提升。

关键词：倾转旋翼机 T-S模糊系统线性二次最优跟踪器倾转过渡控制