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基于自学习型MPC的网联电动汽车生态驾驶控制策略研究

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机械工程学报 2024年第10期60卷 453-462页

作者：李兵兵庄伟超刘昊吉张昊殷国栋张建润东南大学机械工程学院南京211189 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

生态驾驶是实现可持续出行和可持续城市交通发展的重要途径。为提升网联电动汽车的能量效率,针对复杂多变的城市信号灯路口场景,充分考虑真实交通的信号灯配时以及车辆对未来信息的有限预测能力等约束条件,提出一种结合学习型模型预测控... 详细信息

生态驾驶是实现可持续出行和可持续城市交通发展的重要途径。为提升网联电动汽车的能量效率,针对复杂多变的城市信号灯路口场景,充分考虑真实交通的信号灯配时以及车辆对未来信息的有限预测能力等约束条件,提出一种结合学习型模型预测控制(Learning-based model predictive control,Learning-MPC)与快速内点法(Fast internal point method,FIPM)的两阶段非保守生态驾驶控制策略(Non-conservative ecological driving control,NCEDC)。车辆出发前,根据乘客目的地以及道路限速信息,构建能效最优控制问题,同时为提高计算效率引入带阻函数将速度约束转化为目标函数一部分,内点法粗规划车辆能效最优参考速度轨迹;出发时,车辆预测信号灯动态相位,Learning-MPC策略通过高斯过程(Gaussian process,GP)在线学习车辆状态预测模型,实现车辆能效最优参考速度轨迹的跟踪控制。通过仿真对比,相对于经典的“加速—匀速—减速”策略,所提方法可实现9.7%的能量节省,并随着预测视域的长度增加表现出更好的节能潜力。进一步验证通过机器学习解决传统MPC非柔性保守系统状态预测模型因离散化造成的误差累积问题,更高程度提升了车辆生态驾驶控制的最优效果。

关键词：网联汽车生态驾驶模型预测控制高斯过程信号灯路口

纳米钛酸钡前体热分解反应动力学及颗粒演化机理

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化工进展 2024年第7期43卷 3987-3995页

作者：张昊陆小明中国电子工程设计院股份有限公司北京100142 世源科技工程有限公司北京100142 元颉新材料科技(浙江)有限公司浙江海宁314415

钛酸钡具有介电常数高、介电损耗低等优良性能,是制备多层陶瓷电容器等元件的基础原料。以草酸盐共沉淀法制备的纳米钛酸钡前体为原料,采用热重-质谱联用分析仪研究了其热分解特性和气体析出特性,揭示了纳米钛酸钡前体热分解反应的机理... 详细信息

钛酸钡具有介电常数高、介电损耗低等优良性能,是制备多层陶瓷电容器等元件的基础原料。以草酸盐共沉淀法制备的纳米钛酸钡前体为原料,采用热重-质谱联用分析仪研究了其热分解特性和气体析出特性,揭示了纳米钛酸钡前体热分解反应的机理,利用kissinger-akahira-sunose(KAS)法和flynn-wall-ozawa(FWO)法进行了反应动力学计算,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了热分解产物的微观形貌,分析了颗粒的演化机理。结果显示:纳米钛酸钡前体热分解过程可分为4个失重阶段,第一阶段为水分析出,第二阶段的析出气体为CO和CO_(2),第三和第四阶段的析出气体为CO_(2),据此推导出了各阶段涉及的反应式;随着升温速率的提高,各失重阶段对应的最大失重速率温度均向高温区移动,第四阶段向高温区移动的幅度最大,达到113℃,但该阶段在30℃/min条件下的失重速率最快、反应得到强化;FWO模型更适用于描述纳米钛酸钡前体的热分解过程,四个阶段的平均反应活化能分别为67.89kJ/mol、208.92kJ/mol、494.04kJ/mol和195.11kJ/mol,第三阶段的反应活化能最高、反应较难发生;在纳米钛酸钡前体热分解过程中,宏观大颗粒会演化成微观小颗粒的聚集体,较高的恒温温度会导致颗粒粒径变大,因此恒温温度不宜超过900℃。研究结果为纳米钛酸钡前体热分解工艺参数的选择提供了理论依据。

关键词：钛酸钡前体热分解动力学热重-质谱颗粒演化

电商短期信贷息费优惠、降价与促消费:“分期免息”能带来好处吗?

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商业经济与管理 2024年第6期 5-17页

作者：张昊中国社会科学院财经战略研究院北京100006

中国电商平台与消费信贷服务深度融合,使入驻厂商能够灵活地发起息费优惠,并将其作为一种促销手段与降价行为相联动。以京东商城2022年包括“白条”息费优惠、价格、销量、用户评论等多维度信息的电视机产品月度数据构建动态面板回归模... 详细信息

中国电商平台与消费信贷服务深度融合,使入驻厂商能够灵活地发起息费优惠,并将其作为一种促销手段与降价行为相联动。以京东商城2022年包括“白条”息费优惠、价格、销量、用户评论等多维度信息的电视机产品月度数据构建动态面板回归模型进行实证分析,结果表明电商短期消费信贷的息费优惠确实可以促进消费者购买,但商家在提供息费优惠时,相应产品的价格会被相对抬高。不过,结合现实市场利率与估计结果匡算息费优惠措施的综合效果,发现即使考虑价格相对上涨,消费者仍然能够以较低的代价获得分期付款服务,而商家代替消费者支付相应息费所得到的促销效果与直接给予等额降价基本相当。上述结论反映出电商短期消费信贷的优惠在促进居民消费中的积极作用。

关键词：电商短期消费信贷居民消费息费优惠产品促销

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结合三维边缘特征约束的网格模型优化方法

地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1138-1150页

作者：张昊王竞雪谢潇辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁省环境计算与可持续发展重点实验室沈阳110116

对于具有复杂几何结构特征的建筑物,三维网格模型重建结果易存在表面扭曲、边缘特征平滑的问题,无法较好地反映重建目标的真实信息。针对上述问题,本文提出一种结合三维边缘约束的网格模型优化方法。该方法以OpenMVS算法得到的初始网格... 详细信息

对于具有复杂几何结构特征的建筑物,三维网格模型重建结果易存在表面扭曲、边缘特征平滑的问题,无法较好地反映重建目标的真实信息。针对上述问题,本文提出一种结合三维边缘约束的网格模型优化方法。该方法以OpenMVS算法得到的初始网格为基础数据,利用变分原理构建能量函数,将网格模型优化问题转换为能量函数最小化问题。首先,从多视图像中提取三维边缘点,以三维边缘点构成的边缘轮廓来定位网格模型边缘区域;接着,利用灰度一致性测度构建数据项,利用顶点自身曲率构建平滑项,利用三维边缘轮廓约束构建附加约束项,将3个约束项构建为一个总体能量函数;最后,采用梯度下降法迭代求解总体能量函数最小值,将梯度变化量分配到网格模型的顶点上来驱动网格形变,以此优化模型。选取Strecha数据集中两个真实室外场景和ETH3D数据集中一个真实室内场景进行优化实验,使用ETH3D评估框架对实验结果进行评估。结果表明,经本文算法优化后的网格模型完整度和精度最高为89.76%、94.45%,本文算法在解决复杂几何结构建筑物模型边缘优化问题的基础上,提高了建筑物模型的准确程度。

关键词：网格模型优化灰度一致性正则化边缘约束能量函数变分法梯度下降法迭代求解

酸-碱改性粉煤灰吸附剂的制备及其对染料的去除性能

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材料研究学报 2024年第5期38卷 379-389页

作者：王琰张昊常娜王海涛天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

以粉煤灰(CFA)为原料、以HCl和NaOH为改性剂制备改性粉煤灰多孔吸附剂(MCFA),使用SEM观察、XRD谱、BET、FT-IR、XPS等手段表征改性前后CFA的结构,研究了MCFA的投加量和染料的pH值对染料吸附性能的影响并揭示了吸附机理。结果表明,CFA改... 详细信息

以粉煤灰(CFA)为原料、以HCl和NaOH为改性剂制备改性粉煤灰多孔吸附剂(MCFA),使用SEM观察、XRD谱、BET、FT-IR、XPS等手段表征改性前后CFA的结构,研究了MCFA的投加量和染料的pH值对染料吸附性能的影响并揭示了吸附机理。结果表明,CFA改性后MCFA的表面粗糙多孔,比表面积从5.2 m^(2)/g增大到32.0 m^(2)/g,其活性提高和吸附位点增多使其吸附性能提高。在吸附剂投加量为2 mL和染料的初始浓度为100 mg/L的条件下,对碱性品红和孔雀石绿的最大去除率可达99%。MCFA对印染废水的吸附过程包括物理吸附和化学吸附,用Freundlich模型能很好地加以描述。用准二级动力学比准一级动力学可描述对4种染料的吸附行为。

关键词：无机非金属材料粉煤灰改性染料废水脱色率吸附

基于转向模式切换的三轴独立转向车辆路径跟踪控制研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 243-251页

作者：张昊魏超胡纪滨陈泳丹北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国北方车辆研究所北京100072

三轴独立转向车辆广泛应用于特种领域,并逐渐向无人化、智能化发展,路径跟踪控制方法是其中的重要研究内容。三轴独立转向车辆相较于传统车辆具有更加复杂的转向行为,因此在路径跟踪控制过程中需要充分的考虑其转向特性带来的影响。针... 详细信息

三轴独立转向车辆广泛应用于特种领域,并逐渐向无人化、智能化发展,路径跟踪控制方法是其中的重要研究内容。三轴独立转向车辆相较于传统车辆具有更加复杂的转向行为,因此在路径跟踪控制过程中需要充分的考虑其转向特性带来的影响。针对三轴独立转向无人车辆在路径跟踪过程中的转向控制问题,基于理论力学和轮胎魔术公式建立多自由度模型,对比不同转向模式下横向位移和横摆角变化差异。然后,以实车响应数据作为参考,采用非支配排序遗传算法II(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)优化多自由度模型参数,并通过模型仿真获取数据集。通过BP神经网络(Back-propagation network)制定转向模式切换策略,最终将模式切换策略引入模型预测控制器,仿真试验和实车试验结果表明,三轴独立转向车辆在路径跟踪过程中通过转向模式切换可以有效提高跟踪精度。

关键词：三轴车辆独立转向模式切换神经网络路径跟踪

含有耦合力矩对消装置的多体遥感卫星姿态控制

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飞行力学 2024年

作者：张昊金磊北京航空航天大学宇航学院航天器设计优化与动态模拟技术教育部重点实验室

含有多自由度光学载荷的遥感卫星可在卫星本体保持姿态稳定的情况下执行成像任务，对含有耦合力矩对消装置的多体遥感卫星姿态控制进行了研究。首先，基于显式凯恩方法建立了含有二自由度光学载荷的多体遥感卫星动力学模型；然后，建立... 详细信息

含有多自由度光学载荷的遥感卫星可在卫星本体保持姿态稳定的情况下执行成像任务，对含有耦合力矩对消装置的多体遥感卫星姿态控制进行了研究。首先，基于显式凯恩方法建立了含有二自由度光学载荷的多体遥感卫星动力学模型；然后，建立了扩张状态观测器，对卫星本体受到的内外总扰动进行估计，并基于扩张状态观测器设计了星体姿态控制律；最后，设计了基于动量轮的内部耦合力矩对消方案，通过设计动量轮指令转速，利用动量轮产生的力矩抵消光学载荷转动对卫星本体产生的干扰力矩，避免了卫星本体姿态控制力矩幅值过大的问题。数值仿真验证了所建立的卫星动力学模型与控制方案的正确性和有效性。

关键词：多体卫星凯恩方程扩张状态观测器

论乾嘉时期藏书家的通俗小说阅读生态——以周春《阅红楼梦随笔》及其交友圈为中心

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南开学报（哲学社会科学版） 2024年第2期 128-138页

作者：张昊苏南开大学文学院天津300071

周春《阅红楼梦随笔》体现出乾嘉时期藏书家对通俗小说的阅读生态。围绕在《阅红楼梦随笔》周边的早期读者多系周春同乡亲戚、学友,构成了一个独特的通俗小说阅读、品鉴群体。在乾嘉考据学风的影响下,周春将治经、治史之法折射入小说,... 详细信息

周春《阅红楼梦随笔》体现出乾嘉时期藏书家对通俗小说的阅读生态。围绕在《阅红楼梦随笔》周边的早期读者多系周春同乡亲戚、学友,构成了一个独特的通俗小说阅读、品鉴群体。在乾嘉考据学风的影响下,周春将治经、治史之法折射入小说,形成其独特的索隐范式。而同乡学友间的交流与书籍传播,使浙西成为《红楼梦》阅读、研究的重镇,索隐方法蔚然成“派”。透过考察其索隐方法、观念之来源,辨析其治学理念之得失、文学思想之倾向,可以进一步挖掘本时期藏书家、考据学家对通俗小说的阅读、研究方式,以及通俗小说对本时期学术、文学诸核心问题的影响。

关键词：乾嘉时期周春《阅红楼梦随笔》索隐阅读史

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汞污染地块分级风险管控技术体系研究

地学前缘 2024年第2期31卷 1-12页

作者：赵彬杨洋张昊金远亮侯德义广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650 清华大学环境学院北京100084 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

有色金属冶炼、电石法聚氯乙烯、汞触媒等特定行业已经形成数量不等的汞污染地块。精准识别地块中汞污染分布及迁移归趋,构建基于环境风险的防控技术体系,是此类地块有效修复与风险管控的关键。本文通过分析汞污染地块的特点及成因,总... 详细信息

有色金属冶炼、电石法聚氯乙烯、汞触媒等特定行业已经形成数量不等的汞污染地块。精准识别地块中汞污染分布及迁移归趋,构建基于环境风险的防控技术体系,是此类地块有效修复与风险管控的关键。本文通过分析汞污染地块的特点及成因,总结了发达国家在政策法规、标准制定和制度建设等方面的历史实践经验,并结合我国在汞污染防控方面已有的相关法律、法规与管理政策,提出了基于环境风险量化表征与逐级分类管控的综合技术体系。首先,以健康与生态保护为核心要素,对环境风险精准量化表征,重点考虑地块中汞的赋存形态与生物有效性、特殊暴露途径与敏感受体、迁移与归趋等特征化因子;其次,基于污染调查与风评结果进行风险筛查,对地块风险等级进行科学划分;最后,从标准限值、修复技术和管理制度3个角度,选择与风险等级相匹配的差异化管控技术。该技术体系以风险管控为导向、以量化评估为基础、系统修复与全过程管理为途径,形成全方位、立体化、精准性的汞污染地块风险管理模式,符合《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)的基本原则,为我国地块尺度汞污染控制提供体系保障,支撑我国《关于汞的水俣公约》履约活动。

关键词：汞污染地块风险管控制度控制技术体系