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喷气驱动航天器姿态控制强化学习算法及实验

宇航学报 2024年第6期45卷 903-913页

作者：杜德嵩刘延芳袁秋帆赵福友齐乃明哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 上海宇航系统工程研究所上海201109

针对喷气驱动航天器在推力幅值受限条件下的姿态控制问题,提出一种姿态控制强化学习算法。该算法包含两个神经网络,即控制策略网络和李雅普诺夫神经网络。其中,控制策略网络直接以喷气推力器的推力作为输出,训练数据中推力满足幅值约束... 详细信息

针对喷气驱动航天器在推力幅值受限条件下的姿态控制问题,提出一种姿态控制强化学习算法。该算法包含两个神经网络,即控制策略网络和李雅普诺夫神经网络。其中,控制策略网络直接以喷气推力器的推力作为输出,训练数据中推力满足幅值约束条件,隐式地解决推力分配优化和控制量饱和问题;设计姿态控制强化学习算法,并引入基于样本数据的航天器姿态稳定性定理,保证学习得到的控制策略的稳定性。仿真结果表明,与主流的强化学习算法和传统姿态控制方法相比,所提出的姿态控制算法在敏捷性方面表现出显著优势。此外,将控制策略移植到半物理仿真平台,控制策略能够有效完成航天器的大角度机动任务,从而证明了通过所提出的姿态控制算法训练得到的控制策略具有良好的泛化性和鲁棒性。

关键词：强化学习姿态控制李雅普诺夫函数半物理仿真

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带气囊结构航行体入水回收动力学特性研究

力学学报 2024年第4期56卷 943-959页

作者：职明洋燕国军孙龙泉王鹏霄哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对大尺度模型入水航行体的回收问题,为避免结构入水下落产生的过大入水深度对发射平台的安全造成威胁,并提升模型航行体的回收效率.文章设计了一种带气囊的航行体结构,认为气囊自空中释放并与航行体同步入水,经上浮后确保结构回收,并... 详细信息

针对大尺度模型入水航行体的回收问题,为避免结构入水下落产生的过大入水深度对发射平台的安全造成威胁,并提升模型航行体的回收效率.文章设计了一种带气囊的航行体结构,认为气囊自空中释放并与航行体同步入水,经上浮后确保结构回收,并给出了模型具体的设计参数.同时基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法建立了带气囊结构入水回收的数值计算模型,结合相关球体入水以及AUV头段入水试验结果,验证了数值方法的有效性并选取了本模型的无关性网格尺度.在此基础上,开展了不同气囊体积下航行体垂直入水回收的计算,选取了该结构对应的最佳气囊体积.随后,针对不同入水参数(入水速度、攻角以及气囊固定位置)进行了带气囊结构航行体入水回收过程的对比分析.研究结果表明,气囊体积对回收效率的提升具有正相关作用,且在体积的选取中应兼顾回收效率与气囊内压响应;入水速度的增加诱导系统运动规模同步增加,不利于回收的进行;入水攻角以及气囊固定位置的不同造成不同阶段航行体偏转运动的差异,气囊固定在航行体中部且较大的入水攻角有利于航行体模型的入水回收.

关键词：航行体回收结构入水气囊姿态偏转耦合欧拉-拉格朗日方法

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直链淀粉-香叶醇包合物的制备及其性质

食品科学技术学报 2024年第3期42卷 139-146,158页

作者：宁珂李松原赵凯哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

为探究直链淀粉含量对直链淀粉-香叶醇包合作用的影响,以蜡质玉米淀粉为原料,采用普鲁兰酶进行脱支处理,通过控制酶解条件制备不同直链淀粉含量的壁材,对香叶醇进行包合,以包埋率为指标评价制备的包合物对香叶醇的保护作用,并通过X-射... 详细信息

为探究直链淀粉含量对直链淀粉-香叶醇包合作用的影响,以蜡质玉米淀粉为原料,采用普鲁兰酶进行脱支处理,通过控制酶解条件制备不同直链淀粉含量的壁材,对香叶醇进行包合,以包埋率为指标评价制备的包合物对香叶醇的保护作用,并通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪对包合物的形貌结构和稳定性进行表征。结果表明:直链淀粉含量与包埋率之间无线性关系,直链淀粉质量分数为5.86%时,包埋率最高,为9.05%。X-射线衍射结果表明,包合物形成后,衍射峰位置改变,包合作用改变了壁材晶型,由A型变为A+V型,同时提高了包合物稳定性。扫描电镜结果显示,壁材随直链淀粉含量的提高,表面越加凹陷,而包合物局部表面较为完整。红外光谱分析结果表明,随包埋率升高,特征峰发生蓝移,包合物中未出现香叶醇的特征峰。热焓特性分析表明,随着包埋率升高,相变焓及热重二阶段失重率均增高,进一步验证包合物的形成提高了香叶醇的稳定性。对蜡质玉米淀粉脱支处理后,基于形成的直链淀粉对香叶醇进行包合,能够使香叶醇稳定性提高,有望为直链淀粉包埋活性物质应用研究提供参考。

关键词：蜡质玉米淀粉直链淀粉香叶醇包合物结构特征酶解

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马铃薯蛋白组成、性质及其改性应用研究进展

食品工业科技 2024年第9期45卷 36-44页

作者：孙莹周斌王龙刘申朱秀清哈尔滨商业大学旅游烹饪学院黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

我国马铃薯加工业的快速发展可以归因于马铃薯主食工业化战略的实施。马铃薯蛋白以其高营养价值和功能而闻名,具有特殊的溶解度,并含有大量在其他植物蛋白中缺乏的酪氨酸。因此,马铃薯蛋白在各种市场应用上具有巨大的潜力。本文对马铃... 详细信息

我国马铃薯加工业的快速发展可以归因于马铃薯主食工业化战略的实施。马铃薯蛋白以其高营养价值和功能而闻名,具有特殊的溶解度,并含有大量在其他植物蛋白中缺乏的酪氨酸。因此,马铃薯蛋白在各种市场应用上具有巨大的潜力。本文对马铃薯蛋白的组成、功能性质、改性方法和改性应用进行了全面的综述。马铃薯蛋白具有良好的溶解性、发泡化和乳化特性、凝胶性和抗氧化活性。目前,酶法和微生物发酵是马铃薯蛋白改性研究的重点。此外,本文还概述了马铃薯蛋白中普遍存在的主要问题,并根据目前的研究进展提出了未来的发展前景。未来,应深入研究马铃薯蛋白分子结构与其功能活性的联系;马铃薯蛋白与其他植物蛋白的综合利用;酶法和微生物发酵可作为未来改性方向,利用微生物资源降低改性成本。

关键词：马铃薯蛋白组成功能性质蛋白改性应用

不同方法提取罗勒籽胶的理化性质及其结构特性

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精细化工 2024年第8期41卷 1765-1773页

作者：刘树萍张佳美彭秀文李沛钊邢珂哈尔滨商业大学旅游烹饪学院黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

采用酶法提取罗勒籽胶,通过单因素实验及响应面实验确定了最佳工艺,比较不同提取方法(常规法、微波法、超声法和酶法)对罗勒籽胶的得率、理化性质(凝胶强度、持水力、溶胀性能、颜色)、微观结构、流变特性、活性成分(总黄酮、总酚)及抗... 详细信息

采用酶法提取罗勒籽胶,通过单因素实验及响应面实验确定了最佳工艺,比较不同提取方法(常规法、微波法、超声法和酶法)对罗勒籽胶的得率、理化性质(凝胶强度、持水力、溶胀性能、颜色)、微观结构、流变特性、活性成分(总黄酮、总酚)及抗氧化性的影响。结果表明,酶法提取罗勒籽胶的最佳工艺为:以果胶酶为提取酶制剂、酶添加量4.1%(以预处理后罗勒籽质量为基准)、酶解时间30 min、酶解温度40℃、pH=5.1。在上述优化条件下,罗勒籽胶得率为12.96%;与其他3种方法相比,酶法提取罗勒籽胶得率最高、持水力最佳;微观结构表明,酶法提取的罗勒籽胶具有网络结构;动态流变温度扫描模式说明,罗勒籽胶是稳定的水胶体,其中,酶法提取的罗勒籽胶最稳定;酶法提取的罗勒籽胶能够最大程度地保留活性成分,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率达到20.60%±1.44%,2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基清除率达到8.70%±0.37%。

关键词：罗勒籽胶酶法提取工艺优化理化性质结构特性中药现代化技术

电致化学发光传感技术的种类及在食品分析中的研究进展

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食品工业科技 2024年第1期45卷 325-334页

作者：刘树萍邢珂韩博林关桦楠哈尔滨商业大学旅游烹饪学院黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

电致化学发光传感技术(Electrochemiluminescence,ECL)是一种结合了电化学和光化学的分析方法,因其可控性强、灵敏度高和响应速度快等优势在食品分析领域引起了广泛关注。ECL是通过改变发射物或共反应物的浓度,使其信号强度发生变化,从... 详细信息

电致化学发光传感技术(Electrochemiluminescence,ECL)是一种结合了电化学和光化学的分析方法,因其可控性强、灵敏度高和响应速度快等优势在食品分析领域引起了广泛关注。ECL是通过改变发射物或共反应物的浓度,使其信号强度发生变化,从而实现对目标物质的灵敏检测。首先,该文总结了经典ECL检测体系及基于新型发射物和共反应物的检测体系,并重点介绍了新型发射物中金属纳米团簇和量子点的最新进展,举例阐述其ECL传感器的结构和检测原理。其次,综述了ECL传感器在食品分析领域中的研究进展。最后对ECL传感技术的未来发展趋势进行了展望,为食品中营养成分和污染物的检测提供参考,同时也促进该技术的进一步研究,助力未来食品检测发展。

关键词：电致化学发光生物传感器食品分析发射物共反应物

大豆蛋白基素肉预制菜贮藏品质分析及其货架期预测

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食品工业科技 2024年第14期45卷 300-307页

作者：孙莹王龙周斌朱秀清哈尔滨商业大学旅游烹饪学院黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

为满足消费者对营养健康、风味多样的方便食品较高的需求,以高湿挤压大豆蛋白肉为原料开发了传统菜肴宫保鸡丁的仿真预制菜(The prepared dish Kung Pao Chicken with soy protein artificial meat,SPAM-KPC),并比较了不同贮藏温度(4、2... 详细信息

为满足消费者对营养健康、风味多样的方便食品较高的需求,以高湿挤压大豆蛋白肉为原料开发了传统菜肴宫保鸡丁的仿真预制菜(The prepared dish Kung Pao Chicken with soy protein artificial meat,SPAM-KPC),并比较了不同贮藏温度(4、25和37℃)下SPAM-KPC贮藏品质的变化。以菌落总数为影响产品货架期的关键品质因子,建立了SPAM-KPC的货架期预测模型。结果发现:三种温度下贮藏15 d的SPAM-KPC样品菌落总数从0.67 lg(CFU/g)分别增长至2.73、3.37、4.33 lg(CFU/g);pH(从6.22分别下降至5.98、5.87和5.69)和感官得分(从25.12分别下降至22.67、19.52和16.84)逐渐降低;SPAM-KPC样品颜色逐渐加深,硬度和弹性降低。三种贮藏温度下SPAM-KPC产品的货架期分别为28、20和17 d。表明4℃低温贮藏是SPAM-KPC产品的最佳贮藏温度。本研究为植物基蛋白肉在预制菜加工领域的应用提供了理论参考。

关键词：大豆蛋白植物肉预制菜贮藏品质货架期

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质谱技术分析表征多糖类化合物结构的应用进展

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食品科学 2024年第14期45卷 352-365页

作者：李蓝艳于剑平张子依张欢李超汲晨锋哈尔滨商业大学药物工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150076 哈尔滨商业大学抗肿瘤天然药物教育部工程研究中心黑龙江哈尔滨150076 哈尔滨工业大学生命科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

多糖是一类分子结构复杂且庞大的天然大分子聚合物,其结构与生物活性紧密相关,但传统分析方法对多糖精细结构的表征信息有限。质谱技术是一种通过测量离子质荷比确定质量进而推算分子结构的分析方法,作为多糖结构分析的有力工具可以提... 详细信息

多糖是一类分子结构复杂且庞大的天然大分子聚合物,其结构与生物活性紧密相关,但传统分析方法对多糖精细结构的表征信息有限。质谱技术是一种通过测量离子质荷比确定质量进而推算分子结构的分析方法,作为多糖结构分析的有力工具可以提供包括分子质量、聚合度、单糖组成、糖苷键类型、糖基排列顺序、取代基团位点等比较丰富的信息,对多糖结构的表征具有独特优势。本文归纳了多糖的质谱裂解一般性规律,介绍了多种不同类型质谱的检测原理、特点及其联用技术在多糖结构解析中的代表性应用,包括电子轰击源、快原子轰击源、电喷雾电离源、基质辅助激光解吸离子源、实时直接分析源、离子淌度、串联等质谱技术,并进一步对新型质谱技术解析多糖结构的未来应用进行了展望。本文旨在通过总结质谱技术的应用,为多糖类化合物的质量标准、结构表征、药效学、药动学、构效关系等基础性研究工作以及多糖类食品、保健食品、临床药物的开发创制提供科学参考。

关键词：多糖质谱结构解析应用

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无人机遥感图像实时小目标检测方法

航空学报 2024年第14期45卷 53-72页

作者：刘延芳佘佳宇袁秋帆周芮齐乃明哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 哈工大苏州研究院苏州215104 上海宇航系统工程研究所上海201109

得益于深度学习方法的发展,近年来目标检测方法的性能有了很大的提升。然而,从无人机(UAV)遥感图像中检测目标仍然存在很大的挑战,原因包括:UAV遥感图像中目标分辨率小、背景复杂,现有算法难以满足实时性要求。面对这些挑战,提出了一种... 详细信息

得益于深度学习方法的发展,近年来目标检测方法的性能有了很大的提升。然而,从无人机(UAV)遥感图像中检测目标仍然存在很大的挑战,原因包括:UAV遥感图像中目标分辨率小、背景复杂,现有算法难以满足实时性要求。面对这些挑战,提出了一种基于多尺度多深度特征提取(MMFE)网络的实时小目标检测(RTSTD)方法,能够高效的从UAV遥感图像中检测小目标。RTSTD将一幅输入图像剪裁成多个小尺寸的图像,并将一部分小尺寸图像输入到轻量化的MMFE网络中。因此,RTSTD具有处理任意分辨率的遥感图像而不丢失图像细节特征的能力。对于MMFE网络,提出了一种更有效的输出:重叠向量能够表示目标在输入图像中的位置和置信度。为了增强MMFE网络区分目标和复杂背景的能力,重新定义了正样本和负样本。为测试RTSTD的性能,从开源数据集UAV123、DTB70和AU-AIR中筛选重构了7个数据集,共8369张UAV遥感图像,涉及地面和海面场景下的小目标检测。结果证明,与现有的检测方法相比,RTSTD方法在准确性和速度方面都取得了改善,平均F1-Score>0.90,GPU运行每秒>66帧,CPU运行每秒>35帧。

关键词：遥感图像小目标检测实时检测卷积神经网络特征融合