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A muon high-resolution pseudorange measurement method: Application to muon navigation in confined spaces

Chinese Journal of Aeronautics 2024年第4期37卷 391-404页

作者： Haoyang LI Chunxi ZHANG xingming fan Longjie TIAN Tianqi LI Yang PANG Yanqiang YANG Institute of Optics and Electronics School of Instrumentation Science and Optoelectronics EngineeringBeihang UniversityBeijing 100191China Institute of High Energy Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

Confined spaces such as polar regions, deep earth and deep ocean are crucial navigation scenarios where traditional navigation techniques have difficulty in obtaining external signals for positioning. The cosmic ray muons, which carry the spatial and energetic information, are easy to penetrate these confined spaces. Therefore, the unique muon characteristic provides a new perspective to estimate detector position, which can be considered using in confined spaces *** this paper, a well-developed theory of muon navigation is established by combining a muon pseudorange measurement method. Moreover, an Equivalent Velocity Calculation Model(EVCM)and a Muon Sequence Matching Technology(MSMT) are proposed. The first model corrects flight pseudorange error caused by the relativistic energy loss and the second technology compensates the random error in pseudorange measurement. Further, a series of simulations are performed to analyze the muon events number which can be received by detector in different scenarios with the variations of zenith angle, detector area, varied detector plates gap, and muon flight ***, the simulation results demonstrate that the muon navigation update rate every 10 minutes can reach 5.989 in confined spaces at 100 m, and further pseudorange error analysis indicates that the meter-level positioning accuracy can be acquired. Finally, we construct a muon coincidence measurement scheme and verify that the laws of the muon positioning system for high-energy muons are consistent with the simulation results.

关键词： Muon navigation Cosmic ray muons Muon detection technology Muon transmission technology Pseudorange measurement

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The CropGPT project:Call for a global,coordinated effort in precision design breeding driven by Al using biological big data

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Molecular Plant 2024年第2期17卷 215-218页

作者： Wanchao Zhu Rui Han Xiaoyang Shang Tao Zhou Chengyong Liang Xiaomeng Qin Hong Chen Zaiwen Feng Hongwei Zhang xingming fan Weifu Li Lin Li National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Maize in Arid Area of Northwest Region College of AgronomyNorthwest A&F UniversityYanglingShaanxi712100China College of Informatics Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China State Key Laboratory of Crop Gene Resources and Breeding Institute of Crop ScienceChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China institute of Food Crops Sciences Yunnan Academy of Agricultural Sciences2238 Beijing RoadKunmingYunnan 650200China Hubei Hongshan Laboratory Wuhan 430070China Shenzhen Institute of Nutrition and Health Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China Shenzhen Branch Guangdong Laboratory for Lingnan Modern AgricultureGenome Analysis Laboratory of the Ministry of AgricultureAgricultural Genomics Institute at ShenzhenChinese Academy of Agricultural SciencesShenzhen 518120China

Since the beginning of humanity,people have been seeking practical solutions to meet their most basic need:*** advent of agriculture greatly increased the food supply and led to a rapid increase in the human *** food production via agriculture can be attributed to both improved crop management practices and crop breeding through ***(crop)breeding has been categorized into four major stages based on the techniques employed(Wallace et al.,2018).

关键词： breeding seeking Wallace

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中高压直流断路器的研究与应用

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高电压技术 2024年第6期50卷 2537-2553页

作者：范兴明李涛张鑫桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障。虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏。该文对直... 详细信息

多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障。虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏。该文对直流断路器的研究工作进行了梳理。首先,分析了不同技术方案采取的换流方式及性能,并介绍了直流断路器中的核心组件及其驱动保护。其次,对各类型的直流断路器拓扑结构进行了总结,并归纳出改进优化的方向。最后,对直流断路器研制的关键技术与未来的发展趋势进行了讨论和总结,为中高压直流断路器研制与应用提供参考。

关键词：直流电网直流断路器换流方式核心组件拓扑结构

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基于电容自然充电换相的混合式直流断路器设计与仿真

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3510-3521页

作者：范兴明李涛张鑫桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

以晶闸管作为主断器件是降低混合式直流断路器造价和技术难度的手段之一,电容电压是此类直流断路器能够顺利开断直流故障的关键影响因素。现有结构中电容大多为预充电型,但预充电方式和电容电压的维持较为复杂。因此,该文提出一种基于... 详细信息

以晶闸管作为主断器件是降低混合式直流断路器造价和技术难度的手段之一,电容电压是此类直流断路器能够顺利开断直流故障的关键影响因素。现有结构中电容大多为预充电型,但预充电方式和电容电压的维持较为复杂。因此,该文提出一种基于电容自然充电换相的混合式直流断路器,利用母线电压与预充电电容的电压差值实现电容的预充电和电容电压的自动维持,从而保证断路器的开断能力。此外该断路器还具备二次开断能力,可以满足极短时间内重复开断的需求。针对所提断路器的工作过程和元器件参数进行了详细的理论推导,基于PSCAD/EMTDC建立单端等效和四端柔性直流电网模型验证了所提结构的适用性。最后与其他方案进行比较,结果表明,所提方案在开断速度、电容预充电方式和二次开断方面具备一定优势。

关键词：混合式直流断路器晶闸管预充电二次开断

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基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法研究

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 163-172页

作者：范兴明韩冬阳张鑫桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

为了解决目前干式空心电抗器匝间短路检测方法灵敏度和准确度不足的问题,根据故障发展期探测线圈感应电压的异常变化,提出一种新的基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法。首先,对电抗器故障发展期探测线圈电压信号进行仿真分析... 详细信息

为了解决目前干式空心电抗器匝间短路检测方法灵敏度和准确度不足的问题,根据故障发展期探测线圈感应电压的异常变化,提出一种新的基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法。首先,对电抗器故障发展期探测线圈电压信号进行仿真分析,得到电抗器不同位置匝间短路时探测线圈信号变化特征。再基于信号分解小波系数中有用信号与噪声相对比值最大的原则,逐层自适应选取最优小波基函数,利用小波变换对信号进行阈值去噪,提取故障特征量从而实现对电抗器匝间短路发展期及时准确地判断,避免故障进一步发展。通过搭建电抗器匝间短路故障检测系统实验平台,验证了基于小波分析磁场探测法的灵敏度和可靠性,为电抗器的安全稳定运行提供有效保障。

关键词：空心电抗器匝间短路探测线圈小波分析最优小波基故障检测

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基于交互式设计超材料建模与分析的MCR-WPT效率提升研究

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上海交通大学学报 2024年第4期58卷 545-554页

作者：范兴明张浩楠张鑫桂林电子科技大学机电工程学院广西壮族自治区桂林541004

超材料具有特殊的磁场调控能力,被广泛关注并应用于磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)领域,但寻求针对特定领域目标需求的超材料设计具有挑战性.目前,超材料的一般设计方法为S参数反演法和等效电路法,设计流程通常需要多次建模仿真得到... 详细信息

超材料具有特殊的磁场调控能力,被广泛关注并应用于磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)领域,但寻求针对特定领域目标需求的超材料设计具有挑战性.目前,超材料的一般设计方法为S参数反演法和等效电路法,设计流程通常需要多次建模仿真得到目标参数,该过程较为繁琐耗时.对此,深入分析上述两种设计方法的特性并将二者结合,采用HFSS与MATLAB软件交互设计和优化用于MCR-WPT特性提升的超材料,有效简化了超材料的设计过程.以无线电能传输效率优化为目标设计方形和Koch两种超材料单元,分析对比两种单元的电磁特性.搭建工作频率为6.78 MHz的MCR-WPT系统实验平台,探究两种超材料对传输效率的影响.实验结果表明,方形超材料和Koch超材料分别实现了28.4%和24.6%的最大传输效率提升,证明了交互设计可以更简便地设计超材料并且用于无线电能传输系统传输效率的提升.

关键词：无线电能传输超材料分析和设计交互式仿真传输效率

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最小二乘算法优化及其在锂离子电池参数辨识中的应用

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1577-1588页

作者：范兴明封浩张鑫桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

传统最小二乘法(LS)用于锂离子电池模型在线参数辨识精度低,通过带遗忘因子递推最小二乘算法能够有效地提高辨识精度,但固定的遗忘因子影响模型动态特性。遗忘因子的自适应处理能提高算法对动态系统的参数辨识能力,而目前的自适应方法... 详细信息

传统最小二乘法(LS)用于锂离子电池模型在线参数辨识精度低,通过带遗忘因子递推最小二乘算法能够有效地提高辨识精度,但固定的遗忘因子影响模型动态特性。遗忘因子的自适应处理能提高算法对动态系统的参数辨识能力,而目前的自适应方法容易忽略模型参数的稳定性,同时方法待定系数范围较大且难以确认。为了得到高精度且稳定性良好的模型参数,该文设计了一种精度和稳定性兼优且更简单的自适应遗忘因子递推最小二乘(AFFRLS)改进方法,并与其他AFFRLS、可变遗忘因子递推最小二乘(VFFRLS)进行仿真对比分析。结果表明,改进的AFFRLS能够在模型精度和参数稳定性取得更好的平衡,且对不同的在线工况具有良好的适用性。

关键词：锂离子电池模型参数辨识最小二乘法自适应遗忘因子

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基于联合参数辨识的粒子群优化扩展粒子滤波的锂电池荷电状态估计

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电工技术学报 2024年第2期39卷 595-606页

作者：贠祥张鑫王超范兴明桂林电子科技大学电气工程及其自动化系桂林541004

提高参数辨识的精度和SOC算法的精度是提高SOC估计的关键,该文提出了基于联合参数辨识的粒子群优化扩展粒子滤波的荷电状态(SOC)估计方法。在参数辨识阶段,结合遗忘因子递推最小二乘法在线辨识的优势,弥补粒子群辨识精度高但前期缺乏数... 详细信息

提高参数辨识的精度和SOC算法的精度是提高SOC估计的关键,该文提出了基于联合参数辨识的粒子群优化扩展粒子滤波的荷电状态(SOC)估计方法。在参数辨识阶段,结合遗忘因子递推最小二乘法在线辨识的优势,弥补粒子群辨识精度高但前期缺乏数据无法实时辨识的劣势,联合进行参数辨识;在SOC估计阶段,利用扩展卡尔曼滤波生成重要性密度函数,去克服粒子退化,同时采用粒子群优化算法优化重采样策略改进采样过程缓解粒子贫化。最后在联邦城市运行(FUDS)和US06高速公路运行(US06)工况下将所提算法与F-PF、F-PSO-PF、FPSO-PSO-PF进行了对比,结果表明,在FUDS工况下,方均根误差分别提高了65.4%、56.3%和43.5%;在US06工况下,方均根误差分别提高了45.8%、35.9%和35.1%,验证了所提算法具有较好的适应性和鲁棒性。

关键词：锂电池粒子群算法扩展粒子滤波算法荷电状态

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Experimental investigations on triggering characteristic of TVS under DC and AC load

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Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in China 2010年第2期5卷 229-235页

作者： xingming fan Xin ZHANG Department of Mechanical and Electrical Engineering Guilin University of Electronic TechnologyGuilin 541004China

Triggered vacuum switches(TVSs)have fast growing applications in the field of power system and pulse *** relation between triggering parameters of triggering system,such as triggering voltage and triggering power,between the triggering time delay and its scatter of TVS had been obtained through series of *** result can be adopted as the steering for high-power controller design and application of TVS.A steepened high-voltage triggering pulse is introduced in the main high-voltage generating *** a result,the triggering time delay and its scatter can be decreased *** switch technology is imported to control the triggering phase at the crest of applied voltage on *** Triggering characteristic of TVS under alternating current(AC)and direct current(DC)load has been investigated *** the identical triggering parameter of triggering system,DC condition is prior to AC on the triggering probability and stability *** conclusion can be drawn,for AC condition,TVS would require much for the triggering system.

关键词： triggering characteristic delay effects direct current(DC)and alternating current(AC)load triggered vacuum switch(TVS)

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ZmDRR206 functions in maintaining cell wall integrity during maize seedling growth and defense response to external stresses

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The Crop Journal 2023年第6期11卷 1649-1664页

作者： Tao Zhong Suining Deng Mang Zhu xingming fan Mingliang Xu Jianrong Ye National Maize Improvement Center/Center for Crop Functional Genomics and Molecular Breeding China Agricultural UniversityBeijing 100193China Institute Food Crops Yunnan Academy of Agricultural SciencesKunming 650205YunnanChina

Plants adaptively change their cell wall composition and structure during their growth,development,and interactions with environmental *** proteins(DIRs)contribute to environmental adaptations by dynamically reorganizing the cell wall and/or by generating defense compounds.A maize DIR,ZmDRR206,was previously reported to play a dominant role in regulation of storage nutrient accumulation in endosperm during maize kernel *** we show that ZmDRR206 mediates maize seedling growth and disease resistance by coordinately regulating biosynthesis of cell wall components for cell-wall integrity(CWI)*** of ZmDRR206 was induced in maize seedlings upon pathogen ***206 overexpression in maize resulted in reduced seedling growth and photosynthetic activity but increased disease resistance and drought tolerance,revealing a tradeoff between growth and ***,ZmDRR206 overexpression reduced the contents of primary metabolites and down-regulated genes involved in photosynthesis,while increasing the contents of major cell wall components,defense phytohormones,and defense metabolites,and up-regulated genes involved in defense and cell-wall biosynthesis in ***206-overexpressing seedlings were resistant to cell-wall stress imposed by isoxaben,and ZmDRR206 physically interacted with ZmCesA10,which is a cellulose synthase *** findings suggest a mechanism by which ZmDRR206 coordinately regulates biosynthesis of cell-wall components for CWI maintenance during maize seedling growth,and might be exploited for breeding strong disease resistance in maize.

关键词： Cell-wall integrity Cell-wall biosynthesis Dirigent protein ZmDRR206 Defense response Seedling growth

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