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云边端协同环境中任务卸载效率的优化研究

云边端协同环境中任务卸载效率的优化研究

作者：齐竞则吉林大学

学位级别：硕士

随着物联网技术在各行各业的普及,用户数量迅速攀升,终端设备和任务数据量呈现出惊人的增长趋势。在传统云计算场景下,资源池庞大的远程云服务器与本地设备之间的远距离通信易造成任务处理的高时延和高能耗问题。部署在终端设备附近的... 详细信息

随着物联网技术在各行各业的普及,用户数量迅速攀升,终端设备和任务数据量呈现出惊人的增长趋势。在传统云计算场景下,资源池庞大的远程云服务器与本地设备之间的远距离通信易造成任务处理的高时延和高能耗问题。部署在终端设备附近的边缘云集群能为用户提供高实时性、高计算精度的服务,但相较于远程云资源,其计算资源和存储资源相对有限;在任务密集的情况下,可能由于负载过高导致任务处理效率下降。因此,考虑结合云计算和边缘计算的优势,构建云边端协同架构,这是一种十分具有前景的研究趋势。目前,对于云边端协同架构中任务卸载的问题,大多研究以独立任务建模为主,对存在依赖关系的DAG(Directed Acyclic Graph)任务研究还较为有限。本文对DAG任务分类,分别研究了单点型DAG任务和串并行型DAG任务的卸载问题。本文的主要工作如下:(1)本文针对云边端协同计算下单点型DAG任务卸载问题进行研究。首先根据该架构中任务通信和执行过程进行建模,并构建了一种同时考虑时间、能耗、费用成本以及边缘云资源利用率的多目标问题模型;为解决该问题,本研究设计了一种基于麻雀算法的自适应粒子群任务卸载算法。该算法引入了余弦非线性变化的特性以及麻雀优化算法(SSA算法)的角色区分和预警机制,从而对粒子群优化算法(PSO算法)进行改进,保证算法的全局搜索能力,避免结果陷入局部最优。仿真实验结果表明,在总任务完成时间和平均任务能耗方面,本文所提方案相较对比方案有一定性能提升。(2)针对云边端架构中串并行型DAG任务卸载问题,本研究着重考虑了该类DAG任务的子任务之间数据和时序的双重依赖关系,构建以时间、能耗、费用成本为目标、以边缘云利用率为约束条件的多目标优化问题,考虑使用改进的基于参考点的快速非支配排序遗传算法(NSGA-III算法)解决该问题,并提出一种基于改进NSGA-III的两阶段DAG任务卸载算法。该算法分为两个步骤:首先,算法提出通过DAG任务依赖关系和环境信息构建二维卸载偏好因子和计算属性条件,从而对部分子任务的卸载决策进行确定。其次,根据以上部分卸载决策信息对随机产生的初始种群进行预设定,缩小决策变量个数,减小算法复杂度;提出使用基于虚拟适应度的交叉算子和线性变化的变异因子,使用改进的NSGA-III算法对剩余子任务的卸载决策进行结果搜索,从而在保证全局搜索能力的情况下,加快收敛速度,并通过效用评估获取最终的任务卸载决策。经过仿真对比实验验证,该方案在任务平均完成时间、任务平均能耗以及边缘云费用成本指标方面性能都有所提高,并且降低了任务的失败率。

关键词：云边端协同计算 DAG任务卸载多目标优化 PSO算法 NSGA-Ⅲ算法

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车辆磁流变半主动悬架的反步控制策略研究

车辆磁流变半主动悬架的反步控制策略研究

作者：潘则宇盐城工学院

学位级别：硕士

车辆工业对我国的经济发展起着中流砥柱的作用,车辆综合性能的需求,智能化、集成化的底盘操作系统已成为汽车行业竞争的核心领域。悬架的作用是在车轮和车架之间传递力和扭矩,保证机动车的行驶平顺性。磁流变半主动悬架利用了磁流变液... 详细信息

车辆工业对我国的经济发展起着中流砥柱的作用,车辆综合性能的需求,智能化、集成化的底盘操作系统已成为汽车行业竞争的核心领域。悬架的作用是在车轮和车架之间传递力和扭矩,保证机动车的行驶平顺性。磁流变半主动悬架利用了磁流变液控制技术,可根据不同路面的工况实现阻尼力实时连续可调,并抑制车辆悬架各部件之间相互耦合的振动。磁流变半主动悬架具有结构简单、能耗低、快速响应、大容量、低功耗和鲁棒性好等优秀的特性,并改善司机和乘客的乘坐舒适性。磁流变减振器具有体积小、响应速度快(毫米级)、阻尼顺逆连续可调、消耗功率小和易于工程控制等优点。磁流变减振器的位移-阻尼力和速度-阻尼力的动力学建模和优秀的控制器的设计是两项巨大的挑战。针对磁流变减振器的建模和控制器的设计的问题已受到了汽车相关领域的重点关注。因此,基于反步控制策略的磁流变半主动悬架系统的主要内容:(1)根据不同工况条件对车辆悬架系统的振动进行分析,利用理论推导出了时域的随机路面激励和凸包路面激励的数学模型,再利用Matlab软件搭建了A级、B级、C级的随机路面和凸包路面的simulink模型,并得出其仿真结果。搭建了二自由度1/4被动悬架系统模型、二自由度1/4磁流变半主动悬架系统模型、四自由度1/2磁流变半主动悬架系统模型和七自由度整车悬架系统模型,并依次搭建了其悬架系统的simulink模型。最后,介绍了悬架系统的主要影响因素和评价指标。(2)搭建了磁流变减振器的Dahl模型和磁流变半主动悬架模型,根据传统反步控制、神经网络和李雅普努夫稳定性的基本理论。设计了一种基于径向基神经网络的反步控制策略。采用径向基神经网络以解决悬架簧载质量的未知函数的问题,再加入一阶低通滤波器来解决不确定路面激励的外部干扰。引入辅助系统来解决悬架系统输入饱和控制力超过限定值的问题。最后,对比被动控制、天棚控制和传统反步控制策略,在A级、B级、C级的随机路面和凸包路面激励条件下,簧载质量的垂向位移、速度和加速度的均方根值和峰值都得到了极大程度地改善。因此,在两种不同的工况条件下,基于径向基神经网络的反步控制器改善了半主动悬架系统的行驶平顺性,并验证了控制器的有效性。(3)把磁流变减振器放上测试台架进行试验和采集数据,搭建了磁流变减振器的双曲正切模型和磁流变半主动悬架模型,并对其参数识别。根据其正向模型,一种是采用直接逆推法,求出其简化的逆向模型,另一种是采用自适应模糊神经网络法,根据自适应模糊神经网络系统(ANFIS)搭建其逆向模型。根据传统反步控制、滑模控制、反步滑模控制和李雅普努夫稳定性的基本理论,设计了一种自适应反步滑模控制策略,把反步控制与滑模控制方法相结合,能扩大反步控制方法的适用范围。另外,它对模型的干扰具有鲁棒性,并采用自适应方法来实现对总不确定性的估计。最后,在A级、B级、C级的随机路面和凸包路面激励条件下,相比被动控制和反步滑模控制,车辆的行驶平顺性有很大程度的改善。因此,在两种工况条件下,自适应反步滑模控制器提升了半主动悬架系统的行驶平顺性,并验证了控制器的有效性。

关键词：磁流变半主动悬架动力学建模径向基神经网络反步控制自适应反步滑模控制台架试验

夏热冬冷地区PV-Trombe墙的通风与节能性能研究

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夏热冬冷地区PV-Trombe墙的通风与节能性能研究

作者：盛则超浙江农林大学

学位级别：硕士

被动式太阳能建筑作为新型的节能绿色建筑,目前在国内外的推广程度较高。其中,加装光伏的Trombe墙系统是一种改善室内环境、强化通风的重要技术手段,应用于建筑中可有效改善室内风环境与人体热舒适度,同时兼具节能效果。为探究PVTrombe... 详细信息

被动式太阳能建筑作为新型的节能绿色建筑,目前在国内外的推广程度较高。其中,加装光伏的Trombe墙系统是一种改善室内环境、强化通风的重要技术手段,应用于建筑中可有效改善室内风环境与人体热舒适度,同时兼具节能效果。为探究PVTrombe墙应用于夏热冬冷地区的通风与节能性能,本文利用理论分析、实验实测、计算流体力学(CFD)、Energy Plus能耗模拟技术,探究PV-Trombe墙在夏热冬冷气候区的各项性能,以期为PV-Trombe墙应用于夏热冬冷气候区提供理论和技术支持。主要研究内容有:本文在原有通风量方程基础上,对烟囱出口流量方程进行扩展修正,提出了回流因子与比例系数,得到修正后的出口流量方程展开计算,并将结果与文献及本文的现场实验进行比对验证,显示的误差率在20%以内。在此基础之上展开实验,在温州设计并建造了PV-Trombe墙绿色建筑,开展全尺度风环境、气象、光伏发电量的现场实验测试。实验结果表明,在通风季风速的变化以夏季较为强烈,风速变化在0.1m/s-1.61m/s。光伏板产生的电能在秋冬季节较高,夏季较低,12月产生的电能最多为752543.51k J,6月产生的电能最少为407 324.56k J。为进一步研究PV-Trombe墙的通风性能,利用CFD数值模拟,在实验建筑的基础上进行物理模型搭建,选取通风季每个月份与对照组共18个工况,代入实验气象参数,以1.5m近呼吸面高度展开室内风环境对比分析,选用平均风速与通风量作为评价指标。结果显示,PV-Trombe墙在春季与秋季的通风性能较好,夏季效果欠佳,综合风速提升区间在0.12m/s-0.72m/s,综合风速提升率在45.7%-66.7%,综合通风量提升率在68.38%-147.96%。利用EnergyPlus对夏热冬冷地区内的城市:温州、成都、合肥、桂林,展开供冷、供暖、光伏发电能耗分析。结果显示PV-Trombe墙在各地区都表现了不同程度的节能效果与减排效果,在供冷季,成都地区的节能率最高,在九月的节能率达到了94%;在供暖季,桂林地区的节能率最高,在12月达到82%的节能率,各城市供冷与供暖季总体节能率在1.5%-94%之间,碳排放量在1787.7kg-3847.39kg。

关键词： PV-Trombe墙烟囱流量计算数值模拟夏热冬冷地区建筑能耗

基于影响因素分析的森林公园旅游发展效率提升策略——评《中国森林公园旅游发展:影响因素与效率研究》

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世界林业研究 2024年第1期37卷 140-141页

作者：桑庆庆安徽国际商务职业学院文化旅游学院合肥230000

随着经济的快速发展,城市化、工业化进程加快,城市环境问题也日益受到人们的关注。森林公园成为人们休闲、度假和旅游的重要选择之一,森林公园旅游业的可持续发展就成为了关注的焦点。然而,在森林公园旅游快速发展的同时,也出现了许多问... 详细信息

随着经济的快速发展,城市化、工业化进程加快,城市环境问题也日益受到人们的关注。森林公园成为人们休闲、度假和旅游的重要选择之一,森林公园旅游业的可持续发展就成为了关注的焦点。然而,在森林公园旅游快速发展的同时,也出现了许多问题,如投资不足、基础设施落后、环境污染等,不仅影响游客的旅游体验。

关键词：森林公园旅游城市环境问题旅游体验基础设施提升策略可持续发展环境污染城市化

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考虑钢筋锈蚀的RC框架结构易损性分析

考虑钢筋锈蚀的RC框架结构易损性分析

作者：朱则予黑龙江大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土框架结构(以下简称RC框架结构)在我国得到了广泛应用,随着结构服役龄期不断增长,RC框架结构中的钢筋会逐渐发生锈蚀损伤,结构的抗震性能不断衰减,如何评估RC框架结构在钢筋锈蚀和地震双重作用下的抗震性能意义重大。因此,本... 详细信息

钢筋混凝土框架结构(以下简称RC框架结构)在我国得到了广泛应用,随着结构服役龄期不断增长,RC框架结构中的钢筋会逐渐发生锈蚀损伤,结构的抗震性能不断衰减,如何评估RC框架结构在钢筋锈蚀和地震双重作用下的抗震性能意义重大。因此,本文围绕锈蚀RC框架结构地震易损性评估展开了研究,主要内容如下:(1)基于国内外已有研究,分析钢筋的锈蚀机理,整理归纳钢筋锈蚀后RC材料涉及混凝土、钢筋、钢筋-混凝土粘结滑移三个方面的力学性能变化,筛选适合本文分析的退化模型以修改材料的单轴本构关系,依此利用Opensees软件建立综合考虑各方面钢筋锈蚀损伤纤维截面,并依照我国规范设计本文的分析模型。(2)提出基于条带法的相关性分析方法,针对一榀框架结构,分析三种常用的地震动强度参数与结构地震响应的相关性。然后,分别考虑结构周期、抗震设防水平这两个变量,设计了不同的框架结构开展结构易损性分析,比较钢筋锈蚀对于不同周期和不同抗震设防水平的结构的影响。(3)针对完整的三维结构,考虑锈蚀区域不均匀分布以及双向水平地震动输入这两种贴近实际工程的情况。探究不同锈蚀率和不同锈蚀区域分布的情况下钢筋锈蚀对于RC框架结构地震易损性的影响,比较钢筋锈蚀情景变动时结构对应不同破坏极限状态的易损性曲线的变化。对不同锈蚀率的结构在单水平、双向地震作用下的易损性进行对比,为此类结构在钢筋锈蚀和实际地震动双重作用下的抗震性能评估提供理论和分析依据。

关键词： RC框架结构钢筋锈蚀地震易损性易损性指数

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A证券公司经纪业务竞争战略研究

A证券公司经纪业务竞争战略研究

作者：鄢则恬云南财经大学

学位级别：硕士

计及源—荷不确定性的综合能源系统规划调度研究

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计及源—荷不确定性的综合能源系统规划调度研究

作者：张则栋北方工业大学

学位级别：硕士

近年来,我国风、光等可再生能源装机规模和发电占比不断提高,新能源发电将逐步成为能源供应的支柱,为了缓解新能源大规模装机引起的电力系统能量波动、源-荷功率不匹配等问题,以各种新能源电源、各类型储能设备以及电、热、氢等多类型... 详细信息

近年来,我国风、光等可再生能源装机规模和发电占比不断提高,新能源发电将逐步成为能源供应的支柱,为了缓解新能源大规模装机引起的电力系统能量波动、源-荷功率不匹配等问题,以各种新能源电源、各类型储能设备以及电、热、氢等多类型负荷构成的发-输-配-用综合能源系统被认为是未来新型电力系统发展的重要方向,其通过内部协调运行,可有效促进风、光资源消纳,降低电力领域碳排放。本文首先计及多类型负荷需求的内在联系,考虑综合能源系统中电源侧和负荷侧的功率预测问题,将源-荷不确定性转变为其预测误差的不确定性,进一步研究综合能源系统的容量规划配置及典型日场景下的优化调度问题。研究内容及创新点如下所示。首先,归纳整理了当前各国综合能源系统发展现状,且基于本文应用场景研究其工作特点、构建设备模型,并针对燃料电池等关键设备进行特性分析,构建了计及燃料电池余热利用的电-热-氢综合能源系统。然后,不同于电源侧或负荷侧单一功率预测,本文计及波动性电源与多类型负荷间的内在联系,且分别考虑不同环境因素对电源侧输出功率和负荷侧需求功率开展预测研究,并通过与其他预测方法对比表明本文方法的优越性,且基于场景分析法优化构建计及源-荷不确定性的电-热-氢综合能源系统。进一步地,通过是否考虑碳交易、极端环境以及燃料电池余热利用等情景构建不同的系统模型以对比分析,分别采用两阶段鲁棒优化方法对上述电-热-氢综合能源系统同时开展容量优化配置和典型日能量管理研究,并与确定性优化方法对比表明本文方法的优越性,此外,研究分析了电解水单位耗电量和氢气售价对系统运行效益的影响。最后对本文的研究内容进行归纳总结,并展望后续研究方向。

关键词：综合能源系统氢能燃料电池负荷预测两阶段鲁棒优化

镍盐对AZ31B镁合金表面化学镀膜层耐蚀性影响规律的研究

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镍盐对AZ31B镁合金表面化学镀膜层耐蚀性影响规律的研究

作者：谢则宇西安理工大学

学位级别：硕士

AZ31B镁合金具有良好的轻量性,切削性,耐蚀性,减震性,尺寸稳定和耐冲击性,远远优质于其他材料,由于镁性质活泼,微弧氧化层会在合金表面迅速形成,阻碍沉积金属与基底形成金属链,因此现已有大量学者对镁合金表面进行化学镀工艺处理以改善... 详细信息

AZ31B镁合金具有良好的轻量性,切削性,耐蚀性,减震性,尺寸稳定和耐冲击性,远远优质于其他材料,由于镁性质活泼,微弧氧化层会在合金表面迅速形成,阻碍沉积金属与基底形成金属链,因此现已有大量学者对镁合金表面进行化学镀工艺处理以改善其表面耐蚀性能及导电性能,但大多以研究化学被中络合剂,还原剂及与化学镀相关的复合工艺处理为主,而对化学镀镍中的主镍盐对整个化学镀镍体系的影响研究甚少。为分析锋盐对化学镀镍膜层具体的影响机制,整个工艺流程中选用AZ31B镁合金作为基底材料,试验流程为:将镁合金板材用砂纸打磨—穿孔机穿孔后放入电解电槽中进行微弧氧化处理(MAO)—敏化处理—活化处理—还原处理—化学敏镍处理。研究方法如下:首先,针对不同主镍盐,筛选出适合该主镍监的化学镀镍工艺配方。本论文设计园水平四因素正交表,在对照试验的基础上多次正交试验进行优化进而得到化学镀镍配方,该配方保证了化学镀所得试样表面基本的均匀性性及化学镀反应过程中的稳定性。其次,针对不同主镍盐,探究了在不同配方下相应化学镀镍体系被层的生长规律,得到了主镍盐与还原剂之比,主镍盐磷含量、主镍盐分子量、主银盐结品度对化学镀镍膜层粗糙度,厚度的影响规律:分析了在1000倍率下不同主盐体系强层表面镍度的生长状况;研究得出了镍在整个膜层中内外生长机制:得到了硫酸镍体系不同主镍盐浓度下化学镀镍模层的结晶度特征及其随时间的变化规律。量后,针对不同主镍盐,研究了镍盐含量对所获镀层耐蚀性能及导电性能的影响.已知硫酸镍的分子量为262.81,乙酸镍的分子量为176.02,硫酸镍的试验结果表明仅在主盐浓度为80g/L的盐雾气氛下保证较好的耐蚀性,乙酸镀体系的试验结果表明在16g/L 24g/L、32g/L 时经过150h的盐雾腐蚀后其宏观表面仍未出现腐蚀点。分子量越低的主镍盐所在的化学镀体系反应更加充分,所得膜层耐蚀性能较好:硫酸镍体系的电阻率为1.352×10-4 Ω·cm,呈现出了最优导电性。

关键词：镁合金化学镀镍正交试验生长机制防腐性导电性

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基于改进特征金字塔的轮胎X光图像缺陷检测

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 270-279页

作者：吴则举宋丽君冀杨青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520

针对轮胎X光缺陷图像背景纹理复杂、缺陷目标较小的问题,在带有特征金字塔结构的Faster R-CNN网络基础上做出改进,提出一种轮胎缺陷检测网络。针对特征金字塔底层感受野较小的问题,将空洞-深度可分离卷积和多分支结构结合,设计了轻量型... 详细信息

针对轮胎X光缺陷图像背景纹理复杂、缺陷目标较小的问题,在带有特征金字塔结构的Faster R-CNN网络基础上做出改进,提出一种轮胎缺陷检测网络。针对特征金字塔底层感受野较小的问题,将空洞-深度可分离卷积和多分支结构结合,设计了轻量型的感受野扩增模块。针对特征金字塔顶层特征图分辨率不足的问题,提出一种新型金字塔结构BE-FPN(bottom embedding feature pyramid network),将底层特征图经过感受野扩增模块后与顶层信息快速归一化融合,减少了底层特征传递到顶层特征时过长路径导致的信息损失。此外,在ResNet-50网络引入动态可学习的激活函数Meta-ACON,有效改进了网络检测性能。改进后的网络取得了94.07%的平均精度均值(mAP),与基线网络相比,精度提升4.5个百分点,正判率提高了14.4个百分点,参数量仅增加4.77%,每张图片检测时间仅增加0.009 s。实验结果表明,设计的网络在轮胎X光缺陷检测方面具有优良的性能,能够满足工厂生产线对检测精度和检测时间的要求。

关键词：深度学习缺陷检测特征融合 Meta-ACON