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作者：田煜坤桂林理工大学

学位级别：硕士

基于强化学习方法的连续/离散时间随机系统最优控制

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基于强化学习方法的连续/离散时间随机系统最优控制

作者：孙廷坤齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着对复杂系统和随机现象的深入研究,许多实际系统不仅具有马尔科夫跳变的特性,同时还受到维纳和泊松噪声的影响,而且系统的数学模型往往难以获得甚至根本无法建立,这也为系统的分析和控制带来了巨大的挑战。不同于其他控制方法,强化... 详细信息

随着对复杂系统和随机现象的深入研究,许多实际系统不仅具有马尔科夫跳变的特性,同时还受到维纳和泊松噪声的影响,而且系统的数学模型往往难以获得甚至根本无法建立,这也为系统的分析和控制带来了巨大的挑战。不同于其他控制方法,强化学习方法不需要系统的具体知识,而是使用系统的状态信息来学习和调整控制策略。因此,针对带有多噪声的连续和离散时间随机系统的最优控制问题,本文基于数据驱动方法设计新的策略迭代学习算法来获得系统最优解,具体内容如下:(1)对于连续时间的随机系统,研究了包含维纳和泊松噪声的随机马尔科夫跳变系统的最优控制。首先,通过It?-Levy公式和完全平方技术推导了系统的随机耦合代数黎卡提方程。然后,利用子系统转换技术和积分强化学习方法,设计了一个部分无模型的强化学习算法,该算法能够在只知道部分系统特性情况下找到最优解。其次,通过系统重构和方程转换,提出了一个无模型的强化学习算法,仅使用状态轨迹信息就能得到最优解,且不受泊松跳跃强度变化的影响。最后通过数值仿真验证了算法的效果。(2)对于离散时间的随机系统,通过构建Bellman方程和Hamilton函数证明了离散系统的随机代数黎卡提方程。然后,利用系统重构和方程转换,设计了一个无模型的强化学习算法,该算法同样仅利用状态轨迹信息来找到最优解,且不受泊松跳跃强度变化的影响。最后通过数值仿真验证了算法的有效性。(3)对于所给出的带有泊松跳跃强度λ的随机代数黎卡提方程,设计了一个搜索算法来求解在不同的收敛精度和方程误差下λ的最大值。该算法基于所得到的策略迭代优化方法,不断调整λ值,并根据预设的阈值条件来判断是否找到了最优解。总之,通过对带有多噪声的随机系统的最优控制研究,不仅拓展了随机代数黎卡提方程解的范围,也为实际系统的分析和控制提供了有效的理论支持。

关键词：强化学习随机系统最优控制维纳和泊松噪声

基于二维误差预测的JPEG图像可逆信息隐藏算法研究

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基于二维误差预测的JPEG图像可逆信息隐藏算法研究

作者：王松坤齐鲁工业大学

学位级别：硕士

云计算和互联网技术的迅速发展推动了“互联网+”时代的兴起,信息安全成为社会广泛关注的焦点,尤其在安全通信领域亟需解决。随着人们在数字媒体中交换信息,用户个人信息的泄露以及媒体发布的图像被恶意篡改等信息安全问题的频发引起了... 详细信息

云计算和互联网技术的迅速发展推动了“互联网+”时代的兴起,信息安全成为社会广泛关注的焦点,尤其在安全通信领域亟需解决。随着人们在数字媒体中交换信息,用户个人信息的泄露以及媒体发布的图像被恶意篡改等信息安全问题的频发引起了人们的高度关注。为解决这一问题,信息隐藏技术(Data Hiding,DH)通过将秘密信息嵌入到载体图像中生成载密图像。可逆信息隐藏(Reversible Data Hiding,RDH)技术是信息隐藏技术的一个重要组成部分,不仅能在载体图像中嵌入秘密信息,还能完整提取和还原信息,因此在各领域得到广泛应用,尤其在对失真要求极高的领域,如医学图像分析和法律证据搜集。而JPEG(Joint Photographic Experts Group,JPEG)图像具有较好图像质量的同时,所需的存储空间也较小,是目前互联网应用范围最广的图像格式。本文以基于二维误差预测的JPEG图像可逆信息隐藏算法进行研究,探讨了如何在保证文件大小增量有限的情况下,有效提高载密图像的视觉质量等问题。本文的主要内容如下:为了提高JPEG图像可逆信息隐藏的性能,提出了一种基于多级排序增强的JPEG图像二维可逆信息隐藏算法。首先,通过计算离散余弦(Discrete Cosine Transform,DCT)块中最后一个非零系数的位置来评估每个DCT块的平滑度。然后,利用目标周围块的直流系数计算目标块的梯度,并利用梯度方向所在块实现目标块交流系数的预测。然后,对目标块的相邻块梯度进行比较,计算出梯度值最小的方向,作为当前的梯度方向。目标块的交流系数(Alternating Current Coefficients,AC)由其梯度方向相邻块的相同位置处的系数进行预测。其次,对得到的DCT系数预测误差采用相似预测误差配对策略进行配对,构造二维预测误差平面,并采用二维直方图平移算法将秘密信息不可感知地嵌入到AC系数中。在不同的数据集上对所提出的算法的性能进行了评估,并使用了六幅具有代表性的图像证明该算法的优越性。大量的实验结果表明,与其他现有的可逆信息隐藏算法相比,该算法在保持较低的JPEG图像文件增量的同时,得到的载密图像具有更高的视觉质量。在上述所提出的基于多级排序增强的JPEG图像二维可逆信息隐藏算法的基础上进行改进,提出了基于广义失真的JPEG图像可逆信息隐藏算法,该算法通过广义失真度量函数,计算出每个DCT系数的嵌入失真值,选择将秘密信息嵌入到图像中失真值较低的区域中,即图像中纹理相对复杂的区域,而不是一味地选择将秘密信息嵌入到图像的平滑区域中。该算法首先利用基于二级滤波的DCT系数失真值评价算法分别计算出每个量化DCT系数的失真值,并进一步利用每个直流(Direct Current Coefficient,DC)系数的失真值设计了一种基于块间差分的目标区域复杂度算法,计算出每个DCT块的复杂度,将DCT块按照复杂度由低到高的顺序进行排序,优先将秘密信息嵌入到复杂度较低的块中。在秘密信息嵌入阶段,为了提高信息嵌入容量,再次使用基于预测误差配对原则的二维可逆信息隐藏算法进行信息嵌入。通过与其他算法的对比实验证明,该算法将秘密信息嵌入到图像纹理度相对复杂区域的同时,还能保持载密图像的视觉质量,通过进一步实验验证,该算法生成的载密图像更符合人眼的视觉系统。

关键词：可逆信息隐藏 JPEG图像二维误差预测分区域配对广义失真

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真三轴应力状态下孔洞砂岩动力学特性研究

真三轴应力状态下孔洞砂岩动力学特性研究

作者：谈坤安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着各类岩石工程逐渐向深部转移,岩体的力学环境变得更加特殊复杂,深部岩石不仅承载着地应力等静态荷载,还会受到爆破开挖及冲击机械扰动等动力荷载,此时围岩的受力特征即为动静组合加载。且随着岩石工程的建设会打破岩体原有的应力平... 详细信息

随着各类岩石工程逐渐向深部转移,岩体的力学环境变得更加特殊复杂,深部岩石不仅承载着地应力等静态荷载,还会受到爆破开挖及冲击机械扰动等动力荷载,此时围岩的受力特征即为动静组合加载。且随着岩石工程的建设会打破岩体原有的应力平衡,使围岩承受不同应力状态下的静态荷载。除此之外,岩体中存在的原生裂隙及孔洞等缺陷也影响着岩石的力学特性及变形破坏特征。因此,以孔洞砂岩为研究对象,采取室内试验与数值模拟相结合的研究方法,探讨不同地层深度及不同应力状态下围岩承受动静组合荷载时的力学特性、裂纹扩展规律,对于揭示深部围岩破坏特征及灾变机理具有重要的工程意义。室内试验采用真三轴SHPB试验装置,针对不同地层深度,对完整砂岩试样及含10mm孔洞砂岩试样进行不同应力状态下的动静组合加载。数值模拟采取PFC3D与FLAC3D耦合的方法,建立与试验设备尺寸相同的模型,对不同地层深度及不同应力状态下完整岩样及孔洞岩样的动力学响应进行模拟研究,得出:(1)在冲击气压不变及相同地层深度条件下,完整岩样及孔洞岩样在不同应力状态下的动态峰值应力变化特征及变形破坏特征均表现出明显的约束依赖性。在冲击气压不变及相同应力状态下,随着地层深度的改变,完整岩样及孔洞岩样的动态峰值应力与预加静态荷载的大小具有明显相关性。(2)孔洞岩样在动静组合荷载下,孔洞周边的岩石向洞内自由面发生变形并积聚能量,当变形达到一定程度时在岩石变形部分产生张拉裂纹,产生与冲击方向垂直的孔洞Z轴方向两侧岩屑脱落,形成V型槽。(3)完整岩样及孔洞岩样在单轴及双轴应力状态下,裂纹的产生主要发生于峰后阶段,三轴应力状态下裂纹的产生主要发生于峰前阶段,拉伸裂纹数目大于剪切裂纹,且随着侧向约束的增加,剪切裂纹占总裂纹数目的比例有明显增加。(4)详细分析了完整岩样及孔洞岩样在不同应力状态下的裂纹扩展过程和变形破坏特征,均表现出较强的约束依赖性,相较于完整岩样,孔洞的存在对试样的裂纹扩展具有不可忽视的影响。图[40]表[7]参[91]

关键词：真三轴SHPB 砂岩动静组合加载力学特性破坏模式颗粒流

静电静电纺丝法制备PVDF纳米纤维膜及乳液分离性能研究

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静电静电纺丝法制备PVDF纳米纤维膜及乳液分离性能研究

作者：杨鸿坤长春工业大学

学位级别：硕士

漏油污染和化学污染物的排放对生态环境和人类健康构成了越来越大的威胁。传统的物理分离技术,包括离心、浮选、撇剂和絮凝,由于分离效率低、高成本和潜在的二次污染等固有的限制,在有效分离油/水乳剂方面遇到了挑战。目前,静电纺丝纳... 详细信息

漏油污染和化学污染物的排放对生态环境和人类健康构成了越来越大的威胁。传统的物理分离技术,包括离心、浮选、撇剂和絮凝,由于分离效率低、高成本和潜在的二次污染等固有的限制,在有效分离油/水乳剂方面遇到了挑战。目前,静电纺丝纳米纤维膜由于其优异的柔韧性、高孔隙率、低能耗、易于改性、成本低、分离效率高等优点,被广泛应用于含油废水的处理。本文基于静电纺丝技术对超疏水的聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行改性,通过亲水性的纳米颗粒在纤维表面的原位生长,实现了PVDF膜从超疏水向超亲水的转变,并具有高效的乳液分离能力。(1)采用牺牲聚乙烯吡咯烷酮(PVP)模板方法和同轴静电纺丝技术,在PVDF纤维表面成功构建了具有微纳米多孔通道的复合结构。通过在纤维表面原位生长植酸铁纳米颗粒,实现了PVDF膜从超疏水到超亲水的转变。同时,由于纳米颗粒与纤维孔壁之间形成的“互锁结构”,使得纳米粒子改性纳米纤维膜具有出色的稳定性和耐久性。这种特殊的微纳米结构设计改进了PVDF膜对油污的抵抗能力。即使经过7小时超声处理,该分离膜仍然能够保持其超亲水性,并且能有效抵抗原油附着。此外,纳米纤维膜对四种不同类型的水包油乳液始终保持着超过99%的高分离效率,表明其具有广泛的适应性和高效的乳液分离能力。(2)基于第一部分的工作,采用静电纺丝技术制备了具有纳米多孔结构的Janus纳米纤维膜。将植酸(PA)与聚乙烯亚胺(PEI)配位形成的纳米颗粒自组装在疏水PVDF膜上进行亲水修饰。随后,在改性后亲水的PVDF膜上进行连续的静电纺丝,构建了具有可切换润湿性的Janus结构纳米纤维膜。纳米颗粒和多孔结构的协同作用使膜的纳米尺度结构和粗糙度都显著增加,并具有优异的稳定性和耐久性。润湿性测试证明改性后亲水侧水接触角为0°,疏水侧为150°以上。乳液分离研究表明,Janus膜对水包油乳液和油包水乳液均具有99%以上的分离效率,且超亲水侧具有抗原油粘附能力,同时,Janus膜对染料的吸附效率均达到90%以上。对Janus膜进行耐久性测试,经超声处理8小时后,分离膜仍保持完整的形态结构和超润湿性。因此,这种具有高效分离效率的Janus纳米纤维膜在废水处理方面具有广泛的应用前景

关键词：多孔结构静电纺丝自清洁油水分离

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一种预防雏鹅痛风发酵中药制剂的研究和应用

一种预防雏鹅痛风发酵中药制剂的研究和应用

作者：田壮坤河南农业大学

学位级别：硕士

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基于因子分析法的拓日新能财务绩效评价研究

基于因子分析法的拓日新能财务绩效评价研究

作者：罗洋坤湖南理工学院

学位级别：硕士

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基于任务剖面的雷达功率特性建模与能量管理

基于任务剖面的雷达功率特性建模与能量管理

作者：张昊坤电子科技大学

学位级别：硕士

基于Meta分析的改性生物炭对土壤镉稳定和作物积累及微生物量影响研究

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基于Meta分析的改性生物炭对土壤镉稳定和作物积累及微生物量影响...

作者：杨吉坤中南林业科技大学

学位级别：硕士

耕地土壤镉污染严重制约农业可持续发展,对粮食作物生产安全构成严重威胁。生物炭孔隙结构发达,具有丰富的表面官能团和吸附固定镉的能力,能通过改变土壤理化性质,进而对土壤镉钝化固定,降低镉的生物有效性和对作物的毒性作用,因此已成... 详细信息

耕地土壤镉污染严重制约农业可持续发展,对粮食作物生产安全构成严重威胁。生物炭孔隙结构发达,具有丰富的表面官能团和吸附固定镉的能力,能通过改变土壤理化性质,进而对土壤镉钝化固定,降低镉的生物有效性和对作物的毒性作用,因此已成为一种切实有效的镉污染土壤修复材料。但生物炭种类繁多,效果不一,经不同改性条件所得生物炭对土壤镉的钝化效果、植物镉吸收的效果差异较大。关于全球范围内不同改性条件下生物炭对土壤理化性质、镉生物有效性等的量化影响研究鲜有报道。本文综合近年来全球范围内对改性生物炭钝化土壤镉的研究数据,运用Meta分析方法,对国内外关于改性生物炭对土壤有效态镉含量影响及植物体内积累镉的研究进行定量、系统的梳理和综合评价,同时结合影响改性生物炭作用效果的主要因素对改性生物炭修复镉污染土壤过程中微生物量的影响进行了综合分析,主要研究结果如下:(1)改性生物炭能不同程度地增加土壤各理化性质指标(p<0.05),其中土壤pH、土壤有机碳(SOC)、阳离子交换量(CEC)平均分别增加10.34%,36.48%和23.42%。改性生物炭对土壤pH、SOC和CEC的影响效应均受到改性生物炭制备条件、改性方法及施加量、土壤条件、试验条件、生物炭原料类别等因素的影响。(2)生物炭对土壤有效镉的钝化效果受到生物炭改性方法、改性生物炭pH、改性生物炭制备温度和土壤pH等因素的影响。与施用原始生物炭相比,施用改性生物炭后土壤中有效态镉含量显著降低,平均降幅为63.98%。其中强碱强酸复合改性和硫脲改性处理的生物炭对土壤镉的钝化效果更好,其有效态镉含量降幅分别为93.46%和91.52%。酸性土壤、较高生物炭热解温度(600℃-699℃)条件更有利于改性生物炭对土壤有效态镉的钝化,有效态镉含量降幅分别为82.54%和79.49%。(3)改性生物炭对植物吸收镉的影响效应受土壤质地、pH、土壤有机质(SOM)含量,生物炭改性方法、pH、热解温度、施加量及植物类型等因素的影响,对植物不同部位吸收镉的能力也存在影响。与施用原始生物炭相比,在土壤中施用改性生物炭使得植物积累镉的含量显著降低。其中,施用改性生物炭对大白菜体内镉含量降幅最大。此外,施用改性生物炭能显著降低植物茎、叶及根部镉含量,其中地上(茎、叶)部分的镉含量降低幅度(49.16%)要显著高于地下根部(30.73%),对于地上(茎、叶)部分菠菜的镉含量降幅最大,对于地下部分生菜镉积累量降低效果较好。(4)改性生物炭施入镉污染土壤中能显著增加土壤微生物量。施用改性生物炭后土壤中微生物量总体增幅为30.88%。其中真菌生物量增幅为67.23%,细菌生物量增幅为18.50%。相关性分析结果表明,土壤pH和SOM、pH和改性生物炭施加量均是影响土壤微生物量变化的主要因素,其中土壤SOM与土壤微生物量相关性最显著。本文采用Meta分析方法,通过对现有研究的全面梳理和分析,全面定量评价了改性生物炭对改善镉污染土壤理化性质、降低镉的有效性和植物积累、以及土壤微生物量的影响,为改性生物炭在土壤镉污染修复领域的进一步推广应用提供了科学依据与理论支撑。

关键词：改性生物炭镉污染土壤修复整合分析微生物量

基于端云协同的自动消防设施智能化远程控制系统研究

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基于端云协同的自动消防设施智能化远程控制系统研究

作者：汤坤安徽建筑大学

学位级别：硕士

近年来,由于物联网和人工智能等技术的发展,智慧消防的兴起已经势不可挡,有些地区已经落实了消防控制室值班制度的变革,比如重庆市在2022年实施的《重庆市消防设施管理规定》就表明允许远程控制消防控制室里的各种型号的消防主机,因此... 详细信息

近年来,由于物联网和人工智能等技术的发展,智慧消防的兴起已经势不可挡,有些地区已经落实了消防控制室值班制度的变革,比如重庆市在2022年实施的《重庆市消防设施管理规定》就表明允许远程控制消防控制室里的各种型号的消防主机,因此在关于智慧消防研究中对自动消防设施的智能化远程控制是一个重要的研究方向。本文按照消防主机型号自动识别-消防主机控制指令自动探索-自动消防设施远程控制系统研发的思路,开展了基于端云协同的自动消防设施智能化远程控制系统研发工作,具体如下:(1)针对现有消防主机型号众多,远程控制指令组成、长度不统一等问题,本文通过分析各个型号消防主机报警、故障数据特征,构建了用于型号分类的消防主机信号数据集;通过引入注意力机制基于卷积神经网络,设计了消防主机型号识别模型,并与传统的LSTN、GRU、RNN等方法进行了对比分析,实验结果表明,基于注意力机制的CNN模型在分类准确率、召回率和F1-score值方面更优。(2)针对同一型号消防主机因安装场地不同,下设消防设备种类、编号不尽相同带来的控制指令繁杂的问题,本文通过分析各种控制指令数据特征,基于传统CVAE构建了四种消防主机控制指令生成模型,并进行了对比分析。实验结果表明,基于重构损失惩罚项的CVAE生成模型在控制指令生成上的性能更优;基于生成对抗网络分别引入上述构建的四种生成器模型替代生成对抗网络本身的生成器,重新构建了消防主机控制指令探索模型,并进行了对比分析。实验结果表明,基于引入重构损失惩罚项CVAE生成器的生成对抗网络探索模型在控制指令生成上的性能更优;并且经过对比分析,基于引入重构损失惩罚项CVAE生成器的生成对抗网络探索模型相对于基于重构损失惩罚项的CVAE模型在控制指令生成上的性能更优;最终选择基于引入重构损失惩罚项CVAE生成器的生成对抗网络探索模型来对不确定的控制指令进行智能化探索、收集,并建立了控制指令与控制功能之间的对应关系。(3)设计了信息采集传输控制装置,该装置包含信息采集、处理模块、控制模块、通讯模块。开发了部署在云端的自动消防设施远程控制系统,该控制系统包括登录功能,智能分类功能、智能探索功能、功能控制等功能模块。图[50]表[7]参[63]

关键词：智慧消防自动消防设施远程控制生成对抗网络端云协同