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基于神经网络的无人直升机多故障容错控制设计

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：阎坤赵金泽陈超波高嵩曹凯西安工业大学电子信息工程学院

执行器故障严重威胁无人直升机的飞行安全。考虑无人直升机同时出现执行器偏置和失效等多故障问题，提出了一种复合容错飞行控制算法。针对执行器偏置故障，设计非线性故障观测器对其进行实时估计；针对执行器失效故障，构造同维辅助系... 详细信息

执行器故障严重威胁无人直升机的飞行安全。考虑无人直升机同时出现执行器偏置和失效等多故障问题，提出了一种复合容错飞行控制算法。针对执行器偏置故障，设计非线性故障观测器对其进行实时估计；针对执行器失效故障，构造同维辅助系统并结合神经网络技术对其进行处理。采用反步法设计了无人直升机的复合容错飞行控制器，并通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统误差信号均有界且收敛。仿真结果表明：所提控制算法能够提高无人直升机在执行器多故障发生时的容错能力，确保其安全飞行。

关键词：无人直升机神经网络辅助系统故障观测器复合容错

结合夜光遥感的成渝城市群城市经济发展特征变化分析

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自然资源遥感 2024年

作者：牛振生杨鑫陈超廖祥张小轩河南工程学院土木工程学院成都理工大学地球科学学院成都理工大学地球勘探与信息技术教育部重点实验室

为解决传统经济数据缺乏空间信息、难以反映区域经济发展的空间差异性及动态变化特征等问题,利用夜间灯光数据结合土地利用数据、社会经济数据,构建成渝地区国内生产总值(gross domestic product,GDP)空间化模型,使用趋势分析、修正引... 详细信息

为解决传统经济数据缺乏空间信息、难以反映区域经济发展的空间差异性及动态变化特征等问题,利用夜间灯光数据结合土地利用数据、社会经济数据,构建成渝地区国内生产总值(gross domestic product,GDP)空间化模型,使用趋势分析、修正引力模型等方法,在像元尺度和经济关联性上对成渝地区经济发展特征进行分析。结果表明:基于多源数据所构建的GDP空间化模型精度较高,其误差均不超过1.1%;成渝地区GDP密度快速增长的区域主要位于成都市和重庆市主城区周围,其占比约为73.9%,且经济集聚特征较明显的地区仍主要分布于该区域;成渝地区城市间的经济关联强度不断加深,城市综合发展质量稳步提升,成都市与其周边城市的经济联系最为密切。综合来看,成渝地区区域内经济呈现出“双核驱动发展”的空间特征,经济关联强度逐渐增强。研究可为成渝城市群经济高质量发展提供数据支持和方法依据。

关键词： NPP/VIIRS夜间灯光数据 GDP空间化成渝城市群修正引力模型经济发展

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川剧文化大数据可视分析

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：马秋梅江兴涛曾琦峰陈超四川省大数据可视化分析工程技术实验室四川轻化工大学计算机科学与工程学院

川剧作为巴蜀文化的典型代表，蕴含丰富的历史特色与艺术价值，但在可视化领域的相关研究较少. 为了增加受众对川剧文化的理解，从历史起源、艺术特色和发展传承3个方面出发，基于6个可视化模块，构建了一个川剧文化大数据可视分... 详细信息

川剧作为巴蜀文化的典型代表，蕴含丰富的历史特色与艺术价值，但在可视化领域的相关研究较少. 为了增加受众对川剧文化的理解，从历史起源、艺术特色和发展传承3个方面出发，基于6个可视化模块，构建了一个川剧文化大数据可视分析系统. 首先根据需求分析明确数据来源及特征，并设定可视化任务; 然后采用文本、层次、时空和多维可视化技术设计川剧数据的可视化呈现方案，结合视图联动等交互技术实现多维度数据的关联与分析. 系统以川剧的形成、脸谱特征变化和剧目题材发展为案例，深入分析了川剧的发展脉络与传承现状，可有效帮助用户更好地了解川剧文化，也为今后其他领域的文化大数据研究提供一定的参考.

关键词：川剧文化可视分析文本可视化数据可视化

硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备及耐磨性研究

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硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备及耐磨性研究

作者：龙希希西安理工大学

学位级别：硕士

随着高端科技的不断发展,对铜合金及其复合材料的性能要求日益严格。通过向铜基体中引入第二相,可以充分发挥第二相的增强效应,从而全面提高材料的综合性能。本文旨在通过研究BN、WB和WB2硬质陶瓷颗粒在直流电辅助热压烧结和冷轧变形相... 详细信息

随着高端科技的不断发展,对铜合金及其复合材料的性能要求日益严格。通过向铜基体中引入第二相,可以充分发挥第二相的增强效应,从而全面提高材料的综合性能。本文旨在通过研究BN、WB和WB2硬质陶瓷颗粒在直流电辅助热压烧结和冷轧变形相结合的方式下,其致密性和耐磨性的变化规律。主要结论如下:(1)由于BN颗粒颗粒度小,比表面能大,与Cu基体不润湿,通过提高烧结温度改善BN/Cu复合材料的致密性效果不佳,仅在975℃可以达到97.4%的致密度。同时,通过对BN颗粒添加量的研究发现,当BN颗粒的含量为0.8wt.%时,BN/Cu复合材料具有较为稳定和较低的摩擦系数,其耐磨性最好。同时,当轧制变形量为30%时,致密度、硬度和强度分别为98.6%,89.7HB和384MPa,并且在摩擦过程中,轧制态的BN/Cu复合材料极易形成机械混合层,有助于减轻磨损,在此变形量下,磨损机制主要以氧化磨损和疲劳磨损为主。(2)由直流电辅助热压烧结法制备的WB/Cu复合材料和WB2/Cu复合材料,有着较高的致密性。WB/Cu复合材料和WB2/Cu复合材料在950℃和925℃烧结时组织中缺陷最少,在此过程中无新相生成,稳定性较好,其致密度分别为99.2%和99.3%。当烧结态WB/Cu复合材料和WB2/Cu复合材料的轧制变形量为40%时,其复合材料的致密度、硬度、及强度均表现出增加的趋势,这种提升主要是由细晶强化和位错强化两种机制共同引起的。其次,通过对WB/Cu复合材料和WB2/Cu复合材料的耐磨性检测发现,其摩擦系数在轧制变形量为40%时最低且最稳定。(3)通过研究BN/Cu复合材料、WB/Cu复合材料和WB2/Cu复合材料这三类材料与摩擦条件(外加载荷和转速)的关系,发现这三类复合材料的体积磨损率随着外加载荷和转速的增加呈现出线性增加的关系,其中WB2/Cu复合材料的磨损率最低,表现出较好的耐磨性。BN/Cu复合材料由于BN陶瓷颗粒自身所具备的润滑性,在低载荷高转速的条件下表现出较为稳定的摩擦系数。WB/Cu复合材料和WB2/Cu复合材料的摩擦系数受载荷和转速影响变化规律一致,其在5N和300r/min的条件下,表现出较低的摩擦系数分别为0.241和0.233。在低载荷和低转速的情况下,这三类复合材料受摩擦副之间实际接触面积的影响,摩擦系数有增大的趋势,其磨损机制多以磨粒磨损为主。当载荷和转速增大至某一阶段时,复合材料受摩擦热的影响,摩擦接触面塑性变形严重,磨损加剧,此时磨损机制转变为较为严重的粘着磨损和氧化磨损。

关键词：直流电辅助热压烧结陶瓷颗粒复合材料磨损机制

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以自然保护地为主体的广州市域生态网络构建

应用生态学报 2024年第1期35卷 247-254页

作者：黄俊达黄金玲陈超劲广州市城市规划勘测设计研究院广州510000 广州新华学院广州510000 广州大学国家公园研究中心广州510000

在国家生态安全发展战略背景下,如何构建以自然保护地斑块和生态廊道为关键要素的区域生态网络已成为我国自然保护地体系建设中亟需探讨的问题。本研究以加强自然保护地斑块间生态联系为视角,以广州市域为例,通过Invest模型、连通性分... 详细信息

在国家生态安全发展战略背景下,如何构建以自然保护地斑块和生态廊道为关键要素的区域生态网络已成为我国自然保护地体系建设中亟需探讨的问题。本研究以加强自然保护地斑块间生态联系为视角,以广州市域为例,通过Invest模型、连通性分析、电路理论模型、图论网络结构评价等方法识别生态资源斑块、生态廊道与生态节点,构建以自然保护地为主体的广州市域生态网络。结果表明:研究区域共识别生态资源斑块52处,斑块总面积为1450.01 km^(2),其中,自然保护地面积占比76.4%,为生态资源斑块的主体部分;识别出生态廊道115条,总长度为900.56 km,平均长度为7.83 km;识别72个生态关键点,生态关键点区域总面积为17.57 km^(2);生态断点区域81处,总面积为35.9 km^(2);网络结构指数α=0.65、β=2.21、γ=0.77,网络结构较为合理,连通性良好。本研究探讨了自然保护地体系下区域生态网络构建路径,丰富了电路理论模型生态网络构建,可为区域生态安全和生物多样性保护提供科学依据。

关键词：生态网络生态资源斑块生态廊道自然保护地广州

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不同有机复合基材试验下排土场土壤改良效果与影响

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煤炭科学技术 2024年

作者：赵洪宝李岳陈超男杨帆中国矿业大学(北京)能源与矿业学院自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室

煤炭露天开采导致土地和生态环境被破坏，加剧人地矛盾，排土场复垦可提高土地利用率、促进土地利用良性发展。本研究以河曲露天煤矿为研究对象，探究不同有机复合基材对露天煤矿排土场土壤改良效果与影响。根据不同比例的有机鸡粪肥、... 详细信息

煤炭露天开采导致土地和生态环境被破坏，加剧人地矛盾，排土场复垦可提高土地利用率、促进土地利用良性发展。本研究以河曲露天煤矿为研究对象，探究不同有机复合基材对露天煤矿排土场土壤改良效果与影响。根据不同比例的有机鸡粪肥、玉米秸秆和混排土设置了15组紫花苜蓿盆栽试验，通过发芽率、株高、叶长和土壤理化性质等指标的变化来反映土壤改良的效果。结果表明：不同有机复合基材方案的植株发芽率、株高表现出显著性差异，但不同方案间叶片数、叶片长并未显示出显著性差异。N10方案（70%混排土+20%有机肥+10%玉米秸秆）提升土壤肥力效果最佳，可显著促进紫花苜蓿生长，尤其对植株的发芽率、株高促进效果最好且能使pH长期保持在适宜范围内。有机肥比例大于或等于30%时会有抑制作用，使土壤酸化进而影响种子活性。通过统计学分析得知，有机质含量、碱解氮含量总体趋势随时间的推移呈先降后升的趋势，而有效磷含量的总体趋势则持续下降，N10方案有机质含量、碱解氮含量、速效钾含量最终分别提升了43.10%、71.52%、9.17%，有效增加了土壤营养物质，极大地提升了土壤肥力。伴随时间的推移，在施加的有机肥比例一定时，秸秆的增加显著增加了土壤中的有机质含量。现场试验发现N10方案对玉米叶片数量变化影响较小，但处理后玉米整体株高可达未处理前的1.34倍且种子成活率提高60%，SPAD值提高了40.62%，叶绿素含量相比于未处理的大幅增加。与施用单一有机肥相比，有机肥与秸秆的联合配施在长期保持土壤肥力、增加土壤有机质含量、减缓土壤碱化等方面更为有效。本研究提出了改善河曲露天煤矿排土场土壤质量的有效方案，并为黄河流域类似露天煤矿排土场的生态修复提供了理论和实践依据。

关键词：排土场复垦土壤改良有机生物肥玉米秸秆肥力提升

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跨冰层声信号拾取装置中耦合腔的设计与研究

仪器仪表学报 2024年

作者：张子牧朱广平陈超日李磊哈尔滨工程大学水声工程学院

针对现有极地冰层声学探测技术在探测带宽与布署便捷性的局限，本文围绕一种跨冰层水下声信号拾取装置耦合腔部分的设计与测试展开研究。此装置通过耦合腔，即一个包有声固耦合液的柔性外壳，将冰层中的弹性波转换为耦合液中的压力波，... 详细信息

针对现有极地冰层声学探测技术在探测带宽与布署便捷性的局限，本文围绕一种跨冰层水下声信号拾取装置耦合腔部分的设计与测试展开研究。此装置通过耦合腔，即一个包有声固耦合液的柔性外壳，将冰层中的弹性波转换为耦合液中的压力波，并通过浸于耦合液中的水听器接收声压信号。首先，通过理论分析确定将聚氨酯作为耦合腔的材料，然后，利用仿真软件模拟对耦合腔的几何参数进行了探究。最后，实施了水池实验和低温条件测试，并进一步确定了耦合腔的几何参数对跨冰层探测效果以及装置可靠性的影响。测试结果表明，耦合腔的侧壁厚度是影响装置的跨冰层水声信号拾取效果以及低温适应性的重要参数。

关键词：耦合腔跨冰层探测声信号拾取低温条件

局部重加权CSC的倒装芯片振动信号去噪方法

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航空学报 2024年

作者：宿磊陈超李可顾杰斐赵新维江南大学机械工程学院

针对航空电子设备中倒装芯片缺陷检测振动信号易受噪声影响，缺陷特征不明显等问题，提出一种基于局部重加权卷积稀疏编码(CSC)的方法，以实现倒装芯片振动信号的重构去噪。该方法采用CSC模型全局表示振动信号，能够避免字典高维数问题... 详细信息

针对航空电子设备中倒装芯片缺陷检测振动信号易受噪声影响，缺陷特征不明显等问题，提出一种基于局部重加权卷积稀疏编码(CSC)的方法，以实现倒装芯片振动信号的重构去噪。该方法采用CSC模型全局表示振动信号，能够避免字典高维数问题，以有效降低训练字典和稀疏分解的计算复杂度；其次，针对倒装芯片振动信号稀疏度不同的问题，提出重加权CSC模型，并且为了抑制局部噪声，构建局部重加权CSC模型，在迭代过程中将能量熵以权重的方式重新分配应用于加权策略中，更好地匹配局部块CSC结构；此外，提出随机梯度下降(SGD)的有效加速策略，利用安德森加速(AA)外推法加速SGD算法，对卷积字典历史迭代信息进行线性组合，实现加速卷积字典的学习以及提高字典的求解精度。仿真和实际倒装芯片振动信号试验结果表明，所提方法能够有效地去除倒装芯片振动信号中的噪声，相对于现有流行CSC去噪算法更具竞争性及优越性。

关键词：倒装芯片振动信号卷积稀疏编码重加权字典学习信号去噪

突发公共卫生事件下应急医疗物资配送路径优化模型研究

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重庆交通大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈超王佳苗马鑫晟辽宁工业大学经济管理学院

重新构建了一个泛化更强的应急医疗物资配送路径优化模型，使之能快速应用于突发公共卫生事件下应急医疗物资配送的路径规划问题。新模型的边际贡献包括两方面：①在假定多配送中心联合配送情况下，同时考虑了应急医疗物资配送最重要的... 详细信息

重新构建了一个泛化更强的应急医疗物资配送路径优化模型，使之能快速应用于突发公共卫生事件下应急医疗物资配送的路径规划问题。新模型的边际贡献包括两方面：①在假定多配送中心联合配送情况下，同时考虑了应急医疗物资配送最重要的3个目标，即配送路径最短、总成本最小、紧迫需求未满足度最小；②更新了应急医疗物资配送路径的模型参数，主要体现在使用了相对成熟的应急医疗物资需求紧迫度评价指标体系，利用新陈代谢GM(1，1)模型预测感染人数，采用层次分析法和熵值法确定权重，应用灰色关联度-TOPSIS方法计算应急医疗物资需求紧迫度。以西安市新冠肺炎疫情发生后的应急医疗物资调度为例对新模型进行验证，利用NSGA-II算法对该模型进行求解，确定了西安市应急医疗物资配送的8条车辆最佳路径。

关键词：交通运输工程运输规划配送路径 NSGA-II算法公共卫生事件应急医疗物资