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融合改进A*和蚁群算法的机器人路径规划

天津理工大学学报 2025年第2期 73-80页

作者：倪建云吴杰薛晨阳谷海青天津理工大学电气工程与自动化学院

针对蚁群算法（ant colony optimization, ACO）在搜索前期导向性差、易陷入局部最优和路径不平滑等问题，提出了一种融合A*和改进蚁群的平滑路径规划算法。首先，通过A*算法对地图进行信息素浓度差异化处理，加快初期蚁群收敛速度；其... 详细信息

针对蚁群算法（ant colony optimization, ACO）在搜索前期导向性差、易陷入局部最优和路径不平滑等问题，提出了一种融合A*和改进蚁群的平滑路径规划算法。首先，通过A*算法对地图进行信息素浓度差异化处理，加快初期蚁群收敛速度；其次，通过将路径代价、转移角度和障碍物浓度3种影响因素引入传统启发函数，并将距离偏置函数融入转移概率以及动态调整启发因子权重，从多方面增强了目标点对蚂蚁的吸引力；并利用一种奖惩机制对信息素进行更新处理，解决算法易局部最优的问题；最后引入三次B样条对路径进行拐角优化，改善路径平滑性。仿真实验结果表明，该算法在复杂环境下，具有良好的全局规划能力和鲁棒性。

关键词：路径规划蚁群算法奖惩机制全局规划

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鄱阳湖极端干旱的影响、成因与对策

中国科学院院刊 2023年第12期38卷 1894-1902页

作者：张奇薛晨阳夏军河海大学长江保护与绿色发展研究院南京210098 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072

变化环境下鄱阳湖近20年来水文节律发生了显著调整,水位持续下降,干旱化趋势严重。2022年鄱阳湖更是遭遇特大干旱,水位刷新历史最低记录。鄱阳湖极端干旱给湖区经济社会和生态环境带来重大影响,引起了政府和社会的高度重视和广泛关注。... 详细信息

变化环境下鄱阳湖近20年来水文节律发生了显著调整,水位持续下降,干旱化趋势严重。2022年鄱阳湖更是遭遇特大干旱,水位刷新历史最低记录。鄱阳湖极端干旱给湖区经济社会和生态环境带来重大影响,引起了政府和社会的高度重视和广泛关注。文章基于长时间系列气象水文数据分析、已有研究结果及水文预测模拟,分析了鄱阳湖干旱的影响与成因,并提出了对策与建议。

关键词：气候变化极端干旱水利工程协同调控水安全鄱阳湖

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长江中游降雨径流演变与水旱灾害

自然灾害学报 2023年第3期32卷 169-179页

作者：薛晨阳张奇中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008 中国科学院大学北京100049 河海大学长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明:长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,... 详细信息

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明:长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,夏冬季降雨量占比增加;长江中游径流深在1988年和2003年发生突变,降雨量变化对径流深改变的贡献占30%左右,人类活动贡献程度约占70%;2003年后长江中游径流深的水文改变度排序为中游出口最大(36%),鄱阳湖出口(33%)和洞庭湖出口(31%)次之,汉江出口最小(21%)。长江中游水旱灾害具体表现为:2000—2020年长江中游异常降雨占据60多年来异常降雨总数的43%,且主要发生在两湖流域,极端降雨造成中游区域型洪水和春季秋季干旱;2003年后,两湖秋季水位持续下降,近10 a来,由于长江上游秋季来水持续减少,洞庭湖南咀站和鄱阳湖都昌站9月份水位分别下降了0.7 m和1.7 m。建议未来研究中注重研发大尺度多时空尺度水文水动力模型,提升极端水文事件成因识别能力及未来变化趋势预测能力。

关键词：径流演变极端降雨季节性干旱通江湖泊长江中游

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极端环境下的惯性测量传感器件与系统

振动.测试与诊断 2015年第6期35卷 1003-1011+1195页

作者：薛晨阳钱坤刘俊唐军石云波李杰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学电子测试技术重点实验室

面向惯性传感与测量系统在超高过载、超高转速等极端应用环境下,介绍了几种典型的瞬态高量程与大动态范围条件下的惯性传感与测量系统技术。重点分析和讨论了极端环境下的超量程与大动态测试所需的特种传感方法与微纳集成制造技术,结合... 详细信息

面向惯性传感与测量系统在超高过载、超高转速等极端应用环境下,介绍了几种典型的瞬态高量程与大动态范围条件下的惯性传感与测量系统技术。重点分析和讨论了极端环境下的超量程与大动态测试所需的特种传感方法与微纳集成制造技术,结合特殊的封装防护与系统集成方法,实现外部恶劣环境影响因子的衰减,以及新型的高过载、高旋运动载体惯性参数的传感与测量。

关键词：高旋高过载传感技术测试系统

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双向主动式高精度晶体控温仪

应用激光 1996年第5期16卷 213-214,224页

作者：薛晨阳王海山西大学光电研究所

利用半导体致冷器可以加热又可以致冷的双向性，研制成双向主动式高精度控温仪。在１５～３２℃范围内，控温精度高达±０．００４℃。用于控制ＫＴＰ晶体温度，在ＯＰＯ实验中获得稳定的参量下转换输出。

关键词：半导体致冷器双向主动式晶体控温仪

1960-2012年鄱阳湖流域旱涝急转事件时空演变特征

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湖泊科学 2020年第1期32卷 207-222页

作者：王容李相虎薛晨阳张丹中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049

基于鄱阳湖流域五河7个主要入湖控制站19602012年的实测径流资料,通过短周期旱涝急转指数,结合TFPW-MK趋势检验法及集合经验模态分解法,分析了鄱阳湖流域旱涝急转事件的时空分布、演变趋势、强度及周期变化等,并探讨了旱涝急转指数的不... 详细信息

基于鄱阳湖流域五河7个主要入湖控制站19602012年的实测径流资料,通过短周期旱涝急转指数,结合TFPW-MK趋势检验法及集合经验模态分解法,分析了鄱阳湖流域旱涝急转事件的时空分布、演变趋势、强度及周期变化等,并探讨了旱涝急转指数的不确定性及旱涝急转事件的成因.结果表明:鄱阳湖流域旱涝急转事件主要分布在310月,其中36月主要表现为“旱转涝”,710月主要表现为“涝转旱”,且不同年代间存在一定的时空差异;五河以轻度旱涝急转事件为主,重度旱涝急转事件发生频率较低,主要发生在抚河、信江和饶河流域,且多以“涝转旱”事件为主;在年代际上,鄱阳湖流域旱涝急转事件在1990s发生的频率最高,在2000s最低.同时,除饶河外,鄱阳湖流域年最强“涝转旱”事件的发生强度呈减弱趋势,而年最强“旱转涝”事件的发生强度在赣江和修水北支有减弱趋势,在饶河和修水南支有增强趋势.五河旱涝急转的变化存在2个特征时间尺度,分别为1 a和21~35 a,而年最强旱涝急转事件的发生强度具有3 a左右的周期变化特征.这些变化与流域降水的不均匀性及强烈的人类活动等有关.本研究结果有助于全面系统认识鄱阳湖流域在全球变暖背景下极端水文事件的发生机制和变化规律,可为鄱阳湖区防汛抗旱减灾提供重要的科学依据.

关键词：鄱阳湖流域径流旱涝急转时空分布周期

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基于电共轭液的人工肌肉及微手指研究

微纳电子技术 2013年第2期50卷 100-105,117页

作者：朱平薛晨阳中北大学微米纳米技术研究中心太原030051

总结了几种传统人工肌肉的工作原理、特点及其在机器人驱动中的应用现状,分析了面向机器人驱动的传统人工肌肉技术的不足。在描述电共轭液的性能特性基础上,指出基于电共轭液的人工肌肉及微手指不仅在电能到机械能的转化过程中表现出显... 详细信息

总结了几种传统人工肌肉的工作原理、特点及其在机器人驱动中的应用现状,分析了面向机器人驱动的传统人工肌肉技术的不足。在描述电共轭液的性能特性基础上,指出基于电共轭液的人工肌肉及微手指不仅在电能到机械能的转化过程中表现出显著的能量转换效率和高灵敏度等性能优点,而且与天然肌肉的驱动原理极其相似,在智能化的机器人驱动方面更具发展潜力。在此基础上,回顾了基于电共轭液的人工肌肉和微手指的研究进展,提出材料研究、作用机理和驱动电压低压化是基于电共轭液的仿生器件研究亟需解决的问题,以及未来的发展趋势及应用前景。

关键词：机器人技术仿生电共轭液微手指人工肌肉

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新课标下中学数学翻转课堂教学模式的研究与应用

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新课标下中学数学翻转课堂教学模式的研究与应用

作者：薛晨阳辽宁师范大学

学位级别：硕士

随着新课程标准的提出以及现代教育信息化的高速发展,传统的教育课堂模式也需要得到进一步的优化,由美国兴起的“翻转课堂”的教学新模式正越来越多的进入到教育领域中,并且已经演变成现代教学研究的热点之一。该研究主要通过利用与完... 详细信息

随着新课程标准的提出以及现代教育信息化的高速发展,传统的教育课堂模式也需要得到进一步的优化,由美国兴起的“翻转课堂”的教学新模式正越来越多的进入到教育领域中,并且已经演变成现代教学研究的热点之一。该研究主要通过利用与完善“翻转课堂”在中学数学教学模式下的理论,结合我国教育实际,从而达到学生能够自主学习的状态。同时指导当代老师如何进行关于中学数学“翻转课堂”相关的教学设计,进而提高中学数学课堂的教学效果,真正落实新课标的相关理念。该研究在布卢姆的掌握学习理论、皮亚杰的建构主义理论、个性化学习理论的理论基础上,运用文献研究法、问卷调查法、个人访谈法以及案例分析法进行研究。首先,将中国与美国的教育、传统课堂与翻转课堂进行对比,发现我国中学数学“翻转课堂”需要面对的问题,并构造出一个新型的个性化中学数学“翻转课堂”的教学模式结构图;其次,我们在中学数学的课堂上进行了实证研究,不论是理论还是实践都对“翻转课堂”进行了系统性的分析和探索,针对学生的课前自主性学习、课堂有效性设计、课后总结性提高这三大阶段分成八个环节逐一的分析和完善,指出其中出现的疑难问题并制定相关解决措施。最后,基于当代新课标下中学数学的教育教学模式现状,结合本次调查问卷和个人访谈所得结论,揭示新课标下的实施“翻转课堂”的关键是一切为了学生,一切为了学生对知识的内化,一切为了学生自身综合素质的全面提高。通过该研究,我们可以对“翻转课堂”有了全方面的了解。在借鉴国内外的先进的“翻转课堂”基础上,根据我国当今的教育近况和未来的规划,结合新课标,积极思考,设计出翻转后变得更有意义的课堂,让“翻转课堂”真正的融入到我国的教育中,使其成为未来我国中学数学教学课堂模式的新常态。

关键词：翻转课堂新课标中学数学教学设计

Research on Raman-scattering and Fabrication of Multilayer Thin Film with Different Structures and Components Based on Pt/Ti/Si3N4/SiO2/Si Substrate

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Chinese Journal of Chemical Physics 2009年第3期22卷 333-338,340页

作者：谭秋林张文栋薛晨阳刘俊李都泓熊继军中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 电子测试技术国家重点实验室太原030051

Using the same conditions and various starting materials, such as lead acetate trihydrate, tetrabulyl titanate, zirconium n-butoxide, and acetylacetone, two kinds of solid precursors, lead zirconate titanate （PZT, Zr/Ti=15/85） and lead titanate （PT）, were fabricated. With three different combinations, namely, PZT, PT/PZT-PZT/PT, and PT/PZT/-/PZT/PT, three multilayer thin films were deposited on three Pt-Ti-Si3N4-SiO2-Si substrates by a modified sol-gel process. The fabrication process of the thin films is discussed in detail. We found that there is a large built-in stress in the thin film, which can be diminished by annealing at 600 ℃, when the gel is turned into solid material through drying and sintering. The Raman scattering spectra of the films with different compositions and structures were investigated. With the help of X-ray diffraction （XRD） analyzer and Raman scattering spectra analyzer, it was found that the thin films with the PT/PZT-PZT/PT structure have reasonable crystallinity and less residual stress. XRD testing shows that the diffraction pattern of the multilayer film results from the superimposition of the PZT and PT patterns. This leads to the conclusion that the PT/PZT-PZT/PT multilayer thin film has a promising future in pyroelectric infrared detectors with high performance.

关键词： Multilayer thin film Pyroelectric Sol-gel Raman XRD analysis