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基于Hessian局部线性嵌入和MLP-Mixer的液体火箭发动机涡轮泵轻量化故障诊断框架

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振动与冲击 2024年第2期43卷 156-165页

作者：窦唯赵东方张宏利刘树林北京航天动力研究所北京100076 上海大学机电工程与自动化学院上海200044

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法... 详细信息

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法利用Hessian局部线性嵌入算法对信号时域、频域及时频特征进行降维,并引入一种轻量化的深度学习模型MLP-Mixer作为分类器,进而实现不同故障状态的辨识。采用某型号涡轮泵试车数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法能够在保障诊断精度的同时有效降低计算复杂度,提高诊断效率。

关键词：液体火箭发动机涡轮泵故障诊断 Hessian局部线性嵌入 MLP-Mixer

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六分量地震观测在工程勘查中的应用试验

地球物理学报 2024年第1期67卷 308-317页

作者：秦林鹏王赟张东明郭高源陈畅陈锋钱荣毅马振宁陈永阳汪超中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 北京自动化控制设备研究所北京100074 中国科学院地球化学研究所贵阳550081

利用面波频散曲线反演地下介质的S波速度结构,是浅层工程地震领域一种重要的方法技术.传统的面波法包括主被动源的面波多道分析方法(MASW)和被动源的空间自相关(SPAC)方法,均需要多台地震仪同时记录地面振动;而记录平动和旋转运动的单... 详细信息

利用面波频散曲线反演地下介质的S波速度结构,是浅层工程地震领域一种重要的方法技术.传统的面波法包括主被动源的面波多道分析方法(MASW)和被动源的空间自相关(SPAC)方法,均需要多台地震仪同时记录地面振动;而记录平动和旋转运动的单台站六分量地震数据理论上也可以获得面波频散曲线.本文以河北唐山城区煤矿采空区浅层工程勘探实际六分量地震数据为例,对比了利用单台站六分量地震数据与主、被动源法多台站提取的Rayleigh波频散曲线.试验结果表明利用纵波扫描可控震源时,30 Hz以下频段利用单台站六分量地震数据提取的基阶Rayleigh波频散曲线与主、被动源MASW方法提取的频散曲线结果一致,说明在浅层工程地震勘查中,利用单物理点的六分量地震观测反演浅层横波速度是可行的.

关键词：面波频散曲线主被动源六分量基阶

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锂离子电池高镍正极材料的制备及性能优化

化工进展 2024年第3期43卷 1387-1394页

作者：吴剑扬申兰耀于永利王汝娜蒋宁杨新河邱景义周恒辉北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京泰丰先行新能源科技有限公司北京102200 防化研究院北京102205

高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>88%... 详细信息

高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>88%)的超高镍材料也需要被研究。然而,镍含量的提升对材料结构稳定性造成的负面影响阻碍了高镍材料的实际应用。因此,优化高镍材料的制备工艺十分重要。本工作首先制备了镍摩尔分数为88%、90%、92%、94%以及98%的超高镍材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,验证了镍摩尔分数提升对于材料容量和结构稳定性带来的影响。进一步地,本工作选取了镍摩尔分数为90%的高镍材料(Ni90),着重探究了烧结温度对其性质的影响,发现Ni90材料颗粒会随着烧结温度的上升而增大,而在750℃的适宜烧结温度下,材料能在结构和颗粒尺寸上达到平衡,得到倍率和循环综合性能最好的Ni90材料。同时,对于不同镍含量的材料,也需要选择适中的温度进行烧结,才能兼顾材料的性能与稳定性。

关键词：电化学制备高镍材料正极锂离子电池

北京市丰台区永定河以东浅层地下水水化学演变规律及成因分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2651-2664页

作者：胡昱欣周瑞静宋炜杨全合王鑫茹北京市工程地质研究所北京100048

为更好支撑北京市丰台区地下水资源开发利用、污染管控与防治工作,以丰台区永定河以东区域枯水期浅层地下水长序列监测数据为基础,综合运用数理统计、Gibbs图和离子比例分析等方法探究了丰台区地下水水化学演变规律、形成机制及污染来源... 详细信息

为更好支撑北京市丰台区地下水资源开发利用、污染管控与防治工作,以丰台区永定河以东区域枯水期浅层地下水长序列监测数据为基础,综合运用数理统计、Gibbs图和离子比例分析等方法探究了丰台区地下水水化学演变规律、形成机制及污染来源,结果表明:①研究区现状地下水质量整体较差,地下水中各指标平均浓度自1976年至今呈先升高后降低趋势,Cl^(−)、SO_(4)^(2-)和总硬度(TH)污染范围总体呈扩大趋势,溶解性总固体(TDS)和硝酸盐氮(NO_(3)^(-))污染范围以2005年为拐点呈先扩大后缩小趋势;②各年份地下水中优势阴、阳离子均为HCO_(3)和Ca^(2+),1976年和2021年地下水水化学类型数依次为8和17种,其主要水型依次为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg·Na(40%)和HCO_(3)·Cl·SO_(4)-Ca·Na·Mg(23.88%),各年份区域范围内与沿地下水流向上地下水水化学类型均呈现复杂化趋势,地下水水文地球化学演变过程中水化学组分受人为活动影响显著;③地下水受岩石风化和蒸发结晶双重作用,且以蒸发作用为主,地下水阳离子交替作用较弱,碳酸盐矿物的溶解为Ca^(2+)和Mg^(2+)的主要来源;④离子比例分析得出,外源输入的NO_(3)^(-)和Cl^(−)主要来源于农业活动、城市污水,且2005年前农业活动污染影响较大,与研究区历史上大量渗坑、渗井、工业和生活污水灌溉直排关系密切.

关键词：丰台区浅层地下水水化学演变离子比例分析成因分析

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基于深度特征正射匹配的无人机视觉定位方法

中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 52-57,106页

作者：尚克军赵亮张伟建明丽刘崇亮北京自动化控制设备研究所北京100074 北京理工大学自动化学院北京100081

在卫星拒止条件下无人机安全、可靠地完成各类作业的基础是获取高精度的定位信息,传统图像匹配方法保障困难、定位精度差且匹配约束多。因此,提出一种基于深度特征正射匹配的视觉定位方法,通过深度学习网络提取正射校正后的无人机航拍... 详细信息

在卫星拒止条件下无人机安全、可靠地完成各类作业的基础是获取高精度的定位信息,传统图像匹配方法保障困难、定位精度差且匹配约束多。因此,提出一种基于深度特征正射匹配的视觉定位方法,通过深度学习网络提取正射校正后的无人机航拍图像和商业地图的深度特征,获得匹配关系,进而计算无人机高精度位置信息。根据视觉测量机理模型分析不同因素对视觉定位精度的影响,使用中空航拍图像数据集进行离线实验,实验结果表明:相比传统基于方向梯度直方图(HOG)特征的模板匹配方法,所提方法的定位精度提高了25%,位置均方根误差(RMSE)优于15 m+0.5%H(5000 m以下),具有一定的工程应用价值。

关键词：视觉定位深度学习匹配导航无人机卫星拒止

异质a-C:H/a-C:H:F配副的摩擦学行为研究

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表面技术 2024年第7期53卷 107-115页

作者：唐诗琪邢朝阳王圆圆张俊彦张斌许昌学院河南许昌461002 中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心兰州730000

目的研究F元素掺杂非晶碳基薄膜与a-C:H薄膜摩擦配副的摩擦学行为机制。方法利用PECVD法在Si基底上制备a-C:H:F薄膜,与直径为6.0mm的a-C:H薄膜摩擦对偶球组成摩擦配副体系,使用往复模式的CSMTRB3摩擦机研究a-C:H:F薄膜的摩擦学特性,频率... 详细信息

目的研究F元素掺杂非晶碳基薄膜与a-C:H薄膜摩擦配副的摩擦学行为机制。方法利用PECVD法在Si基底上制备a-C:H:F薄膜,与直径为6.0mm的a-C:H薄膜摩擦对偶球组成摩擦配副体系,使用往复模式的CSMTRB3摩擦机研究a-C:H:F薄膜的摩擦学特性,频率为5Hz,滑动总次数为9000,外加载荷分别为2、4、6、8、10 N。通过纳米硬度、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、激光共聚焦拉曼光谱、场发射扫描电镜及CSM摩擦试验机等,分别评价a-C:H:F薄膜的结构、表面形貌、力学性能、摩擦学性能等。结果在干摩擦环境下,随着载荷的增加,a-C:H:F薄膜的摩擦因数逐渐降低,平稳后摩擦因数低至0.018。通过掺杂F元素,一方面促进了薄膜的sp^(2)-C杂化,另一方面增大了薄膜的无序度。F元素具有钝化薄膜表面和静电排斥的作用,使得a-C:H:F薄膜具有较低的摩擦因数和磨损率。结论采用PECVD方法制备的a-C:H:F薄膜具有更好的减摩降损能力。

关键词：摩擦学性能 F元素掺杂改性类金刚石薄膜等离子体增强化学气相沉积

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甲烷卫星遥感探测的研究进展

遥感信息 2024年第2期39卷 1-11页

作者：陈冀岱左钦文孙茂盛黄李洲施加松国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

过去30年间,大气甲烷浓度升高明显,目前大约有25%的全球变暖效应来自于甲烷的贡献。因此,甲烷的精确探测对于治理全球气候变化非常重要。与传统地基、车载以及机载探测相比,利用卫星遥感技术可以实现大空间尺度、全排放源的甲烷探测。... 详细信息

过去30年间,大气甲烷浓度升高明显,目前大约有25%的全球变暖效应来自于甲烷的贡献。因此,甲烷的精确探测对于治理全球气候变化非常重要。与传统地基、车载以及机载探测相比,利用卫星遥感技术可以实现大空间尺度、全排放源的甲烷探测。文章首先明晰了甲烷的气候效应,进而介绍了甲烷短波红外和热红外遥感探测原理,以及天底、临边和掩星3种卫星观测模式,之后进一步梳理了已发射和未来拟发射的甲烷卫星载荷进展,发现随着时空分辨率和反演精度不断提高,甲烷卫星遥感探测呈现出多模式、多尺度和多传感器融合的特点。最后,总结和分析了甲烷卫星遥感反演算法。该研究可为现有甲烷卫星遥感探测的应用和未来甲烷遥感卫星的发展提供参考。

关键词：甲烷气体多尺度遥感反演算法浓度气候效应

基于时频分析的SAR目标微波视觉特性智能感知方法与应用

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 331-344页

作者：黄钟泠吴冲姚西文王立鹏韩军伟西北工业大学自动化学院西安710072 北京机电工程研究所北京100074

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较... 详细信息

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较高,难以结合深度神经网络实现端到端的实时预测。为促进SAR目标物理特性在智能识别任务中的应用,发展高效、智能、可解释的微波物理特性感知方法至关重要。该文将高分辨SAR目标的非平稳特性作为一种典型的微波视觉特性,提出一种改进的基于时频分析的目标特性智能感知方法,优化了处理流程和计算效率,使之更适用于SAR目标识别场景,并进一步将其应用到SAR目标智能识别算法中,实现了稳定的性能提升。该方法泛化性强、计算效率高,能得到物理可解释的SAR目标特性分类结果,对目标识别算法的性能提升与属性散射中心模型相当。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 目标识别目标特性微波视觉时频分析(TFA)

基于光学成像探测的仅测角高轨空间物体接近感知方法

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红外与激光工程 2024年第7期53卷 179-187页

作者：王龙雷韫璠张新宇张辉武延鹏北京控制工程研究所北京100190

提出一种仅利用任务航天器光学成像探测设备给出的测角信息进行高轨空间物体接近行为感知的方法。首先,分析了空间物体相对任务航天器的方位变化规律,得到物体接近时在任务航天器轨道坐标系下方位角正切值随时间波动幅值逐渐增大;其次,... 详细信息

提出一种仅利用任务航天器光学成像探测设备给出的测角信息进行高轨空间物体接近行为感知的方法。首先,分析了空间物体相对任务航天器的方位变化规律,得到物体接近时在任务航天器轨道坐标系下方位角正切值随时间波动幅值逐渐增大;其次,分析了在光学成像探测设备成像过程中,逆光与探测设备灵敏度对空间物体可见性的影响,得到物体可见弧段在每个轨道周期内具有一定的相似性;进一步地,根据物体相对方位及可见性的变化规律,设计了一种空间物体接近行为感知方法,利用物体观测量的轨道周期一致性进行多段观测量关联,拟合方位角正切值随时间波动趋势,预测波动极值并统计极值变化规律,实现物体接近行为感知;最后,仿真验证了该方法具备不依赖距离信息感知高轨空间物体相对任务航天器接近行为的能力,仅利用3个轨道周期内、每周期有效弧段大于30 min的高轨空间物体指向测量信息判断物体相对任务航天器存在接近行为的准确率优于96%。结果证明:该方法通过赋能任务航天器常用光学成像探测设备高效费比地实现航天器自我防护能力有效提升,可普遍用于高轨航天器任务。

关键词：光学成像仅测角空间物体接近感知