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预测PI改进算法研究

预测PI改进算法研究

作者：侯玉桥杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在工业过程控制中,时滞现象普遍存在于被控对象中;会导致控制器无法根据被控对象的最新状态实时输出控制量,从而导致系统超调甚至不稳定。预测PI算法是针对时滞系统所提出的一种先进控制理论,通过上一时刻的输出来预测输出下一时间段的... 详细信息

在工业过程控制中,时滞现象普遍存在于被控对象中;会导致控制器无法根据被控对象的最新状态实时输出控制量,从而导致系统超调甚至不稳定。预测PI算法是针对时滞系统所提出的一种先进控制理论,通过上一时刻的输出来预测输出下一时间段的输出。在实际的设计过程中由于其结构简单,参数较少,因此在整定过程中也较为方便。但是在大惯性滞后系统中,系统一旦受到扰动后,再重新达到稳态时花费的时间较长,因此在大惯性系统中预测PI控制器的抗干扰性较弱,而且在一阶惯性时滞系统中系统的响应速度也有待提高。针对上面分析的问题,以预测PI的研究为基础提出了针对动态响应速度和抗干扰性的改进预测PI算法。首先,本文研究传统控制方法在工业过程的应用,并且将时滞系统应用于传统的控制方法,分析不同控制方法在面对时滞系统时的控制效果,并且比较传统控制方法和改进控制方法之间的差异,引出预测PI算法,并结合预测PI在时滞系统中的响应曲线分析其优缺点,提出预测PI算法的改进方案。其次,针对传统预测PI控制器对非自衡对象控制效果不佳的问题,引出了一种双预测PI控制算法,然后在此结构基础之上引入包含双预估器的双预测PI算法,双预估器分别实现对滞后过程的补偿和响应速度的补偿;使其在响应速度上能够有明显的提升。通过改进双预测PI算法和传统控制算法进行仿真实验对比,验证了所提出的改进的双预测PI控制器具有优秀的动态响应性能。最后,从抗干扰能力方面对系统进行改进,首先从Smith原理出发,结合预测PI结构,将预测PI算法与Smith进行等价;得到新的预测PI算法结构。然后结合Smith的完全抗干扰理论,并对Smith的抗干扰理论进行可行性分析,提出一种新的抗干扰的结构;在针对一阶惯性滞后环节为被控对象时,改进抗干扰预测PI对比其他的算法具有明显的优势,即使在模型失配时也能够保持很好的响应效果,验证了改进抗干扰预测PI算法的有效性。

关键词：预测PI Smith 完全抗干扰双预测PI 一阶惯性加滞后

外出务工女性通过智能监控的母职实践 ——以湖北省Z村为例

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外出务工女性通过智能监控的母职实践 ——以湖北省Z村为例

作者：张京桥武汉体育学院

学位级别：硕士

在全国人口流动的背景下,“远距离家庭”成为一种新的社会图景,许多外出务工的母亲不得已与子女异地而居。随着网络时代的发展,智能监控这一新兴媒介进入大家的视野,为了能够远程照料子女,这些外出务工的母亲选择智能监控作为远程抚育... 详细信息

在全国人口流动的背景下,“远距离家庭”成为一种新的社会图景,许多外出务工的母亲不得已与子女异地而居。随着网络时代的发展,智能监控这一新兴媒介进入大家的视野,为了能够远程照料子女,这些外出务工的母亲选择智能监控作为远程抚育的帮手。在此种背景下,外出务工的母亲对于子女的远程抚育又如何进行?通过智能监控是否能够实现自己的母职?子女是否认同这种抚育方式?对此,本文在三重勾连理论的视角下,从技术物品、主体行动和空间场景三个层面展开分析,通过深度访谈、田野观察研究方法,来展现外出务工母亲如何通过智能监控与留守子女互动,以及在各个场景中智能监控与外出务工母亲远程抚育的勾连是否有效。研究发现,在技术物品层面,智能监控进入农村是由于其本身具有的经济性和可供性的特点,帮助外出务工的母亲实现自身的母职。在主体行动层面,在外务工的母亲发挥自身的能动性,根据智能监控的特点以及自身的需求,从工具性、教育性和情感性三个层面完成自身母亲角色的塑造。在工具性母职层面,在外务工的母亲通过智能监控实现与子女的实时通话,同时通过在监控中的观察对子女进行物质上的补偿;在教育母职层面,形成了中介化的代际合作育儿,以及媒介化的家校合作育儿;在情感性角色层面上,母亲通过智能监控营造了“无处不在”的在场感,同时母亲还会储存智能监控中的视频,持续回味。在空间场景层面,另一方面营造了“全景敞视”的权力景观,母亲在日常互动中具有权力优势,还形成了日常的凝视景观,留守子女作为“被观看”的一方为了躲避母亲的日常行凝视,会选择性地断连,为了躲避母亲的凝视形成了卧室文化。研究得出,外出务工的母亲与留守子女通过智能监控的连接从本质上说是一种单向可见的异质性弱连接,只能发挥短暂的代偿作用。一方面,智能监控一方面改变了家庭中的日常空间,重构了母亲与子女日常相处的行为习惯。另一方面,子女对于这种新型的情感关系呈现三种态度:理解型,反抗型和在两者之间游走的类型;母亲对于自身的母职实践的评价则会以子女的成绩为标准,并且对情感性角色的履行表示很愧疚。

关键词：远距离母职智能监控乡村留守家庭三重勾连

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预混火焰在封闭狭缝内传播动力学研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 886-894页

作者：霍杰鹏苏航蒋利桥汪小憨中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 上海空间推进研究所上海201112

本文构建了一个封闭圆盘狭缝空间的一维平面火焰动力学模型,研究了存在壁面热损失条件下可燃混合物在封闭的圆盘狭缝定容装置内火焰的传播特性。模型预测结果与实验结果定性地吻合。模型表明显示,壁面散热降低火焰传播速度的机制在于其... 详细信息

本文构建了一个封闭圆盘狭缝空间的一维平面火焰动力学模型,研究了存在壁面热损失条件下可燃混合物在封闭的圆盘狭缝定容装置内火焰的传播特性。模型预测结果与实验结果定性地吻合。模型表明显示,壁面散热降低火焰传播速度的机制在于其使高温已燃气体向低温未燃气体方向的膨胀能力减小,导致火焰前锋的当地流场速度降低,而且同时降低了火焰温度和燃烧反应速率。因此增大初始压力或掺氢气等低活化能的反应物能够有效降低壁面散热的不利影响。该计算模型能够丰富微小尺度封闭空间内火焰传播相关理论,并提供在微小封闭空间内提高火焰传播速度和燃烧效率的理论依据和调控手段。

关键词：层流火焰微尺度燃烧壁面散热火焰动力学

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数据与知识双驱动的备件需求模糊预测模型

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 205-214页

作者：王小巍陈砚桥金家善魏曙寰海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 陆军工程大学军械士官学校湖北武汉430075

针对知识驱动型需求预测模型所需的专家知识稀缺、数据驱动型需求预测模型可解释性不足的问题,提出了数据与知识双驱动的备件需求模糊预测模型。该模型基于模糊聚类算法将数值型数据聚类为结构简单、可解释性强的规则库,运用模糊逻辑将... 详细信息

针对知识驱动型需求预测模型所需的专家知识稀缺、数据驱动型需求预测模型可解释性不足的问题,提出了数据与知识双驱动的备件需求模糊预测模型。该模型基于模糊聚类算法将数值型数据聚类为结构简单、可解释性强的规则库,运用模糊逻辑将领域专家知识表示为Mamdani型规则库。在此基础上,引入了一种新型智能计算理论——模糊网络理论对两类规则库进行合并运算,形成初始预测模型。采用遗传算法优化模型规则库的模糊集参数来提高模型预测准确性。通过与模糊聚类算法进行对比,提出的模型在可解释性以及准确性指标上均具有优势。

关键词：预测模型备件模糊网络遗传算法

中低温地热系统低盐度地热水高含量钠的地球化学成因:以广东惠州黄沙洞地热田为例

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地球科学 2024年第1期49卷 271-287页

作者：史自德毛绪美叶建桥董亚群中国地质大学环境学院湖北武汉430078

高温地热系统中地热水中Na^(+)含量一般超过300 mg/L,盐度也较大(TDS>1000 mg/L).而在中低温地热系统中,低盐度地热水的Na^(+)含量一般小于160 mg/L.但在广东黄沙洞中低温地热系统出露的地热水中Na^(+)高达325.4 mg/L,TDS小于650 mg/L.... 详细信息

高温地热系统中地热水中Na^(+)含量一般超过300 mg/L,盐度也较大(TDS>1000 mg/L).而在中低温地热系统中,低盐度地热水的Na^(+)含量一般小于160 mg/L.但在广东黄沙洞中低温地热系统出露的地热水中Na^(+)高达325.4 mg/L,TDS小于650 mg/L.经典的水文地球化学作用(矿物溶解、离子交换等)很难解释其成因.样品水化学结果表明,地热水水化学类型均为HCO_(3)-Na型,钠含量高(平均值为240.06 mg/L).氢氧同位素结果表明地热水与浅层地下水均具有相同的大气来源,都是瑶坑山区大气降水补给.水化学地温计和多组分矿物平衡(MME)评估的热储温度为100~130℃,地热水循环深度最大为2.43 ***^(-)作为混合比计算指标揭示浅层地下水混入地热水的比例为51%~72%,深部地热水中Na^(+)实际含量应该高达685.2 mg/L.水-岩相互作用模拟结果表明,矿物溶解和离子交换对地热水中Na^(+)富集的贡献较小,也揭示出地热水中存在Na^(+)的额外来源.花岗岩流体包裹体微小但广泛存在于结晶矿物颗粒之间,其中Na^(+)含量平均值为11 758.9 mg/L.在地热水加热情况下,断裂和花岗岩裂隙网络层面及附近的流体包裹体膨胀破裂,流体混入到地热水中,为地热水提供了平均83%的Na^(+).因此,花岗岩流体包裹体可能是中低温地热系统低盐高钠地热水中Na^(+)的主要来源.

关键词：水化学低盐高钠地热水水化学温度计花岗岩流体包裹体黄沙洞地热田水文地质

基于总强度年变对张家口-渤海地震带震磁特征的分析

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：王朝景李博苏树朋河北省地震局流动测量队

利用2015～2021年流动地磁矢量数据，结合MS≥3.0地震资料对张家口-渤海地震带及邻区总强度年变演化特征和震磁特征进行研究。结果表明：1)73.3%震例的震中总强度变化量绝对值在0～4.0 nT之间，变化量值小；70.0%震例的震中强度变化梯... 详细信息

利用2015～2021年流动地磁矢量数据，结合MS≥3.0地震资料对张家口-渤海地震带及邻区总强度年变演化特征和震磁特征进行研究。结果表明：1)73.3%震例的震中总强度变化量绝对值在0～4.0 nT之间，变化量值小；70.0%震例的震中强度变化梯度值在0～5.0 nT/°之间，梯度值相对较小。2)2015～2021年张家口-渤海地震带总强度年变呈正异常-正异常-正异常-正异常-负异常-正负异常相间分布的演化趋势，其中2018～2019年变化量值相对较小，2019-05～2020-05发生10次MS≥3.0地震；2019～2020年演化趋势发生变化，由2015～2019年的正异常为主转变为负异常为主，2020-07-12发生唐山MS5.1地震；2020～2021年以正负异常相间分布为主，2021-05～2022-05发生8次MS≥3.0地震。张家口-渤海地震带总强度年变演化趋势的转变可能与区域应力场背景下局部应力的变化和集中有关，同时可能与构造带的孕震过程关系密切。岩石圈磁场变化趋势的转变包含了重要的震磁异常信息，应予以重点关注。

关键词：流动地磁总强度演化趋势震磁异常

融合门控变换机制和GAN的低光照图像增强方法

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计算机工程 2024年第2期50卷 247-255页

作者：何银银胡静陈志泊张荣国太原科技大学计算机科学与技术学院山西太原030024 北京林业大学信息学院北京100083

针对低光照图像增强过程中存在的配对图像数据依赖、细节损失严重和噪声放大问题,提出结合门控通道变换机制和生成对抗网络(GAN)的低光照图像增强方法AGR-GAN,该方法可以在没有低/正常光图像对的情况下进行训练。首先,设计特征提取网络... 详细信息

针对低光照图像增强过程中存在的配对图像数据依赖、细节损失严重和噪声放大问题,提出结合门控通道变换机制和生成对抗网络(GAN)的低光照图像增强方法AGR-GAN,该方法可以在没有低/正常光图像对的情况下进行训练。首先,设计特征提取网络,该网络由多个基于门控通道变换单元的多尺度卷积残差模块构成,以提取输入图像的全局上下文特征和多尺度局部特征信息;然后,在特征融合网络中,采用卷积残差结构将提取的深浅层特征进行充分融合,再引入横向跳跃连接结构,最大程度保留细节特征信息,获得最终的增强图像;最后,引入联合损失函数指导网络训练过程,抑制图像噪声,使增强图像色彩更自然匀称。实验结果表明,该方法在主观视觉分析和客观指标评价方面相较其他算法均具有显著优势,其能有效提高低光照图像的亮度和对比度,减弱图像噪声,增强后的图像更清晰且色彩更真实,峰值信噪比、结构相似度和无参考图像质量评价指标平均可达16.48 dB、0.93和3.37。

关键词：低光照图像增强卷积残差结构门控通道变换单元无监督学习生成对抗网络

小学教师草根共同体信息技术应用能力提升策略研究

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小学教师草根共同体信息技术应用能力提升策略研究

作者：蔡莹桥成都大学

学位级别：硕士

新一代信息技术的发展带来了知识获取和传授方式的革命性变化,对教师队伍的发展也提出了新的要求。我国实施了“全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0”,显著改善了学校信息化教学环境和提高了教师信息技能培训的覆盖面。不过,小... 详细信息

新一代信息技术的发展带来了知识获取和传授方式的革命性变化,对教师队伍的发展也提出了新的要求。我国实施了“全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0”,显著改善了学校信息化教学环境和提高了教师信息技能培训的覆盖面。不过,小学教师信息技术应用能力2.0提升工程仍然存在普及度高但培训效果有限,以及缺乏对小学教师实际教学的操作性和针对性指导等问题。但当前的培训路径不能很好地解决小学教师个性化需要和实际教学操作的问题。而小学教师草根共同体反而可以进行更微观的目标制定、更具体的内容探讨以及更精准的路径策略构建,从而有效提升小学教师信息技术应用能力。小学教师草根共同体参与度不高的原因主要受教师工作压力、激励措施和活动形式影响,而出现参与度的年龄差异主要受经验和认知、工作负担、社交网络和交流习惯的固化影响,出现参与度的区域差异主要受教育资源配置不均和地域优势影响。认为小学教师草根共同体技术型教师短缺的原因主要受师资力量配备不均,教师学习信息技术的时间被迫压缩,缺乏对信息技术的足够重视。认为出现小学教师草根共同体缺乏高质量支持的原因是教育投入不足、资源配置不均,部分学校管理观念落后,部分学校管理者对于学校草根共同体的态度消极。研究认为小学教师草根共同体信息技术应用能力提升需要从小学教师草根共同体内部提升与外部支持两个方面进行。内部提升包含确立共同价值观和愿景,以激发信息技术应用能力提升动力;营造内部乐善帮扶环境,以促进信息技术应用能力提升效率;加强内部品牌创新管理,以巩固信息技术应用能力提升成果。外部支持包括打通小学教师草根共同体之间互动互助的资源共享渠道,探索“轻负担”的激励性小学教师草根共同体保障机制,和构建有幸福感的小学教师草根共同体成员培训支持体系。

关键词：教育信息化教师草根共同体信息技术应用能力专业发展

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基于深度学习的图像匹配方法综述

航空学报 2024年第3期45卷 77-90页

作者：刘海桥刘萌龚子超董晶湖南工程学院电气与信息工程学院湘潭411104 中南大学航空航天技术研究院长沙410083

图像匹配是飞行器视觉导航中的一项关键技术。基于深度学习的图像匹配方法在近几年快速发展,其特征提取网络比传统方法具有明显优势与广阔的应用前景。基于深度学习的图像匹配方法可以按照网络结构的不同分为单环节网络模型匹配方法和... 详细信息

图像匹配是飞行器视觉导航中的一项关键技术。基于深度学习的图像匹配方法在近几年快速发展,其特征提取网络比传统方法具有明显优势与广阔的应用前景。基于深度学习的图像匹配方法可以按照网络结构的不同分为单环节网络模型匹配方法和端到端网络模型匹配方法。首先对单环节网络模型中的特征检测模型、描述符学习模型、相似度度量模型和误差剔除模型逐一进行了深度调研及分析,然后对端到端匹配网络模型中的单网络结构方法和多网络结构组合方法进行了针对性的综述,并对经典的端到端匹配网络模型算法进行了介绍和分析。最后,结合目前基于深度学习的图像匹配方法存在的问题,指出未来可能的发展趋势和方向,为后续研究者在深度学习图像匹配的研究提供一定参考。

关键词：深度学习图像匹配视觉导航单环节端到端特征检测

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