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On geometric interpretation of extended state observer: a preliminary study

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Control Theory and Technology 2023年第1期21卷 89-96页

作者： Jinfeng Chen zhiqiang gao Center for Advanced Control Technologies Cleveland State University2121 Euclid AvenueClevelandOH 44115USA

Borrowing the framework of the geometric approach, this paper tries to analyze and explain why it is possible for the extended state observer (ESO) to estimate the state vector and total disturbance accurately. The geometric approach has provided an elegant and rigorous framework to redefine some key concepts in modern control theory, such as controllability and observability. Moreover, those concepts can be extended to deal with systems in the presence of inaccessible disturbances, such as controlled invariants and conditioned invariants. It is shown in this paper that the augmented system of the ESO is unknown-state unknown-input completely reconstructable in finite time interval. A numerical simulation is given to verify the state vector and total disturbance can be estimated accurately by the ESO if the augmented system is unknown-state unknown-input completely reconstructable.

关键词： Extended state observer:Geometric approach-Observability Uncertain linear systems

On the notions of normality, locality, and operational stability in ADRC

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Control Theory and Technology 2023年第1期21卷 97-109页

作者： Huiyu Jin zhiqiang gao School of Aerospace Engineering Xiamen UniversityXiamen 361102FujianChina Center for Advanced Control Technologies Cleveland State UniversityClevelandOH 44115USA

Treating plant dynamics as an ideal integrator chain disturbed by the total disturbance is the hallmark of active disturbance rejection control(ADRC).To interpret its effectiveness and success,to explain why so many vastly different dynamic systems can be treated in this manner,and to answer why a detailed,accurate,and global mathematical model is unnecessary,is the target of this *** by a motivating example,the notions of normality and locality are *** shows that,in ADRC,the plant is normalized to an integrator chain,which is called local nominal model and locally describes the plant’s frequency response in the neighborhood of the expected gain crossover *** interprets why ADRC can design the controller only with the local information of the *** normality and locality,ADRC can be effective and robust,and obtain operational stability discussed by *** viewing proportional-integral-derivative(PID)control as a low-frequency approximation of second-order linear ADRC,the above results are extended to PID control.A controller design framework is proposed to obtain the controller in three steps:(1)choose an integrator chain as the local nominal model of the plant;(2)select a controller family corresponding to the local nominal model;and(3)tune the controller to guarantee the gain crossover frequency *** second-order linear ADRC and the PID control are two special cases of the framework.

关键词： Active disturbance rejection control-Normality Locality Local nominal model Bode plot Operational stability Design framework

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粗钼酸钠溶液制备高纯钼酸新工艺研究

中国钼业 2024年第3期48卷 37-42,56页

作者：高志强任倩成都虹波实业股份有限公司四川成都610100 成都鼎泰新材料有限责任公司四川成都610300

以粗钼酸钠溶液为原料,采用净化—双极膜电渗析—结晶法制备高纯钼酸产品。考察了净化过程离子交换关键参数对钙、镁等离子吸附容量的影响;双极膜电渗析过程中钼酸钠溶液中初始钼浓度、电流密度等对电耗的影响;结晶时间对钼酸纯度的影... 详细信息

以粗钼酸钠溶液为原料,采用净化—双极膜电渗析—结晶法制备高纯钼酸产品。考察了净化过程离子交换关键参数对钙、镁等离子吸附容量的影响;双极膜电渗析过程中钼酸钠溶液中初始钼浓度、电流密度等对电耗的影响;结晶时间对钼酸纯度的影响。结果表明:粗钼酸钠溶液经离子交换达到Ca、Mg离子浓度均<0.3 mg/L的最佳作业参数为吸附前钼酸钠溶液pH值9~10、吸附溶液流速8~16 m/h。双极膜电渗析较优工艺参数为:盐室钼酸钠溶液Mo浓度80~100 g/L、电流密度300~400 A/m^(2)、Mo的收率大于99.97%、K残留浓度为3.7 mg/L、Na残留浓度86.4 mg/L;电流效率平均约67.8%,直流电耗为925 kWh/T[Mo]。钼酸溶液蒸发180 min所得钼酸产品的粒径大小更加均匀,纯度高,溶解性等符合催化剂行业原料标准。

关键词：钼酸钠离子交换双极膜电渗析结晶钼酸

夏闲期耕作下旱地土壤有机碳库与温度和含水量季节变化及关系研究

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核农学报 2024年第1期38卷 190-199页

作者：薛建福濮超祁泽伟高志强山西农业大学农学院山西太谷030801 河西学院农业与生态工程学院甘肃张掖734000

为明确夏闲期耕作下土壤有机碳(SOC)库与温度和含水量的季节变化及其相互关系,设置夏闲期免耕、翻耕和深松3种耕作处理,分析了黄土高原旱地麦田SOC和易氧化有机碳(POxC)含量的季节变化、土壤含水量和温度的季节变化、以及碳库与温度和... 详细信息

为明确夏闲期耕作下土壤有机碳(SOC)库与温度和含水量的季节变化及其相互关系,设置夏闲期免耕、翻耕和深松3种耕作处理,分析了黄土高原旱地麦田SOC和易氧化有机碳(POxC)含量的季节变化、土壤含水量和温度的季节变化、以及碳库与温度和含水量变化的关系。结果表明,在冬小麦生育期内,随着生育进程的推进,翻耕和深松处理0~5和5~10 cm土层SOC含量呈先升高后降低的变化趋势,而POxC含量呈“降低—升高—再降低”的变化趋势;土壤质量含水量变化均呈“增加—降低—再增加”的变化趋势,而土壤温度呈先降低后升高的变化趋势。回归分析发现,5~10 cm土层土壤质量含水量与SOC含量呈线性关系(P<0.05),与POxC含量呈二次多项式关系(P<0.05),尤其与免耕和深松处理相比,翻耕处理拟合效果更佳。此外,0~5和5~10 cm土层土壤温度变化与SOC含量无显著相关性,而日最高温度、日平均温度和日最低温度与POxC含量呈显著负相关。综上所述,不同夏闲期耕作下旱地麦田0~10 cm土层POxC含量季节变化与土壤质量含水量和温度变化密切相关,而SOC含量变化对土壤温度变化的敏感性较弱。本研究结果为旱地麦田碳库管理提供了理论依据。

关键词：夏闲期耕作旱地小麦土壤有机碳库土壤温度土壤含水量

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病毒载体疫苗研究进展

合成生物学 2024年第2期5卷 281-293页

作者：王步森徐婧含高智强侯利华军事科学院军事医学研究院前沿生物技术实验室北京100071

近十年来,中东呼吸综合征、埃博拉出血热、寨卡病毒感染、新型冠状病毒肺炎等重大传染性疾病疫情相继出现,对疫苗的快速研发提出重大挑战。其中病毒载体疫苗是新型疫苗研发的重要形式,它可以通过雾化吸入或口服等方式进行无创免疫,在没... 详细信息

近十年来,中东呼吸综合征、埃博拉出血热、寨卡病毒感染、新型冠状病毒肺炎等重大传染性疾病疫情相继出现,对疫苗的快速研发提出重大挑战。其中病毒载体疫苗是新型疫苗研发的重要形式,它可以通过雾化吸入或口服等方式进行无创免疫,在没有佐剂的情况下发挥免疫作用,同时诱导体液、细胞和黏膜免疫反应,具有良好的免疫原性和安全性。随着对病毒基因组和结构蛋白等元件认识的不断深入,利用合成生物学研究思路系统设计、改造病毒载体,从而赋予重组病毒载体疫苗高滴度生产、高安全性和高免疫原性等生物学特征,对疫苗研发具有重要指导意义。本文综述了复制型、非复制型等病毒载体疫苗研发策略,以及具有临床应用价值的疫苗病毒载体,如腺病毒载体、痘病毒载体、水疱性口炎病毒载体等,希望对利用合成生物学进行新型病毒载体疫苗的研发提供一定的参考。未来,病毒载体疫苗必将向着更高的安全性、更强的保护性、更好的依从性、更低的生产成本等方向迭代发展。

关键词：病毒载体传染病疫苗合成生物学改造

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基于薄板理论的覆岩导水裂隙带高度研究

煤炭科技 2024年第3期45卷 126-130页

作者：胡威高志强淮北矿业(集团)有限责任公司安徽淮北235000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

导水裂隙带发育高度对于煤矿防治水工作具有重要意义。为了掌握孙疃煤矿Ⅱ1022工作面开采后煤层顶板垮落带和裂隙带发育范围、发育规模及其空间展布特征,确定垮落带、裂隙带与顶板含水层之间的关系,利用薄板理论与关键层理论对此进行理... 详细信息

导水裂隙带发育高度对于煤矿防治水工作具有重要意义。为了掌握孙疃煤矿Ⅱ1022工作面开采后煤层顶板垮落带和裂隙带发育范围、发育规模及其空间展布特征,确定垮落带、裂隙带与顶板含水层之间的关系,利用薄板理论与关键层理论对此进行理论分析,得到了关键层薄板挠度的表达式,预计导水裂隙带的发育高度为55.48 m,同时通过井下仰孔注水漏失现场实测得到导水裂隙带高度为56.8~61.4 m,实测结果与理论预计导水裂隙带高度基本一致,验证了理论分析的合理性,为实际生产提供了理论指导。

关键词：导水裂隙带关键层薄板理论矿井防治水最大挠度

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蚌埠市地下水资源开发利用与保护

中国资源综合利用 2024年第6期42卷 103-105页

作者：张凯高志强安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院安徽蚌埠233000

蚌埠市地处中国南北分界处,淮河流经市区,地下水资源主要分布在淮河以北的平原地区,地下水类型主要为松散岩类孔隙水,单井涌水量一般为500~3 000 m^(3)/d。研究表明:地下水开发利用程度为36.19%,总体上蚌埠市地下水开发利用程度一般,地... 详细信息

蚌埠市地处中国南北分界处,淮河流经市区,地下水资源主要分布在淮河以北的平原地区,地下水类型主要为松散岩类孔隙水,单井涌水量一般为500~3 000 m^(3)/d。研究表明:地下水开发利用程度为36.19%,总体上蚌埠市地下水开发利用程度一般,地下水开发利用还有一定的潜力,但由于地下水分布不均,地下水在局部的集中开采,造成局部地下水水位下降。

关键词：地下水开发利用蚌埠市

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国家公园生态系统文化服务多元利益主体认知比较——基于实证调查分析

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生态学报 2024年第10期44卷 4217-4230页

作者：王鹏李乐李楠高志强何友均谢和生中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 中国林业科学研究院热带林业研究所广州510520 国际竹藤中心绿色经济研究所北京100102 西昌学院农业科学学院西昌615000

探明不同利益主体对生态系统文化服务(CES)的价值认知,对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例,基于建立的CES评价指标体系,通过1073份有效调查问卷分析,探明居民、管理人员、... 详细信息

探明不同利益主体对生态系统文化服务(CES)的价值认知,对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例,基于建立的CES评价指标体系,通过1073份有效调查问卷分析,探明居民、管理人员、游客等多元核心利益主体对CES的认知,并在此基础上,利用熵值法与综合模糊评价法对国家公园CES重要性与水平进行综合评价。结果表明:(1)居民和管理人员都对生态改善服务的价值认知最高,具有一定趋同性;而游客则对保健服务认知程度最高(2.44),这与其旅行目的相关。居民、管理人员与游客认知程度最低的CES分别是系统治理(1.89)、民俗文化普及(2.12)、精神崇拜(1.86)服务。(2)在重要性方面,3类主体均认为人文关怀服务>自然体验服务>社会服务,在具体指标层面,居民最看重民俗文化普及服务(0.1355)、管理人员和游客最看重精神崇拜服务。(3)3类主体对CES认知评价排序为管理人员(4.24)>游客(4.11)>居民(3.99),管理人员与居民分别作为重要的政策制定执行者与利益获得者,体现了不同政策参与主体利益需求对CES认知评价的驱动作用。(4)CES认知的权衡关系主要体现在管理人员,居民与游客的CES认知为协同关系。协同性最强的CES是管理人员对于生态改善和艺术灵感服务的认知、权衡性最强的是荒野保护与科普教育服务之间的认知。CES认知与不同主体的内在利益需求和自身认知难易程度有关,研究结果将为国家公园政策制定提供参考。

关键词：国家公园生态系统文化服务多元利益主体景观美学认知

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大肠杆菌肌苷酸节点代谢优化高效合成肌苷

食品与发酵工业 2024年第4期50卷 44-50页

作者：刘铁重高志强侯德欣谢希贤吴鹤云天津科技大学生物工程学院天津300457 工业发酵微生物教育部重点实验室(天津科技大学) 天津300457

该研究以产肌苷的大肠杆菌INO4-5为出发菌,针对其发酵过程中副产物含量高、肌苷产量低以及需要额外添加腺嘌呤等问题,对肌苷酸节点代谢流进行了优化。首先使用不同启动子和核糖体结合位点对枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)基因进行了表达... 详细信息

该研究以产肌苷的大肠杆菌INO4-5为出发菌,针对其发酵过程中副产物含量高、肌苷产量低以及需要额外添加腺嘌呤等问题,对肌苷酸节点代谢流进行了优化。首先使用不同启动子和核糖体结合位点对枯草芽孢杆菌来源的purA_(bsu)基因进行了表达,以强化腺苷合成支路,使菌株5 L发酵罐上的肌苷产量达到了29.5 g/L,且无需额外添加腺嘌呤。接着通过替换guaB基因的原有启动子以弱化鸟苷合成支路,并过表达guaC基因促使鸟苷酸回流至肌苷酸,使菌株副产物含量显著降低且肌苷产量提升至35.1 g/L;最后对不同5′-核苷酸酶进行了筛选和强化,发现引入来自酿酒酵母的特异性5′-核苷酸酶基因(introduction of specific 5′-nucleotidase gene,ISN1)可有效促进肌苷生产。最终所得菌株INO7-6在5 L发酵罐上发酵,肌苷产量为41.2 g/L,转化率为0.17 g/g葡萄糖,生产强度为0.86 g/(L·h),为目前报道的基因工程菌株的最高产量。

关键词：肌苷肌苷酸大肠杆菌代谢工程发酵