基于扰动观测器的非奇异模糊滑模无人船编队控制

针对含有模型参数不确定性、外界干扰与抖振现象的无人船编队问题,提出了一种基于扰动观测器的非奇异模糊终端滑模编队控制方法。首先,将领航者–跟随者与人工势场法相结合,获得无人船的编队构型并保证无碰撞现象;其次,基于Lyapunov能量函数设计出模糊控制规则,消除了控制器中的抖振问题;进而,提出了一种扰动观测器来补偿未知动态和外界干扰,增强了系统的鲁棒性和稳定性。通过理论分析和仿真结果验证了所提控制方法的有效性。基于所设计的编队控制方法,无人船最终可形成期望的编队构型。     

基于CFD方法的十字形降落伞–航行体系统数值分析

为研究航行体对十字形降落伞流场和阻力性能的影响,基于Realizablek–ε模型采用PISO算法开展了十字形降落伞–航行体系统的非定常绕流数值计算,得到了详细的流场计算结果。研究了不同拖曳比下十字形降落伞–航行体系统的流场分布规律与降落伞衣及航行体的气动特性变化,结果表明：当拖曳比λ≤2时,航行体和降落伞衣形成闭式流动,降落伞衣阻力损失严重;当拖曳比λ>2时,航行体尾流区的压力恢复,降落伞衣底部形成稳定的正压区,流动形式由闭式转化为开式,拖曳比λ最大时的压差Δp相较拖曳比最小时的压差增加12%,降落伞衣阻力恢复,阻力波动减小;当拖曳比λ=4时,降落伞与航行体的阻力分别增加1.8%、25%。结果显示十字形降落伞–航行体系统的流场和压力分布更为对称,且气动特性处于最佳状态。     

集合数据同化方法的发展与应用概述

集合数据同化方法具有简洁概念化的公式和应用起来相对容易等优点,因此,它们获得了普及性的应用;近10年来集合数据同化方法已经得到了快速的发展。综述了包括集合卡尔曼滤波(EnKF,Ensemble Kalman Filter)、集合卡尔曼平滑(EnKS,Ensemble Kalman Smoother)、集合方均根滤波(EnSRF,Ensemble Square-Root Filter)和减秩卡尔曼滤波(SEEK,Singular Evolutive Extended Kalman Filter)等集合数据同化方法的研究进展状况。通过与其它数据同化方法的对比,总结出了这些方法的特点,探讨了我国在集合数据同化方法研究中存在的问题并展望了该方法的研究和应用前景。     

非线性最小二乘超宽带TOA法在室内定位测量中的研究与实现

在现今信息化社会中,人们对于建筑物等室内定位服务的需求日益强烈,超宽带(Ultra Wideband,UWB)定位技术由于其抗多径干扰能力强、系统容量大、传输速率高等特点使之在短距离无线通信以及室内定位等方面受到了广泛的关注。本文利用非线性最小二乘最优估计对超宽带TOA算法进行分析,并通过两组对比实验分别探讨了锚节点的布设形式和目标节点不同位置对定位精度的定量影响。实验表明:最小二乘法能够克服移动中突然的跳点和剧烈的抖动对定位精度的影响,在宽度ω与高度ξ一样的情况下,有一最优间距δ*使得TN定位精度最高;在间距δ与高度ξ一定的情况下,在较为狭窄的室内环境下,ω值越大定位精度越高。     

基于UF、GFC及RP-HPLC的长牡蛎(Crassostrea gigas)蛋白抗衰老小分子活性肽(Zel'ner)的纯化及结构解析

牡蛎肉质鲜美,营养丰富,具有很高的食用价值。本研究以舟山长牡蛎(Crassostreagigas)为研究对象,以DPPH自由基清除率为测试指标,通过UF、GFC及RP-HPLC等技术,对牡蛎蛋白酶解液进行分离纯化,获得牡蛎蛋白小分子肽样品,并对其氨基酸组成进行营养性评价。研究结果表明:浓度为30%—100%的硫酸铵处理酶解液的分离效果明显优于低于浓度为30%硫酸铵的分离效果,其DPPH自由基清除率达到52.43%;纯化后得到两种牡蛎蛋白小分子肽分别标记为组分a(Mw1kDa)和组分b(1kDaMw3kDa);组分a中牡蛎蛋白小分子肽分子量分布主要为1995.2Da、1258.9Da、1023.3Da、398.1Da;对牡蛎蛋白小分子肽组分a进行检测,发现其中氨基酸种类及含量丰富,其中必需氨基酸(EAA)含量为18.863%,总氨基酸含量(TAA)为43.3748%,必需氨基酸占总氨基酸43.49%,必需氨基酸与非必需氨基酸(NEAA)的比例为76.95%,风味氨基酸(FAA)含量为18.9147%,占总氨基酸含量的43.61%。综上可见,牡蛎蛋白小分子肽具有极高的营养价值和市场经济效益,此研究为牡蛎蛋白抗衰老小分子活性肽(Zel'ner)的开发提供了新的思路和方向。     

适宜浓度的维生素E促进半滑舌鳎生长激素基因的表达

本实验旨在探究维生素E对半滑舌鳎垂体组织中生长激素基因表达的影响。作者在每千克等氮等能的基础饲料中分别添加0、400和1 600mg的DL-α-生育酚乙酸酯(维生素E)投喂半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)成鱼(464±2.6) g,进行为期8周的养殖实验;另外,在L-15培养基中添加0、18和54μmol/L的维生素E,对半滑舌鳎成鱼(464±2.6) g的垂体细胞进行为期3 d的体外原代培养实验。分别取垂体组织和原代细胞,通过荧光实时定量PCR分析其gh mRNA的相对表达量。实验结果表明:垂体组织中gh mRNA的相对表达量随着饲料中维生素E含量的增加而呈现先升高后下降的变化趋势,在400 mg/kg组时显著高于其他各组(P0.05);随着细胞培养液中维生素E浓度的升高, gh mRNA的相对表达量显著增加(P0.05)。由此可见,适宜浓度的维生素E能够促进半滑舌鳎垂体组织中生长激素基因的表达。     

不同养殖方式对皱纹盘鲍养殖效果及养殖水质的影响

在天津地区对2.2 cm左右规格的皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)进行试养殖,比较了两种养殖模式(笼养与砖养)、两种养殖密度下鲍的存活与生长情况,以及不同换水频率和不同饲料形状对鲍的生理状态和养殖水质的影响。结果表明:试养殖1个月后,笼养下的鲍存活率(74.4%)低于砖养(84.0%),且低密度养殖下鲍的存活率更高;随着换水频率的增加,鲍的摄食量逐渐增加,养殖水体中氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、化学需氧量的含量均呈减少的趋势;投喂不同形状饲料的组别间养殖水体氨氮、亚硝酸氮含量差异显著。因此,砖养模式更适合于作为天津地区鲍养殖的模式,并且降低密度、提高换水频率有助于改善水质,改良鲍的摄食、存活状况。     

孟加拉湾及其毗邻海域中尺度涡旋活动的冬、夏季差异

基于1993—2017年从卫星高度计资料中识别出来的中尺度涡轨迹数据集,对冬、夏季孟加拉湾涡旋的源地和性质进行了研究。研究表明孟加拉湾西部、安达曼海和孟加拉湾通往赤道的出口处的中尺度涡旋活动呈现显著的季节性差异。安达曼海在冬、夏季从北往南中尺度涡旋分别以“反气旋涡-气旋涡-反气旋涡”和“气旋涡-反气旋涡-气旋涡”的格局分布。不同源区涡旋的季节性生长过程有明显差异。孟加拉湾西部的涡旋在夏季生长迅速但消散缓慢,斯里兰卡冷涡生长缓慢但消散迅速。不同源区涡旋半径和振幅大小有不同的特征。孟加拉湾西部,无论冬、夏季,反气旋涡的振幅、半径都比气旋涡大;夏季季风漂流区,气旋涡半径比反气旋涡小但是振幅比反气旋涡大;安达曼海内无论冬、夏季都是最北侧聚集区涡旋的半径和振幅最大。孟加拉湾内生命史为30~40 d的涡旋数量最多,生命史在100 d以上的涡旋主要分布在孟加拉湾西部。     

基于机器学习的海洋环境预报订正方法研究

结合中尺度数值模式 WRF 预报数据和 ERA5 再分析资料,利用机器学习方法对 WRF 预报场的风场、温度、气压进行预报订正。采用 ERA5 作为真值,与原始 WRF 预报相比,利用随机森林模型可以将预报结果整体均方根误差降低 44%以 上,利用深度神经网络模型可以将预报结果整体均方根误差降低 34%以上。通过随机森林模型实验得到不同输入特征对预报要素的影响程度,分析了关键的预报订正因子。     

国土空间规划的海洋分区研究

国土空间分区作为国土空间规划编制和自然资源统一管理的基础,对整个规划体系具有重要的支撑作用。在统一的国土空间规划体系下,用海分区既有其独立性与特殊性,也面临着陆海统筹、生态文明建设、海洋高质量发展等政策提出的 新要求。文章系统梳理了 1983 年以来海洋功能分区体系 4 次演变历程,结合国土空间规划改革对分区体系的内在需求,指出海洋功能分区体系存在未覆盖海域全域,分区层级的尺度、分工、内容和结构与国土空间规划的要求不一致,分区方案未考虑用途管制的需求,以及陆海统筹不足等问题。在剖析现有各类规划政策分区、管制分区和功能分区在国土空间规划体系中的定位和作用的基础上,提出以海洋主体功能区为基础,海洋生态红线为底线,以原海洋功能区划分区为主体,将无居民海岛纳入规划范围,并在生态、农业、城镇空间的大框架下统筹协调海陆分区,形成国土空间规划中的海洋分区体系。全国和省级国土空间规划统筹海陆主体功能,划定主体功能区,并建立海洋产业保障区名录、无居民海岛保护与利用名录和海洋自然保护地名录。市县级国土空间规划划定“功能+管制”的利用分区,共划分出海洋保护区、海洋发展区和海洋保留3个一级分区以及核心保护区、一般控制区、海水增养殖区等 12 个二级分区。