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基于最优蠕滑速度的重载列车粘着控制

基于最优蠕滑速度的重载列车粘着控制

作者：朱虹燕华东交通大学

学位级别：硕士

随着国家对交通运输行业的重视,重载列车在铁路货运方面越来越重要,重载列车的运行安全保障问题也逐渐受到关注。粘着控制系统是列车的牵引控制系统的一部分,它对列车的安全平稳运行起着重要的作用,提升轮轨的粘着利用率是提高列车牵引... 详细信息

随着国家对交通运输行业的重视,重载列车在铁路货运方面越来越重要,重载列车的运行安全保障问题也逐渐受到关注。粘着控制系统是列车的牵引控制系统的一部分,它对列车的安全平稳运行起着重要的作用,提升轮轨的粘着利用率是提高列车牵引性能的主要途径,所以对列车的粘着控制研究是很有必要的。本文对重载列车在牵引工况下的粘着机理进行了分析,同时为了提高重载列车牵引性能,保障列车能够安全平稳的运行,对重载列车防滑粘着控制和最优粘着控制分别进行了研究,具体的研究过程如下:1、首先在查阅了大量文献的基础上,对国内外的粘着控制现状进行了介绍与分析,主要从再粘着控制和最优粘着控制两个部分进行阐述。其次对重载列车的粘着原理进行了说明,并且根据对重载列车牵引系统、运行过程和粘着机理的分析构建了列车动力学简化模型。2、针对重载列车在不良的轨面状况下容易打滑的问题,提出一种基于防滑约束的重载列车粘着控制策略,将防滑问题考虑为约束蠕滑速度始终位于粘着区内的问题。首先根据所建立的列车动力学模型,设计全维状态观测器对无法实时测量的粘着力进行估计,其次引入障碍李雅普诺夫函数对蠕滑速度进行约束,并结合反步控制法对期望蠕滑速度进行跟踪控制。仿真结果表明防滑约束控制算法能够实现对蠕滑速度的约束和对期望值的精确跟踪,解决重载列车在运行过程中的打滑现象。3、为了克服重载列车在不良天气及轨面状况下牵引力无法合理利用的问题,提出一种考虑系统不确定性的重载列车最优粘着控制策略,保证列车处于最佳的牵引性能下。首先利用串联滑模观测器得到粘着系数观测值,然后采用带遗忘因子的最小二乘和梯度下降法获得最优蠕滑速度,最后利用一步延迟估计方法对系统的不确定性进行估计,并设计离散积分滑模控制器控制电机转矩使蠕滑速度始终稳定于最佳蠕滑速度,实现对重载列车的最优粘着控制系统,仿真结果表明设计的粘着控制系统能够实现提高粘着利用率的目的。为了提高重载列车的牵引性能,本文从防滑约束粘着控制和最优粘着控制两个方面进行研究,并利用Matlab/Simulink仿真验证了两种控制方法的有效性和可行性,实现了预期的控制器设计目标,为今后的重载列车粘着控制提供了一定的理论基础和技术支撑。

关键词：重载列车粘着控制蠕滑速度观测器防滑约束离散积分滑模控制

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初中物理HPS教育资源的开发与应用

初中物理HPS教育资源的开发与应用

作者：朱虹燕湖南理工学院

学位级别：硕士

物理学是一门集历史价值、哲学价值、社会价值为一体的自然科学。在义务教育阶段中进行HPS教育资源的开发,融入初中物理教学中,有利于全面提高学生的核心素养。本研究围绕“如何在初中物理教学中开展HPS教育资源的开发与应用”展开。在... 详细信息

物理学是一门集历史价值、哲学价值、社会价值为一体的自然科学。在义务教育阶段中进行HPS教育资源的开发,融入初中物理教学中,有利于全面提高学生的核心素养。本研究围绕“如何在初中物理教学中开展HPS教育资源的开发与应用”展开。在查阅、分析大量相关文献的基础上,了解了国内外关于HPS教育理念的研究历程及研究现状,认识了HPS教育理念自身具备的多重教育价值,发现了目前国内外还没有学者开展HPS教育资源开发与应用的相关研究。随后,对初中学生和中学物理教师进行了“初中物理HPS教育资源开发与应用现状”的问卷调查,通过分发、收集、分析调查问卷,了解了初中物理HPS教育资源的现状。发现存在以下问题:“教师普遍对HPS教育理念不够了解”、“教师缺乏教育资源开发的意识和条件”、“教师对学生核心素养的培养与学生实际培养效果不匹配”、“学生对中国科学发展事业关注度不高”等一系列问题,并分析了形成以上问题可能存在的原因。在此基础上,我们确立了HPS教育资源融入初中物理教学的目标,以“提升学生科学核心素养”为阶段目标,以“推动科学普及,提升国民科学素质,加快建设社会主义科技强国的步伐”为长远目标。提出了开发HPS教育资源的四个原则,即科学性、创新性、经济性、综合性。归纳了“精选HPS素材,建立丰富素材库”的三大途径,深挖国内外物理学史、关注前沿科技与日常生活、跨学科积累和整合素材;鼓励教师“掌握基本技能,提高开发效率”,提倡学校与社会“搭建交流平台,营造良好氛围”。总结了“初中物理HPS教育资源”的四大策略,即“巧用科学史资源,促进科学与人文相融合”、“师生多维度互动,培养学生自主探究能力”、“创设生活化情景,在生活中理解科学本质”、“多角度获取评价,优化HPS资源教学效果”。根据上述理论、原则和策略,结合实际教学与研究需要,开发了一系列获一线教师高度评价和学生喜爱、并在初中物理课堂中有良好应用效果的HPS教育资源,它们分别是:以奥斯特实验为例的“经典实验中HPS教育资源的二次开发与应用”。我们通过挖掘奥斯特实验在整个电磁学发展史的关键作用,课堂上探究改良的奥斯特实验,锻炼学生科学探究能力,认识科学本质,养成正确的科学态度。以《墨经》为例的“中国传统文化中HPS教育资源的开发与应用”。通过引入古籍《墨经》中关于“小孔成像”的记载,结合自制教具和多个演示实验加深了学生对“小孔成像”的印象,感受了中国物理学史的内涵,增强了文化自信。以“物理+数学”促进学生理解像的大小问题为例的“初中物理跨学科HPS教育资源的开发与应用”。结合数学中的对顶角知识去讲解像的大小与物距、像距的关系,通过作图帮助理解知识,完善知识建构,培养逻辑思维。以“手机指南针”为例的“社会生活中HPS教育资源的开发与应用”。巧妙地将手机指南针程序与小磁针相结合进行演示实验,同时用来辨别方向,直观地显示该地理两极和地磁两极是相反的,加深学生印象,促进学生的知识建构。鼓励学生发现生活中存在的物理学知识,留心生活、热爱生活。以“牛顿第一定律惯性”为例进行HPS教育资源融入初中物理教学完整的教学设计。用奥运冠军谷爱凌滑雪夺冠的视频作为新课引入,选择“角色扮演”的教学形式重现运动与力的关系的研究历史,在课堂上重现了伽利略理想斜面实验,引导学生总结科学推理法。对四位科学家给予评价,帮助学生树立正确对待和评价、不以“对错”辨“是非”的科学观。联系生活解释“惯性”,培养学生物理联系生活的意识。为了检验实际教学效果,笔者在Y市一所初中进行教育实习时,将5个案例分别在相应年级进行了教学实践。通过与听课教师交流、师生访谈、教学反思的方式检验最终教学成果,结果表明在初中物理教学中引入HPS教育资源能极大的提高学生的学习兴趣,促进学生的主动思考,提升学生科学核心素养,在提高了课堂教学效率的同时也使物理课堂变得生动活泼。整体研究具突破性和创新性,具有很高的参考价值。

关键词： HPS理念初中物理资源开发科学本质核心素养

一种考虑系统不确定性估计的重载列车最优粘着控制

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铁道科学与工程学报 2022年

作者：付雅婷朱虹燕杨辉华东交通大学电气与自动化工程学院江西省先进控制与优化重点实验室

重载列车在运行时，粘着条件容易受到不良的天气状况或轨面状态影响，这会导致列车无法有效发挥牵引力，所以为了解决重载列车在运行过程中因粘着条件恶化导致无法有效发挥牵引力的问题，提出一种考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控... 详细信息

重载列车在运行时，粘着条件容易受到不良的天气状况或轨面状态影响，这会导致列车无法有效发挥牵引力，所以为了解决重载列车在运行过程中因粘着条件恶化导致无法有效发挥牵引力的问题，提出一种考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法，该方法通过对最优蠕滑速度的跟踪控制，实现重载列车的最优粘着控制。首先由于粘着系数在实际情况中难以测量，所以针对此情况设计串联滑模观测器对粘着系数进行观测估计，其次采用带遗忘因子的最小二乘法估计出粘着特性曲线斜率，并根据梯度下降算法得到最优蠕滑速度；最后以最优蠕滑速度和实际蠕滑速度作为控制系统输入，以牵引电机转矩作为系统输出，利用一步延迟估计方法估计系统的不确定性，据此设计离散积分滑模控制器控制电机转矩使蠕滑速度始终稳定在最佳蠕滑速度处。仿真实验结果显示文章设计的考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法实现了对最优蠕滑速度的跟踪控制，并且与离散积分滑模控制方法相比，系统跟踪误差更小且具有更高的控制精度。该结果表明文章采用的方法不仅能够补偿系统的不确定性和抑制抖振现象，而且还能实现对最优蠕滑速度的高精度跟踪控制，达到使重载列车牵引性能最优的目的。

关键词：蠕滑速度离散积分滑模控制跟踪控制粘着控制

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虚拟现实技术在语言教学中的研究现状及挑战

现代英语 2023年第5期 67-70页

作者：朱虹燕云南师范大学云南昆明650500

关于虚拟现实技术支持的语言教学理论和实证研究近年来蓬勃发展,文章就此梳理了虚拟现实技术应用于语言教学的国内外研究现状.总体而言,国内外现有理论研究中对语言教学听、说关注较多,读、写方面的研究还特别少.比较而言,国外虚拟现实... 详细信息

关于虚拟现实技术支持的语言教学理论和实证研究近年来蓬勃发展,文章就此梳理了虚拟现实技术应用于语言教学的国内外研究现状.总体而言,国内外现有理论研究中对语言教学听、说关注较多,读、写方面的研究还特别少.比较而言,国外虚拟现实技术应用于语言教学的理论研究和实证研究同步发展;国内虚拟现实技术应用于语言教学的研究理论较多,实践案例不足.同时文章还从三个方面讨论了目前虚拟现实技术应用于语言教学中的挑战.首先,由于虚拟现实技术应用于语言教学需要第三方工作人员研发和维护,这就对研发人员的专业背景和能力提出了挑战;其次,教师如何掌握设备使用、依托虚拟现实技术有效地设计教学,学生如何规范有效地使用设备也需进一步讨论;最后,如何克服设备本身带来的头晕等问题也需要进一步研究.

关键词：虚拟现实语言教学挑战

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一种考虑系统不确定性估计的重载列车最优黏着控制

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铁道科学与工程学报 2022年第6期19卷 1734-1742页

作者：付雅婷朱虹燕杨辉华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 江西省先进控制与优化重点实验室江西南昌330013

重载列车在运行时,黏着条件容易受到不良的天气状况或轨面状态影响,会导致列车无法有效发挥牵引力。为了解决重载列车在运行过程中因黏着条件恶化导致无法有效发挥牵引力的问题,提出一种考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法,该... 详细信息

重载列车在运行时,黏着条件容易受到不良的天气状况或轨面状态影响,会导致列车无法有效发挥牵引力。为了解决重载列车在运行过程中因黏着条件恶化导致无法有效发挥牵引力的问题,提出一种考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法,该方法通过对最优蠕滑速度的跟踪控制,实现重载列车的最优黏着控制。由于黏着系数在实际情况中难以测量,所以针对此情况设计串联滑模观测器对黏着系数进行观测估计。采用带遗忘因子的最小二乘法估计出黏着特性曲线斜率,并根据梯度下降算法得到最优蠕滑速度。以最优蠕滑速度和实际蠕滑速度作为控制系统输入,以牵引电机转矩作为系统输出,利用一步延迟估计方法估计系统的不确定性,据此设计离散积分滑模控制器控制电机转矩使蠕滑速度始终稳定在最佳蠕滑速度处。仿真实验结果表明:设计的考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法实现了对最优蠕滑速度的跟踪控制,并且与离散积分滑模控制方法相比,系统跟踪误差更小且具有更高的控制精度。说明采用的方法不仅能够补偿系统的不确定性和抑制抖振现象,而且还能实现对最优蠕滑速度的高精度跟踪控制,达到使重载列车牵引性能最优的目的。

关键词：蠕滑速度离散积分滑模控制跟踪控制黏着控制

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红色文化融入高职院校思政教育的实践探索

大众文艺 2023年第23期 184-186页

作者：朱虹燕佛山职业技术学院马克思主义学院

在高职院校学生思想政治教育中引入红色文化，有助于坚定学生的政治方向，强化学生的社会主义理想信念，培养学生树立强烈的爱国主义意识，提高学生思想道德素质，因此具有非常重要的价值。在高职院校学生思想政治教育教学中，为了更好... 详细信息

在高职院校学生思想政治教育中引入红色文化，有助于坚定学生的政治方向，强化学生的社会主义理想信念，培养学生树立强烈的爱国主义意识，提高学生思想道德素质，因此具有非常重要的价值。在高职院校学生思想政治教育教学中，为了更好地引入红色文化，使红色文化得以渗透，需要培养合格的教师队伍，打造科学的红色育人教学体系，合理利用新媒体，建立网络化红色文化教育阵地，结合校园文化，营造红色文化教育氛围，打造红色文化实践基地，充分发挥高校育人作用。

关键词：红色文化高职院校思政教育

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《黄金时代》英译本的困境

作家天地 2022年第4期 67-70页

作者：朱虹燕云南师范大学外国语学院

王小波的《黄金时代》在国内读者群中享有很高的声誉，然而其英译本在西方阅读圈和学术界却并未引起强烈反响。为什么《黄金时代》英译本在英语世界中受到如此冷遇?从文本因素来看，《黄金时代》翻译模式存在不足，如果中外译者合作翻... 详细信息

王小波的《黄金时代》在国内读者群中享有很高的声誉，然而其英译本在西方阅读圈和学术界却并未引起强烈反响。为什么《黄金时代》英译本在英语世界中受到如此冷遇?从文本因素来看，《黄金时代》翻译模式存在不足，如果中外译者合作翻译，应由以英语为母语的外籍译者执笔翻译；另外，《黄金时代》译文也有一些不足。从非文本因素来看，中国文学翻译在西方总体情况堪忧，也是《黄金时代》英译本受冷遇的原因。

关键词：《黄金时代》英译翻译模式文本因素非文本因素

亚洲高山区全新世中期气候及其影响下的冰川模拟

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地学前缘 2022年第5期29卷 372-381页

作者：燕青中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029

本文利用一个1 km分辨率冰盖模式和11个PMIP4全球气候模式,研究了全新世中期亚洲高山区气候和冰川的变化特征。多模式集合平均结果显示,(1)全新世中期亚洲高山区年平均温度较工业革命前期降低了约0.7℃,夏季气温升高约0.7℃,冬季气温降... 详细信息

本文利用一个1 km分辨率冰盖模式和11个PMIP4全球气候模式,研究了全新世中期亚洲高山区气候和冰川的变化特征。多模式集合平均结果显示,(1)全新世中期亚洲高山区年平均温度较工业革命前期降低了约0.7℃,夏季气温升高约0.7℃,冬季气温降低约1.8℃,全新世中期年平均降水略微增加(0.5%),但夏季和冬季降水分别增加和减少了约16%;(2)全新世中期亚洲高山区冰川较工业革命前期整体显著退缩,面积减少了约13%,体积减小了约8%。在区域尺度上,全新世中期亚洲高山区北部冰川的面积(体积)减少了约58%(47%),西部冰川的面积(体积)减少了约26%(25%),而南部冰川的面积(体积)增加了约20%(39%);(3)全新世中期夏季升温主导亚洲高山区北部和西部冰川的退缩,而降水增多是亚洲高山区南部冰川扩张的首要控制因子。本研究有助于加深理解全新世中期亚洲高山区冰川的变化格局和驱动因子。

关键词：全新世中期亚洲高山区冰川作用冰盖模拟气候模拟

人参皂苷20(S)-Proptopanaxadiol诱导人结肠癌细胞凋亡机制的研究

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人参皂苷20(S)-Proptopanaxadiol诱导人结肠癌细胞凋亡机制的研究

作者：朱虹燕吉林大学

学位级别：硕士

结肠癌是具有致命性的恶性肿瘤疾病之一,同时也是导致人类死亡的第三大病因。结肠癌发展迅速,容易迁移至周围淋巴和血管组织、肝脏等。然而,目前针对于结肠癌,手术切除的治愈率并不高,且化疗药物效果不明显。因此研发出能抑制结肠癌的... 详细信息

结肠癌是具有致命性的恶性肿瘤疾病之一,同时也是导致人类死亡的第三大病因。结肠癌发展迅速,容易迁移至周围淋巴和血管组织、肝脏等。然而,目前针对于结肠癌,手术切除的治愈率并不高,且化疗药物效果不明显。因此研发出能抑制结肠癌的小分子药物迫在眉睫。20(S)-Proptopanaxadiol(PPD)是由Rg3、Rk1等人参皂苷在大肠内被一些微生物代谢产生的微量成分,具有一定的生物活性。根据已有报道指出20(S)-PPD和其衍生物20-GPPD、2H-PPD可通过诱导细胞凋亡的方式抑制多种肿瘤细胞生长,例如:乳腺癌、肝癌、胶质细胞癌等。本论文旨在运用生物化学和细胞生物学研究手段研究20(S)-PPD的诱导结肠癌细胞凋亡的信号通路,揭示其作用的分子机制,为20(S)-PPD在癌症治疗中的应用提供理论依据。主要进行了以下几方面的研究:1)运用MTT方法测定20(S)-PPD处理人结肠癌HCT-116、SW480细胞后细胞生存率情况,分析其药物活性;2)在20(S)-PPD对结肠癌HCT-116,SW480细胞有杀伤力的作用下,根据MTT的试验结果选取适宜的药物浓度和作用时间;3)通过细胞凋亡形态学的观察、流式细胞术(PI/Annexin V-FITC双染法)、Western Blot检测Caspase-3底物PARP断裂的情况、体外Caspase-3活力的测定来验证20(S)-PPD是否可以诱导细胞凋亡;4)进一步通过检测Caspase-8、Caspase-9体外活力、线粒体膜电位分析和Western Blot等方法来确定20(S)-PPD诱导HCT-116、SW480细胞凋亡的具体信号通路;5)运用半定量PCR方法检测外源型细胞凋亡信号通路中几种重要的死亡受体和死亡配体在转录水平上的变化,研究20(S)-PPD对膜死亡受体信号通路的影响。综上,20(S)-PPD通过诱导人结肠癌SW480和HCT-116细胞凋亡的方式抑制结肠癌细胞生长。MTT试验结果表明20(S)-PPD可有效抑制这两种癌细胞的增值,半数抑制浓度IC值分别是3.3μg/m L和4.1μg/mL。我们通过Caspase体外活力检测、线粒体膜电位的分析、流式双染、Western Blot等研究手段证明了20(S)-PPD既可以通过线粒体介导的内源型凋亡途径,又可以通过外源型细胞凋亡信号通路来诱导HCT-116细胞的死亡。然而20(S)-PPD只能通过线粒体途径诱导SW480细胞死亡。

关键词：人参皂苷20(S)-PPD 结肠癌细胞凋亡死亡受体线粒体