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非匹配包线下无人机空基回收拖曳系统协调运动规划

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航空学报 2023年第10期44卷 190-206页

作者：苏子康陈海通李春涛邢卓琳王宏伦南京航空航天大学自动化学院南京210016 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对非匹配包线下固定翼无人机(UAV)拖曳式空基回收过程中的浮标轨迹稳定问题,提出一种盘旋拖曳系统运动规划方法,通过实时协调母机运动和缆绳收放从而实现浮标拖曳轨道精准稳定。首先,构建气流扰动下考虑缆绳弹性和收放特性的母机-缆绳... 详细信息

针对非匹配包线下固定翼无人机(UAV)拖曳式空基回收过程中的浮标轨迹稳定问题,提出一种盘旋拖曳系统运动规划方法,通过实时协调母机运动和缆绳收放从而实现浮标拖曳轨道精准稳定。首先,构建气流扰动下考虑缆绳弹性和收放特性的母机-缆绳-浮标组合体多体动力学模型。继而,综合考虑拖曳系统动力学约束和母机飞行能力、缆绳收放能力等物理约束,分别建立基于母机运动和基于母机运动-缆绳收放协调的盘旋拖曳系统运动规划最优控制模型。随后,采用hp自适应Radau伪谱法将所建最优控制模型转化为非线性规划问题,并通过SNOPT求解器解算。最终,通过平静大气下母机运动规划、常值风扰下母机运动规划和常值风扰下母机运动-缆绳收放协调运动规划等典型场景下的仿真实验对比分析表明,本方法可实现一定气流扰动和拖曳系统物理约束下浮标拖曳轨道精准稳定。

关键词：空基回收盘旋拖曳系统运动规划无人机 hp自适应Radau伪谱法

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多无人直升机协作搬运控制技术研究

无人系统技术 2022年第2期5卷 33-42页

作者：苏子康陈嘉邢卓琳南京航空航天大学自动化学院南京211106 山西大学自动化与软件学院太原030013

随着多无人机协同控制技术的迅猛发展,多无人机悬挂运输飞行成为国内外研究的热点。针对多无人直升机协作悬挂搬运的绳索摆动问题和轨迹控制问题,设计了基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。首先,建立了多无人直升机协作悬... 详细信息

随着多无人机协同控制技术的迅猛发展,多无人机悬挂运输飞行成为国内外研究的热点。针对多无人直升机协作悬挂搬运的绳索摆动问题和轨迹控制问题,设计了基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。首先,建立了多无人直升机协作悬挂搬运系统的非线性动力学模型。然后,把对无人直升机动力学特性和稳定性能影响较大且无法测量的各绳索拉力作为扰动,构建最小学习参数神经网络估计器进行估计,并在控制设计中予以补偿。然后,提出一种基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。同时,分析了轨迹控制系统的闭环稳定性。最后,进行数值仿真的验证。结果表明,协作无人直升机能在0.5 s后迅速跟踪各自轨迹指令,并使跟踪轨迹的平均相对误差小于0.2%,从而实现精准协作搬运。本文提出的多无人直升机轨迹控制方法为进一步研究多无人机协同轨迹控制提供参考依据。

关键词：多无人机协作搬运刚体吊挂神经网络轨迹控制干扰估计动态面控制

A direct bonding copper degradation monitoring method for insulated gate bipolar transistor modules: Boundary‐dependent thermal network combined with feedback control

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High Voltage 2023年第6期8卷 1264-1274页

作者： Xiaotong Zhang zhuolin Cheng xing Sun Kangning Wu Jianying Li State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi'an Jiaotong UniversityXi'anChina

The direct bonding copper(DBC)substrates of insulated gate bipolar transistor(IGBT)modules degrade inevitably under cycling thermo‐mechanical stress,causing potential threat to the reliability of IGBT ***,little attention has been paid to monitoring their *** paper proposes a DBC degradation monitoring method for IGBT modules,which combines boundary‐dependent thermal network and feedback control.A thermal network is employed to describe the internal material degradation of IGBT modules and can be extracted from a finite‐element method *** boundary conditions including power losses and DBC degradation are considered,enabling the thermal network suitable for various working conditions and different DBC degradation conditions of IGBT *** DBC degradation is characterised by its equivalent thermal conductivities measured in the thermal cycling ageing *** the basis of the boundary‐dependent thermal network,feedback control is applied to monitor DBC degradation by regulating boundary‐dependent thermal ***,the proposed model is verified from the effectiveness and accuracy of DBC degradation monitoring and junction temperature *** method casts new light on thermal network modelling and could provide a feasible method for the monitoring of DBC degradation.

关键词： network bipolar transistor

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空基回收无人机头部扰流场CFD仿真与分析

航空科学技术 2022年第10期33卷 103-110页

作者：陈嘉李雪兵徐忠楠邢卓琳苏子康南京航空航天大学江苏南京210016

针对空基回收过程中无人机头部扰流近距对浮标产生显著干扰、影响对接安全和效率的问题,本文运用计算流体力学(CFD)软件对无人机头部扰流特性及影响进行仿真与分析。首先,借助SolidWorks软件对无人机和浮标进行三维建模;其次,运用CFD软... 详细信息

针对空基回收过程中无人机头部扰流近距对浮标产生显著干扰、影响对接安全和效率的问题,本文运用计算流体力学(CFD)软件对无人机头部扰流特性及影响进行仿真与分析。首先,借助SolidWorks软件对无人机和浮标进行三维建模;其次,运用CFD软件围绕无人机头部和浮标模型建立外流场计算域并对其进行网格划分及迭代计算;再次,模拟仿真多组浮标与无人机间典型相对位置情况下的机头-浮标附近速度场、压力场和拖曳浮标所受扰动力数据;最后,基于上述试验数据,对比分析了无人机头部流场内气流速度及对浮标扰动力变化规律。本文探讨内容可为进一步提高缆绳拖曳浮标稳定与空中对接控制精度提供参考依据。

关键词：空基回收空中对接头部扰流无人机计算流体力学

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Cu_(2)O-PVA/纳米纤维素复合材料的制备与吸附-光催化性能

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复合材料学报 2023年第1期40卷 180-191页

作者：王艳飞靳泽远李卓林王鹤然邢鹏宇罗琳龙胡英成东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

为了改善氧化亚铜(Cu_(2)O)的光催化性能,将Cu_(2)O颗粒和聚乙烯醇(PVA)同时加入纳米纤维素(CNF)中,成功制备了具有三维(3D)多孔结构和丰富活性位点的功能化纤维素基气凝胶(Cu_(2)O-PVA/CNF)。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、... 详细信息

为了改善氧化亚铜(Cu_(2)O)的光催化性能,将Cu_(2)O颗粒和聚乙烯醇(PVA)同时加入纳米纤维素(CNF)中,成功制备了具有三维(3D)多孔结构和丰富活性位点的功能化纤维素基气凝胶(Cu_(2)O-PVA/CNF)。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、全自动比表面积、压缩测试对气凝胶样品进行了表征。以降解亚甲基蓝(MB)为模型污染物,评价了Cu_(2)O-PVA/CNF复合催化剂的光催化性能,考察了6wt%Cu_(2)O-PVA/CNF在不同初始浓度、不同催化剂用量及不同溶液pH条件下对MB光降解效率的影响。结果表明,三维多孔的纤维素气凝胶的使用提高了对MB的吸附能力,延长了对可见光的吸收。特别是在纤维素基体中掺杂的Cu_(2)O在光照下激发出电子-空穴,增加了活性位点,从而提高了催化能力。6wt%Cu_(2)OPVA/CNF复合催化剂对MB的光降解率达到95.6%,远高于纯Cu_(2)O的79.6%。Cu_(2)O-PVA/CNF复合催化剂的光降解过程遵循表观准一级动力学模型。此外,与纯CNF气凝胶相比,PVA的加入使其压缩强度提高了4.4倍。该催化剂经5次光催化循环后再利用,对MB的可见光催化降解率仍能达到71.06%。这种Cu_(2)OPVA/CNF复合材料有利于用太阳辐射处理染料废水。

关键词：纳米纤维素氧化亚铜气凝胶染料吸附光催化降解

地铁双护盾TBM隧道穿越富水断裂带管片壁后回填注浆技术研究

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现代隧道技术 2023年第6期60卷 255-261页

作者：刘泉维杨星叶守杰江玉生赵继增谭卓林杨志勇青岛市地铁六号线有限公司青岛266427 青岛地铁集团有限公司青岛266045 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中铁二局集团有限公司成都610031

城市地铁双护盾TBM在富水断裂带地层掘进时易面临涌水、围岩自稳性差等问题,而对管片壁后与围岩的间隙进行同步注浆既能够起到止水,又能够起到加固和及时支护围岩的作用。基于此,设计TBM盾尾封堵板结构,提出豆砾石吹填与同步注浆回填的... 详细信息

城市地铁双护盾TBM在富水断裂带地层掘进时易面临涌水、围岩自稳性差等问题,而对管片壁后与围岩的间隙进行同步注浆既能够起到止水,又能够起到加固和及时支护围岩的作用。基于此,设计TBM盾尾封堵板结构,提出豆砾石吹填与同步注浆回填的新型施工工艺。首先通过室内试验确定同步注浆浆液的最优配比,然后依据管片预留孔点位及围岩与管片之间的间隙体积提出“三步吹填豆砾石”和“三次注浆”的回填工艺,最后进行现场应用。结果表明:同步注浆浆液的最佳A液配比为粉煤灰∶水泥∶水=2.5∶1∶2,其结石率可达95%,A液∶B液=1∶1的双液浆初凝时间短、抗水稀释能力强;现场采用该工艺后,豆砾石吹填饱满,回填体结构完整,成型隧道结构稳定,管片沉降控制效果良好,无渗漏水现象。

关键词：富水地层断裂带双护盾TBM 管片豆砾石同步注浆

双护盾TBM管片壁后豆砾石与底部灌浆同步回填技术研究——以青岛地铁6号线某工程为例

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隧道建设（中英文） 2023年第11期43卷 1954-1963页

作者：王守慧杨星江玉生刘泉维赵继增朱志敬邵长志谭卓林杨志勇青岛地铁集团有限公司山东青岛266045 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 青岛市地铁六号线有限公司山东青岛266427 山东大学土建与水利学院山东济南250002 中铁二局集团有限公司四川成都610031

为解决双护盾TBM管片壁后回填豆砾石不及时、回填效果差、灌浆滞后等问题,考虑TBM盾尾的结构形式、与围岩和管片的位置关系,针对性设计一种耐磨、易拆卸、高弹性、封堵效果良好的新型TBM盾尾封堵板,提出豆砾石与底部灌浆同步回填技术,... 详细信息

为解决双护盾TBM管片壁后回填豆砾石不及时、回填效果差、灌浆滞后等问题,考虑TBM盾尾的结构形式、与围岩和管片的位置关系,针对性设计一种耐磨、易拆卸、高弹性、封堵效果良好的新型TBM盾尾封堵板,提出豆砾石与底部灌浆同步回填技术,并在青岛地铁6号线某区间进行现场试验,验证该技术的可行性,得到浆液配比、灌浆量、灌浆点位等关键指标。结果表明:1)封堵板的安装能够使豆砾石提前吹填,实现底部同步灌浆;2)采用水灰比为2.3∶5的浆液稠度低于13 cm,能够满足向豆砾石孔隙渗透的要求,又能避免因稠度不足而导致的灌浆过程中的流失;3)灌浆点位建议设在管片4点钟和8点钟(时钟方位)位置,位置过高或过低都容易导致浆液流失。

关键词：地铁双护盾TBM 管片豆砾石灌浆同步回填

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基于FPGA的m序列发生器设计与实验

实验技术与管理 2020年第2期37卷 41-44,63页

作者：翁玲陈长江徐行李卓林彭睿河北工业大学电气工程学院天津300130

如何设计出将m序列计算、FPGA和具体应用结合在一起的综合实验是数字逻辑电路、EDA等课程的重要内容。利用线性反馈移位寄存器设计了不同周期的m序列,给出了m序列的程序流程和仿真波形。采用FPGA生成m序列,并利用生成的m序列通过IGBT驱... 详细信息

如何设计出将m序列计算、FPGA和具体应用结合在一起的综合实验是数字逻辑电路、EDA等课程的重要内容。利用线性反馈移位寄存器设计了不同周期的m序列,给出了m序列的程序流程和仿真波形。采用FPGA生成m序列,并利用生成的m序列通过IGBT驱动,与光耦隔离电路、电源电路等组成扩频编码探地发射仪,该发射仪能确保在大范围之内收到地质信息,减少野外环境带来的干扰。该综合实验可以提高学生的学习兴趣,培养学生运用综合知识的能力。

关键词：数字电路 m序列发生器 FPGA 线性移位寄存器

基于GA-PLS算法的河网水体化学需氧量高光谱反演

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灌溉排水学报 2020年第9期39卷 126-131页

作者：蔡建楠刘海龙姜波何甜辉陈文杰冯志伟黎倬琳邢前国中山市环境监测站广东中山528403 中山市生态环境局广东中山528403 中国科学院烟台海岸带研究所/中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003

【目的】建立河网水体化学需氧量(COD)高光谱反演模型,验证遗传-偏最小二乘(GA-PLS)算法对建模效果的改善作用。【方法】采集广东省中山市146个点位的水体高光谱数据和COD质量浓度实测数据,通过GA-PLS算法对高光谱反射率数据进行特征波... 详细信息

【目的】建立河网水体化学需氧量(COD)高光谱反演模型,验证遗传-偏最小二乘(GA-PLS)算法对建模效果的改善作用。【方法】采集广东省中山市146个点位的水体高光谱数据和COD质量浓度实测数据,通过GA-PLS算法对高光谱反射率数据进行特征波段筛选后建立COD质量浓度反演模型,并比较输入变量为不同特征波段组合时模型反演效果差异。【结果】基于GA-PLS算法的COD质量浓度高光谱模型反演效果优于全谱段PLS模型,验证集RMSEP最小为4.887 mg/L,较全谱段PLS模型降低11.4%;以筛选得到的74个波段(占全波段数的2.9%)作为输入变量时,模型仍可保持良好的稳定性和反演精度;GA-PLS算法筛选得出的部分特征波段与水体中藻类、悬浮颗粒物的吸收特征波段一致,筛选结果具有合理性和指示意义。【结论】通过GA-PLS算法可对高光谱数据进行特征波段筛选,实现数据降维优化,进一步简化模型;在样本COD质量浓度主要分布范围内,GA-PLS算法模型有良好的反演精度和水质类别分类准确性。该方法在河流COD快速监测中具有良好的应用前景。

关键词：高光谱遗传算法偏最小二乘法化学需氧量河网水体