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一种冗余机械臂逆运动学求解和优化方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 123-129页

作者：李世其贺平韩可张智勇华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

为解决冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,提出一种基于关节角参数的逆运动学求解和优化方法.首先推导了正向运动学,并基于关节角参数化法得出了解析逆运动学;然后提出综合考虑避关节极限约束与运动连续性约束的目标函数,该目标函数充... 详细信息

为解决冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,提出一种基于关节角参数的逆运动学求解和优化方法.首先推导了正向运动学,并基于关节角参数化法得出了解析逆运动学;然后提出综合考虑避关节极限约束与运动连续性约束的目标函数,该目标函数充分考虑了不同工作状态的差异性;最后引入带惯性权重的粒子群算法加快求解速度.实验结果表明:逆运动学求解平均时长为1.19μs,误差在10 nm以内,能够求出给定参数值的所有解,结合避关节极限和运动连续性的优化目标能够求出最优解,在直线与圆弧两种路径跟踪实验中比传统方法分别提高了68.4%和58.0%的优化效果.

关键词：冗余机械臂逆运动学优化解析解关节角参数化粒子群算法

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“不等式的求解”单元教学有效性的实证研究

“不等式的求解”单元教学有效性的实证研究

作者：薛儿上海师范大学

学位级别：硕士

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消费民事公益诉讼惩罚性赔偿制度研究

消费民事公益诉讼惩罚性赔偿制度研究

作者：薛有成河北经贸大学

学位级别：硕士

生活中大量的侵害消费者权益的案件频发,给消费者和消费领域的市场秩序和公共利益带来极大的危害,且大多数消费者因诉讼成本高、胜诉获利少或缺失证据等原因很少以起诉方式维护自身权益,这就容易使不法经营者逃避应受的责任,并有可能继... 详细信息

生活中大量的侵害消费者权益的案件频发,给消费者和消费领域的市场秩序和公共利益带来极大的危害,且大多数消费者因诉讼成本高、胜诉获利少或缺失证据等原因很少以起诉方式维护自身权益,这就容易使不法经营者逃避应受的责任,并有可能继续从事危害行为。此时需要有适格主体提起消费民事公益诉讼,请求对不法经营者适用惩罚性赔偿制度予以惩戒,及时遏制其不法行为,并让其为之付出代价。但由于我国现行法律没有明确规定,导致各地法院对惩罚性赔偿的适用判决并不一致。“同案不同判”的现象容易造成司法公信力下降,也不利于构建可预测性的法治社会秩序。因此,有必要对消费民事公益诉讼中是否适用、如何适用惩罚性赔偿制度进行分析,研究出一条具有现实意义的可行之道。文章首先从消费民事公益诉讼的产生背景和特征着手,并分析惩罚性赔偿的内涵、性质和功能,从二者的功能、理念等方面论证消费民事公益诉讼适用惩罚性赔偿的正当性。其次,结合现有立法和司法现状,总结列举司法实践中适用惩罚性赔偿的争议点在于:适用条件宽泛、原告诉讼实施权顺位颠倒、原告尚无提起惩罚性赔偿的资格、赔偿金的计算方法不统一且归属与管理混乱。再次,通过考察学习美国、德国和日本等域外国家相关制度的先进理念,得出我国也应在消费民事公益诉讼中建立惩罚性赔偿制度,扩大提起惩罚性赔偿请求权的适格主体范围,在“以人为本”的指导思想下完善相关适用程序。最后,从以下角度探索解决之路:一是规范惩罚性赔偿的适用条件,着重明确主观动机和损害后果要件。二是赋予检察院、省级消费者协会和符合条件的地级市消费者协会惩罚性赔偿请求权,且检察机关应后顺位提起诉讼。三是明晰惩罚性赔偿金的计算方法,即惩罚性赔偿金应以不法经营者营业利润为基准,遵循比例原则综合判断经营者多重因素确定惩罚倍数,但不得超过私益诉讼的最高倍数上限以防惩罚过度。四是建立专门的公益基金会管理赔偿金,由消费者协会落实向受害消费者分配工作,剩余部分则继续用于消费领域的公共利益维护,后续使用情况定期公开,并受到社会各界的监督。五是为了惩罚适度性应对惩罚性赔偿金和刑事罚金、行政处罚相予折抵。

关键词：消费民事公益诉讼惩罚性赔偿权益保护惩罚性赔偿金

利用海底反射时延结构的深海海底反射区目标距离深度估计方法

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声学学报 2024年第4期49卷 627-635页

作者：谢其宸迟骋张博黄海宁中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院先进水下信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对收发深度关系未知时利用时延差进行距离深度估计可能会出现伪源的问题,提出了一种利用4个时延差直接进行距离深度估计的方法。该方法通过分析4条多径间4个时延差的关系,利用伪源与真实位置间同种时延差的差异,构造模糊平面进行定位... 详细信息

针对收发深度关系未知时利用时延差进行距离深度估计可能会出现伪源的问题,提出了一种利用4个时延差直接进行距离深度估计的方法。该方法通过分析4条多径间4个时延差的关系,利用伪源与真实位置间同种时延差的差异,构造模糊平面进行定位,无需判断收发深度关系即可排除伪源,且在单水听器上即可实现。仿真实验与误差分析验证了该方法的有效性,海试结果表明,该方法在两个不同深度的单水听器上均成功实现了对11.0~16.5 km目标的距离深度估计,距离和深度的均方根误差分别小于1.1 km和54 m。

关键词：深海海底反射区多径时延结构距离估计深度估计

义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶研究

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义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶研究

作者：薛信赤峰学院

学位级别：硕士

学生身处于光的世界,“光的传播”在科学教育领域的重要性不言而喻。开展义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶研究,旨在揭示小初中学生对“光的传播”内容的认知发展规律与路径,有助于教师更具针对性地开展学前诊断,并依据概念层... 详细信息

学生身处于光的世界,“光的传播”在科学教育领域的重要性不言而喻。开展义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶研究,旨在揭示小初中学生对“光的传播”内容的认知发展规律与路径,有助于教师更具针对性地开展学前诊断,并依据概念层级进阶主线组织教学内容,从而帮助学生建立系统完善的“光的传播”内容知识体系。因此,如何建构小学至初中阶段一体化、纵向连贯性的“光的传播”内容学习进阶假设模型,并开发出相应的测评工具,检验与修正学习进阶假设模型是研究的核心问题。首先,为了全面、真实的刻画义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶脉络,研究通过文献研究法,全面探讨了学习进阶的内涵、构成要素、开发与评价模式、研究范式等,从而深入理解学习进阶的内涵与外延。同时,梳理分析了光学学习进阶相关文献,对光学学习进阶研究现状有了综合全面的认识。此外,对相关概念进行界定与辨析,并深入探讨了概念转变理论、人本主义理论、认知发展理论,为后续的深入研究提供了理论指导。其次,研究在高观点视域下对“光的传播”内容进行历史梳理和谱系分析,以便更系统、更全面地了解“光的传播”内容。随后,通过对国内外课程文件和教材的对比分析,并结合对师生、工程师和科研人员的实践访谈资料,构建了“光的传播”内容结构图。在此基础上,将“光的传播”内容划分为光现象及应用、光的波动性和能量转换三个维度,确定了学习进阶的进阶起点和终点,以科学概念层级模型和学生认知发展过程为理论基础对进阶层级进行划分,并对各个层级的表现期望进行了详细刻画。最终,建构出义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶假设模型。随后,研究根据项目反应理论,利用Rasch模型二级计分法编制了相应的测量工具,并通过小规模的预测试对测量工具进行检验与修正。在此基础上,研究选取了三个省份几所不同层次的中小学进行大规模的正式测试,共收回901份有效问卷,对项目进行了总体质量参数分析、单维性检验、怀特图检验数据模型拟合分析和难度分析等。随后,基于实证检验结果,对学习进阶假设模型进行检验与修订,最终确定了符合学生实际发展的义务教育阶段“光的传播”内容学习进阶模型。最后,通过对研究结果进行总结,得出以下研究结论:第一,义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶可划分为五个水平;第二,“光的传播”内容学习进阶是多维度多层次的复杂过程;第三,义务教育阶段学生“光的传播”内容学习进阶整体水平尚可但不均衡,具体表现为:各维度的内容分布不均匀、各维度的进阶水平不协调、各层级间的难度跨度存在较大差异。随后,研究对教师提出以下建议:第一,加强学生“光的传播”内容的整合理解,关注不同维度的发展顺序;第二,以内容层级结构作为教学逻辑主线,促进学生的深入理解;第三,把握“光的传播”内容学习进阶发展脉络,基于“阶”发展“阶”;第四,关注学生不同进阶层级的认知发展特点,灵活运用多种教学策略;第五,参照学习进阶模型进行形成性评价,获得针对性的反馈。

关键词：学习进阶光的传播义务教育物理教育

大学生自恋类型对职业兴趣的影响：自我效能感与成就动机的中介作用

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大学生自恋类型对职业兴趣的影响：自我效能感与成就动机的中介作...

作者：任美其青海师范大学

学位级别：硕士

火电机组干式电除尘节能优化控制系统设计及应用研究

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能源研究与利用 2024年第1期 8-12页

作者：薛钧赢简冬顾江其苏志刚国能徐州发电有限公司江苏徐州1221166 南京瑞松信息科技有限公司南京210028 东南大学能源与环境学院南京211189

燃煤火电机组节能优化运行对我国实现“双碳”目标具有重要意义,本文设计一种基于PLC的干式电除尘节能优化控制系统并将其投入到现场应用。首先,对工业PLC进行选型及系统配置;然后,将本文研究的节能优化控制算法植入PLC控制器;最后,在... 详细信息

燃煤火电机组节能优化运行对我国实现“双碳”目标具有重要意义,本文设计一种基于PLC的干式电除尘节能优化控制系统并将其投入到现场应用。首先,对工业PLC进行选型及系统配置;然后,将本文研究的节能优化控制算法植入PLC控制器;最后,在某电厂干式电除尘系统上设计采用PLC闭环优化控制算法。运行结果表明,该系统在稳定控制出口烟尘浓度的基础上,达到了较好的节能效果。

关键词：火电机组节能优化闭环控制电除尘

基于DAVIS事件相机的电力巡检视觉定位方法研究

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基于DAVIS事件相机的电力巡检视觉定位方法研究

作者：薛韩君西安理工大学

学位级别：硕士

近年来,伴随可再生能源的发展以及“双碳”目标的倡导,电能在当今世界所有领域都扮演着不可或缺的角色,其重要性无可否认。发电厂产生的电力经过变压器的转换,形成不同电压等级,然后通过输电线路(Power Transmission Lines,PTL)输送到... 详细信息

近年来,伴随可再生能源的发展以及“双碳”目标的倡导,电能在当今世界所有领域都扮演着不可或缺的角色,其重要性无可否认。发电厂产生的电力经过变压器的转换,形成不同电压等级,然后通过输电线路(Power Transmission Lines,PTL)输送到各个需求点。因此,PTL的定期控制和监测至关重要,旨在确保其安全稳定运行,减少永久性停机时间,防止设施损坏,并尽可能减少安全隐患。随着视觉技术的发展,越来越多的视觉传感器被应用在智能电网的监测中,进而去提高智能电网运行的安全稳定性。然而传统的视觉传感器在恶劣的巡检环境条件下存在着一些缺陷,因此本文引入了一种新的视觉传感器动态主动像素传感器(Dynamic and active-pixel vision sensors,DAVIS)应用于电力巡检中,并对基于事件的电力巡检视觉定位方法进行了研究。文章主要研究内容如下:(1)针对传统视觉传感器在电力巡检任务中存在着运动模糊和信息冗余等缺陷,本文研究了基于扩展卡尔曼滤波和DAVIS事件相机的电力视觉定位算法。相较于传统视觉传感器,DAVIS能够同时进行高分辨率的事件采样和像素采样,提高了采样效率和准确性。本文提出的方法充分利用了 DAVIS可以同时获取事件和图像强度的优势,其中事件在图像上所对应的对数强度被视为基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)深度和位姿估计框架的预测值,从而实现了图像与事件融合的相机轨迹估计。实验结果表明,所提出的方法在准确性和性能方面都表现出良好的效果,并且通过事件驱动策略实现了低延迟的跟踪轨迹,同时提高了计算资源的利用率。(2)针对使用扩展卡尔曼滤波和DAVIS进行电力视觉定位算法在图像和事件位姿估计方面存在着跟踪时间过长的问题,本文通过改进事件跟踪模型,提出了事件对比度最大化准则下基于点线跟踪的电力视觉定位算法。首先,基于点线跟踪的视觉定位算法采用Harris检测器和Canny检测器从图像序列中提取用于事件筛选的模板点。随后,根据异步事件流的更新周期选择合适的时空窗口,并利用对比度最大化算法对光流进行估计。在事件更新过程中,惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)被应用于校准旋转误差,而迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)则被用来推断事件相机的轨迹。最后,对新提出的视觉里程计算法在公开电力视觉数据集上进行了评估,实验结果表明本文提出的点线跟踪视觉定位算法具有较高的跟踪精度和更快的跟踪速度。(3)针对基于点线跟踪的电力视觉定位算法在旋转校正方面仍然受到误差累积干扰的问题,本文进一步对事件的估计模型进行优化,提出了事件对比度最大化准则下基于三次B样条的电力视觉定位算法,即基于三次B样条的事件相机视觉惯性里程计(CB-VIO)。CB-VIO引入了图像和事件之间的匹配机制,以筛选后的事件数据构建连续时空窗口中的轨迹估计模型。该新型估计模型能够在任意时间点插值出姿态,并采用惯性测量模型和事件跟踪模型相互关联的方式,有效的实现了事件数据与IMU数据的融合。最终采用深度参数构建整体优化模型以求解相机轨迹。CB-VIO在多个不同场景的公开数据集和电气设备数据集上表现出了优越的性能。实验证明,其平移误差不超过1.3%,旋转误差不超过2°,这些结果展示了其在精度和鲁棒性方面的优势。

关键词：事件相机视觉定位算法电力巡检惯性测量单元三次B样条

道路大中修时规下道路货物运输量统计方法的权重调整方法

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道路大中修时规下道路货物运输量统计方法的权重调整方法

作者：薛人豪吉林大学

学位级别：硕士

运输量是交通运输的核心指标之一,使用科学合理的手段对其进行统计预测是对未来交通运输发展引导的基础。其统计方法对于政府监管交通运输行业及运输市场状况至关重要。交通运输部办公厅《关于进一步完善运输量统计方法的通知》(交办规... 详细信息

运输量是交通运输的核心指标之一,使用科学合理的手段对其进行统计预测是对未来交通运输发展引导的基础。其统计方法对于政府监管交通运输行业及运输市场状况至关重要。交通运输部办公厅《关于进一步完善运输量统计方法的通知》(交办规划函(2020)1885号)规定规下公路运输量的统计推算为基月规下业户货运量与高速公路车货总重变化率及其占运输量权重之积,当承担货物运输量的道路发生大中修情况导致道路封闭或半封闭时,继续沿用原权重进行计算将会导致统计结果准确性下降、数据特征模糊。应交通运输部对道路大中修情况下的权重动态调整要求,本文以道路大中修影响后的高速公路车货总重变化率和普通国省道货车交通量变化率对规下道路货物运输量进行拟合,以此得到道路大中修情况下二者准确的权重。本文选择人工鱼群算法优化的BP神经网络对数据进行拟合。通过对人工鱼群算法自适应性改进并引入混沌映射,并结合BP循环神经网络,提出混沌自适应人工鱼群-BP循环神经网络模型(CAAFSA-BPRNN),将训练好的模型中的BP循环神经网络的内部连接权值作为熵权法的计算指标,加权计算得到动态调整后的高速公路车货总重权重和普通国省道交通量权重。为解决传统人工鱼群算法改善前期鱼群追尾聚群行为成功率不理想、后期收敛速度慢等问题,引入改进Tent映射,对人工鱼群算法的生成初始种群位置环节做出改进,使用混沌搜索行为代替人工鱼的随机行为,以此改善算法的搜索遍历性、易陷入局部最优值和收敛过程中的振荡现象。应用BP循环神经网络预测模型,针对运输量的数据规律性以及时间序列的前后关系特性,将输入数据以月为单位分为两次进行输入。第一次输入的数据按照循环神经网络的概念,由第一隐含层输出后同第二次输入的数据一起进入第二隐含层,最后一起输入到输出层,由输出层完成最后的输出。利用道路大中修的实例数据对所提模型的预测准确性和权重调整效果进行验证。通过对比研究,发现所提出的CAAFSA-BPRNN模型不仅能够有效利用混沌自适应人工鱼群算法出色的搜索特性,同时也展现了BP循环神经网络误差反向传播的优化特性和优秀的时间序列处理能力。通过此模型计算得到的新权重也是符合道路大中修后的货物运输量转移方向的可行可靠的新解。

关键词：公路货物运输量人工鱼群算法改进Tent映射反向传播循环神经网络