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面向狭小空间的无人机吊运控制研究

面向狭小空间的无人机吊运控制研究

作者：王逸昆北京化工大学

学位级别：硕士

四旋翼无人机以其高度的灵活性、简便的操作以及克服地形限制的能力而著称,在物流配送和紧急救援等领域中发挥着重要作用。在无人机吊装和运输中,悬挂吊运是一种常见形式。然而由于惯性和外界扰动的影响,飞行过程中无人机与吊运负载之... 详细信息

四旋翼无人机以其高度的灵活性、简便的操作以及克服地形限制的能力而著称,在物流配送和紧急救援等领域中发挥着重要作用。在无人机吊装和运输中,悬挂吊运是一种常见形式。然而由于惯性和外界扰动的影响,飞行过程中无人机与吊运负载之间存在相对摆动,给系统作业带来很大挑战,也是系统安全造成了潜在风险;尤其是在穿越狭小空间执行吊运作业时,无人机常面临工作空间不足、飞行穿越动作受限等问题,需要对无人机及其负载的路径、摆角进行规划和控制,以确保吊运无人机能够安全通过。本文针对单无人机吊运过程中的平稳飞行、狭小空间的穿越运动,以及双机协同吊运的狭小空间穿越问题展开了以下研究工作:(1)为所研究对象搭建了实验平台。利用4个红外摄像头进行红外点捕捉的定位计算,以此得到空间中无人机的位置坐标和姿态数据,构建室内定位系统。搭建了单、双无人机与负载之间的卷扬控制系统,实现无人机吊运功能。采用ROS机器人控制系统的话题通讯机制完成多个不同硬件设备的通讯任务,构建了树莓派、PX4控制器、负载摆角传感器等设备之间的通讯平台。(2)针对单无人机吊运系统的飞行稳定性问题,提出了负载防摆策略。将前馈S曲线函数与滑模反馈控制器相结合,利用前馈S函数将期望位姿产生的加速度信号与负载摆角产生的加速度信号相互抵消,从而减小负载摆动,利用双层滑模结构进行欠驱动系统解耦,实现对轨迹信号的跟踪。最后进行了稳定性分析与实验验证,表明控制器在抑制负载摆动和无人机轨迹跟踪方面表现良好。(3)针对面向狭小空间单无人机吊运系统的穿越问题,本文提出了一种与轨迹规划相结合的非线性控制方法。在轨迹规划中,分析了负载的位置与无人机驱动力之间的关系,利用其导数关系设计了对应的成本函数,分别加入负载摆角约束、障碍物不等式约束以及无人机的速度约束,将轨迹规划问题转化为针对负载位置和摆角的二次规划问题。在控制设计中,将无人机升力分解为沿吊索方向与垂直于吊索方向的力,分别用于控制负载位置和摆动。将二次规划计算得到的负载轨迹转化成无人机位置和负载摆角控制目标,形成反馈控制。基于所设计的控制器进行了实验验证,结果显示,所设计方法能够成功解决无人机吊运系统窗口穿越的问题。(4)针对面向狭小空间的双机协同吊运控制问题,本文以负载为基点进行动力学分析,并基于拉格朗日方程推导系统模型。在双机协同吊运穿越的轨迹规划中,利用最小化系统各状态变量的加速度设计成本函数,将狭小空间窗口的位置信息作为轨迹约束,应用二次规划方法计算出期望的负载位置和摆角轨迹,在此基础上计算获得双无人机的期望轨迹。在控制器设计中,采用串级控制结构,将负载的位置和摆角期望转化为双无人机的位置期望,进一步对两无人机进行轨迹跟踪控制设计,从而能够成功解决双无人机的狭小空间穿越问题。

关键词：无人机吊运动力学建模前馈控制非线性控制轨迹规划狭小空间穿越

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毛泽东实践观及其时代意义

毛泽东实践观及其时代意义

作者：林奇崑长春工业大学

学位级别：硕士

党的二十大提出的继续推进实践基础上的理论创新,要求我们深入研究马克思主义的立场、观点和方法。实践是马克思主义哲学的核心,毛泽东实践观是马克思主义实践观中国化的典范,这就要求我们更深入更全面的把握毛泽东实践观思想,挖掘其为... 详细信息

党的二十大提出的继续推进实践基础上的理论创新,要求我们深入研究马克思主义的立场、观点和方法。实践是马克思主义哲学的核心,毛泽东实践观是马克思主义实践观中国化的典范,这就要求我们更深入更全面的把握毛泽东实践观思想,挖掘其为新时代中国特色社会主义理论的发展提供坚实的理论基础和指导。本文以此为基准,将毛泽东实践观分为以下几个部分进行研究和论述:第一,毛泽东实践观的理论来源。本文将毛泽东实践观的理论渊源分为两大来源,一方面,毛泽东的实践观与他童年以及青年对中国优秀传统文化的学习有着密不可分的关系,中国古代的辩证智慧和传统的知行观都给予他一定的思维模式。另一方面,马克思和列宁的实践观也是最直接的理论来源,为毛泽东实践观的产生带来了指导和参考。第二,毛泽东实践观的形成过程。毛泽东实践观的形成阶段可追溯到中国革命的早期,他结合中国实际,初步解读和应用马克思主义理论。随着革命深入,毛泽东实践观逐渐成熟,他强调实践是检验真理的唯一标准,提出“群众路线”思想。新中国成立后,他继续发展实践观,为中国特色社会主义道路的探索和发展提供了精神动力和理论支撑。第三,毛泽东实践观的主要内容和理论特质。毛泽东实践观对与人民群众在实践中的主体作用、实践的几种形式、实践对于世界的认识和改造作用以及实践对真理的检验作用都有具体详尽的论述,本文也是从这三个角度出发,一方面对这三个方面进行总结和阐述,另一方面也从这三个角度分别提炼出毛泽东实践观重视群众,以群众为中心的人民性;主张人民群众发挥主观能动性参与到社会实践,进而改变命运和世界的能动性;以及如何用实践发展认识,再用认识指导实践,最终得到真理的辩证性。第四,毛泽东实践观的时代意义。毛泽东实践观在思想层面是我们坚持群众路线,对抗经验主义和教条主义的重要武器,在意识层面是彰显文化自信,抵制历史虚无主义的法宝。在新的历史阶段,毛泽东实践观仍将发挥其重要的实践指导作用,引领着中国在新时代的建设与发展进程。毛泽东实践观为我们提供了一个独特的视角,使我们能够深入理解马克思主义在当代中国如何保持其生机与活力。马克思主义不是一成不变的教条,毛泽东实践观能给我们以十分强烈的时代思考,去推动马克思主义在中国的新发展。

关键词：毛泽东实践观理论特质时代价值

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A中烟劳模管理现状、问题及对策研究

A中烟劳模管理现状、问题及对策研究

作者：夏明昆安徽财经大学

学位级别：硕士

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高温作用下非饱和黄土水热迁移试验研究

岩土工程学报 2024年第1期46卷 151-161页

作者：赵再昆王铁行金鑫张亮西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021

黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加,高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景,研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置,进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试... 详细信息

黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加,高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景,研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置,进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试验结果表明:高温对水分具有显著驱动作用;当热端温度超过100℃时,试验初期贴近热源土体的水分被快速驱离,是气液相变导致的气态水迁移显著增加所致;含水率分布由峰值曲线逐渐演变为含水率单向增大的缓变曲线;热源温度越高,水分迁移通量越大。建立了高温水热迁移模型,并通过计算验证了模型的可靠性。以体积含水量表示计算所得水分场数据分析了高温和水分含量对水分迁移的综合影响机制,根据黄土高温水分迁移特征在不同体积含水量阶段的差异化表现,将高温水分迁移特征划分为3个区间。Ⅰ低体积含水量区间:水分迁移通量随体积含水量变化曲线呈现峰值曲线,水分主要迁移形式为气态水;Ⅱ中体积含水量区间:随体积含水量增大,气态水迁移通量减小的同时液态水迁移通量增大;Ⅲ高体积含水量区间:温度作用对水分迁移进程不产生影响。

关键词：高温非饱和黄土含水率水热迁移

七年级学生数学符号语言表达能力和学习态度研究

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七年级学生数学符号语言表达能力和学习态度研究

作者：孔祥昆内蒙古师范大学

学位级别：硕士

栾城区古运粮河生态修复项目施工阶段跟踪审计风险研究

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栾城区古运粮河生态修复项目施工阶段跟踪审计风险研究

作者：刘星昆河北地质大学

学位级别：硕士

河道是水环境的主要载体,为城市提供了水源及运输功能,是城市发展、兴盛的重要支撑,也是城市扩大发展的基础。但长期不合理的使用导致城市河道出现了淤积严重、行洪断面萎缩、水生态环境恶化、景观失序、文化衰落的问题,河道生态修复的... 详细信息

河道是水环境的主要载体,为城市提供了水源及运输功能,是城市发展、兴盛的重要支撑,也是城市扩大发展的基础。但长期不合理的使用导致城市河道出现了淤积严重、行洪断面萎缩、水生态环境恶化、景观失序、文化衰落的问题,河道生态修复的工作被提上日程。河道生态修复项目属于政府投资的项目,对建设项目的施工阶段进行跟踪审计,将非常有利于控制整个项目的造价,同时可以充分发挥跟踪审计监督的职能作用,提高工程建设资金的投资效益,确保工程项目建设的顺利进行。但在项目施工过程中,施工作业线比较长,包含众多专业工程,参与的施工单位很多,所以涉及的风险因素也比较多,可能会对审计工作产生影响,因此对河道生态修复项目施工阶段开展跟踪审计工作,对风险因素进行识别和评价,将有利于完成跟踪审计工作。本文以审计单位的视角出发,首先采用文献研究法,对跟踪审计的相关理论研究进行总结归纳,采用问卷调查法识别河道生态修复项目施工阶段的跟踪审计风险,初步确定相关的风险因素,建立跟踪审计风险指标体系;其次基于AHP法和模糊综合评价法相结合的方式,计算跟踪审计风险因素的权重系数并分析构建相关的风险评价模型;最后对栾城区古运粮河生态修复项目进行了实证研究,识别和评价相关的风险因素,计算出该项目的风险程度属于较小风险,并针对识别出的该项目的主要风险因素,提出科学的风险防控措施,为同类河道生态修复项目施工阶段跟踪审计风险内容的研究提供有价值的依据。

关键词：河道生态修复跟踪审计施工阶段层次分析法模糊综合评价法

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质子交换膜燃料电池热管理系统控制策略研究

质子交换膜燃料电池热管理系统控制策略研究

作者：朱祥昆吉林大学

学位级别：硕士

在“双碳”目标的大背景下,发展新能源是大势所趋,质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高能量密度、无污染、低噪音、高效率等优点受到广泛关注。PEMFC在合适的温度区间才能安全高效运行,安全有效的热管理系统及控制策略对PEMFC至关重要。本... 详细信息

在“双碳”目标的大背景下,发展新能源是大势所趋,质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高能量密度、无污染、低噪音、高效率等优点受到广泛关注。PEMFC在合适的温度区间才能安全高效运行,安全有效的热管理系统及控制策略对PEMFC至关重要。本文针对80kW PEMFC研究了热管理系统及其控制策略,为未来热管理系统控制策略优化提供参考。首先建立PEMFC输出电压半经验模型和智能模型并验证有效性。采用Simulink建立PEMFC输出电压半经验模型,建立的半经验模型仿真结果与试验结果相比最大误差为2.23%,平均误差为0.3%。通过Nelder-Mead优化算法对电堆阴极损失系数进行智能寻优建立智能模型,电堆智能模型的输出电压仿真结果与台架试验结果相比平均误差为0.7%,最大误差为3.3%,通过试验数据验证了模型的有效性。根据建立的电压模型,考虑水蒸发影响,建立电堆产热模型和热管理系统模型并验证有效性。首先根据80kW电堆散热需求对水泵与风扇进行选型,设计PEMFC热管理系统,基于CRUISE-M搭建PEMFC热管理系统模型。在模糊PID控制下,电堆冷却液进出口温度试验和仿真的平均误差分别为0.47%和0.28%;PID控制下电堆冷却液进出口温度试验和仿真的平均误差分别为0.68%和0.46%,结果表明搭建的热管理系统模型是有效的。针对传统控制策略对水泵、风扇控制的强耦合问题,设计解耦控制策略,对比分析风扇侧PID和模糊-PID的控制效果。首先根据PEMFC热管理系统的温度控制需求,水泵采用电流跟随控制,通过出口水温控制风扇,对水泵与风扇控制进行一定程度解耦。然后针对传统PID控制动态工况适应差,响应时间慢,超调量大等问题,通过模糊控制在线整定PID参数,采用模糊-PID对风扇进行控制,在32A、64A、96A阶跃电流及NEDC工况下,对比分析风扇在PID控制及模糊PID控制下的控制效果,结果表明在模糊PID控制下电堆冷却液出口温度调节时间更短,最大超调量和平均超调量更小。搭建80kW PEMFC系统台架,并将设计的控制策略上机试验分析效果。搭建PEMFC热管理系统测试台架,采用Simulink实现设计的控制策略,通过CAN适配器刷写到FCU中。根据台架测试的PEMFC进出口水温情况分析热管理系统响应特性,并对控制策略进行优化;对比分析风扇在不同PID控制下的控制效果,结果发现采用增量式PID控制风扇更为合适。在此基础上设计了模糊PID控制策略控制风扇,并针对80kW大功率PEMFC在不同功率运行下的产热特性,将电堆输出功率大小分为小中大三个区间,电堆运行时根据输出功率所在区间分别启动2、4、6个风扇对电堆散热。通过分析台架试验结果验证了本文所提出的解耦控制策略以及模糊PID控制策略的优越性。根据建立的智能模型,采用CRUISE-M搭建PEMFC系统模型。在200A及250A的电堆输出电流工况下,通过Nelder-Mead优化算法寻找最优的阴极进气压力和化学计量比对PEMFC系统效率进行优化。

关键词：质子交换膜燃料电池热管理系统温度解耦策略控制策略优化

不同动物源tet（A）突变体阳性肠杆菌科细菌的流行及耐药特征分析

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不同动物源tet（A）突变体阳性肠杆菌科细菌的流行及耐药特征分析

作者：徐亚昆河南农业大学

学位级别：硕士

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人类增强的伦理审思

人类增强的伦理审思

作者：郭建昆河北经贸大学

学位级别：硕士

以汇聚技术为代表的人类增强技术是21世纪人类生命科学中最为重要的发展成果之一,人类增强理论再次成为学界的热点话题。人类增强理论与人类增强技术相辅相成、共同发展,人类增强技术以科学的实践反映了人类增强理论思想,人类增强理论... 详细信息

以汇聚技术为代表的人类增强技术是21世纪人类生命科学中最为重要的发展成果之一,人类增强理论再次成为学界的热点话题。人类增强理论与人类增强技术相辅相成、共同发展,人类增强技术以科学的实践反映了人类增强理论思想,人类增强理论思想也同时指导着人类增强技术的发展,所以人类增强理论及技术应用发展是研究人类增强的主要内容。近年来,人类增强技术的发展受到越来越多的关注,人类增强技术是对人体本身的直接增强,具有广泛且深远的应用价值,也是人类自诞生发展至今,在人类生命探索历程中的一项伟大成就,也是将人类思想与生命探索融合的一个伟大创举。但人类增强在提高人类生命质量的同时,也伴随着各种社会风险、生态隐患以及伦理道德问题等现实忧虑。本文从人类增强的理论发展为切入点,结合人类未来的发展趋势,审视人类增强及技术应用对人类、人类社会、人与自然关系等方面产生的影响。辨析了人类增强产生的主要伦理问题,如自主、平等、人性等等,找出产生该系列问题的深层原因——人本主义或人类中心论。通过对人本主义与人类增强关系的反思,以人类增强视角探索超人类主义的未来、后人类主义的未来的可能。通过对人类增强发展方向、发展目的、发展思路等探索,结合当今的社会现状,提出对人类增强产生的伦理问题的治理策略与方法。总之,人类增强及技术的发展应用对人类及人类发展来说是一个飞跃的机会,我们既不可采取保守主义全盘否定的策略,也不应该采取激进方式,忽视其引起的各种社会风险、生态安全及道德伦理问题。应通过使人类增强技术在提高人类素质能力的基础上构建人类、社会、自然等和谐的共同体。

关键词：人类增强伦理审思人类未来人本主义