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白噪声扰动的两类非线性发生率传染病模型的动力学行为

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白噪声扰动的两类非线性发生率传染病模型的动力学行为

作者：宋宇恒长春师范大学

学位级别：硕士

近年来,数学作为一门基础学科已经应用到了多个领域,如生物、物理、金融等等.而基于对随机微分方程模型的传染病动力学的研究对疾病的预测和控制措施的研究起到了重要得作用.关于传染病动力学模型的基本再生数,平衡点的渐近性,疾病的持... 详细信息

近年来,数学作为一门基础学科已经应用到了多个领域,如生物、物理、金融等等.而基于对随机微分方程模型的传染病动力学的研究对疾病的预测和控制措施的研究起到了重要得作用.关于传染病动力学模型的基本再生数,平衡点的渐近性,疾病的持久性,灭绝性以及平稳分布对疾病防控和防治起着指导意义.与此同时,随机微分方程理论研究价值随着传染病动力学研究的不断深入而越发重要.研究流行病动力学模型所考虑的因素有时更加复杂.例如在考虑年龄、职业、地域等影响因素时,往往需要建立具有网络关系的多群体传染病动力学模型.这也是研究随机流行病模型的重点问题.本文利用Lyapunov分析的方法、Has’ minskii的平稳分布理论,研究了两类非线性发生率传染病模型的动力学行为,一类是具有饱和发生率的随机SEIS流行病模型的动力学行为,另一类是随机多群体饱和发生率SIS流行病模型的动力学行为.第一章,介绍了流行病动力学的研究背景与研究意义,并给出本文涉及到的定义,定理和引理.第二章,首先提出了饱和发生率的确定性SEIS流行病模型,一方面,计算了基本再生数R0.判断了平衡点存在的条件并研究了两个重要的平衡点,分别为无病平衡点E0和地方病平衡点E*.当R01是不稳定的.并且当R0c>R0>1,E*是局部渐近稳定的.另外一方面,对于饱和发病率的随机模型,证明了解的存在唯一性.当d>σ2/2和R0s1时证明了系统存在平稳分布且具有遍历性并进行了数值模拟.第三章,首先提出了确定性多群体饱和发病率SIS流行病模型.对于确定性模型,得到了当R0≤1时,P0是全局渐近稳定的,运用LaSalle’s不变原则,当R0>1时,在Γ区域中P0是不稳定的并且疾病是持久的.对于随机多群体饱和发病率SIS流行病模型,研究了模型正解的存在唯一性,当条件dk>ǒ2/2,并且R0*>1时疾病是持久的并且利用Has’minskii的平稳分布理论研究了随机系统的平稳分布.最后对研究结果进行了数值模拟.

关键词：饱和发生率李雅普诺夫函数平稳分布非线性发生率随机微分方程

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深海多金属结核履带式集矿车牵引力研究

深海多金属结核履带式集矿车牵引力研究

作者：宋宇恒华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

为了实现经济高质量发展和促进生态环境改善,我国提出了碳达峰、碳中和目标及新旧能源转换战略,导致对部分战略金属资源的需求也在迅速增大。深海蕴藏着丰富的此类矿产资源,开发深海矿产资源已成为解决我国资源供应不足的必然趋势,也是... 详细信息

为了实现经济高质量发展和促进生态环境改善,我国提出了碳达峰、碳中和目标及新旧能源转换战略,导致对部分战略金属资源的需求也在迅速增大。深海蕴藏着丰富的此类矿产资源,开发深海矿产资源已成为解决我国资源供应不足的必然趋势,也是实现我国双碳目标、推进创新驱动高质量发展的重要保障,国家已将深海采矿提升至战略层面。深海多金属结核是最具商业开采前景的深海固体矿产资源之一,在多金属结核开采系统中,履带式集矿车是目前广受认可的集矿行驶设备方法。为了保证深海多金属结核采集效率,履带式集矿车行驶性能和稳定性研究已成为深海采矿方向的重要课题。集矿车在水下作业时的牵引力由履带与深海土体相互作用提供。因此,为了评估深海履带式集矿车牵引性能,对行驶过程中齿-土相互作用及土体破坏模式的研究至关重要。本文基于离散元方法研究履带关键参数对土体破坏模式的影响规律,将履带参数、土体破坏模式综合引入到土体推力模型中。并针对现有履带车辆经典静态牵引力计算模型中存在的不足,考虑履带作业过程中履齿-土体间相互作用的动态变化规律,提出一种新型动态牵引力计算模型。本文主要研究内容和研究成果如下:(1)基于深海底质土物理力学特性配置模拟沉积物进行室内试验,并利用离散元软件进行模拟试验验证,建立了深海底质土的数值模型。对比室内及数值试验结果并与原位底质土力学特性校对,证明了离散元模拟深海底质土的可靠性和合理性,从而借助离散元软件分析齿-土相互作用过程。(2)基于齿-土相互作用理论,在离散元软件中建立履带剪切模型,分析试验结果并与理论进行对比,为了更精准地描述不同履带参数剪切作用下的剪应力曲线,本文引入一种新型剪应力-位移模型——Magic Formula。结果表明Magic Formula较传统剪应力表达式能更好地描述剪应力曲线,为后续动态牵引力研究提供了有效的表达工具。(3)利用离散元软件观测履带剪切作用下颗粒位移、接触、力链等情况,研究履齿高距比对土体破坏模式的影响,将履带高距比、土体破坏模式和土体推力结合进行分析。通过分析可知,在履带高距比较大的情况下齿后土体破坏可近似看作直剪破坏模式,随着履带高距比的减小,齿后土体破坏带产生均匀分布的倾斜剪切面,此时土体发生被动破坏。(4)结合我国现有海试履带式集矿车相关参数,分析了集矿车行驶状态下履带运动的动态性和周期性,并提出了一种新的动态牵引力计算模型,通过对比动态牵引模型计算结果与数值模拟结果,验证了该计算模型的正确性。动态牵引力计算模型较传统牵引力计算模型能从时间和位移上描述牵引力的变化,展现出了动态牵引力的周期性和波动性,为研究深海履带式集矿车行驶性能提供了理论参考。

关键词：深海履带式集矿车离散元齿-土相互作用土体破坏模式动态牵引力计算模型

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基于谐振网络的高效率功率放大器研究

基于谐振网络的高效率功率放大器研究

作者：宋宇杭州电子科技大学

学位级别：硕士

射频功率放大器是射频发射机系统中的重要模块,其性能直接影响了发射机的通信质量。效率与带宽是功放的两个重要指标,效率越高,其能耗越小,同时,带宽越宽,所能容纳的信道越多。然而,受晶体管固有漏源电容的影响,在传统的功放设计中,高... 详细信息

射频功率放大器是射频发射机系统中的重要模块,其性能直接影响了发射机的通信质量。效率与带宽是功放的两个重要指标,效率越高,其能耗越小,同时,带宽越宽,所能容纳的信道越多。然而,受晶体管固有漏源电容的影响,在传统的功放设计中,高效率与宽带宽常很难同时实现,效率较高的功放其带宽通常很窄,而对于宽带功放,往往是牺牲了部分效率来换取较宽的工作带宽。此外,在传统发射机通信链路中,功放后级通过一个滤波器来实现带外抑制,该方法不仅会增大发射机的尺寸,还会引入额外的插入损耗。为了解决上述问题,本文围绕高效率功放的设计方法展开了研究,同时提出了采用开口谐振环作为功放匹配网络的方案使其具有带外抑制的效果,以省去后级滤波器来改善发射机通信链路的结构。论文共设计了三款基于开口谐振环匹配的宽带高效率功放电路来验证所提出设计方法的正确性,同时为了满足当今无线通信应用的要求,设计了一款双频高效率Doherty功率放大器。具体工作如下:(1)通过一款工作在4 GHz的窄带功放设计实例,来介绍功放设计时的主要技术指标、设计流程、负载线匹配法、测试平台及测试方法等。(2)基于开口谐振环结构设计了两款宽带功率放大器。利用奇偶模分析法,推导了开口谐振环的阻抗变换方程,并编写MATLAB程序检验推导结果。提出了用开口谐振环作为功放二次谐波匹配网络结合阶跃阻抗微带线基波匹配网络的方案,在低频段优先考虑基频匹配,而在高频段采用精确的二次谐波匹配,同时配合基波匹配,以使功放在一个较宽的频带内实现高效率。为了验证该方案的可行性,设计了一款工作在1.2 GHz～3.0 GHz的功放,测试结果显示在全频段内,功放的漏极效率在61%以上,平均效率为70%,输出功率超过40 d Bm。此外,利用开口谐振环设计自由度高的特性来完成功放的输入匹配电路设计,可以解决传统宽带输入匹配微带线阶数高、损耗大的问题。用该方案设计了一款工作在1.0 GHz～3.0 GHz的功放,带内测试得到的效率均在63%以上,最高达到79%,输出功率在40 d Bm以上,小信号测试中,其带外抑制最低可达-50 d B。通过结果分析,表明功放输入匹配对性能同样有举足轻重的影响。(3)基于开口谐振环结构设计了一款宽带J类功率放大器,分析了晶体管漏源电容对功放带宽和效率的影响,介绍了J类功放理论和阻抗空间,并采用开口谐振环结构设计了一款工作在1.0 GHz～3.0 GHz的J类功放。测试结果显示,该功放除3.0 GHz频点处的效率在58%,其他频率处的效率均在60%以上,输出功率在40 d Bm以上,并且具有-30 d B以下的带外抑制。(4)针对现代无线通信采用的复杂调制信号,利用有源负载调制的原理,通过宽带功分器结合双频匹配结构的方法,设计了一款工作在N41频段与N78频段,具有较高回退效率与应用价值的双频Doherty功率放大器。功放测试的饱和漏极效率在62%以上,6 d B回退效率在52%以上,输出功率在41 dBm以上。

关键词：射频电路功率放大器高效率开口谐振环

模式转型:高校创业教育高质量发展的新时代使命

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中国高教研究 2024年第3期 61-68页

作者：徐小洲宋宇浙江大学教育学院浙江杭州310058

当前高校创业教育主要可分普及型、精英型、补充型三种模式,各自具有不同的对象、内容与作用。21世纪以来,这三种模式分别取得了发展成效,也面临着高质量发展的难题。从总体上看,高校创业教育高质量发展面临知识创业难以满足创新经济的... 详细信息

当前高校创业教育主要可分普及型、精英型、补充型三种模式,各自具有不同的对象、内容与作用。21世纪以来,这三种模式分别取得了发展成效,也面临着高质量发展的难题。从总体上看,高校创业教育高质量发展面临知识创业难以满足创新经济的发展需求、创业素养培养尚未引起高度重视、创业教育体系协同性亟需增强等难题。根据新时代需求与创业教育发展规律,实现从规模扩展型向质量主导型转型,在全面促进社会与人的现代化中发挥积极作用,高校创业教育改革的理念目标要注重创业教育的人文价值、倡导价值目标多元、培育创业教育质量文化;体制机制创新要构建生态型创业教育合作网络、以知识创业为核心的教育协作体系、终身创业教育体系;育人模式重塑要着力提高师资创业素养、构建多元化创业课程体系、推动融合型教学改革。

关键词：创业教育高质量模式理念机制

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空腔材料的化学创制、功能调控及应用

科学通报 2024年第16期69卷 2107-2109页

作者：王丹宋宇飞李建荣中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)北京100190 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

空腔材料包括中空、多孔、管状等材料.由于具有空腔结构、高孔隙率、结构化表面等多尺度纳米结构和组成,空腔材料可实现物质的高效负载和传递,被广泛用于能量转换与存储、催化、吸附、分离、生物医药等领域.随着合成方法的进步,具有多... 详细信息

空腔材料包括中空、多孔、管状等材料.由于具有空腔结构、高孔隙率、结构化表面等多尺度纳米结构和组成,空腔材料可实现物质的高效负载和传递,被广泛用于能量转换与存储、催化、吸附、分离、生物医药等领域.随着合成方法的进步,具有多壳层、多腔体等独特复杂结构的空腔材料展示出更为丰富的功能和更加广阔的应用前景.实现功能导向空腔材料的设计、合成与过程的精准控制是突破现有材料的性能极限和功能制约的关键.

关键词：功能导向空腔结构生物医药高孔隙率结构化表面功能调控性能极限精准控制

“双碳”目标下基于合作博弈的日前电量组合优化探究

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中国科技期刊数据库工业A 2023年第5期 85-90页

作者：宋宇恒丁一华北电力大学北京102206

本项目立足于虚拟电厂内外功率均衡,从虚拟电厂内部各发电单元的功率出发,保证内部平稳运行的同时,和外部(电网)组合成合作博弈联盟,保证模型的营利性。首先,出于安全性与环境性,对虚拟电厂的三个构成要素进行研究,即发电端、负荷端以... 详细信息

本项目立足于虚拟电厂内外功率均衡,从虚拟电厂内部各发电单元的功率出发,保证内部平稳运行的同时,和外部(电网)组合成合作博弈联盟,保证模型的营利性。首先,出于安全性与环境性,对虚拟电厂的三个构成要素进行研究,即发电端、负荷端以及储能端。对于发电端,分别对虚拟电厂中发电端的各个发电单元进行分析,得出各个发电单元的发电成本以及出力水平。对于负荷端,利用北京市分时电价得出日前24小时各小时单人的用电量,将用电量拟合为负荷曲线,并根据用电高低峰将曲线划分为六个部分。对于储能端,出于经济性考虑,利用线性规划建模分析出虚拟电厂所用储能大小的合理范围。其次,结合本校的人数,得出分布式能源的发电量、储能以及购买电量的关系。最后,出于经济性,使用合作博弈的内容,研究单个虚拟电厂与配电网组成的联盟并讨论其稳固性,利用沙普利值计算两者的利益分配问题,为虚拟电厂的适用性提供了经济基础。

关键词：虚拟电厂双碳日前电量组合优化合作博弈

基于强化学习环境设计策略的电动汽车充电路径规划

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 184-196页

作者：宋宇航陈宇帆魏延岭高山东南大学自动化学院江苏省南京市210096 东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室江苏省南京市210096 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

针对电动汽车充电路径规划问题,提出了一种适用于强化学习的环境建模方法。该方法基于城市道路网格与充电站地理位置分布等现实情况,将电动汽车的基本行驶路径分为三段进行表达。在三段式表达方法的基础上,提出了状态空间、动作空间、... 详细信息

针对电动汽车充电路径规划问题,提出了一种适用于强化学习的环境建模方法。该方法基于城市道路网格与充电站地理位置分布等现实情况,将电动汽车的基本行驶路径分为三段进行表达。在三段式表达方法的基础上,提出了状态空间、动作空间、状态转移与奖励函数的设计方案,将充电路径规划建模为马尔可夫决策过程,并利用Q学习方法与深度Q网络(DQN)方法求解。实验结果表明,基于三段式表达法的强化学习环境设计方案具有可解性与可迁移性,考虑了电动汽车从道路驶向充电站过程中的降速转弯等现实场景,同时将充电动作简化为一种行驶方向选择,提升了基于Q学习与DQN的强化学习算法效率。

关键词：电动汽车充电路径规划强化学习深度Q网络环境建模三段式表达法

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基于信道建模的多层星地融合数据分配策略

通信学报 2024年

作者：宋宇杰曹越陈诺孙智立武汉大学国家网络安全学院萨里大学通信系统研究所

为了解决空天地一体化网络中面临的星地链路切换效率低、数据分配不均、数据传输中断率高等问题，针对多层卫星架构的星地融合数据传输场景，提出了一种基于信道建模的多层星地融合数据分配策略。该策略考虑星地距离、自由空间路径损失... 详细信息

为了解决空天地一体化网络中面临的星地链路切换效率低、数据分配不均、数据传输中断率高等问题，针对多层卫星架构的星地融合数据传输场景，提出了一种基于信道建模的多层星地融合数据分配策略。该策略考虑星地距离、自由空间路径损失、信道增益、剩余服务时间等因素，基于香农信道容量理论，构建信道模型感知的低地球轨道卫星服务能力量化模型，从而生成数据分配策略。考虑数据传输中断风险，依托数据交互历史信息，通过可靠性确认机制动态调整数据分配策略，以提升数据传输效率，实现中断避免的星地链路无缝切换。仿真结果表明，所提策略在投递率、平均投递时延与中断率方面均优于其他基准算法。

关键词：空天地一体化网络数据分配策略信道建模无缝切换

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农业产业组织对农户保护耕地质量行为的影响

河南农业大学学报 2024年

作者：宋宇谭天董勇张君慧河南农业大学经济与管理学院

【目的】从制度支持、工具支持和情感支持3个维度，探究农业产业组织如何影响农户保护耕地质量行为。【方法】基于河南省794份粮食种植户的微观调研数据，运用有序Probit模型，分析农业产业组织不同支持手段对农户保护耕地质量行为的影... 详细信息

【目的】从制度支持、工具支持和情感支持3个维度，探究农业产业组织如何影响农户保护耕地质量行为。【方法】基于河南省794份粮食种植户的微观调研数据，运用有序Probit模型，分析农业产业组织不同支持手段对农户保护耕地质量行为的影响，厘清这一过程中经济动机、生态动机和社会动机的中介作用。【结果】农业产业组织提供的组织支持措施对农户保护耕地质量行为具有显著的正向影响。从各维度的支持措施来看，工具支持的影响程度最高，情感支持次之，制度支持的影响程度最低。经济动机在制度支持与农户保护耕地质量行为之间起到中介作用，生态动机在工具支持与农户保护耕地质量行为之间起到中介作用，社会动机在情感支持与农户保护耕地质量行为之间起到中介作用。此外，紧密型产业组织比松散型组织对农户保护耕地质量行为影响更显著。【结论】加大农业产业组织的政策支持力度，增强农业产业组织的制度支持，规范农业产业组织的服务功能。

关键词：农业产业组织耕地质量保护有序Probit模型