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传感器饱和的随机非线性网络化控制系统故障估计

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传感器饱和的随机非线性网络化控制系统故障估计

作者：高新慈曲阜师范大学

学位级别：硕士

目前,网络化控制系统对稳定性和可靠性的要求越来越高.系统故障可能影响系统性能,甚至导致严重后果.因此,故障估计成为一个重要的研究课题,它不仅可以在线识别故障的详细信息,还可以诊断故障位置,为容错控制提供研究基础.在故障估计结果... 详细信息

目前,网络化控制系统对稳定性和可靠性的要求越来越高.系统故障可能影响系统性能,甚至导致严重后果.因此,故障估计成为一个重要的研究课题,它不仅可以在线识别故障的详细信息,还可以诊断故障位置,为容错控制提供研究基础.在故障估计结果中,执行器故障与传感器故障的研究对控制系统稳定性的实现尤为重要,这些研究有助于提高系统的可靠性和安全性,且对于实际工程应用具有重要意义.在非线性网络化控制系统中,由于容量有限和传输时间长等多种因素,饱和现象经常发生,如环境条件变化引起的传感器饱和会导致传感器输出的失真,这将使得估计器无法获得准确的输入数据,从而影响其对系统状态的估计和预测能力.另一方面,各种不确定因素影响着非线性系统的性能,如数据包丢失率的不确定性、随机噪声、以及外部随机非线性扰动等.这些不确定因素引入了非线性系统的随机性,使得系统行为变得更加复杂和难以预测.因此,研究随机非线性网络化控制系统的故障估计是控制领域和信号处理领域的一个重要问题.在此背景下,本文针对传感器饱和约束下随机非线性网络化控制系统,基于通信调度策略提出了两种故障估计方案:分布式故障估计和H∞故障估计.具体内容如下:1.传感器饱和约束下遭受欺骗攻击的非线性系统分布式故障估计.针对一类具有传感器饱和的离散非线性系统,研究了与执行器有效性缺失相关的分布式故障估计问题.对于所考虑的分布式估计结构,不需要估计中心,估计器从自身和相邻节点获取信息,估计过程融合了状态向量和测量向量.为了减少通信网络中的数据冲突,采用随机通信协议对传感器的输出信号进行选择.此外,考虑到攻击者随机将虚假信号注入所选数据中,设计了安全的递归估计方案.在此基础上,给出了故障估计器存在估计误差协方差上界和估计误差均方指数有界的充分条件.仿真结果验证了所考虑的分布式估计算法的可靠性和有效性.2.传感器饱和约束下基于环形事件触发机制的随机非线性系统H∞故障估计.针对一类离散随机非线性系统,考虑了传感器网络受随机发生的传感器饱和和测量缺失的影响,研究其在有限时域内的故障估计问题.基于两种已知概率的伯努利分布建立了传感器模型,该模型可以在统一的框架内描述两种随机不完全信息.此外,在网络化控制系统中,采用基于环形事件触发的策略设计了H∞故障估计方案,分析了在给定时间范围故障估计误差满足H∞性能要求的充分条件,并用矩阵不等式方法设计了估计器增益.最后,通过仿真实例验证了所考虑的估计算法在复杂网络中仍能保持良好的估计性能.

关键词：网络化控制系统传感器饱和随机非线性系统通信调度故障估计

城市污水生物处理过程中N2O的排放特征及释放过程分析

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城市污水生物处理过程中N2O的排放特征及释放过程分析

作者：苏高新天津城建大学

学位级别：硕士

腐植酸钙对草莓果实品质的提升作用及其调控糖酸比和Vc积累的生理机制

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腐植酸钙对草莓果实品质的提升作用及其调控糖酸比和Vc积累的生理...

作者：高新霞河南科技学院

学位级别：硕士

讲好中国故事：推动习近平新时代中国特色社会主义思想入脑入心——基于湖北省某高校课程调研的分析

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课程思政教学研究

课程思政教学研究 2024年第1期 151-162页

作者：覃愿愿华中科技大学马克思主义学院

“习近平新时代中国特色社会主义思想概论”课程是高校思政课建设的重中之重。要推动习近平新时代中国特色社会主义思想入脑入心、见行见效,讲好中国故事应成为当前教学工作中的重要抓手。讲好中国故事的关键有三点:一是在确保故事可靠... 详细信息

“习近平新时代中国特色社会主义思想概论”课程是高校思政课建设的重中之重。要推动习近平新时代中国特色社会主义思想入脑入心、见行见效,讲好中国故事应成为当前教学工作中的重要抓手。讲好中国故事的关键有三点:一是在确保故事可靠性的基础上,还必须注重故事的政治性、科学性、生活性及新颖性,选择真正的“好故事”打造有深度、有活力的课堂;二是要把故事的道理讲透,把故事的趣味性讲活,让故事的真实性可感,做到理论性、生动性、实践性相统一;三是充分尊重学生的主体性与特殊性,创新方式方法为学生从故事的“倾听者”转变为“讲述者”提供广阔舞台,让学生在亲身讲述的过程中更好理解习近平新时代中国特色社会主义思想深刻的理论内涵及重大意义,不断坚定理想信念,增强历史定力,锤炼坚韧品格。

关键词：习近平新时代中国特色社会主义思想中国故事 “00后”大学生

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数字产业与制造业企业全球价值链韧性

暨南学报（哲学社会科学版） 2024年第5期46卷 147-164页

作者：谢申祥高新锐山东财经大学经济学院山东财经大学山东省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心

在全球价值链深度调整的时代背景下,数字经济渗透全产业链条,重塑国际贸易分工格局,为兼顾价值链效率与安全提供了可能性。在定义全球价值链韧性的基础上,文章系统考察了数字产业发展对制造业企业全球价值链韧性的作用效果和微观机理。... 详细信息

在全球价值链深度调整的时代背景下,数字经济渗透全产业链条,重塑国际贸易分工格局,为兼顾价值链效率与安全提供了可能性。在定义全球价值链韧性的基础上,文章系统考察了数字产业发展对制造业企业全球价值链韧性的作用效果和微观机理。研究发现,数字产业发展显著提高了企业全球价值链韧性,在考虑相关稳健性因素后,其主要结论依然成立。机理分析表明,数字产业发展通过推动国内产业链整合和提高国内中间品种类来稳固企业全球价值链分工地位。这种韧性提升效应在不同数字产业发展特征、行业和企业间呈现异质性,数字产业在高产业占比和高集聚水平的发展特征下对全球价值链韧性的促进效果更强,数字产业发展对资本与技术密集型行业和高集中度行业以及民营企业和一般贸易企业影响更为显著。进一步分析表明,实现贸易方式转换、中间品进口替代和信息成本缩减对数字产业发挥韧性提升效果有明显正向调节作用。

关键词：数字产业产业链整合国内中间品全球价值链韧性数字经济

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数字产业发展与企业全球价值链地位

国际贸易问题 2024年第6期 21-38页

作者：谢申祥高新锐山东财经大学经济学院、山东省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心山东财经大学经济学院

在数字经济重塑世界经济的时代背景下,本文系统考察了数字产业发展对企业全球价值链地位的影响效果和微观机制。研究发现,数字产业发展显著提高了企业全球价值链地位。机制分析表明,数字产业发展通过带动产业链纵向整合,提高企业成本加... 详细信息

在数字经济重塑世界经济的时代背景下,本文系统考察了数字产业发展对企业全球价值链地位的影响效果和微观机制。研究发现,数字产业发展显著提高了企业全球价值链地位。机制分析表明,数字产业发展通过带动产业链纵向整合,提高企业成本加成率和拓展国内中间品种类来推动企业全球价值链地位提升。这种提升效果在东部地区城市、高人口密度城市、民营和外资企业、一般贸易企业、资本和技术密集型行业、高集中度行业当中更为突出。进一步分析显示,数字产业发展还有利于实现贸易方式的优化调整。本文研究对于在数字经济环境下培育国际贸易新优势具有重要启示意义。

关键词：数字产业数字贸易全球价值链

基于多源域迁移学习的带式输送机剩余寿命预测方法

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1435-1448页

作者：高新勤杨学琦郑海洋西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

煤矿开采过程中,带式输送机运行环境恶劣、工况复杂,致使获得的传感监测数据量有限且存在大量噪声干扰,严重限制了其剩余寿命预测的准确度。针对该问题,提出了一种多源域迁移学习剩余寿命预测方法,充分利用煤矿运输过程中积累的带式输... 详细信息

煤矿开采过程中,带式输送机运行环境恶劣、工况复杂,致使获得的传感监测数据量有限且存在大量噪声干扰,严重限制了其剩余寿命预测的准确度。针对该问题,提出了一种多源域迁移学习剩余寿命预测方法,充分利用煤矿运输过程中积累的带式输送机多工况数据,以达到准确预测其关键零部件托辊轴承剩余寿命的目的。首先构建集成多尺度卷积神经网络和双向门控循环单元(MCNN-BiGRU)的设备退化特征提取模型,对单工况数据进行特征提取挖掘,并使用PSO算法确定模型超参数。在此基础上,加入多源域迁移学习(MDT)方法,利用多个工况数据进行剩余寿命预测,通过最大均值差异(MMD)与相互关系对齐(CORAL)联合损失拉近各源域数据分布差异,解决因数据量少导致的模型训练精度不高的问题。最后以煤矿实际生产数据集为例进行实验,结果表明:MDT-MCNN-BiGRU模型的预测效果较好,Savitzky-Golay滤波去噪后模型性能得以进一步提升;使用IMS数据集与现有方法进行比较,发现所提方法预测准确度较高,对煤矿运输设备健康管理具有一定的指导意义。

关键词：带式输送机剩余寿命预测多工况特征提取多源域迁移学习

镍铁层状双金属氢氧化物电解水催化剂的性能优化

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镍铁层状双金属氢氧化物电解水催化剂的性能优化

作者：高新宇吉林大学

学位级别：硕士

人类社会快速进步的同时带来了能源危机问题的日益突出,人们对传统化石燃料的过度依赖不但导致了其储量的迅速衰减,同时造成了严重的环境污染问题。世界各国迫切的追求一种清洁高效的新能源,氢能由于其燃烧产物无污染以及高热值的优势,... 详细信息

人类社会快速进步的同时带来了能源危机问题的日益突出,人们对传统化石燃料的过度依赖不但导致了其储量的迅速衰减,同时造成了严重的环境污染问题。世界各国迫切的追求一种清洁高效的新能源,氢能由于其燃烧产物无污染以及高热值的优势,被视作传统能源最有潜力的替代品之一。众多的制氢手段中,电解水制氢是最符合可持续发展理念的方法,电解水产氢的整体速率是由OER以及HER两部分共同控制的,其中OER是决定性步骤,通常OER反应需要克服巨大的势垒,这就需要一种合适的催化剂降低反应活化能。贵金属Pt族元素一直以来是最高效的催化剂,但是这些元素储量稀少价格昂贵,无法在工业生产中大规模的应用。过渡金属层状双氢氧化物（LDH）因其低廉的价格、在碱性条件下稳定的化学性质、独特的电子结构以及较为优异的OER催化活性,被公认为是一类十分有潜力的催化剂。镍铁层状双金属氢氧化物（NiFe-LDH）在这类物质中具有最佳的综合性能,近些年来被人们广泛关注。但是NiFe-LDH的本征催化活性以及导电性稍差,所以有望采取合适的手段对其性能进一步优化。所以在本文中我们以NiFe-LDH为研究对象,分别采用水热法将Ir作为第三元素掺杂对NiFe-LDH进行修饰,以及通过电沉积将NiFe-LDH与泡沫镍基底复合的这两种方式对NiFe-LDH的性能进行了合理的优化。具体研究内容如下:1.采用水热法有效的将Ir掺杂到了NiFe-LDH中,成功制备了具有独特纳米花球状结构的NiFeIr-LDH催化剂,分别对水热时间以及Ir的掺杂量对样品的影响进行了探究,通过XRD、XPS、SEM、TEM等测试手段对掺杂前后的成分、结构、形貌以及性能进行了详细的分析。最终在水热时间6 h和Ir掺杂量2 wt%的综合条件下制备出了性能最佳的NiFeIr-LDH催化剂,此时的样品可以获得独特的纳米花球状结构,使其拥有较大的比表面积以及更多的活性位点,加快了传质速率。Ir的掺杂调节了内部的电子结构,使Ni与Fe之间发生了强烈的电子交互作用,改善了样品的导电性。相比于纯NiFe-LDH,Ir掺杂后催化剂的催化活性以及稳定性都有较大的提高,在碱性条件下,NiFeIr-LDH的OER反应过电位在10 m A cm-2的电流密度下为224 m V,相比于纯NiFe-LDH（298 m V）降低了74 m V,并且具有低至48 m V dec-1的塔菲尔斜率,催化剂在CV循环5000圈后性能几乎未衰减,在20 m A cm-2的电流密度下保持恒定的电位8 h不变,表现出了优异的催化稳定性。2.采用电沉积法实现NiFe-LDH超薄片层与泡沫镍有效复合得到了具有丰富孔道结构以及高导电性的NiFe-LDH/NF OER催化剂。通过与泡沫镍复合,不但在一定程度上提高了NiFe-LDH的导电性,而且解决了NiFe-LDH物质容易发生堆叠的问题,使样品具有较大的比表面积。对Ni、Fe摩尔比分别为1:1、2:1、3:1的电解液所制的样品进行了表征分析,对沉积时间对样品的形貌以及性能的影响进行了详细的研究。在-1 V的恒电位情况下,所有镍铁比制备的样品均在沉积时间600 s的情况下有着最良好的OER性能。1-NiFe-LDH/NF-600在50 m A cm-2的过电位仅为298 m V,塔菲尔斜率为33.1 m V dec-1,2-NiFe-LDH/NF-600在50 m A cm-2的过电位仅为248 m V,塔菲尔斜率为17.5 m V dec-1,3-NiFe-LDH/NF-600在50 m A cm-2的过电位仅为261 m V,塔菲尔斜率为28.2 m V dec-1,电化学性能优异。究其原因,首先复合催化剂具有特殊的三维结构,这能增加与电解质界面接触的面积,泡沫镍基底大大提高了NiFe-LDH的本征导电性,加快了电子传输速率,同时NiFe-LDH与泡沫镍之间的相互作用也是提高性能的关键。

关键词： NiFe-LDH 水热合成 Ir掺杂电化学沉积

基于理论承载性能与应力扩散计算的高强预应力锚索适配垫板设计方法

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1942-1953页

作者：郭新新高新强吴锦花成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室河北石家庄050043

垫板是高强预应力锚索系统的核心组成构件,当其与锚索间适配性不足时,会出现结构可靠性低以及围岩支护效果差等问题。基于垫板的承载力学特性及其应力扩散作用,提出适配高强预应力锚索的垫板设计方法。为此,首先分析垫板的应力扩散作用... 详细信息

垫板是高强预应力锚索系统的核心组成构件,当其与锚索间适配性不足时,会出现结构可靠性低以及围岩支护效果差等问题。基于垫板的承载力学特性及其应力扩散作用,提出适配高强预应力锚索的垫板设计方法。为此,首先分析垫板的应力扩散作用与锚索的支护效应间的关联性。其次,基于不同形式垫板的结构受力特征,提出碗形垫板和平板形垫板的理论承载力计算公式,并由此计算得到满足高强预应力锚索承载性能需求的垫板型式及其结构参数。接着,通过建立“垫板(碗形、平板形)-围岩”三维数值仿真模型,分析不同型式及结构参数垫板的围岩应力扩散效果,并由此优选得到适配高强预应力锚索的垫板型式及其结构参数。最后,通过现场应用案例,分析适配垫板下高强预应力锚索系统支护效果。研究结果表明:提出的垫板设计方法实现了对高强预应力锚索系统中垫板的有效选用,适配加载300 kN的高强预应力锚索系统垫板为25 cm×25 cm×16 mm的碗形垫板,其拱高35 mm、孔口半径32 mm、碗底半径75 mm;同时,适配垫板下高强预应力锚索系统的围岩变形控制效果提升了11.9%~15.2%。研究结果有助于提升高强预应力锚索系统的可靠性与支护效果,并为预应力锚固系统中垫板的设计提供了一种可行且有效的方法。

关键词：高强预应力锚索承载性能应力扩散碗形垫板平板垫板