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一类新超混沌系统的界估计及新分数阶超混沌系统研究

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广西物理 2024年第2期 6-11页

作者：尹社会孟远翔刘浩浩张晏恺河南工业职业技术学院

基于超混沌系统的生成机制及Lyapunov指数，构造了一类新的四维超混沌系统。利用微分方程比较定理和Lagrange乘数法得到了新系统解的全局指数吸引集，由Matlab进行数值模拟得到的结论与理论具有一致性。相应地，通过分数阶微积分理论，... 详细信息

基于超混沌系统的生成机制及Lyapunov指数，构造了一类新的四维超混沌系统。利用微分方程比较定理和Lagrange乘数法得到了新系统解的全局指数吸引集，由Matlab进行数值模拟得到的结论与理论具有一致性。相应地，通过分数阶微积分理论，提出一类新分数阶超混沌系统，并基于Caputo导数由数值计算给出了不同阶数下的奇怪吸引子相图。

关键词：超混沌系统 Lyapunov指数分数阶全局指数吸引集

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系留四旋翼无人机串级PID控制研究

机械科学与技术 2023年

作者：刘浩浩张素侠天津大学机械工程学院

系留无人机飞行过程中，缆绳对无人机作用有变化的拉力，严重时会引起无人机的坠毁，所以设计系留无人机控制器时必须考虑缆绳张力的影响。研究中将缆绳张力大小近似为与无人机飞行高度成正比，建立系留四旋翼无人机的简化六自由度数学... 详细信息

系留无人机飞行过程中，缆绳对无人机作用有变化的拉力，严重时会引起无人机的坠毁，所以设计系留无人机控制器时必须考虑缆绳张力的影响。研究中将缆绳张力大小近似为与无人机飞行高度成正比，建立系留四旋翼无人机的简化六自由度数学模型，设计串级PID控制器进行仿真分析，并搭建系留四旋翼无人机模型测试系统进行微风环境下的实验测试。结果表明，微风环境下，设计的串级PID控制器可以使系留无人机达到良好的飞行效果，且缆绳对系留无人机平台的拉力主要与无人机的飞行高度有关，对缆绳拉力的处理方法可行。

关键词：系留四旋翼无人机缆绳张力数学模型串级PID控制实验测试

面向SIMD超长向量加速部件的向量化方法研究

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面向SIMD超长向量加速部件的向量化方法研究

作者：刘浩浩中原工学院

学位级别：硕士

SIMD扩展作为一种发掘数据级并行性的重要方式被广泛的应用于现代高性能微处理器。为了满足不同领域应用程序对更高计算性能的需求,主流的通用处理器SIMD扩展开始使用更长的向量,以加强跨领域和大规模SIMD并行下的通用计算能力。研究面... 详细信息

SIMD扩展作为一种发掘数据级并行性的重要方式被广泛的应用于现代高性能微处理器。为了满足不同领域应用程序对更高计算性能的需求,主流的通用处理器SIMD扩展开始使用更长的向量,以加强跨领域和大规模SIMD并行下的通用计算能力。研究面向SIMD超长向量加速部件的编译器自动向量化技术,对发掘数据级并行性以提升程序性能、加强软硬件系统的协同工作能力有重要意义。基于GCC编译器,以超长向量支持下的SIMD向量化方法研究为切入点,对SIMD自动向量化技术进行了一系列探讨,具体如下:1.针对较长向量长度下的程序并行性相对不足问题,介绍一种面向基本块的非满载向量化方法ISLP（Insufficient SLP）,通过在向量寄存器中完成冗余数据的填充和替换,实现超字级并行性不足程序的向量化。深入分析了GCC的SLP向量化框架,从并行性检测、代价模型、代码生成三个方面阐述了ISLP在GCC中的设计与实现。2.对ISLP支持下的SLP向量化框架进行了较为全面的改进。针对并行性检测阶段存在的节点冗余问题,提出一种面向图结构的并行性检测框架,通过重用SLP节点构建记录实现冗余节点的消除。针对面向整体向量化的收益评估策略所存在的问题,提出了基于子图划分的收益评估策略,旨在以SLP子图为单位进行收益评估和调度,在整体无收益的情况下实现部分有收益SLP实例的向量化。修正调度策略、消除冗余代码的生成。3.交叉访存信息可以用于辅助依赖分析,但对交叉访存信息的使用仅局限在同一交错链上。针对不同读写类型交错链上的非仿射访问,提出一种基于交叉访存信息的跨交错链依赖分析方法,通过对数据引用对象进行简单测试,实现依赖关系的快速求解。基于改进的依赖分析和SLP向量化框架,ISLP方法的有效性在标准测试集上得到了验证。选取的测试用例在向量化后的平均加速比达到1.14,性能较常规SLP方法提升11.8%。

关键词：超长向量部件 SIMD 向量化依赖分析超字级并行性

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系留四旋翼无人机系统控制研究

系留四旋翼无人机系统控制研究

作者：刘浩浩天津大学

学位级别：硕士

随着科技进步,无人机技术越来越成熟,在监控、灾害救援等多个领域得到广泛应用。其中用于供电的锂电池容量限制了无人机的续航能力,通过综合缆绳进行供电的系留无人机应运而生。相比于普通多旋翼无人机,系留无人机飞行时除了受到外界扰... 详细信息

随着科技进步,无人机技术越来越成熟,在监控、灾害救援等多个领域得到广泛应用。其中用于供电的锂电池容量限制了无人机的续航能力,通过综合缆绳进行供电的系留无人机应运而生。相比于普通多旋翼无人机,系留无人机飞行时除了受到外界扰动,还会受到缆绳的变化张力干扰,对系留无人机的稳定飞行造成重大影响,因此系留无人机的控制需要考虑缆绳变化张力的影响。目前系留无人机的控制研究中,一般将缆绳对无人机的拉力简化为恒定值或未知扰动,本文针对缆绳张力的变化以及系留无人机控制器的设计展开研究,主要工作包含以下四个部分:(1)采用集中质量法建立系留缆绳的数学模型,计算系留无人机沿设定路径飞行时缆绳上端的拉力并得到变化规律;然后考虑系留缆绳张力变化,对系留四旋翼无人机平台进行受力分析,采用牛顿-欧拉方程建立系留无人机平台的数学模型。(2)将系留无人机控制回路分为位置和姿态两部分,采用滑模控制算法和反步滑模控制算法设计系留无人机控制器,并从有无干扰两个角度进行仿真分析。结果表明,所设计的控制器在外部干扰和缆绳拉力影响下可以保证系留无人机沿期望路径飞行。(3)采用第二章计算得到的缆绳张力变化与无人机飞行高度之间的关系,建立简化的系留无人机平台数学模型,使用串级PID控制算法设计系留无人机位置和姿态控制器。结合系留无人机飞行时所受的扰动情况,针对高度、俯仰角和横滚角通道设计自抗扰控制器(ADRC)。与串级PID控制器的仿真结果对比发现,PID+自抗扰控制器可以有效提高系留无人机的抗干扰能力。(4)搭建系留四旋翼无人机模型测试系统并进行串级PID控制器实验测试,发现在串级PID控制器作用下,系留无人机高度通道的控制误差在-0.1m至0.15m之间,俯仰和横滚通道存在-5°至5°范围的误差,偏航通道的误差范围在-2°至2°,缆绳对无人机平台的拉力与飞行高度成正比。结果表明设计的串级PID控制器可以使系留无人机满足飞行要求,缆绳拉力的处理方法可行,本论文的研究成果可以为系留无人机的控制研究提供理论参考。

关键词：系留四旋翼无人机缆绳张力集中质量模型滑模控制 PID控制自抗扰控制

锂离子电池含锂钼基氧化物负极的制备与电化学性能研究

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锂离子电池含锂钼基氧化物负极的制备与电化学性能研究

作者：刘浩浩山西师范大学

学位级别：硕士

高能量密度的锂离子电池会推动能源绿色转型发展和助力碳中和目标的实现。目前,价格低廉、制造简单的碳质材料是商用锂离子电池的常用负极。然而,典型的石墨负极安全性较差且理论容量仅有372 mAh/g,限制了高性能锂离子电池的发展。因此... 详细信息

高能量密度的锂离子电池会推动能源绿色转型发展和助力碳中和目标的实现。目前,价格低廉、制造简单的碳质材料是商用锂离子电池的常用负极。然而,典型的石墨负极安全性较差且理论容量仅有372 mAh/g,限制了高性能锂离子电池的发展。因此,能够使锂离子电池满足人们需求的有效途径之一是探索出性能优良的负极材料。近年来,钼基材料由于其Mo的多电子转移能提供高容量(Mo～Mo),经常用于锂离子电池负极的研究。尤其,含锂钼基氧化物大多具有多锂离子通道的三维框架结构和适中的氧化还原电位,是一种极具潜力的负极材料。另外,该类材料的多种金属元素有着不同的膨胀系数,增加了电极在循环过程中的结构稳定性。鉴于上述内容,本论文以含锂钼基氧化物的三种新型负极材料为基础展开,具体研究内容如下:(1)首次研究了微米级的LiMoO作为锂离子电池的新型负极材料。采用柠檬酸辅助的溶胶-凝胶法制备了LiMoO,随后通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜对其进行了详细的表征与分析。电化学测试结果表明,LiMoO作为锂离子电池的负极具有优异的性能。在100 mA/g的电流密度下,首周放电容量为1470mAh/g,首周充电容量为845 mAh/g。即使经过600周长循环寿命测试,该电极仍然提供507 mAh/g的可逆容量。上述的实验数据表明,LiMoO是一种非常有前途的下一代锂离子电池候选材料。(2)含碳质量分数为23.7%的复合材料(LiNi(MoO)@C)通过常规的固相反应结合机械球磨法成功制备。对首次作为锂离子电池负极材料的LiNi(MoO)@C进行了详细的表征和电化学性能测试。结果显示,与纯LiNi(MoO)相比,LiNi(MoO)@C具有更出色的性能。在经过50周循环后(200 mA/g),其可逆容量高达845 mAh/g,并呈现出较高的首周库仑效率(85%)。此外,运用循环伏安法初步研究了LiNi(MoO)@C存储锂行为。(3)采用固相反应结合机械球磨法成功地合成出含锂钼基氧化物新型复合材料(LiFe(MoO)@C)并应用于锂离子电池负极。利用X射线衍射、扫描电镜、热重分析等技术对LiFe(MoO)@C复合材料进行了详细的表征与分析。在电化学性能测试中,碳的引入增加了电极材料的导电性并提高了其结构稳定性。比起原始的LiFe(MoO),LiFe(MoO)@C具有竞争性的电化学性能,在电流密度为200 mA/g下循环100周后,可获得739 mAh/g的高可逆容量,首周库仑效率高达82%。此外,还研究了LiFe(MoO)@C作为负极材料的实际应用,与Li Fe PO@C正极组装成全电池进行测试,全电池具有较高的容量和良好循环稳定性。

关键词：锂离子电池含锂钼基氧化物新型负极材料电化学性能能量储存与转换

量子点免疫荧光法快速检测高敏肌钙蛋白I(hs-cTnl)及末梢血模式的临床应用

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量子点免疫荧光法快速检测高敏肌钙蛋白I(hs-cTnl)及末梢血模式的...

作者：刘浩浩苏州大学

学位级别：硕士

目的:本研究旨在建立一种量子点免疫荧光法快速检测hs-cTnI的方法,了解其检测结果与电化学发光法的相关性和一致性,进一步研究量子点免疫荧光法检测hs-cTnI适宜的反应时间和适用的抗凝剂种类,以及探讨量子点免疫荧光法检测末梢血hs-cTn... 详细信息

目的:本研究旨在建立一种量子点免疫荧光法快速检测hs-cTnI的方法,了解其检测结果与电化学发光法的相关性和一致性,进一步研究量子点免疫荧光法检测hs-cTnI适宜的反应时间和适用的抗凝剂种类,以及探讨量子点免疫荧光法检测末梢血hs-cTnI的方法评价和临床应用。方法:(1)收集南京医科大学附属无锡二院就诊的415位胸痛患者的血液样本及临床资料,分别采用量子点免疫荧光法检测全血hs-cTnI和电化学发光法检测血浆hs-cTnT,分析两种检测方法的相关性和一致性。(2)选取三种已知浓度的hs-cTnI肝素抗凝全血标本(0.36 ng/mL、1.66 ng/mL、6.50 ng/mL),然后分别从这三种浓度标本中取80μL全血加入hs-cTnI量子点检测试剂卡,把试剂卡放入量子点干式荧光仪检测。记录干式荧光仪在不同反应时间(5,6,7,8,9,10,11,12min)下hs-cTnI浓度的均值(x及精密度,比较不同反应时间下全血hs-cTnI检测结果差异。(3)量子点免疫荧光法分别检测四项心脏指标(高敏心肌肌钙蛋白I、肌酸激酶同工酶、肌红蛋白、N末端B型脑钠前体)在抗凝全血[抗凝剂分别为肝素锂和乙二胺四乙酸二钾(EDTA-K2)]、同源血浆、无抗凝剂血清中的浓度。(4)采集患者30μL指尖末梢血加入到90μL稀释液中,混匀后取80μL加入hs-cTnI量子点检测试剂卡,把试剂卡放入量子点干式荧光仪检测末梢血hs-cTnI浓度;同时用肝素锂抗凝管抽取患者静脉血(3～5)mL,混匀后取80μL加入hs-cTnI量子点检测试剂卡,把试剂卡放入量子点干式荧光仪检测静脉全血hs-cTnI浓度。(5)收集整理数据进行统计分析,建立量子点免疫荧光法检测末梢血hs-cTnI标准曲线;验证该方法的精密度、线性范围及最低检测浓度;同时与静脉全血hs-cTnI检测结果进行比对,评价量子点免疫荧光法检测末梢血hs-cTnI临床应用可行性。结果:(1)量子点免疫荧光法与罗氏电化学发光法两种检测方法的CV均小于5%,两者线性回归方程为y=131.009x+37.419,相关系数R2=0.935,一致性分析K值为0.75。(2)量子点干式荧光仪从5 min开始,可以检测到hs-cTnI的反应浓度值,从8 min开始,检测结果的变异系数(CV)与12 min相差不大且稳定。在20例临床抗凝全血标本中,8 min的hs-cTnI检测结果为(1.16±1.77)ng/mL,12 min的hs-cTnI 检测结果为(1.26±1.91)ng/mL。(3)量子点免疫荧光法定量分析四项心脏指标(高敏心肌肌钙蛋白I、肌酸激酶同工酶、肌红蛋白、N末端B型脑钠前体)在样本种类为全血/血浆/血清时检测结果无统计学差异(P>0.05)。(4)量子点免疫荧光法快速检测末梢血hs-cTnI标准曲线为y=0.053x+0.036,批内精密度小于15%,最低检测限为0.05ng/mL,线性范围为(0.02～40.00)ng/mL,与静脉全血hs-cTnI检测结果的回归方程为y=1.026x+0.521,相关系数R2=0.934。(5)以hs-cTnI浓度大于0.50ng/mL作为阳性临界值时,我们预测了 AMI的诊断并将其与最终临床诊断进行了比较。计算静脉全血法和末梢血方法检测hs-cTnI 的临床敏感度为(94.50%:87.30%),特异度为(89.50%:89.50%),正确率为(90.00%:87.80%),阳性预测值为(90.40%:91.80%),阴性预测值为(87.20%,82.30%)。对AMI患者诊断预测的ROC曲线,测算静脉全血hs-cTnI的AUC为0.943(95%CI,0.892 至 0.994),末梢血 hs-cTnI 的 AUC 为 0.935(95%CI,0.883至0.988),无统计学差异(P>0.05)。结论:(1)量子点免疫荧光法检测hs-cTnI与传统的罗氏电化学发光法检测结果有良好的相关性和一致性。(2)量子点免疫荧光法检测hs-cTnI反应时间以8 min为宜,与对照时间12 min结果无明显差异;样本种类(全血/血清/血浆)之间存在较好的可替代性,均能满足临床检测要求。(3)建立量子点免疫荧光法快速检测末梢血hs-cTnI的方法;与静脉全血检测结果具有较好的相关性和一致性;在诊断AMI上有良好的敏感性和特异性。

关键词：量子点末梢血高敏肌钙蛋白I 急性心肌梗死(AMI)

基于指令Cache和寄存器压力的循环展开优化

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计算机工程与科学 2022年第12期44卷 2111-2119页

作者：王翠霞韩林刘浩浩中原工学院前沿信息技术研究院河南郑州450007

循环展开是一种常用的编译优化技术,能够有效减少循环开销,提升指令级并行程度和数据局部性,提升循环的执行效能。然而,过度的循环展开会造成指令Cache溢出,增大寄存器压力,循环展开次数太少又会浪费潜在的性能提升机会,因此寻找恰当的... 详细信息

循环展开是一种常用的编译优化技术,能够有效减少循环开销,提升指令级并行程度和数据局部性,提升循环的执行效能。然而,过度的循环展开会造成指令Cache溢出,增大寄存器压力,循环展开次数太少又会浪费潜在的性能提升机会,因此寻找恰当的展开因子是研究循环展开问题的核心。基于GCC开源编译器,面向循环展开问题开展深入的分析与研究,针对指令Cache和寄存器资源对循环展开的影响,提出了一种基于指令Cache和寄存器压力的循环展开因子计算方法,并在GCC编译器中实现了该计算方法。申威和海光平台上的实验结果显示,相较于目前GCC中存在的其它展开因子计算方法,所提出的方法可以获得更为有效的循环展开因子,提升了程序性能。在SPEC CPU 2006测试集上的平均性能分别提升了2.7%和3.1%,在NPB-3.3.1测试集上的分别为5.4%和6.1%。

关键词：编译优化循环展开展开因子指令Cache 寄存器压力

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水利工程渠道防渗施工技术探索

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第6期 48-51页

作者：刘浩浩新疆生产建设兵团第四师水利工程管理服务中心新疆可克达拉835213

通过渠道防渗施工技术的应用能够起到提高渠道自身的抗渗透能力,减少水资源的流失,因此可以更好地节约和保护水资源,保障农业生产的稳定性。目前常见的防渗技术有衬砌技术、土料防渗、灌浆防渗等诸多技术措施,具体还需要结合农田水利项... 详细信息

通过渠道防渗施工技术的应用能够起到提高渠道自身的抗渗透能力,减少水资源的流失,因此可以更好地节约和保护水资源,保障农业生产的稳定性。目前常见的防渗技术有衬砌技术、土料防渗、灌浆防渗等诸多技术措施,具体还需要结合农田水利项目的实际情况选择科学的防渗技术,以便可以为农田水利工程项目的正常运行提供坚实的保障。本文首先对渠道防渗施工技术做了概述,然后分析了水利渠道施工中的渗透因素,详细阐述了水利工程渠道防渗施工技术。

关键词：水利工程渠道防渗复合土工膜

农村水利工程施工中常见的问题及优化措施研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第3期 43-46页

作者：刘浩浩新疆生产建设兵团第四师水利工程管理服务中心新疆可克达拉835213

随着农业水利工程建设规模的扩大,在施工中也存在一些问题对工程质量产生影响,施工企业应严格管控工程质量,针对施工中常见的问题提出改进措施,从而促进水利工程在农业上的发展。本文首先说明了加强农村水利工程建设的重要性及特点,然... 详细信息

随着农业水利工程建设规模的扩大,在施工中也存在一些问题对工程质量产生影响,施工企业应严格管控工程质量,针对施工中常见的问题提出改进措施,从而促进水利工程在农业上的发展。本文首先说明了加强农村水利工程建设的重要性及特点,然后分析了农村水利工程在施工中存在的问题,最后详细阐述了农村水利工程施工问题的优化措施。

关键词：农村水利工程勘察监理质量管理