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基于集群系统状态的检查点技术的研究

基于集群系统状态的检查点技术的研究

作者：张华健哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着当今社会的发展,各种应用领域对计算能力的要求越来越高,集群作为一种有效可扩展的并行计算的形式得到了广泛的应用。很多集群系统被应用在国计民生的重要领域,集群的规模也在不断扩展。随着集群系统规模的扩展,其出现故障的几率也... 详细信息

随着当今社会的发展,各种应用领域对计算能力的要求越来越高,集群作为一种有效可扩展的并行计算的形式得到了广泛的应用。很多集群系统被应用在国计民生的重要领域,集群的规模也在不断扩展。随着集群系统规模的扩展,其出现故障的几率也成指数级增长,所以,集群系统的容错性能成了衡量集群性能的重要指标。检查点设置卷回恢复技术作为一种并行系统中有效的容错方式,在目前的集群系统中得到广泛的应用。本文系统地介绍了集群系统的概念及容错的相关技术,着重介绍了检查点设置卷回恢复技术。分析了当前国内外常见的减少检查点开销的方法。除了用户参与法和编译器辅助内存排除法是真正的减少了检查点的文件大小,从本质上减小了检查点需要保存的进程运行状态。其它方法都是在实际需要保存进程运行状态一定的情况下,从不同侧面减小需要保存的文件大小或者提高检查点和程序的并行性来减少检查点卷回恢复的开销。文章中提出了通过监控系统的当前状态来设置检查点的方法,即在系统状态小的时刻进行设置检查点操作,这样能从根本上减少检查点文件的大小,并克服了原有算法破坏检查点操作透明性的缺点,实验证明这种方法能有效减少检查点开销。文章详细地介绍了基于监控系统状态的设置检查点方法,以及在基于PVM和Linux的集群系统上的实现。由于用户进程在PVM上的运行特点,使得保存检查点工作分别要保存用户进程作为操作系统普通进程的状态和作为PVM任务的状态。系统中采用在设置检查点时刻先退出PVM,再重新加入PVM的方式实现检查点的保存。

关键词：集群容错检查点 PVM 监控

LED白光在二次配光设计中的颜色均匀性研究

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LED白光在二次配光设计中的颜色均匀性研究

作者：张华健复旦大学

学位级别：硕士

目前国内外LED白光的主流制作方式是混合LED芯片的蓝光及其激发荧光粉所得的黄绿光而成的白光。这种光源在经过光学器件的处理后,往往会出现蓝心黄斑、黄白条纹等现象。这与传统光源有很大的区别,所以利用LED光源制作灯具的时候需要特... 详细信息

目前国内外LED白光的主流制作方式是混合LED芯片的蓝光及其激发荧光粉所得的黄绿光而成的白光。这种光源在经过光学器件的处理后,往往会出现蓝心黄斑、黄白条纹等现象。这与传统光源有很大的区别,所以利用LED光源制作灯具的时候需要特别注意颜色均匀性问题。大多数情况下,利用光学软件可以设计灯具的各种不同的光学结构,也可以避免一些光学问题的出现。而目前业内利用光学软件模拟LED灯具的颜色均匀性问题尚存在一定技术难度。其关键之处在于LED光源模型的建立。在同一种光学器件下,不同的光源可以引起不同的光影效果。LED白光实际上不能作为一个整体处理,根据情况可以将其细分为蓝光和黄光两种不同的发光体。实践中光源模型的设计离不开大量实验测试数据的支持。本文通过参考大量文献根据前人的成果,将在理论上建立LED白光的二元模型,并在Lighttools软件里面建立此模型,通过严谨的测试收集各种数据以验证此模型。并进一步通过灯具光学结构设计验证了此模型的实用性。本文的积极意义在于研究LED白光光源的色度分布,和它在二次配光设计中产生的各种现象有助于我们选择合适的灯具结构,避免产生不理想的光分布。

关键词： LED 光源模型光学设计

硅酸盐水泥基秸秆复合材料的制备及其性能研究

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硅酸盐水泥基秸秆复合材料的制备及其性能研究

作者：张华健沈阳建筑大学

学位级别：硕士

我国是农业大国,每年产生的农业剩余物数量巨大,但利用率很低,多是作为饲料或就地焚烧,浪费资源且污染环境。如何充分利用农业剩余物,形成高附加值材料和产品,是目前亟待解决的问题。以农业剩余物秸秆为主要原材料制备硅酸盐水泥基秸秆... 详细信息

我国是农业大国,每年产生的农业剩余物数量巨大,但利用率很低,多是作为饲料或就地焚烧,浪费资源且污染环境。如何充分利用农业剩余物,形成高附加值材料和产品,是目前亟待解决的问题。以农业剩余物秸秆为主要原材料制备硅酸盐水泥基秸秆复合材料,可一定程度上解决农业剩余物秸秆利用率低的问题,同时可有效降低由焚烧秸秆所带来的一系列环境影响与社会影响,利废、环保,开发新材料,具有显著的环境和社会意义。本文首先测定了不同种类及形态秸秆纤维和水泥的堆积密度,用以计算试验各原材料的用量;继而研究了水灰比对硅酸盐水泥基秸秆复合材料的成型及力学性能的影响,以确定后期试验用水灰比;随后针对未经处理的秸秆纤维,从掺量、种类、形态等方面开展了对复合材料性能的影响研究。在上述研究的基础上,基于减少秸秆纤维内部缓凝物质对水泥基体的影响和增强其与水泥基体的界面结合的角度考虑,开展了秸秆纤维预处理研究。分别使用氢氧化钠、过氧化氢、硅酸钠、乙醇、聚乙烯醇和硅烷偶联剂对秸秆纤维进行预处理,并研究了不同溶液处理浓度及处理时间对复合材料性能的影响。在单一处理液处理的基础上,选择了两种改性机理不同的处理液氢氧化钠和硅烷偶联剂对秸秆纤维进行复合处理,并对复合处理后的秸秆纤维制备的复合材料性能和单一处理下制备的复合材料的性能进行对比分析。研究结果表明,以50%体积比的3-4cm玉米秸秆纤维制备硅酸盐水泥基秸秆复合材料,当水灰比为0.3时,试件几乎无法成型,当水灰比为0.5时,秸秆纤维出现明显上浮现象,当水灰比为0.4时,制备的硅酸盐水泥基秸秆复合材料物理力学性能理想;在同掺量同水灰比时,3-4cm的玉米秸秆纤维制备的复合材料抗折强度较2-3 cm的高,当水灰比为0.4,3-4cm的玉米秸秆纤维掺量为50%时,复合材料抗折强度最高为10.1MPa。2-3cm的玉米秸秆纤维制备的复合材料抗压强度较3-4cm的高,当水灰比为0.4,2-3cm的玉米秸秆纤维掺量为50%时,复合材料抗压强度最高为23.1MPa;在水灰比与秸秆形态相同时,秸秆纤维掺量为25%时,复合材料的抗压强度较高,最高为25.5MPa,掺量为50%时,复合材料的抗折强度较高,最高为9.4MPa;其他条件相同,水稻秸秆纤维制备的复合材料较玉米秸秆纤维制备的复合材料强度低。在秸秆纤维处理条件为6%氢氧化钠处理6h时,制备的复合材料抗折强度较高,最高为11.2MPa;在秸秆纤维处理条件为纯硅烷偶联剂喷洒处理时,制备的复合材料抗压强度较高,最高为31.1MPa;在秸秆纤维处理条件为7%氢氧化钠处理18h时,复合材料的吸水率较低,最低为3.33%;在秸秆纤维处理条件为1%硅酸钠处理10min时,复合材料的耐水软化系数较高,最高为0.96。选取处理条件为6%氢氧化钠处理6h和纯硅烷偶联剂喷洒共同处理秸秆纤维后制备的复合材料整体性能较单一处理效果均有改善。

关键词：普通硅酸盐水泥秸秆纤维表面改性抗压强度抗折强度吸水率耐水软化系数

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吊舱推进船舶航向航速联合控制

吊舱推进船舶航向航速联合控制

作者：张华健大连海事大学

学位级别：硕士

吊舱式推进装置(Podded Propulsor,POD)越来越广泛的应用于各种类型的船舶。POD推进器最主要的特点是其在提供推力的同时,也可以改变推力的方向,从而达到操舵的目的。航向的改变势必会影响航速,而航速反过来也会对航向的控制产生影响,... 详细信息

吊舱式推进装置(Podded Propulsor,POD)越来越广泛的应用于各种类型的船舶。POD推进器最主要的特点是其在提供推力的同时,也可以改变推力的方向,从而达到操舵的目的。航向的改变势必会影响航速,而航速反过来也会对航向的控制产生影响,所以对POD推进船舶航向航速联合控制的研究具有一定的理论研究和实际应用价值。本论文将在建立POD推进船舶运动数学模型的基础上,重点进行基于自抗扰控制框架的吊舱船舶航向航速联合控制。首先,根据分离型(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group,MMG)建模思想,分别考虑POD推进器产生的力和力矩、船舶流体动力和力矩、POD螺旋桨与船体以及周围流体之间的相互作用以及海风、海浪的干扰,建立了一个三自由度(纵荡、横荡、艏摇)的吊舱推进船舶运动数学模型。然后对所建立的POD船舶运动数学模型进行回转实验、Z形实验以及航速仿真,以验证模型的准确性,并在此基础上进行控制器的设计与仿真:(1)针对吊舱推进船舶运动系统具有强耦合、不确定性等特点,并考虑外界环境扰动对吊舱推进船舶运动的影响,设计了基于线性自抗扰控制算法(Line Active Disturbance Rejection Control,LADRC)的POD推进船舶航向航速联合控制器。首先构建了不需要被控对象具体动态信息的线性扩张状态观测器(Linear Extended state observer,LESO),对吊舱推进船舶航向航速联合控制系统中的内部模型不确定性、未建模动态以及外部环境扰动构成的总扰动进行实时估计,然后根据线性状态误差反馈律设计了线性自抗扰控制律。仿真结果表明:在POD推进船舶航向航速联合控制系统中,此控制方法可以使得POD推进船舶到达期望航向的时间要比单独航向控制迅速,且减小了航向的超调,在一定程度上补偿了航速的下降,整体上提高了吊舱推进船舶的操纵性能。(2)针对吊舱推进船舶运动系统内部动态完全未知、参数摄动问题,将广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)引入到自抗扰控制方法中,设计了广义预测自抗扰控制器。首先利用线性扩张状态观测器估计并补偿吊舱推进船舶航向航速联合控制系统中的内部模型不确定性、未建模动态以及外部环境扰动,利用LESO的动态补偿线性化将原始的非线性对象强制转化为积分器串联形式,然后利用广义预测控制方法针对处理后的系统设计虚拟控制律,控制律中的优化控制目标是随时间推移而变化,使用当前时刻的局部优化目标代替线性自抗扰控制方法中不变的全局优化目标,进而求出广义预测自抗扰控制算法的最优控制律。仿真结果表明:在POD推进船舶航向航速联合控制系统中,此控制方法可以使得航向和航速相较于LADRC更为快速的到达期望目标,提高了系统的快速性,且在高海况下到达期望目标后更加平稳,具有一定的抗扰能力与鲁棒性。(3)针对吊舱推进船舶运动系统内部动态完全未知、参数摄动问题,同时考虑在实际的船舶工程中因条件限制不能满足ESO实时估计扰动的带宽问题,设计了双ESO扰动估计模型广义预测控制器。通过ESO估计扰动的原理,构建了双ESO的扰动估计模型,实时估计吊舱推进船舶航向航速联合控制系统中的内部模型不确定性、未建模动态以及外部环境扰动,并利用GPC最优控制律对“总扰动”进行抵偿。通过对一个二阶系统和吊舱推进船舶航向航速联合控制系统的仿真结果表明:基于双ESO的扰动估计模型可以在一定程度上提高扰动估计的精度,并在吊舱推进船舶航向航速联合控制系统中,此控制方法在高海况下可以保证航向与航速渐进跟踪期望目标,在具有一定抗扰能力和鲁棒性的同时具有一定的工程应用价值。

关键词： POD推进器航向航速联合控制系统自抗扰控制广义预测自抗扰控制线性扩张状态观测器

基于ROS的模块化四轮独立驱动与转向移动机器人设计

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基于ROS的模块化四轮独立驱动与转向移动机器人设计

作者：张华健合肥工业大学

学位级别：硕士

考虑到移动机器人能够具有在空间狭窄的场合灵活地自由运动和移植复用的能力,本文所研究的移动机器人在传统的轮式移动机器人的基础上,采用模块化思想,结合重配置移动机器人的设计方法,设计出四轮独立驱动和转向的移动平台,并从机械系... 详细信息

考虑到移动机器人能够具有在空间狭窄的场合灵活地自由运动和移植复用的能力,本文所研究的移动机器人在传统的轮式移动机器人的基础上,采用模块化思想,结合重配置移动机器人的设计方法,设计出四轮独立驱动和转向的移动平台,并从机械系统和控制系统来介绍移动机器人。设计一个可独立驱动、独立转向的模块化车轮,并搭建一个四轮的全方位移动机器人平台。利用模块化设计思想,每个车轮采用一个控制器控制,使每个车轮可独立的驱动和转向,提高了该移动平台的移植性和复用率。结合搭建的移动机器人,进行运动学建模,计算出在典型模式下移动各轮的转速之间关系和转向角之间关系,并描述移动机器人在世界坐标系下的位姿状态。为满足不同功能要求,从软、硬件两个角度分析控制系统。控制系统硬件设计采用模块化设计方法,分成控制器、电机控制、超声波和防碰撞、视觉传感器和通信共五个模块。结合机器人操作系统(ROS)的分布式、松耦合的特点,在Linux环境下,采用ROS作为软件框架,进行控制系统软件设计,并设计一个人机交互界面。最后,结合视觉SLAM和ROS实现同时定位与地图构建。利用四轮独立驱动与转向移动机器人进行实验研究,并通过实验验证移动机器人机械结构和控制系统设计的可行性。

关键词：独立驱动与转向移动机器人 ROS 模块化全向移动

中等幼儿师范学校教育实习管理研究——基于安徽A学校“名园长培养工程”研究

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中等幼儿师范学校教育实习管理研究——基于安徽A学校“名园长培...

作者：张华健西南大学

学位级别：硕士

中等幼儿师范学校教育实习质量关系着幼儿教师队伍以及幼儿教育事业的发展,其关键影响因素——管理,也在国家政策要求、社会发展需求和学前教育专业发展的新形势下,逐渐向制度化、规范化、科化学的方向转变。但实习本身又是一个复杂的系... 详细信息

中等幼儿师范学校教育实习质量关系着幼儿教师队伍以及幼儿教育事业的发展,其关键影响因素——管理,也在国家政策要求、社会发展需求和学前教育专业发展的新形势下,逐渐向制度化、规范化、科化学的方向转变。但实习本身又是一个复杂的系统,任何一个管理环节的失误都可能会牵一发而动全身,让实习效果大打折扣,在诸多因素的影响和限制下,师范学校教育实习存在的问题,管理水平普遍有待提高。本研究以安徽A学校为例,主要通过实物分析法和调查研究法研究其特色项目——“名园长培养工程”教育实习管理的现状,从管理的各环节:考核选拔、基地保障、过程运营、就业服务以及评价反思等方面出发,总结安徽A学校在该教育实习项目管理中的优秀经验,并深入分析其存在的问题,提出相应的优化策略。旨在优化该学校教育实习管理,并为其他幼儿师范学校教育实习管理改革提供经验参考。调查结果显示,安徽A学校“名园长培养工程”教育实习管理在以下三方面有值得借鉴和推广的地方:一,优质实习生源的提供。“名园长培养工程”通过层层考试选拔出优秀学生作为重点培养对象,实现生源数量和质量上的严格把控;二,基地与第三方委托管理模式的选择,三方各司其职,分工明确,相互配合,充分保证实习的高效运转;三,趋向完善的就业管理服务体系,提供多元化就业渠道,特别是实现实习与就业一体化。同时,安徽A学校“名园长培养工程”管理也存在学校实习保障管理不到位、幼儿园管理力度不足、实习监管机制不健全、“校、园”合作不深入、评价观念陈旧、学生缺乏自主性等问题,尤其是实习保障管理和过程管理是问题比较集中的地方。本研究从学校、幼儿园、“校、园”双方和学生四个角度提出改进对策:学校从强化基地质量保障、健全监督监管机制、完善教育实习评价机制和重视学生主体地位四方面来健全教育实习组织管理;幼儿园要树立校园合作共赢意识,加强实习指导与管理。重点在于科学安排学生实习内容和强化实习指导老师管理;“校、园”合力建立长效合作机制;学生加强自我管理,促进自身专业素质发展。笔者通过提出优化策略,希冀帮助安徽A学校在“名园长培养工程”的管理上取得更高的实习效果,牢固学校幼儿教师培养的实践基础。本选题以中等幼儿师范学校的教育实习管理为研究对象,所分析的问题在我国师范生教育实习管理中有一定的代表性,所提出的问题及优化策略有一定的普适性,对其他学校教育实习管理的改进起到推动作用。

关键词：中等幼儿师范学校教育实习教育实习管理

基于局部紧耦合结构的模块性优化社区检测方法

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东南大学学报（自然科学版） 2014年第3期44卷 504-509页

作者：张华健王有权伍之昂孙知信南京邮电大学物联网学院南京210003 南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094 南京财经大学江苏省电子商务重点实验室南京210003

利用局部紧耦合结构提升社区检测的模块性优化质量.首先,定义了4类边缘紧耦合结构,并提出了一种具有线性复杂度的边缘紧耦合结构挖掘算法.其次,分别选择k-clique,k-clan,k-plex结构作为核心紧耦合结构,并以长结构优先和短结构优先2种策... 详细信息

利用局部紧耦合结构提升社区检测的模块性优化质量.首先,定义了4类边缘紧耦合结构,并提出了一种具有线性复杂度的边缘紧耦合结构挖掘算法.其次,分别选择k-clique,k-clan,k-plex结构作为核心紧耦合结构,并以长结构优先和短结构优先2种策略将边缘与核心紧耦合结构合并.然后,将合并后的局部紧耦合结构融入模块性优化过程,提出了一种NFN算法.该算法将每个局部紧耦合结构初始化为独立社区,不断凝聚模块性增量最大的2个社区,直至找到预定义数量的社区.6个真实数据集上针对外部指标和内部指标的实验结果均表明,相比于传统的FN算法,NFN算法能发现更高质量的社区.在参数设置方面,长结构优先策略优于短结构优先策略,且采用k-clique结构作为核心紧耦合结构优于采用其他结构.因此,长结构优先策略结合k-clique成为NFN算法的最佳参数组合.

关键词：社区检测模块性 FN算法社会网络紧耦合结构

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激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响

表面技术 2018年第12期47卷 127-133页

作者：张华健孙中刚李峰常辉邢飞南京工业大学材料科学与工程学院新材料研究院南京210009 辽宁增材制造产业技术研究院有限公司沈阳110021 沈阳中科煜宸科技有限公司沈阳110021

目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究... 详细信息

目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机,研究了涂层的力学性能。结果获得的涂层致密,没有裂纹和气孔等缺陷,涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合,涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体(γ-Fe)、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1,比基材硬度(182HV1)提升了3倍多。随着WC含量的增加,涂层的磨损量显著下降。结论基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶,涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织,涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC,涂层的显微硬度提高不明显,但WC周围的组织细化,显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损;3%WC的涂层磨损较轻,磨损仍以粘着磨损为主;5%WC的耐磨层磨损最轻,磨损机理为磨粒磨损,WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。

关键词：激光熔覆铁基合金显微组织显微硬度耐磨性 WC含量

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Anycast通信模型的研究

计算机应用与软件 2004年第3期21卷 105-107页

作者：张华健唐家益南京邮电学院计算机科学与技术系南京210003

作者提出了对应用层地址进行分层的方法以及对各层地址进行分配的算法 ,建立了以管理者模块为基础的通信模型 ,从而解决了Anycast的规模性问题。

关键词：域名服务器 Anycast通信模型 IP地址网络地址计算机网络