摘要：【目的】目前,LiDAR退化环境检测方法存在需要启发式阈值、计算间接评价指标、检测效率低的问题。【方法】本文提出一种基于改进XGBoost的LiDAR退化环境检测方法。实现了从环境的几何结构角度直接检测单帧点云的退化情况。本文基于LiDAR点云数据构建分类特征体系,用于建立XGBoost决策树。在此基础上,采用模糊综合评价算法计算每个特征的综合重要性度量指标,用于构建有效的特征子集,从而提高检测精度。同时,通过一种基于Spearman秩相关系数的双向特征筛选策略来加速构建特征子集,从而提高模型的训练效率。针对XGBoost的初步检测结果,本文基于滑动窗口策略和多数投票策略对其进行二次修正,提高最终的LiDAR退化环境检测的精度。为验证本文方法的有效性以及对LiDAR退化环境的检测效果,通过搭建实验平台,采集真实场景数据并设计了相关实验。【结果】实验结果表明,本文方法各组成部分的有效性均能够被合理地验证;LiDAR退化环境检测成功率为94.41%,非退化误检测率为1.24%;相较于LOAM退化检测模块,检测成功率提高了10.91%,误检测率降低了95.26%,检测效率提高了56.97%。【结论】本文方法实现了高效率、高精度的LiDAR退化环境检测。

摘要：针对水下机械臂的末端轨迹跟踪控制问题,提出一种自适应快速反正切非奇异终端滑模控制器.首先,基于莫里森方程建立考虑水作用效应的水下机械臂动力学模型;其次,结合非奇异终端滑模控制和反正切函数特性,设计一种快速反正切非奇异终端滑模控制器,并基于径向基神经网络预测系统的未知扰动;然后,通过李雅普诺夫理论验证所提控制方法可在有限时间内收敛到期望位置;最后,通过仿真实验验证所提控制方法的有效性.

摘要：为推进工业绿色发展,引导企业绿色产品设计,以某船舶胎架为研究对象,对其进行轻量化设计。运用UG对胎架进行参数化建模,基于Ansys仿真平台,对胎架进行静力学分析,采用中心复合试验设计方法,以胎架的质量、总变形量、最大等效应力和安全系数为性能指标,胎架上的两种板厚尺寸为设计变量,构建了胎架二阶响应面模型,采用遗传算法对胎架进行多目标求解优化,实现胎架的轻量化设计,并对该方法进行鲁棒性验证。胎架的轻量化设计作为一种绿色产品设计,可以为造船企业在辅助工装设计时提供参考方法和依据。

摘要：天然纤维增强材料(NFRC)在潮湿环境下会不可避免地出现吸湿老化行为,严重影响该类材料和结构的稳定性。为分析该问题,本文引入非线性前屈曲效应,提出了一种适用于NFRC截断圆锥壳屈曲问题的精确分析方法。首先,基于Donnell壳体理论推导了NFRC圆锥壳的屈曲控制方程。其次,采用伽辽金法求解非线性轴对称前屈曲变形,并在此基础上进一步求解获得高精度的临界屈曲载荷以及解析的屈曲模态。最后,通过与已有文献和数值仿真对比,验证了本文方法的精确性,并分析了纤维参数和吸湿老化效应参数对NFRC截断圆锥壳屈曲行为的影响。本文的研究结果有望为该类NFRC截断圆锥壳的抗屈曲设计提供理论基础。

摘要：考虑到伺服系统在不确定性摩擦影响下难以达到期望的控制效果,摩擦现象给电机参数辨识带来不确定性影响的情况,针对转速规划的伺服系统,设计了一种摩擦和转动惯量的辨识方法。采用T-S型模糊神经网络对摩擦和转动惯量进行在线辨识。将辨识得到的基于T-S型模糊神经网络的摩擦模型作为补偿控制、转动惯量用来自整定PI控制器的参数。仿真实验结果显示,设计的在线辨识方法具有良好的逼近性能,获得了满意的轨迹追踪效果。

摘要：配备有动车所的大型高铁站同时承担行车与调车2类作业,编制到发线运用计划时充分考虑行调冲突的影响对确保行车安全、提高车站运转效率具有重要意义。为此,在分析行调作业时空冲突机理基础上,将行调冲突量化整合为列车过站费用的形式,以列车过站费用小、到发线利用均衡性强和到发线运用计划鲁棒性优为优化目标,考虑行调冲突疏解、分段解锁条件下列车进路冲突疏解等安全约束,构建到发线运用多目标优化模型,设计改进遗传算法进行求解。以某大型高铁站为例进行验证,结果表明,模型优化方案比现行方案过站费用降低了15.0%,均衡性和鲁棒性分别提升25.2%和24.9%,相邻列车缓冲时间提高14.3%,在保证行车作业安全及到发线运用计划鲁棒性的情况下,模型可减少行车作业对调车作业的时空干扰,提高车站运转效率,为大型高铁站到发线运用计划编制提供参考。

摘要：磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响。针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构。该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励方式精准调控磁场的优势来构造线型零磁场(FFL)。对所设计的磁场拓扑结构首先进行了基于圆形线圈、矩形线圈和矩形永磁体所产生静磁场的比较;然后从磁场空间分布、磁场梯度和磁场均匀性等方面对FFL进行分析;最后通过有限元仿真确定了线型零磁场的平移扫描区域范围,并进行了MPI分辨率及血管成像研究。结果表明,该文所提拓扑结构产生的FFL磁场梯度达到3.075 T/m,磁场梯度均匀性达到98.7%,在扫描区域为30 mm×70 mm×70 mm的空间内的成像分辨率能够达到1 mm。证明了该文所提拓扑结构应用于磁性粒子成像系统的可行性。

摘要：利用清洁可再生的太阳能将CO_(2)光催化还原为高附加值化学品是解决能源和环境问题的一条非常有前景的途径.MOF具有结构明确、可修饰性强以及良好的CO_(2)捕获能力,近年来在光催化还原CO_(2)中得到了广泛的应用.本综述按照MOF材料光催化还原CO_(2)的C1产物进行了分类讨论,特别强调了MOF材料在吸光、材料设计及捕集CO_(2)的能力对光催化CO_(2)还原性能的作用.此外,介绍了较为典型的MOF在光催化还原CO_(2)成C1产物所取得的研究进展,提出了MOF材料在光催化CO_(2)转化中应用的机遇、挑战和未来前景,旨在以绿色和可持续的策略合理设计更具创造性的MOF光催化CO_(2)体系.

摘要：稻蟹共生种养是全面推进我国特别是东北地区乡村振兴的特色产业,但养蟹稻田和常规稻田水分循环和水土环境特征究竟有何差异尚不清楚。为定量表征稻蟹共生种养模式水分循环和水土环境特征,在辽河入海口两处大型养蟹灌区(营口灌区和大洼灌区)布设12个典型田块,以常规稻田为对照,对养蟹稻田逐日蒸腾蒸发量、逐日渗漏量、灌溉定额、水体和表层土壤养分动态、养分淋失以及水稻和螃蟹产量等进行定量研究。结果表明:稻蟹共生模式对水稻产量无显著影响,但河蟹产值的增加,使得养蟹稻田综合经济效益比常规稻田显著提高38.89%~76.49%(P<0.05)。与常规稻田相比,养蟹稻田灌溉定额和渗漏总量分别显著增加3.29%~20.93%(P<0.05)和5.66%~10.83%(P<0.05),水分生产率显著降低1.85%~9.28%(P<0.05),但单位用水综合产值显著增加33.34%~70.23%。与常规稻田相比,养蟹稻田田面水NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、速效磷和速效钾含量分别显著降低19.99%~37.24%、35.25%~56.22%、18.69%~20.30%和8.12%~9.36%(P<0.05),减轻了地表径流养分面源污染潜在风险。与常规稻田相比,养蟹稻田表层土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、速效磷和速效钾含量显著提高60.00%~83.88%、18.21%~44.97%、28.34%~54.56%和10.47%~21.24%(P<0.05),提升稻田土壤肥力。与常规稻田相比,养蟹稻田NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、速效磷和速效钾淋溶损失量分别显著增加20.60%~25.20%、26.24%~44.75%、14.15%~18.83%和4.31%~16.94%(P<0.05),促进养分向深层剖面(20~100 cm)转移。本研究揭示了稻蟹共生系统具有提高单位用水综合产值、降低径流污染风险、提升地力和增加稻田综合经济效益等巨大潜力,但其促进稻田养分淋失的问题不容忽视。本研究可为养蟹灌区绿色可持续发展和农民增收致富提供理论依据和技术支撑。

摘要：针对滚动轴承的故障诊断与分类,提出了一种基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)、模糊测度熵(FME)和粒子群优化算法-概率神经网络(PSO-PNN)的故障诊断方法。首先,CEEMDAN被用于分解振动信号,由于自适应噪声的加入,分解效果得到最大改善。其次,基于FME,对包含故障的模式进行特征提取。最后,将特征向量输入到经过PSO优化的PNN中进行故障分类,优化后的PNN具有更准确的分类精度。通过实验案例验证,该方法的诊断能力得到验证,且分别与使用经验模态分解(EMD)和集合EMD(EEMD)分解方法进行对比,进一步体现了该方法的优越性。