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基于模型预测控制的无人驾驶主动避障策略

农业装备与车辆工程 2023年第8期61卷 88-93页

作者：崔玉定熊豪杰贺满川薛仁强武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北省武汉市430065

为实现无人驾驶车辆的主动避障,提出了分层结构的模型预测控制器。在上层局部路径规划层中考虑车辆附着条件约束,引入避障惩罚函数,规划最优局部期望路径。在下层轨迹跟踪层中,搭建整车模型并利用状态轨迹线性化得到线性时变模型,以二... 详细信息

为实现无人驾驶车辆的主动避障,提出了分层结构的模型预测控制器。在上层局部路径规划层中考虑车辆附着条件约束,引入避障惩罚函数,规划最优局部期望路径。在下层轨迹跟踪层中,搭建整车模型并利用状态轨迹线性化得到线性时变模型,以二次规划形式建立优化问题的逼近求解。其次为确保车辆跟踪过程中的稳定,将车辆安全行驶包络线约束结合到下层控制器内。通过MATLAB/Simullink和CarSim联合仿真证明了提出的主动避障策略可以有效避开障碍物,同时保证了车辆行驶的安全稳定性。

关键词：无人驾驶车辆主动避障模型预测控制局部路径规划轨迹跟踪安全稳定性

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基于可拓控制的无人驾驶车辆路径跟踪研究

农业装备与车辆工程 2023年第7期61卷 70-75页

作者：崔玉定贺满川熊豪杰薛仁强武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北省武汉市430065

为了提高无人驾驶车辆路径跟踪的精确性和稳定性,基于可拓控制原理设计了2种控制策略可切换的路径跟踪控制器。其中,初始偏差较大和低速时采用滑模控制策略,在充分保证跟踪精度时提高跟踪的实时性,高速时则采用带有约束控制的模型预测... 详细信息

为了提高无人驾驶车辆路径跟踪的精确性和稳定性,基于可拓控制原理设计了2种控制策略可切换的路径跟踪控制器。其中,初始偏差较大和低速时采用滑模控制策略,在充分保证跟踪精度时提高跟踪的实时性,高速时则采用带有约束控制的模型预测控制策略以提高车辆行驶的稳定性。最后通过搭建CarSim与Simulink联合仿真平台,在目标路径为双移线工况下进行不同车速的仿真。结果表明,所设计的可拓控制器能有效提高无人驾驶车辆的路径跟踪精度和稳定性。

关键词：无人驾驶车辆路径跟踪滑模控制模型预测控制可拓控制

人工智能与政治安全形态演变:一项系统研究的尝试

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国际安全研究 2025年第1期43卷 54-72,156,157页

作者：封帅薛世锟上海国际问题研究院网络空间国际治理研究中心上海国际问题研究院上海200233

在人工智能时代,政治安全的内涵正在被不断深化和持续拓展,各国面临的政治安全风险也愈发复杂。根据系统科学理论,政治安全可以构建为一种政治安全系统,包含正反要素、四大结构面与动态稳定的功能。人工智能在经历从游离到输入的时序过... 详细信息

在人工智能时代,政治安全的内涵正在被不断深化和持续拓展,各国面临的政治安全风险也愈发复杂。根据系统科学理论,政治安全可以构建为一种政治安全系统,包含正反要素、四大结构面与动态稳定的功能。人工智能在经历从游离到输入的时序过程后,作为一种新的要素与政治安全系统发生互动。人工智能与政治安全的互动遵循“技术—应用—风险—系统”的逻辑过程,并实现对系统内其他要素的影响。这种影响全面且深刻,使得人工智能开始大面积嵌入政治安全系统,重构了政治安全结构。政治安全正在面临人工智能所带来的更复杂的风险形态,包括权力安全、制度安全与价值安全在内的政治安全内部生态都将发生深刻变化,推动整个政治安全形态经历深刻的变革。

关键词：人工智能政治安全国家安全系统科学

激光诱导荧光技术与地下水重金属原位检测应用进展

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岩矿测试 2025年第1期44卷 19-34页

作者：毛康薛家奇陈卓张华中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081

对地下水重金属污染进行现场检测,是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针,在目标重金属存在下,通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光,从而完成对重金属的识别和检测,具有快速甄别地下水... 详细信息

对地下水重金属污染进行现场检测,是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针,在目标重金属存在下,通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光,从而完成对重金属的识别和检测,具有快速甄别地下水重金属污染特性和无损获取其价态的优势。本文在简述LIF检测重金属原理和LIF原位检测地下水重金属装备基础上,重点从荧光探针合成及其在重金属传感检测方法的构建上总结了基于不同荧光探针的LIF现场检测重金属的研究进展。目前可用于重金属检测的荧光探针包括以小分子探针、有机大分子和聚集诱导发光为主的有机荧光探针和以金纳米簇、量子点和金属有机框架材料为代表的纳米荧光探针。这些探针的合成及其对应的传感检测方法的构建表明LIF技术在地下水重金属检测中具有巨大优势。而针对地下水重金属检测的LIF设备研发方面的成果虽不如荧光传感检测方法丰富,但已研制出部分重金属的传感器和检测装备,表现出良好的应用前景。未来研究将会聚焦在地下水重金属主控因子识别和抗干扰技术研发、荧光探针合成与LIF检测方法构建、重金属传感部件和检测装备集成研制,以及检测技术标准化,为后续场地地下水典型重金属LIF检测技术的研究提供参考。

关键词：地下水重金属激光诱导荧光荧光探针现场检测

基于双色荧光法的乳化液流体动压润滑界面影响机理研究

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1662-1672页

作者：吕春风韩素立刘玉健郭峰邵晶薛子煜青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛 266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛 266520

利用面接触润滑油膜测量系统，结合双色荧光法，研究流体动压润滑中不同表界面对乳化液成膜机理的影响. 通过对钢块表面涂覆AF (Anti Finger Print)和FAS (Fluorodecyl-trimethoxysilane)进行疏水疏油处理，采用光干涉法测量乳化液流体... 详细信息

利用面接触润滑油膜测量系统，结合双色荧光法，研究流体动压润滑中不同表界面对乳化液成膜机理的影响. 通过对钢块表面涂覆AF (Anti Finger Print)和FAS (Fluorodecyl-trimethoxysilane)进行疏水疏油处理，采用光干涉法测量乳化液流体动压油膜厚度，结果显示乳化液的油膜厚度受到固/液界面润湿性的影响. 具体来说，在充分供油条件下，AF表面的油膜厚度最高，其次是Steel表面，而FAS表面的油膜厚度最低. 运用双色荧光法观察到乳化液的油水两相在竞争吸附行为中存在差异，在固体表面，油相分子优先黏附于固体表面形成有效油膜. 乳化液与不同表面接触时，在AF表界面分离油相与界面所需克服的黏附功最大，Steel表面次之，FAS表面最小，与油膜厚度试验结果相吻合.

关键词：流体动压润滑乳化液双色荧光法光干涉法油膜厚度

磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒影响骨髓间充质干细胞的成骨分化

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4841-4850页

作者：陈品叡薛轶元裴锡波四川大学华西口腔医院口腔医学+前沿医学创新中心四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院华西院区修复科四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院锦江门诊修复科四川省成都市610041

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架... 详细信息

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用一锅法合成具有磁性的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入2.5,5,10,20μg的Fe_(3)O_(4)),通过扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计检测等对Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒进行表征,筛选出合适的材料进行后续实验。提取4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别与不同质量浓度(25,50,75,100,125μg/mL)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒溶液共培养,CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的材料溶液质量浓度;筛选出材料溶液质量浓度后,施加磁刺激(磁场强度分别为0,50,100,150 MT),CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的磁场强度与Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒,用于骨髓间充质干细胞诱导分化实验。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)纳米颗粒溶液共培养,以单独培养的细胞为空白对照,成脂诱导后进行油红O染色,成骨诱导后进行碱性磷酸酶、茜素红染色与Runx2蛋白质量浓度检测。结果与结论:(1)扫描电镜下可见Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒呈现十二面体结构,随着材料中Fe_(3)O_(4)含量的增加,纳米颗粒的粒径增大,选择粒径约250 nm(该粒径下的纳米颗粒功能性及生物安全性较稳定)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入5,10μg的Fe_(3)O_(4))进行后续实验。(2)CCK-8检测结果显示,在100MT磁场作用下,50μg/mL的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中加入10μg的Fe_(3)O_(4))能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖,选择该条件下的纳米颗粒进行骨髓间充质干细胞成骨诱导分化实验。(3)成骨诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、细胞外基质矿化程度与Runx2蛋白质量浓度均高于其他3组(P<0.05);成脂诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的脂滴形成少于其他3组(P<0.05)。(4)结果表明,在特定的磁场条件下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。

关键词： Fe_(3)O_(4)@ZIF-8 磁性纳米颗粒磁刺激骨髓间充质干细胞成骨分化

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新型混编支架的制备与径向支撑力学行为

中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3440-3448页

作者：薛广明木合塔尔·克力木李洪新疆大学机械工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047

背景:编织支架因良好的柔顺性被广泛应用于狭窄动脉的治疗,但在提供足够的径向支撑性能方面存在明显局限。目的:针对单一材料制成的编织支架存在径向支撑力不足的问题,采用不同力学参数的生物可降解材料混合编织支架,探究影响混编支架... 详细信息

背景:编织支架因良好的柔顺性被广泛应用于狭窄动脉的治疗,但在提供足够的径向支撑性能方面存在明显局限。目的:针对单一材料制成的编织支架存在径向支撑力不足的问题,采用不同力学参数的生物可降解材料混合编织支架,探究影响混编支架径向力学性能的影响因素。方法:在镁合金支架中引入铁合金纱线,采用有限元分析法对不同编织参数的混编支架进行参数化分析,通过与0.18 mm直径镁合金纱线制备的普通支架进行对比,评估其径向支撑力、径向回弹率和扩张不均匀性。结果与结论:①当铁合金纱线直径为0.18 mm和0.14 mm时,随着铁合金纱线数量的增多,混编支架的径向支撑力增加;此时,尽管直径0.14 mm铁合金纱线提供的径向支撑力小于同数量的0.18 mm铁合金纱线,但增加细铁合金纱线的数量可以达到与较粗铁合金纱线混编支架相媲美的径向支撑力。当铁合金纱丝直径为0.10 mm时,随着铁合金纱线数量的增加,混编支架的径向支撑力降低。②增大编织角度,混编支架的径向支撑力降低,但其径向回弹率和狗骨率得到了改善。通过降低编织角可以改善小直径铁合金纱线造成的支架径向支撑力不足。③结果显示,在镁合金支架中引入铁合金纱线,可以实现在不增加纱线直径的情况下精确地调整支架的径向力学性能,这不仅克服了单一材料支架的局限性,也为多材料支架的设计提供了新思路。

关键词：编织支架生物可降解材料镁合金铁合金支架结构径向支撑性能狗骨率有限元分析

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现代智慧科技在全民健身领域中的应用与研究

文体用品与科技 2025年第1期 193-195页

作者：薛雄山西能源学院山西晋中030600

为进一步提升全民健身发展质效,更好、更优、更快地提升全民体质,实现健康社会、健康中国的转型。本文深入分析了现行全民健身发展的现实困境,然后以此为依据剖析了智慧科技在全民健身中应用的内涵与意义,最后从四个方面细化分析了现代... 详细信息

为进一步提升全民健身发展质效,更好、更优、更快地提升全民体质,实现健康社会、健康中国的转型。本文深入分析了现行全民健身发展的现实困境,然后以此为依据剖析了智慧科技在全民健身中应用的内涵与意义,最后从四个方面细化分析了现代智慧科技在全民健身领域中的应用,以供参考。

关键词：现代智慧科技全民健身应用

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