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弹性飞行器飞行动力学建模与刚柔耦合阶次分析

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宇航学报 2024年第2期45卷 240-249页

作者：安阳王天舒清华大学航天航空学院北京100084

基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹... 详细信息

基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹性本体和刚体舵面组成的刚柔耦合多体系统为例,通过对比不同刚柔耦合阶次下动力学模型的时域响应与保守系统的动量计算结果,分析了动力学模型及动量公式中弹性变形项的保留阶次对动力学响应及动量计算精度的影响。揭示了传统模型忽略弹性变形高阶项可能导致的误差水平,为弹性飞行器动力学模型的简化与验证提供了参考。

关键词：弹性飞行器耦合动力学刚柔耦合阶次虚功率原理混合坐标法

基于PSModel的海上风电场全电磁暂态建模与仿真

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电网技术 2024年第1期48卷 262-271页

作者：崔森郁舒雁清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 电网安全全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电... 详细信息

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电压故障下有功和无功功率响应表达式,包括故障期间的穿越控制过程及不同过程间的暂态切换策略。提出了加权平均压降的风电场等值方法,采用自主研发的全电磁暂态仿真软件(power system model,PSModel)对我国广东某海上风电场进行全电磁暂态建模。根据稳态潮流及暂态特性结果验证了模型可通过系统测试,且有效实现了海上风电场的全电磁暂态建模,从而为该风场接入大电网后的安全稳定分析提供了研究基础。

关键词：直驱风电机组黑盒模型海上风电场 PSModel 故障穿越

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基于对偶四元数的多体系统动力学建模和控制

力学学报 2024年第7期56卷 2091-2102页

作者：王培栋王天舒清华大学航天航空学院北京100084

空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶... 详细信息

空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶四元数的位姿一体化建模和控制方法,使之可以应用于多刚体系统.该方法不仅能够精确描述复杂的力学关系,还能够在统一的数学框架中有效地处理位姿耦合问题,这为后续设计姿轨一体化的控制系统提供了极大的便利.首先,基于铰链模型建立了对偶四元数形式的铰链和臂体之间的速度和加速度递推关系,然后,利用铰链和臂体间力-力矩传递关系建立了递推形式的逆向动力学方程,为了便于控制系统设计与分析,随后推导建立了矩阵形式的位姿一体化的正向动力学方程.然后针对推进器和控制力矩陀螺讨论了具体的执行机构的动力学建模问题,并分别讨论了机械臂和漂浮基座的位姿一体化控制问题.最后,对一个6自由度机械臂和漂浮基座的组合体进行了动力学建模和控制仿真,动力学仿真的结果证明了所提动力学建模方法的正确性,控制仿真表明控制系统能较快地抵消机械臂运动对基座产生的干扰力和干扰力矩,证明了所提控制方法的有效性和可行性.

关键词：多刚体动力学对偶四元数一体化控制空间机械臂漂浮基座

适用于大攻角与大舵偏角的刚柔耦合飞行动力学线性化模型

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第9期64卷 1547-1554页

作者：安阳王天舒清华大学航天航空学院北京100084

针对飞行器大攻角与大舵偏角等不满足传统模型假设的飞行特点,采用小扰动法建立了飞行器刚柔耦合飞行动力学线性化模型,并与航天工程中常用模型进行了对比分析。推导了矩阵形式的动力学方程线性化的一般形式,得到了飞行器纵向动力学模... 详细信息

针对飞行器大攻角与大舵偏角等不满足传统模型假设的飞行特点,采用小扰动法建立了飞行器刚柔耦合飞行动力学线性化模型,并与航天工程中常用模型进行了对比分析。推导了矩阵形式的动力学方程线性化的一般形式,得到了飞行器纵向动力学模型的方程系数。给出的舵面摆动惯性力与力矩的线性化表达式,精确描述了攻角与舵偏角的扰动对摆动惯性力与力矩的影响。通过在大攻角与大舵偏角条件下将该文推导的线性化模型、传统线性化模型与原始的非线性模型的仿真结果进行对比,验证了所提出的模型具有更高的仿真精度。该文指出了传统模型将攻角和操纵机构摆角视为小量可能导致较大误差,为飞行器制导与控制系统设计提供了高精度的线性化模型。

关键词：飞行动力学线性化大攻角大舵偏角高精度小扰动法

南极冰间湖浮游植物生物量和生物生产力时空特征及影响因素研究进展

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极地研究 2024年第2期36卷 266-285页

作者：江宁张召儒上海交通大学海洋学院上海200240 自然资源部极地科学重点实验室中国极地研究中心(中国极地研究所)上海200136

南极冰间湖在气候变化中和生态系统环境中扮演着重要角色。本文通过回顾南极罗斯海、阿蒙森海、松岛和默茨等4个冰间湖浮游植物生物量和生产力的时空分布特征和变化规律、物理环境参数和气候模态对冰间湖中叶绿素a和浮游植物水华开始及... 详细信息

南极冰间湖在气候变化中和生态系统环境中扮演着重要角色。本文通过回顾南极罗斯海、阿蒙森海、松岛和默茨等4个冰间湖浮游植物生物量和生产力的时空分布特征和变化规律、物理环境参数和气候模态对冰间湖中叶绿素a和浮游植物水华开始及持续时间的影响,得出以下几点结论:(1)罗斯海冰间湖是南极近海生物生产力最高的区域,占南大洋总生产力的28%;阿蒙森海和松岛冰间湖在37个南极冰间湖生态系统中单位面积的生产力最高;默茨冰间湖浮游植物生物量年际变化明显。(2)海冰密集度、风速和云量等物理参数与浮游植物生物量变化密切相关,其相关关系的季节性和地域特征明显。海冰密集度主要通过改变冰间湖开放水域的面积来影响可到达海表的光合有效辐射;风速通过影响水体的垂直混合强度来改变营养盐及浮游植物的垂向输运;云量对冰间湖生态系统的影响是可见光强度及紫外线辐射量之间平衡的结果。(3)在部分冰间湖,浮游植物生物量的年际变化同调控南半球高纬度气候的主要模态,如南半球环状模和半年振荡等存在显著相关性。未来工作可结合长期卫星遥感观测、现场观测和数值模拟,进一步开展气候模态对冰间湖浮游植物生物量年际变化的物理-生态耦合机制、冰间湖生态系统生产力各个尺度变异规律和机制等的深入探究,从而更好地认知极地关键海区的生物地球化学循环过程及其气候效应。

关键词：南极冰间湖浮游植物生物量时空特征环境变量气候模态

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大规模集成的高性能本征可拉伸电子

Science Bulletin 2024年第12期69卷 1813-1815页

作者：王誉儒黄儒翊王婉仪胡又凡 Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices Center for Carbon-Based Electronics and School of ElectronicsPeking UniversityBeijing 100871China Academy for Advanced Interdisciplinary Studies Peking UniversityBeijing 100871China

Skin-like electronics exhibit soft and stretchable mechanical properties,enabling seamless conformal contact with the human skin and organ surfaces[1].Consequently,skin-like electronics facilitate high-fidelity bio-signal monitoring and imperceptible interaction with the human body[2],thereby empowering future telemedicine[3],soft robotics[4],and augmented reality applications[5].

关键词： thereby Skin conformal

学习全会精神,共谋发展新篇--北大经院学者学习党的二十届三中全会精神笔谈综述

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经济科学 2024年第4期 231-240页

作者：温舒北京大学经济学院

2024年7月15日至18日,中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议在北京召开,全会紧密围绕推进中国式现代化这一主题,对进一步全面深化改革做出系统部署。7月19日上午,北京大学经济学院联合《经济科学》编辑部,在学院“党员之家”举... 详细信息

2024年7月15日至18日,中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议在北京召开,全会紧密围绕推进中国式现代化这一主题,对进一步全面深化改革做出系统部署。7月19日上午,北京大学经济学院联合《经济科学》编辑部,在学院“党员之家”举办“学习全会精神,共谋发展新篇--—北京大学经济学院学习党的二十届三中全会精神专家座谈会”,第一时间学习领会全会精神。与会专家学者紧扣党的二十届三中全会公报,结合自身研究专长,就全面深化改革、高水平社会主义市场经济体制、经济高质量发展、全面创新、宏观经济治理、对外开放、保障和改善民生、生态文明等十个话题展开热烈讨论。与会专家学者一致表示,作为新时代的科研工作者与教育工作者应坚持“四个面向”,为破解国家和社会发展重大问题、推进改革走深走实而贡献智慧,为培养信念坚定、技能过硬、全面发展的社会主义现代化建设者和接班人而躬耕奋斗。

关键词：中国式现代化共谋发展保障和改善民生专家座谈会全面深化改革教育工作者生态文明三中全会精神

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清代孤本红楼戏《红楼梦套曲》考论

戏曲艺术 2024年第1期45卷 48-60页

作者：吴佳儒武迪中国人民大学文学院中国社会科学院文学研究所

现藏于苏州图书馆的《红楼梦套曲》为清嘉道年间中州文人王庆澜所撰,此前未见戏曲书目与红学书目著录,系海内孤本。王庆澜在演绎《红楼梦》经典情节之余,发覆原著,补写出他所理解的红楼人物的内心世界。作为散曲家,王庆澜的散曲创作经... 详细信息

现藏于苏州图书馆的《红楼梦套曲》为清嘉道年间中州文人王庆澜所撰,此前未见戏曲书目与红学书目著录,系海内孤本。王庆澜在演绎《红楼梦》经典情节之余,发覆原著,补写出他所理解的红楼人物的内心世界。作为散曲家,王庆澜的散曲创作经验在抒情性、曲套结撰等方面助益了其剧曲创作,但也带来了关目松散无序的副作用。《红楼梦套曲》交织着中州与江南双重地域文化,王庆澜在剧中对贞洁的关注与情欲批判,受到中州浓郁理学氛围的影响,而他对江南文化的自觉体认及其江南朋侪的俗文学趣尚则构成了该剧创作的潜在文化语境。《红楼梦套曲》是少见的附有评点的红楼戏,其评点既展现出红楼戏评点参照原著的普遍特征,又体现了解说创作构思的独特视角。《红楼梦》续衍文学大多被作者自觉地接续到原著的叙事脉络或阐释空间中,表现出为原著“加注”的创作态度。

关键词：红楼戏王庆澜红楼梦套曲戏曲评点

绿肥介导的土壤代谢物-微生物变化缓解草莓自毒并增产提质

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土壤学报 2024年第3期61卷 836-847页

作者：郭俏肖莉李进孙晨瑜符慧晶舒小龙薛泉宏来航线西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

为探讨禾本科绿肥对设施大棚草莓产量和品质的影响及机制,于2017—2021年选取玉米、高粱和高丹草绿肥进行还田试验,设置休闲农田-草莓、玉米-草莓、高粱-草莓和高丹草-草莓4个处理,测定草莓盛果期的植株生长及生理指标、果实产量及品质... 详细信息

为探讨禾本科绿肥对设施大棚草莓产量和品质的影响及机制,于2017—2021年选取玉米、高粱和高丹草绿肥进行还田试验,设置休闲农田-草莓、玉米-草莓、高粱-草莓和高丹草-草莓4个处理,测定草莓盛果期的植株生长及生理指标、果实产量及品质、土壤化学特征、细菌群落结构及代谢组。结果表明,不同绿肥处理均促进后茬草莓生长、产量形成及品质提高。其中,玉米绿肥的效果最为明显,该处理下草莓植株干重、根表面积、根长、根平均直径、根尖数、根系活力和叶片叶绿素含量分别较休闲对照显著增加53.4%、34.4%、40.0%、21.0%、94.7%、36.0%和7.8%。同时,玉米绿肥处理下果实单株产量、总糖含量、维生素C含量和可溶性固形物含量分别显著增加44.6%、13.9%、14.4%和12.8%。此外,玉米绿肥处理下土壤pH、阳离子交换量、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、蔗糖酶活性、磷酸酶活性和脲酶活性均显著增加。绿肥介导了草莓根际土壤细菌群落多样性及丰富度增加,有益细菌如黄杆菌属(Flavobacterium)、贪噬菌属(Variovorax)和鞘氨醇杆菌属(Pedobacter)显著富集。绿肥对有益细菌的招募可能与之介导的土壤中糖类代谢物(如山梨糖、甘露糖和果糖)相对丰度显著增加有关,而脂类代谢物(如棕榈酸、硬脂酸和油酸)相对丰度的显著降低缓解了草莓自毒作用。因此,禾本科绿肥引起土壤特定代谢物变化通过招募有益菌并缓解自毒作用提高草莓产量和品质,以玉米为主的禾本科绿肥适用于设施大棚草莓生产。

关键词：草莓禾本科绿肥细菌群落结构代谢组