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基于干扰特性指标与推力分配的载人潜水器容错控制

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控制理论与应用 2024年第7期41卷 1264-1273页

作者：方星阮中一张琪杰刘飞高翔江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 国家深海基地管理中心山东青岛266237

载人潜水器在深海复杂恶劣的环境中运行,容易受到外部环境干扰和推进器故障的困扰,本文将干扰特性指标与基于推力分配的主动容错控制方法相结合,提出了一种新的主动容错控制方法.首先,建立了载人潜水器系统的数学模型;其次,设计非线性... 详细信息

载人潜水器在深海复杂恶劣的环境中运行,容易受到外部环境干扰和推进器故障的困扰,本文将干扰特性指标与基于推力分配的主动容错控制方法相结合,提出了一种新的主动容错控制方法.首先,建立了载人潜水器系统的数学模型;其次,设计非线性干扰观测器估计系统所受的集总干扰,并设计无推进器故障时的控制器;然后,针对推进器故障问题,引入权重矩阵进行推力分配以保护故障推进器,并设计了干扰特性指标表示干扰的性质对跟踪误差和推力损失的影响;在此基础上,给出了一种基于干扰特性指标与推力分配的新型容错控制方法,李雅普诺夫方法保证了该控制算法的理论稳定性;最后,通过数值仿真,验证所设计的控制方法的优越性.其优越性主要体现在:能够利用可用干扰与补偿有害干扰,并将可用的干扰能量用于补偿故障推进器的推力缺失.

关键词：载人潜水器非线性干扰观测器干扰特性指标推力分配容错控制

软-硬互层岩体节理峰前循环剪切疲劳损伤机理研究

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岩土工程学报 2024年第1期46卷 90-100页

作者：许彬刘新荣周小涵韩亚峰刘俊谢应坤邓志云重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074 重庆大学土木工程学院重庆400045 中国建筑第二工程局有限公司北京100160 重庆川东南工程勘察设计院有限公司重庆400038 清华大学水利系北京100084

三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算,研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理... 详细信息

三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算,研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理宏细观疲劳损伤机理。研究表明:①岩体节理剪切应力-剪切位移曲线历经初始非线性压剪变形、近似线弹性压剪变形、循环剪切疲劳损伤变形、应力缓升压剪变形、应力陡升压剪变形及应力脆性跌落压剪变形六个演化阶段。②岩体节理峰值(残余)剪切强度和疲劳剪切(法向)位移在相同一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度或法向应力下随循环剪切次增多而分别降低和增大;且其在相同循环剪切次数下随一阶起伏角或法向应力变大而分别增大和降低,而随含水率、剪切速率或剪切幅度变大则分别降低和增大。③宏细观结果总体上吻合较好,且岩体节理细观剪切疲劳损伤裂纹数量随剪切位移变化呈前期微增-陡增、中期缓增及后期陡增-缓增-陡增的发展特征,而其随循环剪切次数变化则呈前期陡增和后期缓增的发展特征。④岩体节理宏细观剪切疲劳损伤典型演化过程可概述为压密-起裂破坏、循环错动-贯通破坏及分离-啃断破坏3个渐进性发展阶段,且宏细观剪切疲劳损伤裂纹近似呈“倒U形”密集分布于岩体节理附近。

关键词：软-硬互层岩体节理峰前循环剪切试验 PFC2D细观数值计算演化过程疲劳损伤机理

企业投资联系视角下黄河流域城市网络的结构演化与驱动因素研究

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地理研究 2024年第6期43卷 1370-1387页

作者：胡述聚苗长虹河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心开封475001

在黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略的背景下,从企业投资联系视角揭示黄河流域城市网络结构演化及其驱动因素对于实现黄河流域的空间整合和区域协同发展具有重要意义。基于企业投资联系数据和指数随机图模型,对2000—2020年... 详细信息

在黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略的背景下,从企业投资联系视角揭示黄河流域城市网络结构演化及其驱动因素对于实现黄河流域的空间整合和区域协同发展具有重要意义。基于企业投资联系数据和指数随机图模型,对2000—2020年黄河流域城市网络的结构演化及驱动因素进行深入剖析,主要结论如下:①2000—2020年黄河流域城市网络“多中心、网络化”的趋势不断增强,但网络发育程度区域差异显著,从东到西大致呈递减趋势。②黄河流域城市网络呈现出显著的层级结构特征和多个“核心-边缘”形放射状网络形态,省域内投资联系较强,省区间投资联系较弱,流域整体网络骨架尚未形成。③黄河流域投资联系主要发生在省域内部相邻的城市间,投资网络深受行政边界影响,表现出显著的边界阻隔效应和行政区经济特征。④黄河流域城市网络结构演化是偏好链接机制、网络自组织机制和多维邻近机制共同作用的结果。城市经济总量、投资的互惠性和传递性对城市网络的形成具有显著促进作用。地理距离越近、文化认同越强的城市间越倾向于产生投资联系。地貌分割对投资联系的负向效应逐步消失,而制度邻近和认知邻近对投资联系的正向效应逐步显现。本研究不仅能为黄河流域区域协同发展提供决策参考,也有助于加深对城市网络形成发育机理的理论认知。

关键词：城市网络黄河流域投资联系网络演化指数随机图模型(ERGM)

高纬度地区PPP接收机跟踪噪声随机模型拟合改进

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测绘学报 2024年第4期53卷 666-676页

作者：林英宗罗小敏杜俊锋中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430078 武汉大学湖北珞珈实验室湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

电离层闪烁是指无线电信号的振幅和相位在短时间内出现快速随机波动的现象,可以导致全球导航卫星系统(GNSS)的测量噪声增大、信号丢失。目前,接收机跟踪误差随机模型(RTES)可以有效降低电离层闪烁对GNSS精密单点位定位(PPP)的影响。然而... 详细信息

电离层闪烁是指无线电信号的振幅和相位在短时间内出现快速随机波动的现象,可以导致全球导航卫星系统(GNSS)的测量噪声增大、信号丢失。目前,接收机跟踪误差随机模型(RTES)可以有效降低电离层闪烁对GNSS精密单点位定位(PPP)的影响。然而,该模型依赖专用型电离层闪烁监测接收机(ISMR)的数据产品。与遍布世界各地的测地型接收机相比,ISMR监测站的数量非常有限,并且获取ISMR数据产品也较为困难。本文利用加拿大高纬度北极电离层闪烁监测网络(CHAIN)2014—2022年的GPS观测数据与闪烁产品,提出了一种适用于高纬度地区测地型接收机的PPP随机模型,简称高纬接收机跟踪误差随机模型(HL_RTES)模型。HL_RTES模型采用振幅闪烁指数(S4c)和总电子含量变化率指数(ROTI)来估计接收机跟踪噪声的方差,并通过对观测值进行重新加权以提高闪烁环境下PPP定位精度。利用2023年2月1日至2023年2月28日的CHAIN网跟踪站GPS数据进行单频仿动态PPP试验验证,结果表明,HL_RTES模型与RTES模型性能相当,都可以改进闪烁环境下PPP的定位精度;与高度角随机(EAS)模型相比,基于HL_RTES模型的PPP在水平、高程和3D方向的月平均RMS改善率分别为33.3%、42.8%和38.3%。此外,利用2023年2月15日IGS跟踪站INVK、KIRU、SCOR和URAL站数据进行试验验证发现,HL_RTES模型可以有效削弱高纬闪烁对PPP定位影响;相比于EAS模型,基于HL_RTES模型的4个站点PPP的3D RMS改善率分别为57.2%、32.9%、43.8%和31.4%。

关键词：电离层闪烁精密单点定位随机模型测地型接收机

基于语言偏好序的多属性群决策方法及其在废旧物资循环利用中的应用

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控制与决策 2024年第7期39卷 2363-2374页

作者：徐泽水钱渝李铭缑迅杰四川大学商学院成都610065

循环经济作为应对资源短缺威胁和绿色低碳转型需求的新型经济发展模式,正受到越来越广泛的关注.为了推动这一计划的实践进程,众多举措被提出并付诸行动,废旧物资循环利用体系建设是其中之一.考虑到与此类问题相关的决策过程中通常涉及... 详细信息

循环经济作为应对资源短缺威胁和绿色低碳转型需求的新型经济发展模式,正受到越来越广泛的关注.为了推动这一计划的实践进程,众多举措被提出并付诸行动,废旧物资循环利用体系建设是其中之一.考虑到与此类问题相关的决策过程中通常涉及多方面的制约因素且需要平衡各方意见,提出一种基于语言偏好序和拓展TOPSIS的多属性群决策方法.首先,利用数据挖掘和自然语言处理等技术,对相关新闻网站进行爬虫并获得大量的公共数据,再通过关键词提取和聚类确定决策属性及其权重;然后,采用基于多准则相互评估矩阵的专家互评方式,对参与决策的专家完成赋权;接着,运用语言偏好序、拓展的TOPSIS方法以及最小-最大优化模型依次实现决策信息表征、个体排序和集体排序的完整决策过程;最后,为了验证所提出方法的适用性,将其应用于废旧物资回收站点设置方案选择的实例,并进一步通过比较分析对其优势和特点展开具体说明.

关键词：多属性群决策 TOPSIS 语言偏好序循环经济废旧物资循环利用数据挖掘

考虑消落带岩体劣化影响的典型危岩岸坡稳定性研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 563-576页

作者：刘新荣王浩郭雪岩罗新飏周小涵许彬重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆交通大学河海学院重庆400074

三峡库区周期性水位升降引起的消落带岩体劣化对典型危岩岸坡稳定性具有重大影响。基于野外调研及地勘资料,采用通用离散单元法程序(universal distinct element code,简称UDEC)研究了消落带劣化区形态对近水平层状高陡危岩岸坡的稳定... 详细信息

三峡库区周期性水位升降引起的消落带岩体劣化对典型危岩岸坡稳定性具有重大影响。基于野外调研及地勘资料,采用通用离散单元法程序(universal distinct element code,简称UDEC)研究了消落带劣化区形态对近水平层状高陡危岩岸坡的稳定性影响。研究表明:目前三峡库区巫山段的近水平层状危岩岸坡消落带岩体劣化严重,在不同消落带劣化区存在紧密层状、松散碎裂状、溶蚀凹腔状、含挤压碎裂带等典型消落带劣化区形态;含有第1种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性较好,危岩体位移较小,失稳模式为滑移破坏;含有第2种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体先向坡内偏移,其后随着消落带岩体支撑强度弱化向坡外倾倒破坏;含有第3种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体向坡外位移较大,失稳模式为倾倒破坏;含有第4种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性主要受挤压破碎带的力学性质控制,易产生沿破碎带切割面的旋转滑移破坏;通过对以上4种劣化区形态的危岩岸坡增加防治加固措施,危岩体的变形位移得到了不同程度的有效控制。

关键词：危岩岸坡消落带劣化区形态野外调研通用离散单元法程序(UDEC) 数值模拟劣化特征稳定性

关中五市不同季节污染颗粒物输送路径及潜在源分析

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4249-4259页

作者：苏佳李晓萌张新生西安建筑科技大学管理学院陕西西安710054

基于HYSPLIT后向轨迹模型及TrajStat中的PSCF和CWT分析法,利用2020年3月~2023年2月气象数据,对关中五市PM_(2.5)污染的时间分布特征及主要输送路径进行了分析,并探讨了不同季节影响关中五市PM_(2.5)质量浓度的潜在源区分布及贡献.结果表... 详细信息

基于HYSPLIT后向轨迹模型及TrajStat中的PSCF和CWT分析法,利用2020年3月~2023年2月气象数据,对关中五市PM_(2.5)污染的时间分布特征及主要输送路径进行了分析,并探讨了不同季节影响关中五市PM_(2.5)质量浓度的潜在源区分布及贡献.结果表明:关中五市PM_(2.5)、PM_(10)浓度具有显著的季节变化特征,冬季PM_(2.5)浓度均值最高(84.36μg/m^(3)),夏季最低(21.42μg/m^(3)),月份趋势均呈现“U”型的特点,6~8月浓度达到谷值;5个城市四季均受到来自西北方向的长距离传输气团及陕西局地短距离传输气团的影响,该城市空气质量受陕西省内部短距离传输气团影响大,应与气流遇秦岭山脉阻挡回旋有关;潜在源区季节差异明显,春夏污染物浓度最低,主要贡献源区分布范围最小,冬季最广,WCWT值超过100μg/m^(3)的范围大,西北方向带状分布区域和陕西省南部及与其周围省份交界处对5个城市PM_(2.5)浓度贡献度较大;大气污染还受地形影响,类属于盆地地形的铜川污染分布与其他四个城市存在差异,污染浓度相对较低.

关键词：关中五市 PM_(2.5) 后向轨迹输送路径潜在源区

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润湿性梯度对仿生织构表面摩擦学行为的影响

摩擦学学报（中英文） 2024年第3期44卷 300-311页

作者：王胡军谢正灿赵修远田炉林郑靖西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所四川成都610031

润湿性调控和仿生织构设计是实现表面减摩耐磨的重要方法.利用飞秒激光在AISI 440C不锈钢表面制备了仿生微凹坑,在微凹坑中沉积润湿性可调的超疏水涂层,通过紫外线辐照构筑了4种梯度润湿性仿生织构表面.采用往复滑动摩擦磨损试验,以水... 详细信息

润湿性调控和仿生织构设计是实现表面减摩耐磨的重要方法.利用飞秒激光在AISI 440C不锈钢表面制备了仿生微凹坑,在微凹坑中沉积润湿性可调的超疏水涂层,通过紫外线辐照构筑了4种梯度润湿性仿生织构表面.采用往复滑动摩擦磨损试验,以水为润滑剂,对比研究了不同载荷和速度下润湿性梯度对仿生织构表面摩擦学行为的影响.结果表明,在低载高速条件下,当表面形成低黏附性超疏水-弱疏水的润湿性梯度时,耐磨性最佳,相较于AISI 440C不锈钢抛光表面,磨损率降低47.9%,说明润湿性梯度耦合仿生织构能够有效减小磨损.

关键词：润湿性梯度仿生织构水润滑耐磨飞秒激光

九度地震区高铁组合减隔震体系桥梁振动台试验研究

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哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 112-123页

作者：董俊曾永平中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 四川建筑职业技术学院四川德阳618000

为研究一种组合减隔震体系在九度地震区高铁简支梁桥中的可行性及适应性,以某九度强震区高铁典型32 m简支箱梁为原型,开展了1∶10缩尺模型的3跨简支梁全桥振动台试验。采用15组近断层地震波按多遇、设计、罕遇地震强度进行纵向+竖向、横... 详细信息

为研究一种组合减隔震体系在九度地震区高铁简支梁桥中的可行性及适应性,以某九度强震区高铁典型32 m简支箱梁为原型,开展了1∶10缩尺模型的3跨简支梁全桥振动台试验。采用15组近断层地震波按多遇、设计、罕遇地震强度进行纵向+竖向、横向+竖向联合输入,采集试验过程中桥梁关键构件地震位移、加速度、钢筋应变等响应数据,观测各地震输入工况后桥梁损伤情况,综合分析试验现象和实测数据。结果表明:采用双曲面减隔震支座+榫形金属减震限位装置+钢防落梁组合减隔震体系后,多遇地震下,桥墩保持弹性状态,墩梁相对位移较小,主梁横向和竖向加速度分别控制在0.3 g和0.5 g以内,保障了行车安全;设计地震作用下,组合减隔震体系发挥了良好的减隔震效果,耗散了地震能量,墩梁相对位移控制在20 mm以下,桥墩发生轻微损伤,其位移延性比小于1.2;罕遇地震作用下,组合减隔震体系稳定工作,保证了主梁不发生落梁震害和跳梁风险,桥墩发生中等损伤,其位移延性比控制在2.2以下,没有倒塌风险。组合减隔震体系实现了9度地震区高铁32 m跨简支箱梁各项抗震性能目标,可为今后9度地震区高铁简支梁桥减隔震设计提供试验依据。

关键词：铁路桥梁减隔震体系振动台试验九度地震区桥梁工程