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车载GPS虚拟观测值求解航向角方法

测绘科学 2010年第5期35卷 103-105页

作者：杨文海叶泽田首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 中国测绘科学研究院北京100039

如何提高利用GPS获取车载系统航向角的精度是当前研究的热点之一。本文介绍了一种利用固定基线长的双GPS天线求车载航向角的新方法,该方法针对GPS的误差特点并结合"当前"统计模型,建立了适合航向角滤波的系统方程,然后利用卡尔曼滤波来... 详细信息

如何提高利用GPS获取车载系统航向角的精度是当前研究的热点之一。本文介绍了一种利用固定基线长的双GPS天线求车载航向角的新方法,该方法针对GPS的误差特点并结合"当前"统计模型,建立了适合航向角滤波的系统方程,然后利用卡尔曼滤波来消除航向角噪声,并且将基线长约束引入模型建立虚拟观测值进行处理。结果表明,该方法显著地提高了的航向角精度。

关键词：基线长约束虚拟观测值卡尔曼滤波航向角

基于神经网络的连续油管固液冲蚀模型建立及特性研究

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基于神经网络的连续油管固液冲蚀模型建立及特性研究

作者：陈泽田西安石油大学

学位级别：硕士

连续油管冲蚀作为连续油管失效的主要原因之一,需要及时的控制与准确的预测。由于不同地区储层差异性大和连续油管冲砂作业次数增多等实际问题的存在,导致连续油管冲蚀失效时有发生,给连续油管安全、高效作业带来了严峻的挑战,处理不当... 详细信息

连续油管冲蚀作为连续油管失效的主要原因之一,需要及时的控制与准确的预测。由于不同地区储层差异性大和连续油管冲砂作业次数增多等实际问题的存在,导致连续油管冲蚀失效时有发生,给连续油管安全、高效作业带来了严峻的挑战,处理不当就可能造成不可挽回的损失。本文以连续油管冲蚀为背景,结合冲蚀理论和连续油管冲蚀影响因素分析,通过自制室内液固两相冲蚀实验装置进行连续油管的冲蚀试验,建立不同的连续油管固液冲蚀模型预测连续油管的冲蚀速率,并基于连续油管冲蚀速率对连续油管固液冲蚀进行分析评价。具体工作和研究内容包括:(1)基于冲蚀理论和连续油管冲蚀因素介绍,采用自制室内液固两相冲蚀实验装置进行连续油管固液冲蚀试验,通过失重法计算连续油管的冲蚀速率,分析得到不同冲击角度和流速参数的变化对连续油管冲蚀的影响,为连续油管固液冲蚀预测模型的参数设计提供了参考。(2)基于连续油管冲蚀试验建立屈曲状态下连续油管固液冲蚀的预测模型,对流体域进行网格划分及无关性验证,通过数值模拟分析预测连续油管的冲蚀速率,得到在排量、含砂比、流速和砂粒直径影响因素下连续油管固液冲蚀的规律。(3)建立一种基于麻雀优化算法(SSA)的BP神经网络的连续油管固液冲蚀预测模型预测连续油管的冲蚀速率,将预测结果与连续油管冲蚀速率的实际值进行对比分析,相对平均误差在5%左右,验证该SSA-BP神经网络预测模型可对连续油管冲蚀速率进行准确的预测。(4)基于连续油管固液冲蚀速率对连续油管固液冲蚀进行分析评价。采用灰色关联法分析不同因素对连续油管固液冲蚀的影响关联度,建立连续油管冲蚀壁厚损失模型和连续油管剩余寿命模型,分析连续油管寿命;结合RBI定量分析的风险检测方法,分析制定连续油管固液冲蚀的风险管理及维护措施,为连续油管寿命预测和安全作业提供参考。

关键词：连续油管固液冲蚀 SSA-BP神经网络数值模拟 RBI定量分析

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可燃性制冷剂微缝泄漏的理论与实验研究

可燃性制冷剂微缝泄漏的理论与实验研究

作者：李泽田浙江大学

学位级别：硕士

为缓解氢氟烃类(HFCs)等制冷剂造成的温室效应,行业内寻求低全球变暖潜值(GWP,global worming potential)的制冷剂,该类制冷剂一般具有可燃性(例如R290)或微可燃性(例如R32),在推广使用之前需要对泄漏问题进行细致研究。蚁巢腐蚀是导致... 详细信息

为缓解氢氟烃类(HFCs)等制冷剂造成的温室效应,行业内寻求低全球变暖潜值(GWP,global worming potential)的制冷剂,该类制冷剂一般具有可燃性(例如R290)或微可燃性(例如R32),在推广使用之前需要对泄漏问题进行细致研究。蚁巢腐蚀是导致制冷剂泄漏的常见原因,在铜管表面腐蚀形成的微缝难以被察觉,目前关于制冷剂微缝泄漏方面的研究不够充分,给业内评定制冷剂泄漏危险级别造成了困难。为此,本文开展了新一代具备低温室效应但具有可燃性的制冷剂的微缝泄漏机理研究。本文调研了以蚁巢腐蚀为主的铜管泄漏腐蚀机理,工质在微通道下的流动特性,以及计算泄漏率的小孔公式模型;搭建了测量制冷剂气相和液相泄漏速率的实验台;加工了缝宽度(COD,crack of displacement)44～221μm的轴向和环向微缝,开展了R32和R290的微缝泄漏实验;基于剪切应力运输模型(k-ωSST model)建立了制冷剂气相微缝泄漏的数学模型,基于体积分数两相流模型(VOF model)建立了制冷剂液相微缝泄漏的数学模型;模拟得到了缝出口处的速度、压力和温度场变化情况,通过模拟结果与实验测量值的对比,验证了数值模拟的准确性;通过模拟分析了无量纲数(长径比、孔径比和雷诺数)过热度以及COD对泄漏速率的影响,并拟合得到了流量系数的修正计算公式以及微缝泄漏速率的计算经验式。本文的主要结果如下:(1)测量得到了COD=44～221μm微缝在经过轴向和环向微缝模块的气相和液相泄漏速率;(2)对于COD=44～221μm微缝,基于k-ωSST模型和真实物性的数值模拟所得气相泄漏速率与实测值的平均相对偏差为3.3%;(3)对于COD=44～68μm微缝,基于VOF两相流模型的数值模拟所得到液相泄漏速率与实测值的相对偏差为9.4%;(4)对于COD=10～50μm微缝,在针对不同制冷剂进行流量系数修正后,小孔公式计算所得泄漏速率与模拟结果的平均偏差减小了5.46%。

关键词：制冷剂泄漏可燃性数值模拟微缝

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基于双目视觉的零部件表面点云测量研究

基于双目视觉的零部件表面点云测量研究

作者：陈泽田华南理工大学

学位级别：硕士

零部件在工业生产中具有广泛的应用。由于零部件种类多、需求大,精度需求不同,其精确的测量也是较大难点,因此研究零部件三维测量具有重要的意义。视觉测量具有无接触、成本低、组合型好、测量速度快以及精度较高的优点,能够实现对零部... 详细信息

零部件在工业生产中具有广泛的应用。由于零部件种类多、需求大,精度需求不同,其精确的测量也是较大难点,因此研究零部件三维测量具有重要的意义。视觉测量具有无接触、成本低、组合型好、测量速度快以及精度较高的优点,能够实现对零部件表面较精确的测量。本文对零部件表面点云测量问题展开研究,结合了双目视觉技术和结构光辅助线移测量,重点研究了同名点匹配问题以及双目相机标定问题,主要研究内容包括:设计零部件表面点云的测量方法。首先构建了本文双目测量模型;其次针对被测零部件表面少纹理问题,设计了结构光编码策略与投影方案;最后,分析零部件表面精度需求差异性,由低到高划分为常规测量区域,共聚焦区域,共聚焦中央区域,设计了分步测量流程。研究零部件测量中同名特征点匹配相关问题。分析了图像退化因素,建立了图像退化模型;利用清晰度函数判断图像点成像质量,设计了一种新评价函数,在此基础上增加评价函数的动态窗口选取,通过实验初步证明本文清晰度评价函数具有良好稳定性和敏锐响应,且采用动态邻域窗口能有效提升评价质量;最后针对同名点坐标精度问题,通过多项式插值计算出图像亚像素边缘,并设计格雷码边缘解码方案。研究零部件测量中双目系统标定相关问题。首先根据不同测量范围划分标定区域,并在标定过程中增加标定角点筛选步骤,提出基于局部靶标信息的单相机标定方法。之后考虑双目相机标定参数优化过程,结合相机重投影误差与靶标角点几何位置约束,提出基于双向投影的双目标定参数优化方法。最后,通过实验分析,初步证明本文提出的标定方法能达到较好的精度,标定方案能满足分区域测量设计。开展双目测量实验。以大理石板为研究对象,采用本文标定结果与清晰度评价方法,分别对其在常规测量区域,共聚焦区域,共聚焦中央区域的范围进行测试并获取生成点云,与常规测量对比,本文所提方法拟合出的点云方差与距离误差相比常规测量更小,在此基础上完成了常用零部件表面点云的重建。

关键词：结构光格雷码双目测量清晰度评价双向投影标定

投资者关注度对碳中和概念板块收益率的影响研究

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投资者关注度对碳中和概念板块收益率的影响研究

作者：徐泽田贵州财经大学

学位级别：硕士

2020年9月22日,中国在第75届联合国大会上明确表示,中国的二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和。2021年3月,中央财经委员会第九次会议提出,碳达峰、碳中和是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,事关中华民族... 详细信息

2020年9月22日,中国在第75届联合国大会上明确表示,中国的二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和。2021年3月,中央财经委员会第九次会议提出,碳达峰、碳中和是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。从事碳捕捉、碳监测、碳交易等相关业务的企业作为推动碳达峰、碳中和进程的中坚力量,其生产经营活动中公布的碳减排措施、碳监测功能研发、碳交易进行等相关碳信息将牵引着碳中和概念板块投资者的关注。基于当前背景,研究碳中和的投资者关注对其概念股收益率的影响具有一定的现实意义。本文利用文献综述法、数据爬取法、实证分析法等研究方法,选取了106家碳中和概念的上市公司作为研究对象,将百度指数(搜索指数)作为投资者关注度的代理变量,分别利用线性回归模型和机器学习模型对样本公司股票2021年3月至2022年3月的日交易数据进行研究分析,试图得出碳中和概念关注度对其成分股收益率完整的影响作用。本文的研究结果显示,当期投资者关注度与碳中和概念股收益率呈现显著的正相关关系;滞后期投资者关注度与碳中和概念股收益率呈现显著的负相关关系,且这种负相关性会随时间衰减。当期投资者关注度对不同类型的碳中和概念股收益率的影响具有异质性,对节能减排类型股票的正向影响较强,对生态绿化类型股票的正向影响较弱;当期投资者关注度对碳中和概念股收益率存在非线性影响,即概念关注度上涨初期能够对碳中和概念收益率产生正效应,但到达某一峰值后这种正向效应便会逐渐减弱,直至转变为负向效应。本文可能存在的贡献有:一、选取碳中和概念板块分析投资者关注对其收益率的影响,丰富了我国目前对于概念股关注的研究内容,且针对碳中和板块本身进行了行业细化分析,为监管部门和投资者提供了适当的政策建议和参考意见;二、综合了线性和非线性方法分析碳中和的概念关注对其成分股收益率的影响,利用线性回归模型和机器学习模型分别从整体和局部两个层面对二者的相关关系进行研究,拓宽了该领域的研究方法。

关键词：碳中和概念投资者关注股票收益率机器学习模型

弦支穹顶结构敏感性分析及抗连续倒塌性能研究

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弦支穹顶结构敏感性分析及抗连续倒塌性能研究

作者：谢泽田东南大学

学位级别：硕士

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智能分布式驱动电动汽车主动避撞控制研究

智能分布式驱动电动汽车主动避撞控制研究

作者：李泽田长安大学

学位级别：硕士

主动避撞可以控制车辆纵向制动或转向换道,避免与其他车辆发生碰撞,对车辆安全性具有重要意义。本文以分布式驱动的智能电动汽车为研究对象,研究了纵向制动避撞控制和转向换道避撞控制,主要内容如下:(1)基于电动汽车纵向制动避撞安全距... 详细信息

主动避撞可以控制车辆纵向制动或转向换道,避免与其他车辆发生碰撞,对车辆安全性具有重要意义。本文以分布式驱动的智能电动汽车为研究对象,研究了纵向制动避撞控制和转向换道避撞控制,主要内容如下:(1)基于电动汽车纵向制动避撞安全距离模型,设计了分层结构的纵向制动避撞控制。上层基于纵向制动避撞安全距离对制动减速度决策,下层采用PID控制实现对纵向制动力控制,并对纵向制动力矩进行转矩分配,控制车轮的驱动电机,实现电动汽车的制动避撞控制。设置仿真工况,验证了分层结构的纵向制动避撞控制的有效性。(2)针对转向换道避撞的路径跟踪控制,搭建了线性时变的模型预测控制系统。为同时满足路径跟踪精度和实时性的需求,提出一种自适应变采样周期的MPC路径跟踪控制器。较小的采样周期对系统精度有利,但影响系统实时性。当车辆直线行驶时,采样周期的大小对路径跟踪精度影响较小。分析了不同采样周期对跟踪精度和实时性的影响,从道路和车辆状态分别提出了采用道路曲率、前轮转角、横摆角速度、侧向加速度及多变量冗余判断条件的自适应变采样周期的MPC路径跟踪控制器。通过仿真试验对比,综合考虑跟踪精度和实时性,选择车辆状态多变量冗余判断条件的自适应变采样周期的MPC路径跟踪控制器用于转向换道避撞的路径跟踪。(3)根据转向换道避撞过程中的约束条件,基于五次多项式规划出符合安全性和舒适性的换道避撞参考路径。为了提升电动汽车转向换道避撞的稳定性,设计了分层结构的稳定性控制。上层将稳定性参数的期望值与实际值求偏差,完成对控制目标的决策;下层基于滑模控制求解出以减小偏差为目标的横摆力矩,并通过四轮转矩动态协调分配,控制车轮的驱动电机,并采用蛇形试验工况和换道避撞工况进行仿真验证。仿真结果表明稳定性控制策略可明显提升路径跟踪精度和车辆稳定性。(4)基于Carsim/Simulink搭建联合仿真平台,设置相应的交通场景,对避撞功能决策、纵向制动避撞、转向换道避撞进行仿真验证。仿真结果表明提出的主动避撞控制策略可实现车辆纵向制动和转向换道的路径跟踪,满足避撞过程的安全性和稳定性要求。

关键词：电动汽车主动避撞纵向制动转向换道模型预测控制稳定性控制

手性磷硫配体多孔有机聚合物的制备与应用研究

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手性磷硫配体多孔有机聚合物的制备与应用研究

作者：王泽田江汉大学

学位级别：硕士

均相催化剂被广泛应用于有机反应中,它们的使用导致分离过程复杂,且贵价的均相催化剂难以回收利用,一定程度上限制了它们的大规模使用。均相催化剂的多相化成为解决这一问题的有效途径。多孔有机聚合物是一类新型的高分子材料,其具有分... 详细信息

均相催化剂被广泛应用于有机反应中,它们的使用导致分离过程复杂,且贵价的均相催化剂难以回收利用,一定程度上限制了它们的大规模使用。均相催化剂的多相化成为解决这一问题的有效途径。多孔有机聚合物是一类新型的高分子材料,其具有分子骨架稳定、可修饰性强、比表面积大、孔隙发达、密度小和易于从溶剂体系中分离的特点,常常被用来作为多相催化剂的载体。基于课题组前期在手性磷硫配体的开发与应用方面的工作,我们对这类手性配体的非均相化做了以下研究:(1)乙烯基化手性磷硫配体单体的设计与合成以包含亚磷酰胺片段和手性β-氨基硫化物片段的化合物为第一代手性磷硫配体,包含具有轴手性的亚磷酰胺片段和手性β-氨基硫化物片段的化合物为第二代手性磷硫配体。在第一代及第二代手性磷硫配体的基础上,引入乙烯基,合成乙烯基化的手性磷硫配体。首先手性氨基醇经过Mitsunobu Reaction得到氮杂环丙烷,然后氮杂环丙烷与4-溴苯硫酚亲核开环,与乙烯基化的醛类化、合物还原胺化,最后与乙烯基化的酚类化合物、三氯化磷经过亲电进攻形成N-P键和P-O键这四步反应,分别成功合成乙烯基化的第一代和第二代手性磷硫配体单体。通过H NMR,C NMR,P NMR确定目标产物的结构,通过高分辨质谱对分子量进行分析,得到了目标产物的分子量。(2)第一代手性磷硫配体多孔有机聚合物的合成与应用将乙烯基化的第一代手性磷硫配体单体与对二苯乙烯聚合得到第一代手性磷硫配体两组分多孔有机聚合物,将其分别应用于钯催化的乙烯基苯并噁嗪酮与α-重氮酮化合物、硝基烯烃的[4+2]偶极环加成反应,结果表明,以POP-MBVPS-II和POP-MTVPS-II为配体,可以以良好的收率和对映选择性得到目标产物,而POP-BVPS-II、POP-TVPS-II、POP-BV`PS-II、POP-TV`PS-II为配体时,反应几乎不发生,经过C MAS NMR表征发现聚合物的聚合度比较高,但是P MAS NMR表征发现聚合物中磷的价态发生了变化,磷价态的变化是导致反应不发生的根本原因;据此将乙烯基化的第一代手性磷硫配体单体、对二苯乙烯与苯乙烯三组分聚合得到第一代手性磷硫配体三组分多孔有机聚合物,在钯催化的乙烯基苯并噁嗪酮与α-重氮酮化合物、硝基烯烃的[4+2]偶极环加成反应中,均可以以良好的产率及对映选择性得到目标产物,尤其是聚合物POP-BV`PS-III循环使用五次仍能以64%的收率和92%的得到手性四氢喹啉产物,并对其进行C MAS NMR、P MAS NMR、SEM、TEM、TG等测试。(3)第二代手性磷硫配体多孔有机聚合物的合成与应用将乙烯基化的第二代手性磷硫配体单体、对二苯乙烯与苯乙烯三组分聚合得到第二代手性磷硫配体三组分多孔有机聚合物,将聚合物用于铜催化亚胺酯与硝基烯烃的[3+2]的环加成反应,可以以较高的产率得到多取代手性吡咯烷产物。以聚合物POP-S-BVCy PS为载体,制备了催化剂Pd/POP-S-BVCy PS,将催化剂用于乙烯基噁氨基甲酸酯与α-重氮酮的[8+2]偶极环加成反应,可以以99%的产率得到十元内酯化合物;用于六元环烯炔酮与乙烯基碳酸酯的[3+2]偶极环化/Cope重排序列反应中,可以以40%的产率和93%的ee得到九元环内联烯化合物。对聚合物的结构进行C MAS NMR、P MAS NMR表征,对其表面形貌进行SEM、TEM测试,然后对POP-S-BVCy PS和Pd/POP-S-BVCy PS的P 2p和Pd 3d轨道进行X射线光电子能谱测试。

关键词：手性磷硫配体多孔有机聚合物不对称偶极环加成多相催化

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联合红外和微波观测的沙尘暴遥感算法研究

联合红外和微波观测的沙尘暴遥感算法研究

作者：高泽田中国气象科学研究院

学位级别：硕士

为了提高国产静止气象卫星FY-4A对夜间沙尘和云下沙尘的遥感判识精度,本研究将静止卫星红外数据和极轨卫星微波数据相结合,建立了联合红外和微波监测沙尘暴的遥感识别算法。为改善夜间沙尘监测效果,本研究基于FY-4A上搭载的多通道扫描... 详细信息

为了提高国产静止气象卫星FY-4A对夜间沙尘和云下沙尘的遥感判识精度,本研究将静止卫星红外数据和极轨卫星微波数据相结合,建立了联合红外和微波监测沙尘暴的遥感识别算法。为改善夜间沙尘监测效果,本研究基于FY-4A上搭载的多通道扫描成像辐射计(AGRI)红外通道的数据,利用参数阈值法(参数包括:红外差值沙尘指数、红外分裂窗亮温差等),建立了基于红外的遥感监测沙尘暴的识别算法。并且将FY-4A判识的沙尘强度(IDDI)与Micaps地面实际观测的沙尘天气现象、地基PM浓度、Himawari-8判识的沙尘强度(IDDI)、亚洲中心集合预报的沙尘浓度等进行了多种资料间的对比验证。通过计算FY-4A沙尘遥感监测结果的判识精度,证明了该算法在晴空无云区具有较高的可靠性和适用性。为改善云下沙尘监测效果,本研究在基于红外的沙尘遥感识别算法的基础上,引入FY-3D上搭载的微波成像仪(MWRI)数据(或GCOM-W1/AMSR-2微波数据),通过将静止卫星与极轨卫星数据结合,将红外和微波数据结合,建立了联合红外和微波的沙尘遥感识别算法。本研究通过分析云下沙尘像元、纯云像元、纯沙尘像元的统计分布特征,发现:极化亮温差指数PTD(Polarization Temperature Difference)对云下沙尘像元和纯云像元的区分更加明显;云下沙尘像元和纯云像元的垂直和水平极化亮温差的差异更加明显,利用其进行云下沙尘判识的效果可能更加突出。基于上述云下沙尘像元、纯云像元、纯沙尘像元的统计特征,通过调整参数的阈值条件,实现了对云下沙尘的补充判识,建立了联合红外和微波的沙尘遥感识别算法。最后分别对基于红外的沙尘遥感识别算法、联合红外和微波的沙尘遥感识别算法得到的沙尘监测结果进行分析。首先利用基于红外的沙尘遥感识别算法对2019-2021年春季的沙尘过程进行了遥感监测,并通过统计沙尘天气发生频次分析了2021年春季三次典型沙尘过程对我国北方各省份的影响面积情况以及2021年较往年相比总的受沙尘暴影响变化情况。本研究发现:2021年春季的三次典型沙尘过程均影响了我国陆地总面积的30%以上,新疆和内蒙古在三次典型沙尘过程中受影响面积较大。2019-2021年我国内蒙古西部、新疆南部和甘肃北部是受沙尘暴灾害影响最严重的地区,2021年的沙尘暴比前两年更严重、影响更广泛。然后利用联合红外和微波的沙尘遥感识别算法分别对FY-3D MWRI和AMSR-2白天时次的沙尘个例进行结果分析,证明了该算法在白天时具备一定的可靠性;且在蒙古国地区以及我国西北地区,其云下沙尘补充判识的效果较好,算法适用性较好。并且该算法不仅适用于FY-3D MWRI,也同样适用于AMSR-2;基于FY-4A和AMSR-2的云下沙尘补充判识结果与基于FY-4A和FY-3D MWRI的云下沙尘补充判识结果基本一致。

关键词：沙尘暴红外差值沙尘指数云下沙尘 FY-4A FY-3D