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基于推力器的组合航天器质量特性辨识方法研究

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航天控制 2015年第1期33卷 54-60页

作者：侯振东王兆魁张育林哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150080 清华大学航天航空学院北京100084

组合航天器的质量特性辨识对提高其姿态轨道控制的精度和快速性有至关重要的作用。对基于推力器的总质量、质心位置和惯量矩阵的在轨辨识进行了研究。基于推力作用下的平动方程可得到质心位置和总质量的耦合辨识方程,基于转动方程可得... 详细信息

组合航天器的质量特性辨识对提高其姿态轨道控制的精度和快速性有至关重要的作用。对基于推力器的总质量、质心位置和惯量矩阵的在轨辨识进行了研究。基于推力作用下的平动方程可得到质心位置和总质量的耦合辨识方程,基于转动方程可得到转动惯量和质心位置的耦合辨识方程,通过对角速度和线加速度进行多次采样,利用最小二乘法求解这2类辨识方程可完成总质量、质心位置和惯量矩阵的在轨辨识。基于上述辨识原理,提出一种闭环稳定的解耦质量特性辨识方法,通过设计合适的推力器工作策略,实现总质量、质心位置和惯量矩阵的解耦辨识,并采用一种不依赖于转动惯量的控制算法,使组合航天器的姿态在辨识结束后恢复到稳定状态。仿真表明,采用闭环稳定的解耦质量特性辨识方法,可保证组合航天器在推力器激励后的姿态稳定性。在仿真采用的动力学干扰、推力器误差和敏感器误差下,总质量、质心位置和惯量矩阵的辨识精度可达到10-3量级。

关键词：组合航天器推力器激励最小二乘解耦质量特性辨识闭环稳定

基于深度学习的空间站舱内服务机器人视觉跟踪

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上海航天 2018年第5期35卷 1-9页

作者：张锐王兆魁国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 清华大学航天航空学院北京100084

为提升舱内跟随服务机器人的任务辅助能力,解决机器人对航天员的视觉跟踪问题,提出了一种基于深度学习和概率模型的人体视觉跟踪算法。利用深度卷积神经网络实现了对穿着多样、姿态任意人体的稳定检测。结合人体检测结果,设计了运动预... 详细信息

为提升舱内跟随服务机器人的任务辅助能力,解决机器人对航天员的视觉跟踪问题,提出了一种基于深度学习和概率模型的人体视觉跟踪算法。利用深度卷积神经网络实现了对穿着多样、姿态任意人体的稳定检测。结合人体检测结果,设计了运动预测概率模型,实现了对指定人员准确、连续的跟踪。算法对包含大多数航天员活动的多个数据集进行了验证。实验结果表明:提出的跟踪算法实现了对穿着多样、姿态任意人体的稳定跟踪,并有效避免了由于穿着相似、遮挡可能造成的误跟踪问题。该算法为空间站舱内跟随服务机器人对航天员的视觉跟踪提供了有效的解决方法。算法基于融合的RGB-D图像,工程上易于构建和实现,也可拓展到其他跟随服务机器人视觉跟踪任务中。

关键词：服务机器人人体跟踪深度学习概率模型

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基于势能守恒的微低重力模拟系统

福州大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 464-472页

作者：安小康牛博王兆魁危清清陈力福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 清华大学航天航空学院北京100084 中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部北京100094

为满足航天任务验证和航天员地面训练需求,研发一种基于势能守恒原理的微低重力模拟装置.以该微低重力模拟系统为研究对象,对重力补偿原理进行推导,导出弹簧刚度与系统构件惯性参数间关系;采用Lagrange第二类方程建立系统的动力学模型,... 详细信息

为满足航天任务验证和航天员地面训练需求,研发一种基于势能守恒原理的微低重力模拟装置.以该微低重力模拟系统为研究对象,对重力补偿原理进行推导,导出弹簧刚度与系统构件惯性参数间关系;采用Lagrange第二类方程建立系统的动力学模型,基于Matlab软件仿真验证航天员经该微低重力模拟装置进行重力补偿后的静力学、动力学特性,并针对航天员在月球表面跳跃的工况进行仿真分析.仿真结果表明,系统能很好地实现任意重力的静态补偿,较好地实现动态补偿,能很好满足航天员在月跳跃工况的训练.针对动态补偿存在微小偏差问题,提出系统摩擦补偿和惯性补偿思路.

关键词：势能守恒重力补偿动力学建模性能分析月面跳跃模拟

鄱阳湖枯水期沉积物磷释放特征及对水位变化响应

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环境科学学报 2017年第10期37卷 3804-3812页

作者：王悦敏倪兆奎冯明雷刘志刚王圣瑞李晓秀首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院湖泊生态创新基地国家环境保护湖泊污染控制实验室北京100012 江西省环境保护科学研究院南昌330029

通过研究鄱阳湖枯水期不同高程沉积物磷释放热力学和动力学特征,试图建立沉积物磷释放与水位间响应关系,进一步揭示由于江湖关系变化导致的水位下降对鄱阳湖沉积物磷释放风险影响.结果表明:(1)鄱阳湖沉积物高程越高,即出露时间越长,中部... 详细信息

通过研究鄱阳湖枯水期不同高程沉积物磷释放热力学和动力学特征,试图建立沉积物磷释放与水位间响应关系,进一步揭示由于江湖关系变化导致的水位下降对鄱阳湖沉积物磷释放风险影响.结果表明:(1)鄱阳湖沉积物高程越高,即出露时间越长,中部和"五河"尾闾区沉积物EC0、DTP、DOP和SRP最大释放量及初始释放速率(0~5 min释放速率)越大,而北部湖区因采砂活动等影响,变化不明显.(2)鄱阳湖水位的持续下降引起的沉积物出露时间延长和出露面积增加,导致全湖沉积物DTP、DOP和SRP最大释放量分别增加了91、81和34 t,虽然该增加量对全湖磷负荷贡献较小(占外源P输入负荷的4.1%、3.7%和1.5%),但"五河"尾闾区沉积物磷释放增加强度为全湖平均值的3倍,意味着随江湖关系的持续变化,来年丰水期鄱阳湖沉积物磷将会集中释放,尤其是"五河"尾闾区等重点敏感区域,其沉积物磷释放量的增加将进一步加大鄱阳湖局部湖区水质下降风险.

关键词：沉积物磷释放特征水位鄱阳湖

基于改进YOLOv3网络的遥感目标快速检测方法

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上海航天 2019年第5期36卷 21-27,34页

作者：方青云王兆魁清华大学航天航空学院

针对将来卫星在轨实时目标检测需求,且在其内存和算力都受限的条件下,提出一种改进的YOLOv3,利用轻量化网络代替YOLOv3的特征提取网络,实现遥感目标的高效检测。在目标检测精度相近的情况下,改进模型参数相比原先降低了1.5倍,计算量降低... 详细信息

针对将来卫星在轨实时目标检测需求,且在其内存和算力都受限的条件下,提出一种改进的YOLOv3,利用轻量化网络代替YOLOv3的特征提取网络,实现遥感目标的高效检测。在目标检测精度相近的情况下,改进模型参数相比原先降低了1.5倍,计算量降低了3.3倍。同时提出了一种基于交并比的迭代聚类算法,分别在YOLOv3和改进YOLOv3上实现了7.0%和2.3%的平均精度均值(mAP)提升。实验表明:改进模型的检测速度最快能达到101 frame/s,当其mAP比YOLOv3高6%时,检测速度仍是YOLOv3的1.6倍。本文提出的改进YOLOv3是一种高效遥感目标检测方法,为未来星上应用打下基础。

关键词：遥感图像目标检测 YOLOv3 轻量化网络模型参数计算量

双胎妊娠中期合并感染性心内膜炎瓣膜置换术后成功分娩一例

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中华围产医学杂志 2018年第9期21卷 615-618页

作者：李菁冯炜炜陈昕华汪昭葵刘延上海交通大学医学院附属瑞金医院妇产科上海200025

本文报告了一例双胎妊娠中期合并感染性心内膜炎患者的诊治经过。该患者于孕27周^＋2因“反复发热5周余，左侧肢体偏瘫2周入院，入院后明确诊断，行主动脉瓣生物瓣膜置换＋主动脉瓣周脓肿隔离术。术后予华法林抗凝治疗。患者继续妊娠至... 详细信息

本文报告了一例双胎妊娠中期合并感染性心内膜炎患者的诊治经过。该患者于孕27周^＋2因“反复发热5周余，左侧肢体偏瘫2周入院，入院后明确诊断，行主动脉瓣生物瓣膜置换＋主动脉瓣周脓肿隔离术。术后予华法林抗凝治疗。患者继续妊娠至孕35周^＋2，行剖宫产术分娩。术后母婴恢复均良好。妊娠期感染性心内膜炎临床表现隐匿，及时的诊断和多学科协作治疗至关重要。

关键词：妊娠双胎妊娠中期妊娠并发症感染性心内膜炎心脏瓣膜假体植入分娩

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微纳卫星L1点Halo轨道转移轨道设计

深空探测学报 2017年第1期4卷 72-76页

作者：高永飞王兆魁国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073 清华大学航天航空学院北京100084

针对地月空间探测任务的高风险、高成本,提出了利用微纳卫星完成地月空间环境监测、未知空间探索及地月空间动力学验证的方案,从而为未来建立地月空间运输系统建立良好基础。借助地月空间三体动力学和小推力轨道设计中的直接法,设计了... 详细信息

针对地月空间探测任务的高风险、高成本,提出了利用微纳卫星完成地月空间环境监测、未知空间探索及地月空间动力学验证的方案,从而为未来建立地月空间运输系统建立良好基础。借助地月空间三体动力学和小推力轨道设计中的直接法,设计了针对微纳卫星的低能耗地月转移方案。结果表明:微纳卫星借助火箭上面级,从GEO轨道出发飞向L1点Halo轨道,所需速度增量为1.033 km/s,转移时间为40.02 d;不借助火箭上面级,所需速度增量为1.397 5 km/s,转移时间为48.7 d。

关键词：微纳卫星地月转移低能耗

基于相关峰细化时延估计的舱内服务机器人发话人定位研究

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上海航天 2018年第5期35卷 10-17页

作者：王啸臻王兆魁张育林国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 清华大学航天航空学院北京100084

发话人定位是舱内服务机器人有效区分航天员与环境并获取与航天员相对位置关系的重要手段。针对时延估计的机器人声定位算法精度受采样频率和噪声限制的问题,提出了一种基于相关峰精确插值的空间六元阵列发话人定位方法。该方法基于机... 详细信息

发话人定位是舱内服务机器人有效区分航天员与环境并获取与航天员相对位置关系的重要手段。针对时延估计的机器人声定位算法精度受采样频率和噪声限制的问题,提出了一种基于相关峰精确插值的空间六元阵列发话人定位方法。该方法基于机器人球形结构设计,利用信号预处理和二次相关降低噪声干扰,通过线性调频Z变换(MCZT)取代快速傅里叶变换(FFT)计算细化频谱,突破已有时域采样率的限制,能有效弱化FFT带来的栅栏效应,提高相关函数分辨率、时延估计精度及发话人定位精度。实验结果表明:基于相关峰精确插值算法的发话人定位方法,其时延估计性能有明显提升,能较好地对声源目标进行定位,且算法精度优于基于广义互相关的发话人定位方法,能满足舱内服务机器人的定位需求。

关键词：服务机器人发话人定位时延估计相关峰精确插值

新形势下理工科本科生创新能力的培养与实践探索

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创新创业理论研究与实践 2020年第21期3卷 174-175,178页

作者：娄艳辉王照奎苏州大学能源学院江苏苏州215006 苏州大学纳米科学技术学院江苏苏州215123

专业人才特别是本科生创新能力的培养,能满足"大众创业、万众创新"时代对创新性人才的需求。该文根据高校本科生创新能力培养的现状与制约因素,结合笔者在本科生科研创新能力培养方面的经验和探索,提出了新形势下理工科本科生创新能力... 详细信息

专业人才特别是本科生创新能力的培养,能满足"大众创业、万众创新"时代对创新性人才的需求。该文根据高校本科生创新能力培养的现状与制约因素,结合笔者在本科生科研创新能力培养方面的经验和探索,提出了新形势下理工科本科生创新能力培养在课程教学体系和创新性科研实践方面的建议,为指导理工科类本科生开展科技创新以及科学研究提供参考。

关键词：理工科创新能力课程教学体系