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基于区间估计的污水处理过程故障诊断

基于区间估计的污水处理过程故障诊断

作者：张寅跃北方工业大学

学位级别：硕士

污水处理厂作为城市的人工肾脏,能有效处理生活污水与工业废水,对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。污水处理过程是一项复杂的动态生物化学反应工程,涉及众多机械设备、电气设备与自动化仪表,极易发生故障。而多... 详细信息

污水处理厂作为城市的人工肾脏,能有效处理生活污水与工业废水,对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。污水处理过程是一项复杂的动态生物化学反应工程,涉及众多机械设备、电气设备与自动化仪表,极易发生故障。而多变量、强耦合、非线性、大时滞、随机、不确定等特性导致污水处理过程精准的模型构建与故障诊断十分困难。此外,污水处理系统通常受到传感器噪声、系统干扰等不确定性影响,使得实际出水水质指标与基于软测量模型的预测结果存在偏差,现有多数数据驱动的故障诊断方法往往未考虑污水处理过程的不确定性,导致故障诊断结果不准确。本文基于物联网、人工智能等先进技术,结合实际工业需求,从数据驱动的角度深入研究基于区间估计的污水处理过程故障诊断,主要创新和研究成果如下:(1)考虑污水出水水质难以直接测量,且易受测量噪声等不确定性影响,提出了一种基于改进的突变白头鹰算法优化的核极限学习机与核密度估计相结合的污水处理过程故障诊断模型。首先,提出了一种改进的核极限学习机模型对污水的出水水质进行预测。该模型的核参数和正则化系数通过改进的白头鹰算法进行求解,通过Tent混沌策略和突变策略提升了白头鹰算法的寻优精度与效率。其次,利用寻优后的核极限学习机模型得到预测误差,并基于概率性核密度估计方法,生成出水水质指标的置信区间。该区间可以表征在正常条件下系统受不确定性影响下出水水质的波动范围。实际应用中,出水水质指标超出该区间,可判断系统发生了故障。最后,通过仿真实验验证了该方法的有效性。(2)核密度估计方法是一种基于概率分布的区间生成方法,在实际中很难确保置信度为100%的区间。集员估计方法属于确定性区间估计方法,只需假设不确定性满足峰值有界的条件。本文提出了一种椭球优化的长短期记忆神经网络(Long Short Term Memory,LSTM)污水处理过程的故障诊断方法。首先,基于LSTM构建污水出水指标的点预测模型。其次,假设预测误差是未知但有界的,基于椭球描述点预测模型输出权值的不确定性可行集,通过最小化椭球的形状来推导出描述输出权值所在可行集的最优迭代公式,并求出点预测模型输出权值所在的区间,该区间表征了基于LSTM点预测模型的不确定性,正常工况下预测结果应包含在该区间范围内,反之则可判断发生了故障。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。(3)椭球在描述不确定性区间时保守性较大,为获取更加精确的预测模型权值所在的区间,提升污水处理系统故障诊断的精度和效率,提出了一种椭球束优化的神经网络区间预测模型框架,并将其应用到污水处理过程故障诊断。首先,基于神经网络构建污水出水指标的点预测模型,该模型可以是任意的神经网络模型。其次,在预测误差是未知但有界的前提下,利用椭球束描述点预测模型输出权值不确定性可行集,再通过最小化椭球束形状的Frobenius范数推导出更精确描述输出权值所在可行集的最优迭代公式。构建生成包络,并求出点预测模型输出权值所在的区间,正常工况下预测结果应包含在该区间范围内,反之则可判断发生了故障。最后,实验验证了所提方法在故障诊断精度和效率上均有明显提升。

关键词：污水处理过程数据驱动故障诊断核密度估计集员估计神经网络

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基于政府补贴的创业投资定价与决策

运筹与管理 2024年第4期33卷 85-91,I0021-I0031页

作者：张寅冬丁川山东财经大学金融学院山东济南250014 西南财经大学经济数学学院四川成都611130

中国经济正处于由要素推动型模式向创新驱动模式转变的历史时期,创业投资已成为激励企业创新研发、加快经济发展方式转型的主要推手。现有学者对如何制订最为有效的补贴策略仍然存有争议。本文着眼于三类不同类型的孵化补贴政策的同时... 详细信息

中国经济正处于由要素推动型模式向创新驱动模式转变的历史时期,创业投资已成为激励企业创新研发、加快经济发展方式转型的主要推手。现有学者对如何制订最为有效的补贴策略仍然存有争议。本文着眼于三类不同类型的孵化补贴政策的同时结合孵化过程中的股权商议过程,分别得到了三种补贴政策下考虑股权商议过程的多阶段创业投资定价公式。研究发现:企资双方针对同一投资项目的投资价值,因补贴政策的不同而存在较大差异,针对扶持项目的最优补贴政策随项目主要特征的变化而变化。本文为最优补贴政策的制订提供了理论参考与依据。

关键词：创业投资政府补贴实物期权

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哈萨克族舞蹈《鲜花》舞台表演实践探究

哈萨克族舞蹈《鲜花》舞台表演实践探究

作者：张寅祺新疆艺术学院

学位级别：硕士

公元前抱弹类乐器的时域差异——兼论乐器的早期社会性别

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中国音乐 2024年第1期 127-139页

作者：吴春艳张寅温州大学音乐学院

公元前的抱弹类乐器以时间为序,渐次出现在古伊拉克、古伊朗、古埃及和古希腊这一人类文明起源的核心区域。本文依据考古发现,对公元前的抱弹类乐器进行整体性介绍与比较分析,重点讨论公元前的抱弹类乐器在不同时域空间,所呈现出的不同... 详细信息

公元前的抱弹类乐器以时间为序,渐次出现在古伊拉克、古伊朗、古埃及和古希腊这一人类文明起源的核心区域。本文依据考古发现,对公元前的抱弹类乐器进行整体性介绍与比较分析,重点讨论公元前的抱弹类乐器在不同时域空间,所呈现出的不同形制特征。同时,对不同文化背景下通过演奏者群体性别所呈现出的乐器社会性别倾向进行了阐明,尝试更为深入地揭示此类乐器的发展衍化历程与人文内涵,进而建立更为历史、全面的认识。

关键词：抱弹乐器社会性别时域琵琶

基于傅里叶级数的光栅波长信号重构及振动位移精准测量

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光子学报 2024年第8期53卷 14-28页

作者：张翠罗睿张寅杰贾思凯甘维兵武汉理工大学光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉430070 武汉理工大学信息工程学院武汉430070

为实现光纤光栅传感器在多频率振动位移中的精确测量,研究了一种基于傅里叶级数的光栅波长转换。该方法将光栅波长偏移量按照振动频率分解,依据波长变化量与加速度的关系式得到振动频率分量产生的振动加速度,通过对振动加速度进行二次... 详细信息

为实现光纤光栅传感器在多频率振动位移中的精确测量,研究了一种基于傅里叶级数的光栅波长转换。该方法将光栅波长偏移量按照振动频率分解,依据波长变化量与加速度的关系式得到振动频率分量产生的振动加速度,通过对振动加速度进行二次积分得到振动位移,对振动位移求和,实现整体振动位移的精确测量。实验结果表明,在检测单频率振动位移时,该方法的最大误差率为3.74%,基于振动主频的光栅波长转化方法的最大误差率为-4.60%。在检测双频率振动位移时,该方法的最大误差率为-8.45%,基于振动主频的光栅波长转化方法的最大误差率为-74.25%。因此,该基于傅里叶级数的光栅波长转化方法能够准确分解并重构光栅波长信号,在测量多频率振动位移时精度更高,稳定性更强。

关键词：光纤布拉格光栅振动位移测量波长信号重构傅里叶级数机械振动

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水压与动载耦合作用下高铁隧底结构裂损机理分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 525-537页

作者：傅金阳张寅初谢佳伟阳军生刘浩中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中国中铁股份有限公司北京100039 济南轨道交通集团建设投资有限公司山东济南250013

高速铁路隧道底部结构隆起变形开裂是多方面影响因素叠加作用的结果。综合利用扩展有限元方法、流固耦合理论和现场实测结果,采用激振力荷载拟合函数施加于轨面模拟列车振动荷载作用效果,分析在水压和列车动荷载耦合作用下的高铁隧道底... 详细信息

高速铁路隧道底部结构隆起变形开裂是多方面影响因素叠加作用的结果。综合利用扩展有限元方法、流固耦合理论和现场实测结果,采用激振力荷载拟合函数施加于轨面模拟列车振动荷载作用效果,分析在水压和列车动荷载耦合作用下的高铁隧道底部结构不协调变形机理,揭示水压与动荷载作用下隧道底部结构的变形特征与水压力变化规律。研究结果表明:在既有隧底结构型式与排水条件下,水压变化是隧道底部结构变形与开裂的诱发原因,列车动荷载导致的裂缝水压交替变化是隧道底部结构持续性隆起裂损的间接原因。隧道底部结构开裂一般首先发生在仰拱填充层中央排水沟处,然后在轨道板、仰拱填充层与衬砌仰拱结构存在刚度差异的各交界面上出现裂缝。高速列车动荷载周期性的上下振动与水压力耦合作用下隧道底部结构界面和各裂缝过水处产生超静水压力,其周期性抽吸变化将对裂缝产生水力压裂效应,加剧隧道底部结构的裂损。高水压高铁隧道底部结构隆起开裂的整治措施应综合考虑泄水降压、裂缝封堵以及底部多层结构体系的层间锚固。

关键词：高铁隧道底部结构不协调变形扩展有限元流固耦合

利用碱促进环外1,3-二羰化合物的解构反应合成腙化的1,n-二羰化合物及其生物活性检测（英文）

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有机化学 2024年

作者：李平张寅杨子琪郝文娟姜波河南医学高等专科学校医学系江苏师范大学化学与材料科学学院

本文报道一类温和碱促进的环外1,3-二羰化合物、芳基重氮四氟硼酸盐和醇的三组分解构官能化反应，使无张力环体系能直接开环，以良好收率合成了六种不同骨架的腙化1,n-二酯衍生物(如1,6-、1,7-、1,8-和1,9-二酯)和1,n-酮酯(如1,6-和1,7... 详细信息

本文报道一类温和碱促进的环外1,3-二羰化合物、芳基重氮四氟硼酸盐和醇的三组分解构官能化反应，使无张力环体系能直接开环，以良好收率合成了六种不同骨架的腙化1,n-二酯衍生物(如1,6-、1,7-、1,8-和1,9-二酯)和1,n-酮酯(如1,6-和1,7-酮酯)。其中，在形成1,n-酮酯的转化中，该反应展现出优异(E)-选择性。在整个有机合成过程中,该方法具有广泛使用的潜力，因使用了易于获得的具有不同取代形式的底物，如环外1,3-二羰化合物和芳基重氮四氟硼酸盐，以及温和反应条件。对部分化合物的生物活性，即对人肺癌细胞株MSTO-211H的抑制作用，进行了初步检测。结果显示化合物3c和3u展现出较为显著的抑制作用。

关键词：解构反应 1,n-二酯衍生物 1,n-酮酯衍生物立体选择性

基于改进SBR的舰船SAR成像快速仿真计算方法

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电子学报 2024年第2期52卷 602-613页

作者：章琪琪张寅范君杰夏翀翔闫钧华南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室江苏南京211106 南京航空航天大学航天学院江苏南京211106 上海卫星工程研究所上海200240

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪... 详细信息

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪射线管中心射线并搜索叶节点空间周围潜在相交面元,在有效提升相交检测速度的同时避免遗漏相交面元;二是射线管三角剖分快速分裂算法,将射线管和相交面元投影至射线管虚拟孔径面,利用Delaunay三角剖分算法自适应地将射线管快速分裂成连续的子射线管.对典型舰船目标进行RCS(Radar Cross Section)计算及SAR成像仿真实验,结果表明,在保证计算精度的前提下,本文方法计算效率比Kd树(K-dimension tree)加速SBR方法提升14倍以上,比经典自适应射线管分裂SBR方法提升3倍以上,计算效率显著提高.

关键词： SAR成像仿真 SAR回波仿真舰船RCS计算弹跳射线法自适应射线管分裂

基本养老保险断保对公平感和预期阶层认同的影响——兼论年龄与户籍异质性

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贵州财经大学学报 2024年第2期 12-21页

作者：张雪张寅凯薛惠元浙江大学公共管理学院浙江杭州310058 香港大学社会工作及社会行政学系中国香港特别行政区999077 武汉大学社会保障研究中心湖北武汉430072

公平感和阶层认同关系着精神富裕目标的实现。我国基本养老保险覆盖率逐年扩大的同时,居民的主观福祉却呈现向下偏移趋势。以往研究主要关注参保与否对个体主观福祉的影响,较少分析参保持续行为的影响,特别是在年龄、户籍上的异质性效... 详细信息

公平感和阶层认同关系着精神富裕目标的实现。我国基本养老保险覆盖率逐年扩大的同时,居民的主观福祉却呈现向下偏移趋势。以往研究主要关注参保与否对个体主观福祉的影响,较少分析参保持续行为的影响,特别是在年龄、户籍上的异质性效应。因此,基于中国劳动力动态调查2016和2018年的数据,分析了基本养老保险断保对公平感和预期阶层认同的影响及其年龄和户籍异质性。研究发现:(1)我国居民的预期阶层认同整体有所降低,青年和农村群体的公平感和预期阶层认同均呈下降趋势。(2)从断保状态来看,基本养老保险整体断保率为21.9%,以城乡居保断保为主,其中,青年和农村居民的断保率分别高于中老年人群和城镇居民。(3)与连续参保的居民相比,基本养老保险断保对公平感和预期阶层认同具有显著的消极作用,城乡居保断保的负面影响突出;分人群而言,断保会显著降低青年群体和农村居民的公平感,还会对农村居民的预期阶层认同造成显著的负向影响。基本养老保险的高断保率带来的负面效应抵减了参保的福利促进效应,能够在一定程度上解释参保率逐年提高的同时,公平感和预期阶层认同的下降趋势。基于此,提出建议:完善基本养老保险缴费激励机制、提高城乡居民养老保险待遇水平、完善基本养老保险断保高发人群的参保政策。

关键词：基本养老保险断保公平感预期阶层认同