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一种游动傅科机械编排的捷联惯性间接极区导航算法

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宇航学报 2024年第3期45卷 409-420页

作者：孙新雷尹浩凌富立王玲玲北京航空航天大学机械与控制工程国家级(虚拟仿真)实验教学中心北京100191 莫斯科罗蒙诺索夫国立大学力学数学系莫斯科119991

针对指北方位、游移方位等机械编排的惯性导航系统在极区附近出现计算溢出、导航误差发散、方向基准缺失等问题,本文提出了一种基于游动傅科机械力学编排的捷联惯性间接极区导航算法。首先,推导了传统坐标系和横向坐标系下的游动傅科机... 详细信息

针对指北方位、游移方位等机械编排的惯性导航系统在极区附近出现计算溢出、导航误差发散、方向基准缺失等问题,本文提出了一种基于游动傅科机械力学编排的捷联惯性间接极区导航算法。首先,推导了传统坐标系和横向坐标系下的游动傅科机械编排位置、速度和姿态转换关系,并设计了完整的捷联惯性极区导航流程。其次,在详细分析载体沿经线穿越极点时的导航解算性能基础上,提出了一种游动傅科机械编排的捷联惯性间接极区导航算法。实验结果表明,该算法能够实现传统导航与横向导航方式的平滑切换,并借助横向导航信息解决载体穿越极点时无法导航的难题。

关键词：极区导航惯性导航机械编排游动傅科系横向坐标系

不同人为干扰下喜马拉雅旱獭的逃跑行为及其季节性变化

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不同人为干扰下喜马拉雅旱獭的逃跑行为及其季节性变化

作者：雷洮中南林业科技大学

学位级别：硕士

野生动物在受到人为干扰后,多种行为特征包括逃跑行为会发生明显发生的变化。逃跑行为是指野生动物在遇到捕食者的威胁或其他一些危险情况时,通过快速逃离,从而避免自身受到伤害的行为。逃跑行为会因为受到多方面的影响而发生相应的变化... 详细信息

野生动物在受到人为干扰后,多种行为特征包括逃跑行为会发生明显发生的变化。逃跑行为是指野生动物在遇到捕食者的威胁或其他一些危险情况时,通过快速逃离,从而避免自身受到伤害的行为。逃跑行为会因为受到多方面的影响而发生相应的变化,如季节性变化的环境条件、捕食者种类、受到的干扰强度不同及逃跑路线坡度的影响等。喜马拉雅旱獭(Marmota himalayana)是一种主要分布在青藏高原的穴居性啮齿类动物,研究该物种的逃跑行为,可以深化对于长期生活在人类活动干扰下的野生动物的逃跑行为的认识。为了探究不同强度的人为干扰对喜马拉雅旱獭逃跑行为的影响及其季节性变化特征,本研究从2023年3月至2023年10月以生活在四川省阿坝州若尔盖县多玛村周边的四个野生喜马拉雅旱獭种群为对象,探究喜马拉雅旱獭的逃跑行为是否存在季节性变化,以及哪些潜在的因素可能会对喜马拉雅旱獭的逃跑行为造成影响。基于人类活动对各个种群的影响程度将生活在多玛村周边的喜马拉雅旱獭划分为四个不同种群后,通过记录并对比分析旱獭的逃跑行为中的三个相关的参数:警戒距离(alertdistance,AD)、逃跑起始距离(flight initiation distance,FID)和逃跑距离(distance fled,DF),在面对不同的刺激方式(单独人、单独狗以及人牵着狗)时的分化后我们发现:(1)生活在多玛村附近的野生喜马拉雅旱獭的逃跑行为存在明显的季节性变化:在活动期的不同时间段内,旱獭的AD和FID及DF存在显著性差异,总体表现为随着时间的推移,因为觅食和繁殖等生活需要,旱獭的AD、FID及DF会先增大,并在繁殖期结束后会达到顶峰,前两者随后会减小并基本保持不变,而DF会持续减小直到冬眠。(2)受不同强度人为干扰的喜马拉雅旱獭在面对相同的刺激干扰时会采取不同的逃跑策略,总体表现为随着不同区域干扰强度的降低,喜马拉雅旱獭的AD和FID会随之增大。且当捕食者的刺激越来越强烈时,旱獭越有可能会提前进行逃跑。(3)面对不同的捕食者威胁时,喜马拉雅旱獭同样会采取不同的逃跑策略:当面对人或人牵着狗作为刺激源的时候,旱獭的逃跑行为与所在生境受到的干扰强度有关。而面对狗单独这一捕食者时旱獭的逃跑行为没有显著性变化。(4)喜马拉雅旱獭的逃跑距离在与其逃跑前的状态(警戒、觅食、休息)有关,旱獭的DF在觅食状态时较警戒和休息状态时更大。本研究结果表明生活在多玛村附近的喜马拉雅旱獭在面对人为刺激源的干扰时,其逃跑行为存在季节性变化以利于它们存活率的提高。同时在长期受到不同强度的人为干扰后,生活在高干扰区域的个体对人类表现出的习惯化程度更高,它们通过提高对人类的耐受性,可以相对地提高觅食效率。

关键词：喜马拉雅旱獭逃跑行为季节性变化人为干扰

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论“交友式”拍摄方法中导演的双重身份

论“交友式”拍摄方法中导演的双重身份

作者：白彦雷河北大学

学位级别：硕士

纪录片之父弗拉哈迪导演的《北方的纳努克》是“交友式”拍摄方法的开端,这种拍摄方法意味着创作者和被摄者之间要建立“交友般”的拍摄关系,进而更好的呈现事件的真实和人物内心世界的真实,捕捉到更多精彩的真实的瞬间影像来保证纪录... 详细信息

纪录片之父弗拉哈迪导演的《北方的纳努克》是“交友式”拍摄方法的开端,这种拍摄方法意味着创作者和被摄者之间要建立“交友般”的拍摄关系,进而更好的呈现事件的真实和人物内心世界的真实,捕捉到更多精彩的真实的瞬间影像来保证纪录片的真实性,互动、旁观、介入、搬演等手段给采用“交友式”拍摄方法创作的纪录片增加了情节逻辑上的巨大可观性和影片艺术性。“交友式”拍摄方法自出现以来,就天然的与人类学“田野调查”的特征不谋而合,并且因为这种拍摄方法自身的种种优势而被创作者们广泛沿用、传承和发展,相关的理论研究成果也不断被丰富,这些优秀的片例和丰富的理论基础为笔者的研究带来了很大的便利。笔者将以前人相关文献成果为基础,用一些经典纪录片作为自己提出观点的案例佐证,并结合实践研究方法《飞翔吧!濮阳少年》毕业作品个人纪录片的创作对“交友式”纪录片拍摄方法进行相对系统的研究,并得出自己的研究结论。本研究旨在探讨“交友式”纪录手法导演在创作过程中所扮演的双重角色。第一部分,会探讨不同的纪录观念的产生的历史原因和背景,以及不同纪录观念指导下不同纪录方法对影片的影响,其中包括对导演的纪录立场和叙述姿态的影响,以及对影片纪录风格和纪录结果的影响,此外这部分还将“交友式”拍摄的纪录片的美学特征以及导演在采用这种拍摄手法创作时面临的身份切换和权衡问题。第二部分,笔者会重点研究交友式拍摄手法拍摄纪录片时导演和被摄对象如何构建“交友”关系,构建怎样的交友关系才能助益影片的创作,以及导演双重身份的价值与局限和纪录道德问题。第三部分,本文将结合一些案例和社会实践分析一些交友式拍摄手法的纪录技巧和方法,例如虚构、导演控制和自我反射等。最后,笔者将对前三部分的研究内容进行归纳,并得出研究结论。本研究通过对“交友式”纪录手法导演的双重身份进行深入剖析,目的是丰富“交友式”纪录片拍摄方法相关的理论内容,并对日后的创作带来积极的指导意义。

关键词： “交友式”纪录手法真实性原则虚构自我反射双重身份

“村改社”社区包容性协同共治问题研究 ——基于济南市小何社区的调研

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“村改社”社区包容性协同共治问题研究 ——基于济南市小何社区...

作者：李剑雷山东农业大学

学位级别：硕士

激光增材制造可摘局部义齿支架的工艺优化方法研究

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激光增材制造可摘局部义齿支架的工艺优化方法研究

作者：雷礼江西理工大学

学位级别：硕士

基于变权物元可拓的智能交通设施协同效能评估研究

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基于变权物元可拓的智能交通设施协同效能评估研究

作者：李开雷山东交通学院

学位级别：硕士

为了应对城市快速化和交通流量不断增长所带来的各种问题,各国政府高度重视交通设施的建设与发展,且随着科技的飞速发展,交通设施智能程度不断加深,虽然智能交通设施可以提高交通运营效率、减少交通拥堵和事故,为城市居民带来更便捷、... 详细信息

为了应对城市快速化和交通流量不断增长所带来的各种问题,各国政府高度重视交通设施的建设与发展,且随着科技的飞速发展,交通设施智能程度不断加深,虽然智能交通设施可以提高交通运营效率、减少交通拥堵和事故,为城市居民带来更便捷、更安全的出行体验,但是智能交通设施的建设和应用过程中,协同效能问题逐渐凸显,成为了制约智能交通设施发展的关键因素。而评估智能交通设施的协同效能,对于了解设施间的协同状况,找出优化举措,提升整体交通运行效率具有重要意义。本文根据相关研究设施的数据与实地调研,系统识别当前各类智能交通设施协同过程中的协同主体;采用社会网络分析技术(Social Network Analysis,SNA)构建智能交通设施功能、业务、信息和运维协同发展关系网络,通过问卷调查收集网络的关系强度数据,生成经十路设施关系网络图,识别设施关系网络的症结。针对智能交通设施的实际运行特点和存在的症结,确定影响其协同发展的功能协同、业务协同、信息协同和运维协同等发展要素。运用协同学和熵变理论,建立智能交通设施协同发展的系统模型,分析了智能交通设施在不同时期、受到不同外部影响因素作用下的自组织演化特征与趋势。以影响各类智能设施协同发展的协同要素为指导,构建智能交通设施协同评估指标理论框架;以问卷调查统计指标的重要程度为标准,初步确定智能交通设施协同效能评估指标体系;最后运用证据理论和探索性因子(Exploratory Factor Analysis,EFA)确定最终的协同效能评估指标体系。运用变权理论确定指标权重,避免常权法对整个交通设施协同系统效能的动态性和及时性反应不够;基于证据理论改进物元可拓模型,构建智能交通设施协同效能动态评估模型,应用于实例进行效能评估,提出优化措施。

关键词：智能交通设施智能交通系统物元可拓效能评估

巴托克管弦乐作品在电子管风琴上的改编与演奏探析 ——以《为弦乐、打击乐和钢片琴而作的音乐》第二乐章为例

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巴托克管弦乐作品在电子管风琴上的改编与演奏探析 ——以《为弦...

作者：雷舒越新疆艺术学院

学位级别：硕士

《为弦乐、打击乐和钢片琴而作的音乐》是巴托克一部代表性的管弦乐作品,展现出浓厚的民族性和时代感,反映了巴托克对独特乐器组合的热衷追求。文章首先对巴托克生平及其民族音乐背景、内涵,作品的曲式分析以及创作特征进行了研究;其次... 详细信息

《为弦乐、打击乐和钢片琴而作的音乐》是巴托克一部代表性的管弦乐作品,展现出浓厚的民族性和时代感,反映了巴托克对独特乐器组合的热衷追求。文章首先对巴托克生平及其民族音乐背景、内涵,作品的曲式分析以及创作特征进行了研究;其次对《为弦乐、打击乐和钢片琴而作的音乐》第二乐章电子管风琴改编版本的作者渡边睦树进行了介绍,并对该作品在电子管风琴上的改编技巧、曲式结构进行了探究;最后,文章以此曲为例,对这部作品第二乐章的管弦乐总谱和改编谱进行分析,从两者的曲式结构、声部、音色和演奏形式等方面进行对比,研究探索管弦乐作品在电子管风琴上的改编方法、演奏技巧以及音乐表现方式等。以期为电子管风琴演奏者提供一定的帮助,使此类优秀作品得到更为广泛的传播。

关键词：巴托克管弦乐作品电子管风琴改编演奏

面向农业机械自主作业的全覆盖路径规划方法研究

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面向农业机械自主作业的全覆盖路径规划方法研究

作者：张绍雷安徽建筑大学

学位级别：硕士

近些年来,随着AI的发展,无人收割机、无人插秧机、采摘机器人等智能化农业设备走进农业生产中,给农业劳作者带来了很多的便利。同时,随着“精准农业”的提出,智慧型农业机械自主作业开始逐渐代替传统的人力在农业上的生产。全覆盖路径... 详细信息

近些年来,随着AI的发展,无人收割机、无人插秧机、采摘机器人等智能化农业设备走进农业生产中,给农业劳作者带来了很多的便利。同时,随着“精准农业”的提出,智慧型农业机械自主作业开始逐渐代替传统的人力在农业上的生产。全覆盖路径规划技术作为农业机械自主作业的关键技术也越发显得重要。农业机械自主作业的全覆盖路径规划问题也是现阶段研究的重点。目前,对农业机械全覆盖路径规划的研究大部分以无下田点地块且农业机械起点位置和初始作业位置重合为主,无法很好地满足农业机械起点位置和初始作业位置不同的含下田点地块自主作业需求。为此,本文以带有下田点的地块为目标作业地块,为满足农业机械在下田点地块中按照规划出的路径轨迹进行自主作业,开展了含下田点地块全覆盖路径规划方法的设计与实现,主要内容如下:针对无障碍物地块,介绍不同全覆盖路径规划行走方式,分析了作业成本消耗的主要组成部分和最佳作业方向问题。介绍不同全覆盖行走方式的概念及优缺点,并采用往返式行走方式和向心式行走方式对目标作业地块进行全覆盖路径轨迹规划,其中针对下田点地块提出了农业机械的进入路径和退出路径规划方法。针对含障碍物地块,对目标作业地块利用栅格法进行地块环境建模形成栅格地图,利用目标作业地块的地块边界轮廓对栅格地图进行划分以限制农业机械的行走范围,提出了改进栅格法的地块环境建模;将栅格地图中的4个相邻的小栅格合并成一个大栅格并用节点进行表示形成图;对农业机械在栅格地图中可行走范围内的图使用Kruskal算法构建最小生成树,并利用生成树覆盖算法沿最小生成树规划全覆盖避障路径。最后,使用VScode、Intellij IDEA结合Leaflet框架中的Map类来设计和实现农业机械的全覆盖路径规划软件,并且模拟农业机械在规划出的往返式全覆盖路径轨迹、向心式全覆盖路径轨迹以及避障全覆盖路径轨迹上进行自主行驶。图[56]表[3]参[96]

关键词：下田点地块栅格法路径规划避障路径

基于滑模控制的激光雷达光束扫描扰动抑制方法研究

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基于滑模控制的激光雷达光束扫描扰动抑制方法研究

作者：雷珏西安工业大学

学位级别：硕士

激光光束扫描技术是一种对激光光束指向精确控制和定位的技术,按照不同的光束扫描方式激光雷达主要可以分为:机械旋转式激光雷达、固态激光雷达、混合固态激光雷达。机械旋转式激光雷达机械旋转部件易损坏、光路系统调试过程复杂,以光... 详细信息

激光光束扫描技术是一种对激光光束指向精确控制和定位的技术,按照不同的光束扫描方式激光雷达主要可以分为:机械旋转式激光雷达、固态激光雷达、混合固态激光雷达。机械旋转式激光雷达机械旋转部件易损坏、光路系统调试过程复杂,以光学相控阵技术为代表的固态激光雷达器件尚不成熟且控制电路复杂,基于MEMS扫描技术的混合固态激光雷达因其体积小、能耗低、成本低、灵活性高、易于集成化而成为新的研究热点。然而,MEMS激光雷达在光束扫描过程中,易受欠阻尼系统伴随残余振动和硅基扭转梁弹性形变引起的系统自身扰动以及MEMS微镜光束扫描平台载体振动的影响,导致MEMS微镜光束扫描系统的扫描精度降低。因此,本文开展了基于滑模控制的激光雷达光束扫描扰动抑制方法研究。论文工作主要内容如下:1)从静电式MEMS微镜的基本结构入手,探究MEMS微镜光束扫描过程工作机理,分析MEMS微镜光束扫描过程中的扰动影响因素,采用机理建模法对MEMS微镜光束扫描系统建模。进一步搭建MEMS微镜数据采集实验平台,获取MEMS微镜光束扫描系统的输入输出数据,并通过最小二乘拟合法辨识静电式MEMS微镜光束扫描系统的模型参数,从而获得MEMS微镜光束扫描系统的传递函数模型。2)在获得MEMS微镜光束扫描系统传递函数模型的基础上,围绕光束扫描扰动抑制方法展开研究。首先开展了基于传统PID和滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)的光束扫描扰动抑制方法研究,分析了PID光束扫描系统动态响应不足的问题,不能满足光束扫描系统的扫描精度要求;SMC光束扫描控制系统的动态响应特性相比于PID有所改善,但其存在“抖振”现象会导致光束扫描精度下降。针对PID光束扫描控制系统动态响应不足和SMC光束扫描控制系统的“抖振”问题,进一步开展基于Super-twisting滑模控制的光束扫描扰动抑制方法研究,Super-twisting算法对造成“抖振”的开关项进行积分处理,削弱了Super-twisting滑模控制器的“抖振”,采用Lyapunov方法对系统进行稳定性分析,并进行仿真验证。仿真结果验证了Super-twisting滑模光束扫描控制系统相较于PID光束扫描控制系统和SMC光束扫描控制系统,调节时间更短;同时Super-twisting滑模光束扫描控制系统相较于SMC光束扫描控制系统“抖振”现象明显削弱。但Super-twisting滑模光束扫描控制系统相较于SMC光束扫描控制系统,稳态误差增大。3)针对Super-twisting滑模光束扫描系统稳定精度下降的问题,提出了基于非线性扰动观测器的Super-twisting滑模光束扫描扰动抑制方法。从非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observe,NDOB)的基础理论入手,结合Super-twisting滑模控制器,设计了基于NDOB-Super-twisting滑模光束扫描控制系统,开展了基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的NDOB-Super-twisting滑模光束扫描控制系统参数整定,采用Lyapunov方法对NDOB-Super-twisting滑模控制系统进行稳定性分析,并进行了仿真验证。仿真结果表明:与Super-twisting滑模光束扫描系统相比,NDOB-Super-twisting滑模光束扫描系统的稳态误差更小,“抖振”更小,动态性能良好;同时在鲁棒性测试和扰动抑制能力测试方面,NDOB-Super-twisting滑模光束扫描控制系统均优于PID光束扫描控制系统、SMC光束扫描控制系统和Super-twisting滑模光束扫描控制系统。4)设计基于LabVIEW软件的光束扫描半实物仿真平台,将静电式MEMS微镜光束扫描系统作为被控对象,开展了PID光束扫描控制系统、SMC光束扫描控制系统、Super-twisting滑模光束扫描控制系统和NDOB-Super-twisting滑模光束扫描控制系统的半实物仿真研究。试验结果表明:相比于PID光束扫描控制系统,NDOB-Super-twisting滑模光束扫描控制系统的调节时间提升了59.7%,超调量降低了30.82%;在鲁棒性测试试验和扰动抑制能力测试试验中,NDOB-Super-twisting滑模光束扫描控制系统均优于PID光束扫描控制系统、SMC光束扫描控制系统和Super-twisting滑模光束扫描控制系统。

关键词： MEMS微镜光束扫描滑模控制 Super-twisting算法非线性干扰观测器扰动抑制