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基于SCSO-BP神经网络的卫星姿态控制系统故障预测

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飞控与探测 2024年第1期7卷 37-46页

作者：于牧野初未萌符方舟吴志刚陈巍王巍中山大学航空航天学院深圳518107 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 中国航天科技集团有限公司北京100048 北京航天控制仪器研究所北京100039

近年来,随着人工智能的迅速发展,基于人工神经网络的卫星姿态控制系统故障预测方法得到了越来越多的重视。在反向传播(Back Propagation,BP)神经网络中,权重和偏置是重要的可调节参数,与神经网络的预测性能密切相关。BP神经网络的初始... 详细信息

近年来,随着人工智能的迅速发展,基于人工神经网络的卫星姿态控制系统故障预测方法得到了越来越多的重视。在反向传播(Back Propagation,BP)神经网络中,权重和偏置是重要的可调节参数,与神经网络的预测性能密切相关。BP神经网络的初始权重和偏置为随机生成,设置不当容易导致网络在训练过程中陷入局部极值,进而影响预测性能。为了提高BP神经网络的预测性能,提出了一种将沙猫群优化(Sand Cat Swarm Optimization,SCSO)算法与BP神经网络相结合的预测方法。在训练过程中,首先通过SCSO算法对BP神经网络权重和偏置进行预训练,在此基础上,利用精调后的BP神经网络对卫星姿态控制系统周期渐变故障数据的未来趋势进行预测。实验结果表明,与原始BP神经网络预测方法相比,SCSO-BP预测方法能够有效减小预测误差,具有更好的预测精度。

关键词：沙猫群优化 BP神经网络故障预测卫星姿态控制系统时间序列

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空间飞行器自主诊断重构的理论和方法

宇航学报 2023年第4期44卷 546-557页

作者：王大轶屠园园张香燕符方舟北京空间飞行器总体设计部北京100094 中山大学航空航天学院深圳518000

面向我国深空探测任务对空间飞行器安全可靠自主运行提出的迫切需求,研究了空间飞行器自主诊断重构技术。针对空间飞行器诊断重构能力确定于设计之初、受制于有限资源等特点,提出了着力于系统评价设计过程的自主诊断重构方法。首先,分... 详细信息

面向我国深空探测任务对空间飞行器安全可靠自主运行提出的迫切需求,研究了空间飞行器自主诊断重构技术。针对空间飞行器诊断重构能力确定于设计之初、受制于有限资源等特点,提出了着力于系统评价设计过程的自主诊断重构方法。首先,分析了国内外研究现状并梳理了后续的待突破难点。其次,以可诊断性与可重构性理论为指导,提出了正常模式与故障模式一体化设计方法、故障诊断与系统重构一体化设计方法,在设计阶段通过资源配置和诊断重构方案的综合优化实现系统诊断重构能力最大化。然后,提出了基于能力在轨评估的诊断重构方案动态调整方法,在运行阶段通过诊断重构过程的自适应调整保持系统最优状态,进而从全寿命周期提升系统的诊断重构能力。最后,进行了总结与展望。

关键词：空间飞行器自主诊断重构可诊断性可重构性一体化设计

基于可观测性的序列图像自主导航观测时序规划方法

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宇航学报 2023年第3期44卷 411-421页

作者：李嘉兴王大轶董天舒李茂登徐超符方舟北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京控制工程研究所北京100094 中山大学航空航天学院深圳518107

针对行星着陆自主导航中图像处理计算负担重的问题,分析了序列图像自主导航的可观测性,并提出了一种观测时序规划方法。通过可观测性分析得到了在未知环境中使状态可观测的最少观测次数,这是切换观测陆标的边界条件。在此基础上,通过优... 详细信息

针对行星着陆自主导航中图像处理计算负担重的问题,分析了序列图像自主导航的可观测性,并提出了一种观测时序规划方法。通过可观测性分析得到了在未知环境中使状态可观测的最少观测次数,这是切换观测陆标的边界条件。在此基础上,通过优化所构建的深度估计误差模型获得最佳观测间隔时间,从而自适应地规划观测时序,减少图像处理次数。仿真结果验证了可观测性分析的正确性,以及提出的观测时序规划方法的有效性,相比每个采样时刻均观测陆标,在不明显影响导航精度的条件下减少陆标观测次数45.9%,有效降低序列图像在线处理的计算负担,大幅提升未知环境中行星着陆器基于序列图像的自主导航能力。

关键词：行星着陆序列图像自主导航可观测性

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中国科幻游戏产业高质量发展路径探索

武汉大学学报（哲学社会科学版） 2024年第2期77卷 21-29页

作者：方舟武汉大学国家文化发展研究院湖北武汉430072

科幻游戏产业是围绕科幻游戏的开发、运营、销售和服务形成的新兴文化产业。中国科幻游戏产业当前处于上升阶段,但仍存在着游戏内部科幻属性模糊、科幻游戏与科幻小说和科幻影视联动不足、科幻游戏产业在数字经济时代对现实的指导意义... 详细信息

科幻游戏产业是围绕科幻游戏的开发、运营、销售和服务形成的新兴文化产业。中国科幻游戏产业当前处于上升阶段,但仍存在着游戏内部科幻属性模糊、科幻游戏与科幻小说和科幻影视联动不足、科幻游戏产业在数字经济时代对现实的指导意义不清晰等问题。中国科幻游戏产业作为文化与科技融合的新业态,在“十四五”时期面临新的机遇与挑战。未来中国科幻游戏产业可以从游戏内容转型与品质提升、科幻游戏对科幻产业链的激活以及科幻游戏赋能实体经济三方面,探索递进式高质量发展的路径,重塑游戏社会价值,以科幻游戏推动全民科学素质普及,提升文化科技创新能力,实现经济效益与社会效益的协同双赢。

关键词：科幻游戏产业科幻产业链文化科技创新高质量发展

名学遗风与词法本位:章士钊“甲寅文体”的传统底色

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文艺理论研究 2024年第2期 114-125页

作者：常方舟上海社会科学院文学研究所上海市200235

在文学史的叙述中,章士钊的“甲寅文体”被称作“政论文”“逻辑文”“欧化的古文”,这些指称侧重从清末民初古典文章发生新变的角度揭示章文的写作特点。事实上,章士钊的文学观念深受章太炎的影响,在思维方式上汲取了墨学和《论衡》等... 详细信息

在文学史的叙述中,章士钊的“甲寅文体”被称作“政论文”“逻辑文”“欧化的古文”,这些指称侧重从清末民初古典文章发生新变的角度揭示章文的写作特点。事实上,章士钊的文学观念深受章太炎的影响,在思维方式上汲取了墨学和《论衡》等传统学术思想资源,和近代西洋逻辑学存在目的悖反的倾向。在文学实践方面,章士钊倡导子学笔体的名家之文,并依托《甲寅》施行复归诸子之文的文体实验。伴随本土修辞学的兴起,章士钊奉行以词法为本位的文法修辞,展现了古典文学固有的修辞技巧。探究以章士钊“甲寅文体”为代表的应用类古文在新旧之间的变与不变,或为重新审视中国古典文章的杂文学属性提供更加本土化的视角。

关键词：章士钊《甲寅》甲寅文体

夏季西南大西洋阿根廷无须鳕异尖线虫幼虫感染情况研究

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中国水产科学 2024年第2期31卷 232-239页

作者：舒月方舟上海海洋大学海洋生物资源与管理学院大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室国家远洋渔业工程技术研究中心农业农村部大洋渔业开发重点实验室农业农村部大洋渔业资源环境科学观测实验站

阿根廷无须鳕(Merlucciushubbsi)是西南大西洋最主要的捕捞物种之一,近年来其捕捞产量持续上升,异尖线虫幼虫(Anisakidlarvae)是寄生于阿根廷无须鳕最常见的寄生虫之一,本研究为了解西南大西洋阿根廷无须鳕感染异尖线虫幼虫的情况,于202... 详细信息

阿根廷无须鳕(Merlucciushubbsi)是西南大西洋最主要的捕捞物种之一,近年来其捕捞产量持续上升,异尖线虫幼虫(Anisakidlarvae)是寄生于阿根廷无须鳕最常见的寄生虫之一,本研究为了解西南大西洋阿根廷无须鳕感染异尖线虫幼虫的情况,于2022年10月至2023年2月夏季阿根廷及马尔维纳斯群岛(福克兰群岛)专属经济区外的公海海域共捕获435尾阿根廷无须鳕,对其进行生物学实验,采集寄生虫进行形态学鉴别,最后记录数据并进行分析。结果显示, 99.08%的阿根廷无须鳕均感染异尖线虫幼虫,平均感染强度为(19.56±24.76)条/尾, 44.37%的样本鱼感染异尖线虫幼虫的数量在1～10条之间。性腺成熟度为I～IV的样本鱼感染异尖线虫幼虫的平均感染强度分别为(9.89±10.67)条/尾、(13.83±14.74)条/尾、(25.86±22.17)条/尾、(50.61±56.78)条/尾;样本鱼腹腔、肝脏和胃感染异尖线虫幼虫的平均感染强度分别为(9.20±10.01)条/尾、(8.61±13.74)条/尾、(4.34±5.10)条/尾。统计分析结果显示,性腺成熟度为IV期的样本鱼感染异尖线虫幼虫的平均感染强度显著高于I～III期(P0.05)。综上所述,阿根廷无须鳕感染异尖线虫幼虫的数量与样本鱼的性腺成熟度和不同感染部位有关,并且感染数量与叉长和体重具有相关性。本研究可为阿根廷无须鳕生长特征和影响因素提供研究基础。

关键词：阿根廷无须鳕异尖线虫幼虫感染强度性成熟度

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头足类海洋动物中寄生虫研究进展

上海海洋大学学报 2024年第4期 1043-1052页

作者：方舟舒月上海海洋大学海洋生物资源与管理学院大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室国家远洋渔业工程技术研究中心农业农村部大洋渔业可持续利用重点实验室

头足类是海洋生态系统中重要组成部分之一，以头足类为中间宿主或终末宿主的寄生虫广泛存在于海洋食物链的不同营养级中。由于寄生虫生活史的特殊性，其生命周期会贯穿宿主的整个或部分生活史，对宿主的生长和生存产生极大的影响。目前... 详细信息

头足类是海洋生态系统中重要组成部分之一，以头足类为中间宿主或终末宿主的寄生虫广泛存在于海洋食物链的不同营养级中。由于寄生虫生活史的特殊性，其生命周期会贯穿宿主的整个或部分生活史，对宿主的生长和生存产生极大的影响。目前针对寄生于头足类的寄生虫研究主要集中于种类组成、生活史、感染状况等方面。因此，本文对头足类动物感染寄生虫的研究现状进行了总结。结果显示，感染头足类的寄生虫类群主要有二胚虫、绦虫和线虫等。二胚虫不仅是头足类所特有的寄生虫，同时其终末宿主也均为头足类，其成熟与繁殖都在头足类肾脏中进行。而作为中间宿主，头足类极易被绦虫和线虫的幼体所感染，且感染率相对较高，感染部位主要是胃壁和体腔。线虫是头足类感染寄生虫物种中最丰富和最常见的种类之一，会对宿主产生重要的病理影响。其他种类的寄生虫也会在一定程度上影响头足类的生理特征。目前针对头足类中的寄生虫研究仍处于初级阶段，因此在后续的研究中，建议加快建立头足类中寄生虫开放数据库，扩充并共享寄生虫的种类信息；深入探究头足类中寄生虫种类的生命过程，进一步了解其在宿主生长过程中所产生的影响；尝试利用头足类中的寄生虫作为宿主种群划分的生物标记，为头足类的渔业可持续开发利用提供新思路。

关键词：头足类寄生虫种类组成生活史过程感染状况

纳米金属粒子梯度掺杂的硅基近红外吸收增强结构

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 71-78页

作者：孙雨佳陈方舟李晓志南京航空航天大学航天学院江苏南京211106 安徽北方微电子研究院安徽蚌埠233000

硅基光电子与CMOS工艺兼容,借助成熟的微电子加工工艺平台可以实现大规模批量生产,具有低成本、高集成度、高可靠性的优势。其中,硅基半导体探测器是目前应用最为广泛的可见光波段探测设备,将其工作频段拓展到近红外波段具有重要意义。... 详细信息

硅基光电子与CMOS工艺兼容,借助成熟的微电子加工工艺平台可以实现大规模批量生产,具有低成本、高集成度、高可靠性的优势。其中,硅基半导体探测器是目前应用最为广泛的可见光波段探测设备,将其工作频段拓展到近红外波段具有重要意义。由于硅的禁带宽度,硅基材料在近红外波段电磁波吸收存在明显限制,硅基探测器在近红外波段的应用受到挑战。根据纳米金属粒子发生局域表面等离子共振时产生的近场增强效应,提出了一种纳米金属粒子梯度掺杂的硅基结构。通过应用等效介质理论,模拟了复合硅基结构在可见光与近红外波段的吸收特性。结果表明:该结构在近红外波段具有电磁波吸收提升效果,并且当选择纳米金粒子梯度递增掺杂时,可以在610~1 450 nm波段提升吸收性能,最高提升可达到10.7 dB。所提出的结构可以有效增强硅基材料在近红外波段的吸收效率,研究结果为硅基半导体探测器在近红外波段的应用提供了重要参考。

关键词：超材料梯度掺杂等效介质理论近红外吸收增强

基于几何形态测量的西北太平洋日本鲭的个体生长规律

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上海海洋大学学报 2024年第4期 859-867页

作者：杨德逍俞骏王超方舟上海海洋大学海洋生物资源与管理学院大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室国家远洋渔业工程技术研究中心农业农村部大洋渔业可持续利用重点实验室

为探究西北太平洋海域日本鲭的个体生长规律，利用基于地标点的几何形态测量方法对2021—2022年“淞航”号调查船在西北太平洋海域采集的210尾日本鲭样本进行形态学分析。与其他方法相比，利用地标点方法能够有效揭示鱼体表型多样性，... 详细信息

为探究西北太平洋海域日本鲭的个体生长规律，利用基于地标点的几何形态测量方法对2021—2022年“淞航”号调查船在西北太平洋海域采集的210尾日本鲭样本进行形态学分析。与其他方法相比，利用地标点方法能够有效揭示鱼体表型多样性，反映不同阶段鱼体的变化情况，揭示其个体生长规律。结果发现不同叉长组的日本鲭的外部形态存在显著差异。主成分分析和多元回归分析均显示，叉长组越小的个体，其分区越明显，3个叉长组间的分区位置存在重叠，不同叉长组具有相同的生长模式，日本鲭形态生长速率随叉长的增加而逐渐减小。薄板样条变形网格结果表明，叉长越小的日本鲭个体，其腹部，尾部越小，日本鲭的外部形态随着叉长的改变而发生变化。结论认为，西北太平洋日本鲭生长形态随着叉长的增加而逐渐发生改变。

关键词：几何形态测量西北太平洋日本鲭生长规律