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利用径向力平衡飞行控制的航天器高精度轨道捕获方法

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国防科技大学学报 2024年第2期46卷 27-35页

作者：孟云鹤侯佳睿罗宇飞中山大学人工智能学院广东珠海519082 中山大学物理与天文学院广东珠海519082

为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行... 详细信息

为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行控制理论,构建轨道捕获的最优控制策略。考虑推力器的推力水平,通过一次或多次的控制过程,实现对轨道形状、轨道高度及轨道相位的综合调整。数值仿真表明:利用平衡飞行的轨道控制方法,配置微小推力器的空间引力波探测器可以实现高精度的轨道捕获;该方法具有控制过程可解析、计算量小、简便、实用等特点。

关键词：空间引力波探测器连续推力平衡飞行轨道捕获最优控制

HR3C奥氏体耐热钢晶界蠕变损伤的电子背散射衍射分析

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 611-618页

作者：胡正飞张家乐张洁同济大学上海金属功能材料开发与应用重点实验室上海201804

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下... 详细信息

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下部分孪晶界演变成一般晶界,而低蠕变速度下原始孪晶结构基本保持不变。EBSD分析结果清楚地反映了微观蠕变应变的不均匀性。沿晶微裂纹和蠕变空洞的产生和扩展是最显著的损伤特征,这些损伤现象与不同蠕变速度下的蠕变机制及晶界性质密切相关。

关键词：奥氏体耐热钢蠕变损伤特征晶界电子背散射衍射

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机器学习势及其在分子模拟中的应用综述

化工学报 2024年第4期75卷 1241-1255页

作者：刘东飞张帆刘铮卢滇楠清华大学化学工程系北京100084

分子动力学模拟已经成为化工过程和技术研发的重要工具,但经典分子动力学模拟的精度不足和从头计算分子动力学模拟的高昂计算成本,制约了分子模拟技术的广泛应用。机器学习技术的出现和发展使得基于机器学习势的分子模拟快速发展起来,... 详细信息

分子动力学模拟已经成为化工过程和技术研发的重要工具,但经典分子动力学模拟的精度不足和从头计算分子动力学模拟的高昂计算成本,制约了分子模拟技术的广泛应用。机器学习技术的出现和发展使得基于机器学习势的分子模拟快速发展起来,该方法兼具速度快与准确性高的优势,将极大地加速分子模拟技术在化工中的应用。首先回顾了机器学习势的发展历程,给出了构建机器学习势模型的原则,介绍了数据集构建、模型训练和模型迁移与应用等,分析了不同类型的机器学习势的特点和局限性,最后对机器学习势的应用前景进行了展望。

关键词：机器学习势分子模拟计算化学热力学

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增加类簇级对比的SCCL文本深度聚类方法研究

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数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 98-109页

作者：李婕张智雄王宇飞中国科学院文献情报中心北京100190 中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系北京100190

【目的】改进SCCL模型在文本深度聚类任务上的效果,提出一种新的基于SCCL的文本深度聚类模型ISCCL。【方法】ISCCL模型基于句向量预训练语言模型对输入文本进行数据增强和编码获取两组增强表征,在SCCL模型的基础上增加两层非线性网络,... 详细信息

【目的】改进SCCL模型在文本深度聚类任务上的效果,提出一种新的基于SCCL的文本深度聚类模型ISCCL。【方法】ISCCL模型基于句向量预训练语言模型对输入文本进行数据增强和编码获取两组增强表征,在SCCL模型的基础上增加两层非线性网络,将增强表征降维到维度与聚类数量相同的类簇特征空间。从列空间的角度构造正负簇对进行对比学习,引导模型挖掘对聚类任务有用的特征,并减少假正样本产生的影响。【结果】在AgNews、Biomedical、StackOverflow、20NewsGroups和zh10共5种基准数据集中,ISCCL模型的聚类准确率分别达到88.89%、48.74%、78.17%、56.97%和86.42%,较SCCL模型提升0.69%~2.67%。【局限】需要预先设定类簇特征空间维度(与聚类数目K值相同),然而在实际应用中往往很难明确原始数据的具体聚类数目,应当根据数据情况适当调整。【结论】ISCCL模型能够有效提取类簇特征,在SCCL模型的基础上提升了文本深度聚类效果。

关键词：对比学习深度聚类 SCCL 类簇特征学习表示学习

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大陆碰撞带深熔变质与花岗岩成因

地球科学 2024年第1期49卷 1-28页

作者：郑永飞陈仁旭高彭中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越研究中心安徽合肥230026

大陆碰撞带是地壳岩石发生深熔变质和花岗岩浆作用的重要场所,也是超大陆发生聚合和裂解过程的关键位置.对深熔变质作用的理解有助于揭示地壳分异过程和花岗岩成因等诸多问题,同时对威尔逊旋回过程中超大陆动力学的理解有重要启示.在大... 详细信息

大陆碰撞带是地壳岩石发生深熔变质和花岗岩浆作用的重要场所,也是超大陆发生聚合和裂解过程的关键位置.对深熔变质作用的理解有助于揭示地壳分异过程和花岗岩成因等诸多问题,同时对威尔逊旋回过程中超大陆动力学的理解有重要启示.在大陆碰撞过程的不同阶段,其动力体制会从挤压变成拉张,地温梯度会由低变高,从而形成时空分布不同、矿物组合各异的变质岩和岩浆岩.在大陆碰撞和俯冲的挤压阶段,变质温压比值较低,只有硬碰撞引起的地壳加厚产生的高压麻粒岩相变质作用以及深俯冲导致的超高压变质作用,不会发生深熔变质作用.在大陆深俯冲结束之际,板块界面动力体制由挤压变为拉张,受到超高压变质的地壳会以岩片状沿俯冲隧道发生逆冲折返.在大陆碰撞后阶段,一旦碰撞带岩石圈地幔发生减薄,软流圈地幔上涌导致主动张裂,上覆地壳就会在高的地温梯度下发生巴肯型深熔变质作用,从而形成大量的花岗岩.因此,地壳深熔变质和花岗质岩浆的发育程度与岩石圈厚度的变化密切相关.虽然幔源镁铁质岩浆结晶分异作用是大洋俯冲带之上花岗岩形成的常见方式,但是地壳部分熔融才是大陆碰撞带花岗岩浆作用的典型方式.地壳岩石性质是形成不同类型花岗岩的关键,I型和S型花岗岩分别主要来自于变火成岩和变沉积岩的部分熔融,而A型花岗岩则起源于堆晶或残留体的部分熔融.脱水熔融和水化熔融是产生花岗岩浆的两种基本物理化学机制,二者可在同一区域内发生,构成脱水-水化耦合的部分熔融机制.大陆碰撞带作为古板块缝合带,也是构造薄弱带,易于发育大陆主动张裂,这是在碰撞后阶段深部陆壳脱水-水化耦合熔融直至浅部陆壳部分熔融的主要构造机制,结果形成花岗岩-混合岩-麻粒岩高温岩石组合.一般来说,超大陆聚合阶段与碰撞挤压背景下的变质作用相关,而超大陆裂解与主动张裂拉张体制下的变质作用相关.虽然大陆张裂未必都能成功,但是其中夭折张裂在业已汇聚板块边缘最为常见.因此,夭折大陆张裂与陆内深熔变质作用和花岗岩浆作用之间的关系最为密切,这也是正确认识超大陆聚合之后到裂解之前陆内地质过程与构造演化之间关系的关键.

关键词：大陆碰撞深熔变质花岗岩浆大陆张裂陆内造山化学地球动力学汇聚板块边缘

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面向高速铁路货运站选址的深度学习模型研究

铁道学报 2024年第6期46卷 36-45页

作者：郑倩甘蜜姚竹魏力飞西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都611756 综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756

近年来急剧增长的快递量催生了高速铁路快运模式,高速铁路建设的持续推进为高速铁路快运体系的完善创造了新的发展契机。在规划过程中,高速铁路货运站的选址与特征之间存在复杂的异质性和非线性关系,因此本研究开发了一种基于深度学习... 详细信息

近年来急剧增长的快递量催生了高速铁路快运模式,高速铁路建设的持续推进为高速铁路快运体系的完善创造了新的发展契机。在规划过程中,高速铁路货运站的选址与特征之间存在复杂的异质性和非线性关系,因此本研究开发了一种基于深度学习的高速铁路货运站选址方法,该方法旨在根据现有的高速铁路快运物流基地建设项目挖掘出高速铁路货运站潜在的选址规律。研究初步构造市场需求、区位交通、发展环境3个维度的选址条件及其下属的10个指标,基于基础特征与深度学习算法构建选址模型,利用遗传算法优化超参数,同时根据各特征的重要度依次对模型进行测试以此确定出最佳的特征体系和模型学习层。实验结果表明,车站节点覆盖率、动车所预留情况、城市快递业务量、公路交通可达性和周边机场数目构成的特征子集在以LSTM和Dense堆叠的深度学习模型中表现出了最佳的选址效果,其F1分数达到0.9444,相比优化前有了较大幅度的提高。进一步以浙江省为例进行实证分析,选址结果也证实了研究所建立的深模型较好地学习了实际高速铁路货运站选址规律,可以帮助更加科学化、结构化的高速铁路货运站选址决策。

关键词：高速铁路货运站多源数据深度学习超参数优化长短期记忆网络

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融合自适应评判的随机系统数据驱动策略优化

自动化学报 2024年第5期50卷 980-990页

作者：王鼎王将宇乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124 智慧环保北京实验室北京100124

自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽... 详细信息

自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽松假设下的非线性随机系统,研究带有折扣因子的无限时域最优控制问题.所提的随机系统Q-learning算法能够将初始的容许策略单调不增地优化至最优策略.基于数据驱动思想,随机系统Q-learning算法在不建立模型的情况下直接利用数据进行策略优化.其次,利用执行−评判神经网络方案,实现了随机系统Q-learning算法.最后,通过两个基准系统,验证本文提出的随机系统Q-learning算法的有效性.

关键词：自适应评判设计数据驱动离散系统神经网络 Q-learning 随机最优控制

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地心甚高轨道星座构形协同捕获控制策略

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 18-26页

作者：孟云鹤吕健康罗宇飞中山大学人工智能学院广东珠海519082 中山大学物理与天文学院广东珠海519082

针对地心甚高轨道星座构形协同捕获控制问题,基于虚拟编队方法设计了协同捕获控制策略,采用三脉冲燃耗最优轨迹规划算法对构形捕获轨迹进行协同规划;并且结合自适应全程积分滑模控制器对卫星各自转移轨迹进行跟踪控制。以10万km轨道高... 详细信息

针对地心甚高轨道星座构形协同捕获控制问题,基于虚拟编队方法设计了协同捕获控制策略,采用三脉冲燃耗最优轨迹规划算法对构形捕获轨迹进行协同规划;并且结合自适应全程积分滑模控制器对卫星各自转移轨迹进行跟踪控制。以10万km轨道高度的三星星座构形捕获为例进行仿真验证,仿真结果表明:该策略可以有效应用于地心甚高轨道星座构形捕获控制,能够在燃耗较少的情况下使星座中卫星同时到达各自的标称位置,同时具有较高的精度。

关键词：地心甚高轨道星座构形捕获协同规划三脉冲燃耗最优滑模控制

面向电化学转换和储能的中空金属有机框架及其衍生碳基纳米反应器构筑

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科学通报 2024年第16期69卷 2174-2184页

作者：王雪飞李海涛刘健内蒙古大学化学化工学院呼和浩特010021 School of Civil&Environmental Engineering University of Technology SydneySydney 2007Australia

模拟细胞的纳米反应器以其独特的物理化学特性在多相催化、能量储存和转化、环境修复和生物化学等领域引起了广泛的研究兴趣.这类纳米反应器为化学反应的发生提供了一个介于微观和宏观之间的受限空间.其中,具有多级中空或多级孔结构的... 详细信息

模拟细胞的纳米反应器以其独特的物理化学特性在多相催化、能量储存和转化、环境修复和生物化学等领域引起了广泛的研究兴趣.这类纳米反应器为化学反应的发生提供了一个介于微观和宏观之间的受限空间.其中,具有多级中空或多级孔结构的碳基纳米反应器,在碳材料的热力学稳定性高和导电性能好的基础上,还可以在纳米反应器效应(如微环境调控效应、空间限域效应和传质增强效应等)的作用下,进一步提升碳基材料在电化学转换与储能领域的性能.本文首先对金属有机框架材料衍生的碳基纳米反应器的合成策略进行了讨论,然后介绍了它们在电化学转换和储能领域的应用,重点介绍了其中的纳米反应器效应,最后对金属有机框架衍生的碳基纳米反应器的发展前景进行了展望.

关键词：纳米反应器多级中空结构多级孔结构碳基电催化剂金属有机框架

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