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基于扩张状态观测器的双摆吊车分层滑模控制

智能系统学报 2024年第2期19卷 344-352页

作者：姚鑫亚陈鹤河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401

吊车系统在大尺寸货物运送过程中会呈现出双摆效应,同时更易受到外部干扰影响,导致控制难度更大。针对双摆吊车系统控制难题,提出一种基于扩张状态观测器的分层滑模控制方法,在保证负载快速平稳运送的同时有效抑制吊钩和负载的摆动。基... 详细信息

吊车系统在大尺寸货物运送过程中会呈现出双摆效应,同时更易受到外部干扰影响,导致控制难度更大。针对双摆吊车系统控制难题,提出一种基于扩张状态观测器的分层滑模控制方法,在保证负载快速平稳运送的同时有效抑制吊钩和负载的摆动。基于吊车系统的动力学模型设计扩张状态观测器对系统的状态变量和干扰集合项进行估计,利用系统的状态误差和观测器的估计信号设计分层滑模控制器。此外,控制方法通过在滑模面中引入干扰补偿项,进一步提高系统的抗干扰能力。通过数值仿真,与已有方法进行对比,充分验证该研究方法在工作效率和鲁棒性方面均具有良好的控制性能。

关键词：吊车系统双摆效应欠驱动系统分层滑模控制扩展观测器摆动抑制机电系统先进控制

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基于多尺度与注意力机制的两阶段风暴单体外推研究

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图学学报 2024年

作者：魏敏姚鑫成都信息工程大学计算机学院

风暴是一种生命周期短、发生突然、空间尺度小的自然现象，常用雷达回波外推方法进行预测，但时序预测模型难以在众多特征中定位风暴关键信息，导致预测精度低，模型无法充分学习图像高频信息，导致预测细节缺失，结果模糊。为了提升预... 详细信息

风暴是一种生命周期短、发生突然、空间尺度小的自然现象，常用雷达回波外推方法进行预测，但时序预测模型难以在众多特征中定位风暴关键信息，导致预测精度低，模型无法充分学习图像高频信息，导致预测细节缺失，结果模糊。为了提升预测性能，提出两阶段风暴单体外推框架。第一阶段使用多尺度模块提取多尺度信息，注意力机制挖掘影响预测的重要特征，使用时空长短期记忆单元进行序列预测。第二阶段对一阶段结果进行偏差矫正，使用频域损失丰富外推细节。实验结果表明，在雷达回波数据集上，与主流模型PredRNN-V2相比，均方误差降低11.4%，SSIM提升4.3%，在风暴单体外推任务中表现优越。在Moving MNIST数据集上，均方误差降低4.95%，感知损失降低12.67%，SSIM提升至0.898，具有良好的时序预测能力。

关键词：注意力机制空洞卷积频域损失长短期记忆时空序列预测

MoO_(3)界面修饰提升刮涂钙钛矿太阳电池性能

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太阳能学报 2024年第4期45卷 101-106页

作者：果馨姚鑫刘祖刚中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018

在空穴传输层Spiro-OMeTAD和Ag电极之间引入三氧化钼(MoO_(3))空穴修饰层,并研究其对空气中刮涂的钙钛矿太阳电池光伏性能的影响,结合导电性测试、稳态光致发光光谱和水接触角测试等探究其影响机制。实验和测试结果表明MoO_(3)可提升空... 详细信息

在空穴传输层Spiro-OMeTAD和Ag电极之间引入三氧化钼(MoO_(3))空穴修饰层,并研究其对空气中刮涂的钙钛矿太阳电池光伏性能的影响,结合导电性测试、稳态光致发光光谱和水接触角测试等探究其影响机制。实验和测试结果表明MoO_(3)可提升空穴传输能力和减小界面电阻,同时对下方的Spiro-OMeTAD及钙钛矿起到保护作用,可减缓空气中水氧侵蚀。基于MoO_(3)界面修饰层的在空气中刮涂制备的钙钛矿太阳电池光电转换效率由15.14%提升至18.30%,尤其是填充因子的平均值由60%提升至76%,电池稳定性得到改善,未封装电池在400 h后仍保持初始效率的90%。

关键词：钙钛矿太阳电池三氧化钼热蒸镀界面修饰空穴传输稳定性

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碳纤维加热元件的制备及其对热塑性复合材料电阻焊接接头性能的影响

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复合材料学报 2024年第6期41卷 2900-2908页

作者：姚鑫霍红宇安学锋张宝艳中国航空制造技术研究院北京101300 中航复合材料有限责任公司北京101300

本文采用聚醚醚酮(PEEK)粉末悬浮浸渍工艺和PEEK树脂膜熔融浸渍工艺制备了两种不同的薄层碳纤维展宽布加热元件,并对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料层合板的电阻焊接技术进行了实验研究。结果表明:采用“埋入式”电极布置方式,有效避免了... 详细信息

本文采用聚醚醚酮(PEEK)粉末悬浮浸渍工艺和PEEK树脂膜熔融浸渍工艺制备了两种不同的薄层碳纤维展宽布加热元件,并对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料层合板的电阻焊接技术进行了实验研究。结果表明:采用“埋入式”电极布置方式,有效避免了电阻焊接过程中因加热元件裸露而产生的“边缘效应”现象。加热时间对焊接接头强度有明显的影响,接头强度随加热时间先增加后减小,在120 s时达到最大值28.1 MPa,断口失效模式从最初的粘接失效变为植入体与纤维的混合失式模式。对比粉末悬浮浸渍与熔融浸渍两种工艺制备的加热元件相应的焊接接头强度,在相同焊接工艺条件下前者相比后者提升15%。

关键词：电阻焊接热塑性复合材料 PEEK 失效模式力学性能

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基于ADDIE模型的单元教学设计实验研究 ——以“平行四边形和梯形”单元为例

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基于ADDIE模型的单元教学设计实验研究 ——以“平行四边形和梯形...

作者：姚鑫牡丹江师范学院

学位级别：硕士

“图形与几何”是小学数学的四大版块之一,与现实生活密切相关,有助于发展学生的数学能力和几何直观。并且《义务教育数学课程标准(2022版)》指出:为了从整体上实现以核心素养为导向的课程目标,教育者要重视整体单元教学设计。此外ADDI... 详细信息

“图形与几何”是小学数学的四大版块之一,与现实生活密切相关,有助于发展学生的数学能力和几何直观。并且《义务教育数学课程标准(2022版)》指出:为了从整体上实现以核心素养为导向的课程目标,教育者要重视整体单元教学设计。此外ADDIE模型自出现开始其简单、明晰等特点,使其成为公认的解决教学设计需求的系统模型。但是,基于ADDIE模型的单元教学设计在小学数学“图形与几何”领域进行单元教学是否真实有效,尚未得到证实,因此,运用基于ADDIE模型的单元教学设计开展单元教学,成为一个具有意义的课题。本研究首先通过阅读相关文献梳理了ADDIE模型和单元教学设计的发展变化与相关概念,根据梳理结果确定本研究的主题;其次,以“平行四边形和梯形”单元为例基于ADDIE模型进行单元教学设计,接下来按照前测结果选取实验班和对照班,排除无关变量的影响,在实验班采用基于ADDIE模型的单元教学设计开展单元教学实验,在对照班采取传统单课时教学,实验结束后进行后期测试并使用SPSS软件对两个班级的前后测成绩做进一步的检验,分析出基于ADDIE模型的单元教学设计对学生成绩的影响。为进一步分析运用教学设计开展单元教学的效果,实验结束后对教师进行访谈,以探讨出基于ADDIE模型的单元教学设计的优缺点等;最后根据实验结果和访谈结果进行分析并进行修改与提出相应建议。通过以上实验研究验证了基于ADDIE模型的单元教学设计能够提升学生的数学成绩,初步培养学生的几何直观。因此证明在实际教学中采用基于ADDIE模型的小学数学单元教学设计开展单元教学十分有必要。

关键词： ADDIE模型单元教学设计小学数学

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基于贡献度和数据有效性检验的共识机制

东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 160-169,178页

作者：时小虎姚鑫孙延风马德印吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学商学院吉林长春130012 长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

将区块链技术引入到分布式数据维护系统,旨在解决基于传统中心化数据库的分布式系统存在的数据维护不透明、数据易被篡改、历史记录不可追溯等问题,提出一种基于贡献度和数据有效性检验的共识机制.该算法提出一种贡献度优先的随机可验... 详细信息

将区块链技术引入到分布式数据维护系统,旨在解决基于传统中心化数据库的分布式系统存在的数据维护不透明、数据易被篡改、历史记录不可追溯等问题,提出一种基于贡献度和数据有效性检验的共识机制.该算法提出一种贡献度优先的随机可验证领导者选举机制,保证记账权分配的随机性及可验证性.进一步引入密度峰值算法对交易数据有效性进行校验,对打包区块的正确性达成共识.最后将所提出的共识机制应用于梅花鹿分布式养殖场场景,结果验证了密度峰值算法在交易数据有效性检测任务中的准确性和高效性.出块时延分析和安全性分析表明,所提出的共识机制能够满足数据有效性验证的实时性需求,能耗较小,具有很强的灾备能力.

关键词：区块链共识机制离群点检测分布式数据维护溯源

考虑供需匹配特性的冷热电联供系统运行策略研究

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 52-62页

作者：李要红王鹏翔彭斌姚鑫兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

针对以电定热和以热定电运行策略能量冗余以及混合热电运行策略能源不足的特性,在热电负荷平衡运行策略的基础上,提出了改进的热电负荷平衡运行策略。以北方某酒店为研究对象,并以最大化能源利用率为目标对系统的装机容量进行了优化,同... 详细信息

针对以电定热和以热定电运行策略能量冗余以及混合热电运行策略能源不足的特性,在热电负荷平衡运行策略的基础上,提出了改进的热电负荷平衡运行策略。以北方某酒店为研究对象,并以最大化能源利用率为目标对系统的装机容量进行了优化,同时提出了能源综合指数,研究了在5种运行策略下购买能量和冗余能量对系统性能的影响。然后分析了在不同运行策略下系统的供需匹配特性和改进的热电负荷平衡策略下系统的能量平衡关系。最后,通过算例探究了改进的热电负荷平衡策略对提高系统经济性的作用,并经过对比分析验证了研究的合理性与有效性。研究结果表明,与其他4种运行策略相比,改进的热电负荷平衡运行策略下系统的能源利用率分别提高了4.3%、4.38%、4.75%、4.73%;能源综合指数分别降低了6.58%、5.96%、2.23%、3.45%;系统的年总成本分别降低了11.65%、2.74%、1.64%、0.74%。其中,改进的热电负荷平衡策略下系统的供需匹配性能最优(为0.9382)。

关键词：运行策略能源利用率能源综合指数供需匹配

气候变化对水稻灌溉需水影响研究-以南昌市为例

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中国农村水利水电 2024年

作者：姚鑫铭周祖昊余根坚中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室

开展气候变化对主要粮食作物的需水影响研究，对于提升区域农业抵御气象灾害韧性、制定合理的农业水资源管理策略、促进区域农业可持续发展和保障粮食安全等方面具有重要意义。本研究以主要粮食作物水稻为研究对象，基于联合国粮农组织... 详细信息

开展气候变化对主要粮食作物的需水影响研究，对于提升区域农业抵御气象灾害韧性、制定合理的农业水资源管理策略、促进区域农业可持续发展和保障粮食安全等方面具有重要意义。本研究以主要粮食作物水稻为研究对象，基于联合国粮农组织推荐的单作物系数法，建立了田间水量平衡模型，结合Pettitt突变检验、Mann-Kendall趋势分析的等数理统计手段，构建了气候变化对水稻早、中、晚不同生长期灌溉需水影响的综合评估框架。并以位于中国长江流域的南昌市为例开展研究，定量分析了1956-2021年南昌市主要气象要素的演变规律，对比分析了研究区内早、中、晚稻灌溉需水的特点和变化趋势，识别了不同生长期水稻灌溉需水年际变化的主要驱动因素。结果表明，近六十年来南昌市水稻生长期内气温显著增加、降水不显著增加，日照时数、风速的显著下降。总体上水稻灌溉需水量呈下降趋势，其中，中稻灌溉需水显著下降，早、晚稻呈不显著下降。水稻灌溉需水量的下降主要归结于降雨、风速和日照时数的变化。

关键词：气候变化水稻作物需水量灌溉需水量南昌市

响应曲面法优化磁铁矿-石英体系瓷球磨矿参数

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过程工程学报 2024年第6期24卷 726-733页

作者：童佳琪田景坤王奕涵姚鑫李哲阳谢峰吴彩斌曾桂生徐今冬江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000 战略金属矿产资源低碳加工与利用江西省重点实验室江西赣州341000 成都利君实业股份有限公司四川成都610000

寻求替代钢球作细磨介质以提高磨矿效果是选矿厂的追求。本工作以瓷球为磨矿介质对磁铁矿-石英体系矿石进行磨矿试验,利用响应曲面法研究了瓷球球径、充填率及磨矿浓度对磨矿产品平均粒度的影响及其交互作用的显著性。结果表明,充填率... 详细信息

寻求替代钢球作细磨介质以提高磨矿效果是选矿厂的追求。本工作以瓷球为磨矿介质对磁铁矿-石英体系矿石进行磨矿试验,利用响应曲面法研究了瓷球球径、充填率及磨矿浓度对磨矿产品平均粒度的影响及其交互作用的显著性。结果表明,充填率对磨矿产品平均粒度影响最大,磨矿浓度次之,瓷球球径最小。瓷球球径与磨矿浓度的交互作用最显著,与充填率的交互作用次之,而瓷球充填率与磨矿浓度的交互作用不显著。通过模型预测最优试验条件为:瓷球球径为25.96 mm,磨矿充填率为34.04%,磨矿浓度为70.86%,该条件下磨矿产品平均粒度的预测值为54.46μm,与实验平均值54.41μm相近,表明预测模型是合理有效的。瓷球和钢球对比试验研究表明,细磨中以瓷球为磨矿介质,磨矿效果能够得到明显提升,-0.075 mm粒级产率增大,这与瓷球在磨机中的抛落运动优于钢球有关,瓷球对细粒级的破碎速率高于钢球,有利于提高磨矿效果。瓷球磨矿是新一代细磨技术的发展方向。

关键词：响应曲面法瓷球磁铁矿-石英体系平均粒度细磨

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