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结构测量矩阵的构造和矩阵补全方法研究

结构测量矩阵的构造和矩阵补全方法研究

作者：张国军北方民族大学

学位级别：硕士

随着数字技术的快速发展,海量数据带来的传输、存储和处理挑战成为人们亟待解决的问题.压缩感知和低秩矩阵恢复作为全新的高维数据处理方法,具有重要的应用价值.作为压缩感知中测量矩阵的主要构造方法之一,结构测量矩阵的设计是目前的难... 详细信息

随着数字技术的快速发展,海量数据带来的传输、存储和处理挑战成为人们亟待解决的问题.压缩感知和低秩矩阵恢复作为全新的高维数据处理方法,具有重要的应用价值.作为压缩感知中测量矩阵的主要构造方法之一,结构测量矩阵的设计是目前的难点.另外在实际采样中,测量矩阵的相干性往往较强.因而构造一种采样效率高、重构效果好且相干性较强的结构测量矩阵具有重要的理论价值.作为恢复缺失数据矩阵的矩阵补全方法,相比较标准的凸松弛方法,文献表明非凸近似具有更好的矩阵恢复性能,并且这些数据经常面临噪声污染等问题.因而建立非凸以及测量带噪声的矩阵补全方法具有重要实际意义.基于此,本文主要研究结构测量矩阵构造和非凸以及鲁棒矩阵补全方法,主要工作如下:针对测量矩阵构造,本文构造了一种基于确定性傅里叶矩阵和Gram矩阵的结构测量矩阵.该矩阵在强相干性下表现出良好的重构性能,极大地改进了确定性傅里叶矩阵的维度,降低了矩阵的存储空间.通过使用Katz的特征和,本文也给出了该测量矩阵相干性的理论上界.实验结果表明,本文构造的测量矩阵在信号重构性能上优于部分傅里叶矩阵和高斯随机矩阵,在高维稀疏信号处理中具有重要应用价值.针对矩阵补全问题,本文分别提出了基于Schatten-p拟范数最小化的矩阵补全方法和基于Schatten-p拟范数和l1-范数最小化的鲁棒矩阵补全方法,设计了两种有效算法并给出了相应算法的收敛性分析.最后,本文对合成数据和现实世界的受污染图像和带噪图像的修复进行了大量的实验.实验结果表明本文提出的方法可以提高矩阵的恢复效率和质量,并且可以更有效的去除噪声.针对高采样意义下的鲁棒矩阵补全问题,本文进一步提出了基于截断核范数和l1-范数最小化的鲁棒矩阵补全方法,并设计了有效算法.实验结果表明,在高采样意义下,相比基于Schatten-p拟范数和l1-范数最小化的鲁棒矩阵补全方法,该方法可以实现更高质量的的矩阵恢复和图像去噪效果.

关键词：压缩感知矩阵补全测量矩阵 Schatten-p拟范数图像修复

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永磁同步电机无电机参数模型预测控制

永磁同步电机无电机参数模型预测控制

作者：张国富北方工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)以其高效率和低损耗的特性成为许多高科技产业的支柱,在工业生产和交通等多个领域得到了广泛应用,代表了21世纪电机技术的前沿发展方向。近年来,随着电力电子技术和数字信号处理... 详细信息

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)以其高效率和低损耗的特性成为许多高科技产业的支柱,在工业生产和交通等多个领域得到了广泛应用,代表了21世纪电机技术的前沿发展方向。近年来,随着电力电子技术和数字信号处理器的不断发展,模型预测控制(Model predictive control,MPC)作为一种先进的控制策略,因其易于实施、闭环性能卓越以及能够有效处理非线性系统等优点而受到学者们的青睐,也在实际工程中得到了大量的应用。对于应用于PMSM的模型预测电流控制(Model predictive current control,MPCC)方法,预测模型中的电机参数不准确可能对控制性能产生有害影响,导致电机输出性能下降或出现其他问题。本文首先介绍了应用于PMSM的传统的MPCC方法,并分析了参数不匹配对MPCC方法产生的影响。为了降低该方法对电机参数的依赖性,本文在传统的单矢量MPCC基础上,从两个方面进行了研究:第一方面,在单矢量MPCC的基础上,本文设计了一种基于贝叶斯推断的无电机参数模型预测电流控制(Bayesian inference-based model predictive current control without motor parameter,BI-MPCC)策略,旨在降低预测模型对参数的依赖性。在一个控制周期内的每次迭代过程中,利用电感候选样本值和磁链候选样本值以及当前周期的采样电流,建立似然函数,通过贝叶斯推断求出电感候选样本值与磁链候选样本值的后验概率,随后,通过梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法(Metropolis-Hastings,MH算法)选择出当前周期最优的电感与磁链值,并将其更新到电流预测模型中。针对于BI-MPCC方法结构复杂的问题,本文设计一种基于贝叶斯推断的增量式模型预测电流控制该控制(Bayesian inference-based incremental model predictive current control,BI-IMPCC)方法,引入了增量式的思想,消除q轴预测模型中的磁链参数,降低了程序的复杂程度,在提取电感参数的过程中,同时考虑到了两轴的电流差值。这两种策略中的预测模型不包含电机参数,因此不受电机参数失配的影响,最终,通过实验证实了这两种控制策略的有效性。第二方面,针对于贝叶斯推断方法使系统的计算负担重的问题,本文设计了一种改进的无电机参数模型预测电流控制(Motor parameter-independent improved model predictive current control method,I-MPCC)方法,在降低计算量的同时,准确提取出电机参数。该控制策略通过当前时刻预测电流与采样电流之间的差值构建出不包含电机参数的数学模型,通过直接计算的方式,提取d轴电感参数、q轴的电感参数与磁链参数,最后将提取出的两轴电感参数与磁链参数代入到电流预测模型中,替代模型中原有的不准确电机参数,从而构建新的预测模型。经过实验证明,所构建的预测模型在不使用电机参数的前提下表现出良好的控制性能。

关键词：永磁同步电机模型预测电流控制无电机参数预测模型直接计算法贝叶斯推断增量式

黄精黄酒酿造工艺及其对小鼠高脂血症改善作用研究

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黄精黄酒酿造工艺及其对小鼠高脂血症改善作用研究

作者：张国泰陕西理工大学

学位级别：硕士

“健康中国2030”规划纲要指出推进健康中国建设是全面建成小康社会、基本实现社会主义现代化的重要基础。城市化及工业化高速发展背景下的快节奏工作生活方式及不良的饮食习惯,导致我国高血脂症等慢性疾病日益高发,这给“健康中国2030... 详细信息

“健康中国2030”规划纲要指出推进健康中国建设是全面建成小康社会、基本实现社会主义现代化的重要基础。城市化及工业化高速发展背景下的快节奏工作生活方式及不良的饮食习惯,导致我国高血脂症等慢性疾病日益高发,这给“健康中国2030”的落实带来了新的挑战。因此,以药食同源物品对高脂血症进行改善的相关研究逐渐成为研究热点。黄精(Polygonatum sibiricum,PS)作为传统药食同源物品,《神农本草经》记载了其诸多功效。现代研究表明,黄精富含黄精多糖、皂苷及酚类等活性因子,具有降血脂、抗疲劳及抗氧化的功能活性,但其相关产品的开发处于起步阶段,深加工程度不足。黄酒作为我国特有的酒种,其酿造原料的多样性及独特的酿造方式为功能性黄酒的开发提供了最佳载体。此背景下,本课题在传统麦曲制作的过程中添加不同比例的PS,探究PS添加对麦曲微生物菌群结构、功能基因及其酿造黄酒风味的影响,在此基础上酿造黄精黄酒(Polygonatum sibiricum Huangjiu,PSHJ),并对PSHJ的酿造工艺进行优化。通过建立小鼠高脂血模型评估PSHJ对小鼠高脂血症的改善作用,并利用广泛靶向脂质组学结合微生物组学探究其对高脂血症小鼠肠道菌群及脂质组代谢的影响,初步分析PSHJ对小鼠高脂血症改善的作用机制,主要工作如下:(1)以普通麦曲(PTMQ)为对照组,添加2.5、5%PS制作的麦曲(HJ100、HJ200)为实验组,使用宏基因组学技术对其微生物菌群及其功能基因进行注释,探究不同比例PS添加对麦曲微生物群落结构及功能基因的影响。结果表明不同比例PS添加对麦曲的微生物多样性及功能基因有重要影响,添加2.5%的PS对麦曲微生物多样性及功能基因的提升最为显著,且未影响麦曲的发酵性能。其中HJ100的物种多样性及均匀度均高于HJ200及PTMQ,其优势种为Paecilomyces varioti、Rasamsonia emersonii、Limosilactobacillus pontis、Pantoea agglomerans、Rhizopus microsporus及Puccinia striiformis,HJ200麦曲与PTMQ的优势种均为Paecilomyces varioti和Rasamsonia emersonii;此外,HJ100的功能基因比HJ200及PTMQ展现出更高的均匀度,碳水化合物代谢、蛋白质和氨基酸代谢是其优势功能基因,该基因与黄酒的品质直接相关;酿造实验表明,HJ100优于HJ200及PTMQ。(2)以PTMQ及其酿造黄酒(PTMQ-HJ)为对照,利用气相色谱-离子迁移谱(Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometry,GC-IMS)对HJ100\HJ200及其酿造黄酒中的挥发性化合物进行定性分析,探究不同比例PS添加对麦曲及其酿造黄酒风味的影响,并研究风味化合物与微生物的相关性。结果表明PS添加对麦曲及其酿造黄酒的风味有重要影响,不同麦曲及其酿造黄酒风味的组间差异显著,PS通过促进麦曲中Puccinia、Pantoea及Klebsiella等优势微生物的生长繁殖间接提高麦曲及其酿造黄酒中的醇类、醛类等风味物质的丰度。不同麦曲中共定性出10类46个风味化合物,主要为醇类(26%)、醛类(22%)及酯类(20%);与PTMQ相比,HJ100和HJ200中醇类、醛类的丰度占比得到提升,它们差异倍数较大的风味化合物主要为2-Butanol、(E)-2-Hexenal、1-hexanal、3-Methylbutyl-2-methylbutanoate、methyl-2-furoate、2-Butanone以及大部分酮类物质。不同黄酒中共定性出9类37个风味化合物,主要为酯类(36%)、醇类(28%)及醛类(11%);与PTMQ-HJ相比,HJ100-HJ和HJ200-HJ中醇类及醛类的丰度占比升高,差异倍数较大的风味化合物包括Butanoicacid 3-methyl ethyl ester、Ethyl 2-methylpropanoate、α-pinene等;差异风味化合物的风味特征与果香味、甜味及酒味有关;(3)以酒精度及多糖含量为指标,通过单因素和响应面实验优化PSHJ的酿造工艺。结果表明酵母添加量、酒曲添加量、初始发酵温度及前酵时间对PSHJ的酒精度及多糖含量均有显著影响。最佳酿造工艺为酵母添加量0.2%,酒曲添加量8%,初始发酵温度20℃,前酵时间7 d。该条件下酿造的PSHJ的酒精度为21.65%vol,多糖含量为14.04 g/L,与模型的预测值较为接近。同时各项指标符合GB/T 13662-2018中优级半干型黄酒的要求。(4)建立小鼠高脂血模型,Mol为阳性对照组,以Con为空白对照组。PTHJ组给予普通黄酒,模型组(Low、Mid、High)给予相

关键词：黄酒黄精风味分析酿造工艺高脂血症微生物组学脂质组学肠道菌群

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变电站环境下巡检机器人路径规划研究

变电站环境下巡检机器人路径规划研究

作者：张国靖曲阜师范大学

学位级别：硕士

In2O3基光热催化CO2制甲醇及光催化反应器的结构优化

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In2O3基光热催化CO2制甲醇及光催化反应器的结构优化

作者：张国林盐城工学院

学位级别：硕士

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产业集聚、人口集聚与环境污染的关系研究

产业集聚、人口集聚与环境污染的关系研究

作者：张国荣山东财经大学

学位级别：硕士

良好的生态环境是实现民族永续发展的内在要求,习总书记在二十大报告中指出,推进建设美丽中国,要坚持统筹产业结构调整、污染治理,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约和绿色低碳发展。产业集聚和人口集聚作为全球... 详细信息

良好的生态环境是实现民族永续发展的内在要求,习总书记在二十大报告中指出,推进建设美丽中国,要坚持统筹产业结构调整、污染治理,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约和绿色低碳发展。产业集聚和人口集聚作为全球化和城市化快速发展的结果,其在推动地区经济社会发展的同时,对环境也产生不确定的外部性影响,而环境污染又在一定程度上影响着当地的产业和人口集聚。在此背景下,本文利用2010-2021年中国30个省市自治区的产业集聚、人口集聚和环境污染数据,考察了集聚与污染间的动态互动关系以及集聚所带来的环境效应。首先,本文梳理总结了产业集聚、人口集聚和环境污染的相关文献和理论,分析了三者间的影响机理,构建本文的研究框架。其次,考虑到第二产业的突出代表作用,采用区位熵和人口集聚度分别测算了我国各地第二产业集聚和人口集聚水平,并对其时空演化特征进行了描述性统计分析。接着,从动态视角出发,运用PVAR模型进行实证研究,采用Granger因果关系检验、GMM估计、脉冲响应分析和方差分解等方法系统考察了第二产业集聚、人口集聚与环境污染的互动关系,并进行了行业和区域异质性探讨。最后,利用面板数据模型进一步检验了产业集聚和人口集聚对环境污染的影响效应。研究结果表明:(1)我国第二产业集聚水平较高,且呈现中部和东北地区持续高位,东部和西部地区有增长但相对落后的态势;人口集聚主要集中在东部和中部地区,西部和东北地区存在明显的人口流失。(2)产业集聚和人口集聚均具有较强的惯性效应,而环境污染的惯性效应较弱;产业集聚与环境污染之间存在显著双向因果关系,而人口集聚是环境污染的单向格兰杰原因,人口集聚加剧了环境污染。此外,环境污染受产业集聚的影响大于人口集聚对其所带来的影响。另外,产业集聚与人口集聚间也具有较强动态交互作用,存在显著双向因果关系。在细分行业的讨论中,工业集聚对人口集聚产生负向影响,建筑业集聚对人口集聚产生正向影响,而人口集聚对工业集聚和建筑业集聚的影响均为负向影响。在分区域的讨论中,东部地区的产业集聚对人口集聚产生正向影响,而中西部地区的产业集聚对人口集聚的促进作用不明显,反而表现出抑制作用;东部和中部地区环境污染受人口集聚的影响大于其受产业集聚的影响,而西部地区环境污染受产业集聚的影响大于其受人口集聚的影响。(3)第二产业集聚与环境污染存在倒U型的非线性关系,而人口集聚与环境污染存在正U型的非线性关系。最后,结合我国实际,对如何更好协调发展、实现可持续发展提出相应建议。

关键词：环境污染产业集聚人口集聚 PVAR模型动态交互分析

青神竹编艺术在主题酒店空间设计中的应用研究

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青神竹编艺术在主题酒店空间设计中的应用研究

作者：张国旭成都大学

学位级别：硕士

国家相继出台政策鼓励传统文化元素应用于城乡建设中,提升民族文化自信。青神竹编艺术是四川地区的重要非物质文化遗产,是青神县最具代表性的地域文化之一,竹编优美的造型和易塑性强的优点也受到越来越多设计师与研究者的关注,在空间设... 详细信息

国家相继出台政策鼓励传统文化元素应用于城乡建设中,提升民族文化自信。青神竹编艺术是四川地区的重要非物质文化遗产,是青神县最具代表性的地域文化之一,竹编优美的造型和易塑性强的优点也受到越来越多设计师与研究者的关注,在空间设计中运用竹编艺术,是在设计中运用元素表达竹编的特性与特征。本文着力于探索青神竹编在当下环境设计中的应用方式。本文从研究青神竹编工艺入手,将竹编艺术与主题酒店设计理念相结合,凸显青神竹编艺术的地域文化特征。主要通过文献归纳法、案例分析法、实证研究法、问卷调查法进行综合研究。通过文献阅读和资料搜索对青神竹编进行梳理和分类,重点对编织纹理、立体造型进行详细的研究,总结其艺术特征,选取提炼可应用于空间设计的装饰纹样和竹编艺术造型。本研究深入探讨了传统竹编艺术应用于主题酒店室内空间的设计目标、设计原则,着重运用设计方法对竹编艺术应用于室内空间设计进行深入研究与实践验证。最后以青神县“竹林居适”酒店室内设计方案为例,以理论结合实践的方式完成论证,以青神竹编为主题,从主题选取、元素提取、空间布局及陈设、景观装饰等结合场地空间进行设计。本文将研究成果应用于青神县“竹林居适”酒店中。随着大众审美需求的变化及时代的进步,青神竹编应用于主题酒店空间设计中的方法及思路及在其他场景的多层次应用仍需不断探讨,呈现给消费者的方式在未来还值得深入研究。

关键词：青神竹编艺术主题酒店设计地域文化应用研究

放牧强度对荒漠草原土壤微生物群落特征的影响

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水土保持学报 2024年第3期38卷 306-313页

作者：张蒙蒙徐国策张铁钢方康拓梦瑶万顺王斌西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站呼和浩特010020

[目的]研究土壤微生物群落对放牧强度变化的响应机理,为荒漠草原生态保护和修复提供科学的理论和技术支撑。[方法]以内蒙古荒漠草原为研究对象,研究不同放牧强度(未放牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)对不同深度(0—20,20—40 cm)土... 详细信息

[目的]研究土壤微生物群落对放牧强度变化的响应机理,为荒漠草原生态保护和修复提供科学的理论和技术支撑。[方法]以内蒙古荒漠草原为研究对象,研究不同放牧强度(未放牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)对不同深度(0—20,20—40 cm)土壤理化性质和土壤微生物群落组成及多样性的影响,分析土壤理化性质与土壤微生物群落间的交互作用。[结果]相比于未放牧,中度放牧显著降低0—20 cm土层土壤全氮(TN)和土壤有机碳(TOC)(p0.05)。此外,放牧降低0—20 cm土层土壤中细菌群落的丰度和多样性,增加20—40 cm土层土壤细菌中群落的丰度与多样性。轻度和中度放牧条件下,0—20 cm土层土壤真菌群落的丰度与多样性均有所增加,放牧对20—40 cm土层土壤真菌群落的丰度与多样性无显著影响(p>0.05)。[结论]Mantel分析表明,荒漠草原土壤全氮是影响草原土壤细菌丰度随放牧强度变化的主要因素。研究成果对揭示土壤微生物在荒漠草原生态系统中的生态敏感性与实现荒漠草原的可持续管理具有一定科学指导意义。

关键词：荒漠草原放牧强度土壤微生物土壤理化性质

甲酸/甲酸钠还原体系对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液再生的影响

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低碳化学与化工 2024年第2期49卷 74-79页

作者：邓军张国孟长沙华时捷环保科技发展股份有限公司湖南长沙410000 上海亨远船舶设备有限公司上海201709

在络合脱硝反应中,Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液的还原再生是应用难点之一,而甲酸/甲酸钠体系在钯炭(Pd/AC)催化剂作用下对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液具有较好的还原性。以此为基础,采用控制变量法,分别考察了超声功率、甲酸添加量、甲酸钠添加量和P... 详细信息

在络合脱硝反应中,Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液的还原再生是应用难点之一,而甲酸/甲酸钠体系在钯炭(Pd/AC)催化剂作用下对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液具有较好的还原性。以此为基础,采用控制变量法,分别考察了超声功率、甲酸添加量、甲酸钠添加量和Pd/AC催化剂添加量对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液(脱硝效率为80%)还原再生效果的影响。结果表明,在不开启超声、Pd/AC催化剂作用下,甲酸/甲酸钠还原体系能够有效地还原Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液中的NO,实现络合脱硝液的还原再生。当甲酸钠添加量为10.00 g/L,甲酸添加量为2.10 g/L,Pd/AC催化剂添加量为3.00 g/L时,得到的再生络合脱硝液在50℃下的脱硝性能最好(在60 min内脱硝效率达97%以上,在90 min内脱硝效率达80%以上)。继续进行多次络合脱硝-还原再生的连续实验,整个体系仍具备较好的脱硝性能(第6次切换时,持续吸收70~80 min的脱硝效率为85%左右)。该研究结果可为络合脱硝连续化的中试试验以及工程应用提供参考。

关键词： Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液还原再生甲酸/甲酸钠体系钯炭催化剂连续化反应