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智能网联汽车爆胎动力学模型及稳定性控制研究

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智能网联汽车爆胎动力学模型及稳定性控制研究

作者：李蒙恩广西科技大学

学位级别：硕士

智能网联汽车作为未来车辆的发展趋势,安全将是智能网联汽车行驶的首要考虑因素,而爆胎作为一种非常特殊的极限工况,非常有必要对其进行研究,特别是在高速行驶的情况下智能网联汽车的识别系统具有一定的滞后性,决策系统往往很难做出正... 详细信息

智能网联汽车作为未来车辆的发展趋势,安全将是智能网联汽车行驶的首要考虑因素,而爆胎作为一种非常特殊的极限工况,非常有必要对其进行研究,特别是在高速行驶的情况下智能网联汽车的识别系统具有一定的滞后性,决策系统往往很难做出正确的操作甚至会过度操作。当发生爆胎时,由于爆胎工况的突发性,缺乏驾驶经验的驾驶员往往不能及时做出正确的应对操作,从而加剧车辆失稳程度,极易引发交通事故,给驾乘人员的生命财产安全构成了严重的威胁。研究表明不恰当的操作是造成交通事故的主要原因,因此如何保持车辆爆胎后的稳定性已经成为了一个具有实际工程意义的课题。国内外专家学者在爆胎研究与稳定性控制方面已经做了大量的工作,本课题在已有研究的基础上,旨在以提高爆胎车辆轨迹保持能力为目标,就爆胎轮胎模型、整车爆胎模型、爆胎车辆轨迹保持三方面展开了一定的研究,主要研究工作如下:1)首先对爆胎发生后轮胎的各项参数的变化进行分析,如滚动阻力系数f增大到正常胎压状态时的10-30、侧偏刚度K约降低至正常胎压时的25%、纵滑刚度K约降低至正常胎压时的28%、侧倾刚度K约降低至正常胎压时的66%、径向刚度K约降低至正常胎压时的7%;再以Unitire轮胎模型为基础,根据爆胎前后轮胎关键特征参数的变化在Simulink中建立能够准确描述爆胎过程的爆胎轮胎模型,并将Unitire的Simulink模型通过Extensions导入至车辆动力学仿真软件Carsim,实现联合仿真模型的搭建。2)在道路环境模型确定的情况下驾驶员无制动输入,方向盘转角分别设置为0deg、10deg模拟仿真车辆直行与转弯两种工况,并对每种工况下的不同位置发生爆胎时的车辆动力学响应以及轮胎受力特性进行分析。3)基于爆胎车辆的动力学仿真结果得到车辆爆胎后会向爆胎侧发生偏航,为了提高爆胎车辆的轨迹保持能力,提出一种基于FPID的纠偏算法,爆胎后第一时间决策出车辆达到稳定时所需的方向盘转角并通过转向机构实现对方向盘的控制。最后通过仿真对所提纠偏算法的时效性进行验证,仿真结果表明提出的基于FPID的纠偏算法能够有效改变爆胎车辆的偏航距离,使爆胎车辆迅速纠偏至目标轨迹。

关键词：爆胎 Unitire轮胎模型联合仿真主动纠偏

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水泥聚丙烯纤维改性夯土墙体抗震性能研究

水泥聚丙烯纤维改性夯土墙体抗震性能研究

作者：李蒙恩兰州交通大学

学位级别：硕士

生土建筑在我国历史悠久,且广泛分布在西北部地区,体现了“人与自然和谐”的建筑设计理念。在经济快速发展的背景下,传统生土建筑逐渐成为历史和文化的缩影,当地居民希望以较低的成本改善其农村的居住条件,但很少有人具有改造与加固、... 详细信息

生土建筑在我国历史悠久,且广泛分布在西北部地区,体现了“人与自然和谐”的建筑设计理念。在经济快速发展的背景下,传统生土建筑逐渐成为历史和文化的缩影,当地居民希望以较低的成本改善其农村的居住条件,但很少有人具有改造与加固、能源和资源节约、区域文化遗产和可持续发展的知识。为了解决生土建筑力学性能较差,抗震、抗灾害能力较低这一问题,本文以改善土料的性能为切入点,以甘肃兰州地区的黄土为土料,在生土中掺入水泥,聚丙烯纤维,用这两种材料作为改善生土性能的配料,来研究不同材料(水泥,聚丙烯纤维)改良生土的机理和效果,进行生土和改性土的物理与力学性能试验,并通过对素黄土、掺5%水泥、掺5%水泥和不同比例(1.5%、1.8%、2.1%)聚丙烯纤维的3组夯土墙体进行拟静力试验,研究掺入水泥,聚丙烯纤维改性夯土墙体的抗震性能,找到聚丙烯纤维的合理掺量。运用ANSYS建立相应夯土墙试件的模型,通过试验所得值与数值模拟结果进行对比,得到相应试件的最大应力云图和裂缝图。主要内容如下:(1)总结国内外研究现状,确定以甘肃兰州地区的黄土为土料,在素黄土中掺入水泥、聚丙烯纤维作为改善生土性能的配料,并制定了夯土墙体拟静力试验方案,准备试验所需材料和器材。(2)本文分别对素黄土、5%水泥土、5%水泥和不同比例(1.5%、1.8%、2.1%)聚丙烯纤维土进行了击实试验、抗压强度试验和直接剪切试验。在掺加1.5%～2.1%聚丙烯纤维后,其含水率先升后降,进行拟合并得到关系式。素黄土在所有土料中的最大干密度值是最大的:1.812g/cm,在掺加1.5%～2.1%聚丙烯纤维后,土料的密度有不同程度的降低。通过试验得到1.8%聚丙烯纤维土抗压强度最高为3.67MPa,在水泥土体中掺入不同比例纤维时,其抗压强度是素黄土试块的2～3倍,同时较显著的提高了试件的延性。直接剪切试验中,素黄土的抗剪强度最低,掺加5%水泥后增大了素黄土的粘聚力和摩阻力。在5%水泥土中掺入1.5%～1.8%聚丙烯纤维后,其粘聚力呈下降趋势,其摩擦角有相应的提高,表明掺入纤维可以增加素黄土的摩阻力,提高土的抗剪强度。(3)通过对素黄土、掺5%水泥、掺5%水泥和不同比例聚丙烯纤维的3组夯土墙进行拟静力试验,研究掺入水泥,聚丙烯纤维改性夯土墙体的抗震性能,分析和评价不同墙体在地震荷载作用下的破坏规律和抗震性能参数,并找到聚丙烯纤维的合理掺量。试验结果表明:夯土墙的破坏过程是沿夯筑分层处水平裂缝发展导致墙体出现滑移,墙角局部受压破坏,最终发展出水平裂缝间的斜裂缝导致了试件的破坏。夯土墙体破坏特点为墙体先受压弯破坏,之后整体受剪破坏,这为夯土墙的数值模拟提供了依据。通过拟静力试验可以得出,纤维的最佳掺量在1.8%～2.1%之间,可较好的提高墙体的抗裂性、强度和延性,显著的改善了墙体的脆性破坏特征,在地震中即使试件破坏也能够保持较完整形态继续工作,有利于抗震。(4)根据夯土墙体的破坏特点,选取了solid65单元来模拟夯土墙体的开裂情况。试件裂缝图中可以看出裂缝主要分布在试件的底部角部和试件中部,数值模拟得出的应力云图和裂缝图与试件最终的破坏形态相符。数值模拟得到的骨架曲线与试验数据比较接近,验证了数值模拟具有较高的准确性。

关键词：夯土墙拟静力试验抗震性能数值模拟

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基于时效性的工业互联网资源分配研究

基于时效性的工业互联网资源分配研究

作者：李蒙恩北京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动通信技术和制造业的深度融合,无线工业互联网(Wireless Industrial Internet,WII)已成为推动未来工业发展的关键技术支撑。将先进通信技术应用于传统制造业催生的应用场景对工业系统快速感知和敏捷响应能力有着更高的要求,这促... 详细信息

随着移动通信技术和制造业的深度融合,无线工业互联网(Wireless Industrial Internet,WII)已成为推动未来工业发展的关键技术支撑。将先进通信技术应用于传统制造业催生的应用场景对工业系统快速感知和敏捷响应能力有着更高的要求,这促使工业互联网对信息时效性的需求日益凸显,研究工业互联网动态调度和资源分配策略保证信息高时效性对提高工业生产效率变得尤为重要。然而,工业互联网中大多数无线设备的能量有限,繁杂多样的生产环境导致的无线资源短缺也进一步制约了工业无线设备发送更新的能力,基于有限的通信资源来满足工业应用的高时效性需求面临着诸多挑战。当前,人工智能技术飞速发展,已成为促进新兴产业和传统行业融合发展的重要力量。将人工智能技术应用于工业互联网中,利用深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)等技术解决传统优化问题难以应对的接入设备数庞大、计算复杂度高等工业互联网资源分配问题,具有重要的研究意义。本文使用信息年龄(AgeofInformation,AoI)来量化数据时效性,综合考虑工业互联网通信特点和性能需求,采用DRL等技术方法解决基于时效性的工业互联网资源分配问题。论文的主要工作如下:首先,针对工业互联网高时效性和低能耗需求难以同时实现最优的问题,考虑通过合理设计资源分配策略在满足设备基本能耗需求的基础上,最大化工业互联网的信息时效性。本文提出了在平均发送功率约束下以最小化平均AoI为目标的更新调度和功率分配联合优化问题。由于目标函数和约束条件中时间期望的存在,本文采用李雅普诺夫优化方法将长期优化问题解耦为在单个时隙上的子问题,并提出基于深度Q学习网络(Deep Q-learning Network,DQN)的算法完成对子问题的求解。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性,证明了在满足平均功率约束的基础上,基于DQN的算法能够取得最小的平均AoI。然后,考虑到有限的频谱资源对传感器更新的制约以及导致数据包积压等问题,本文提出了在有限通信资源制约下以最小化AoI和传输能耗的加权和为目标的工业互联网资源分配问题。由于目标函数中AoI隐性表达的特性,使用传统优化方法很难解决该问题。因此,本文首先将原问题建模成一个马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP),并提出一种基于双深度Q学习网络(Double Deep Q-learning Network,DDQN)的算法通过联合优化更新调度和子信道分配决策实现平均AoI和传输能耗加权和的最小化。最后,通过仿真验证了所提算法的收敛性和有效性,同时证明了基于DDQN的算法在保持近似最优的AoI性能的基础上,可以显著降低传感器的传输能耗。最后,针对工业实时应用对信息新鲜度、设备能耗和吞吐量多方面性能的需求,本文提出了一个在长期平均吞吐量约束下以最小化AoI和能耗加权和为目标的更新调度和功率分配联合优化问题。为求解该问题,本文将李雅普诺夫优化理论与DRL相结合,首先利用李雅普诺夫优化将长期优化问题转换为在单个时隙上的确定性子问题,并通过保障队列强稳定性满足长期平均吞吐量约束。然后,结合DDQN 算法和深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法的优点,提出了一种新颖的强化学习框架来直接求解具有混合动作空间的子问题。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性,并分析了成本函数和队列长度随李雅普诺夫参数的变化情况以及在不同的权重参数下的平均AoI和设备能耗的权衡关系。

关键词：工业互联网信息年龄深度强化学习李雅普诺夫优化吞吐量

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自主式交通环境下的交叉口信号协调控制研究

自主式交通环境下的交叉口信号协调控制研究

作者：李蒙恩长安大学

学位级别：硕士

城市交通拥堵日益严重,而传统的交通系统已无法满足出行需求。为缓解交通拥堵、保障出行安全,具有自组织运行和自主化服务能力的自主式交通系统(Autonomous Transportation System,ATS)应运而生。而网联自动驾驶车辆和交通信号控制作为... 详细信息

城市交通拥堵日益严重,而传统的交通系统已无法满足出行需求。为缓解交通拥堵、保障出行安全,具有自组织运行和自主化服务能力的自主式交通系统(Autonomous Transportation System,ATS)应运而生。而网联自动驾驶车辆和交通信号控制作为ATS的重要组成部分,对其发展具有关键性的作用。因此,本文将包含网联自动驾驶车辆的智能交通信号控制场景作为研究目标,采用深度强化学习的方法实现交通信号控制的优化及区域协调控制,继而提高路网通行效率。本文主要从以下几个方面展开研究:1.为实现ATS下的信号控制,本文设计了包含自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的混合交通信号控制场景。基于自主式交通理论和交通控制理论,在SUMO(Simulation of Urban Mobility)交通仿真平台上完成了交通信号控制场景的搭建。2.为解决传统控制方法不能处理复杂多变交通环境下的信号控制问题,本文设计了一种基于加权奖励强化学习的信号控制算法。首先采用离散状态编码方式将路口交通信息转换为由车辆位置信息、速度信息、左转车辆数量和当前相位组成的矩阵,将此矩阵作为神经网络的输入;再将车道排队长度、车辆等待时间和刹车数量三种通行效率指标加权,作为强化学习的奖励,并利用优先经验回放策略,实现信号灯控制的优化;然后对ATS下的边缘计算技术进行了仿真实验,以探究不同信息计算方式对未来交通通行能力的影响;最后在不同渗透率的交通状态下对比了几种控制方法的信号控制性能,结果表明所选用的算法和技术在提升道路通行效率方面具有良好的表现。3.为解决区域交通信号协调控制问题,本文设计了基于协作式多智能体强化学习的区域信号协调控制算法。首先通过分析区域交通信号的控制特征,利用深度双Q网络(Double Deep Q Network,DDQN)将单智能体下的交通信号控制拓展至多智能体,并通过协作学习建立区域交通信号协调控制模型;然后利用空间折扣因子改进单点信号控制下的奖励函数,同时设计能更全面表达交通信息的状态输入,进而设计出适合区域交通的信号协调控制算法。最后通过SUMO构建的实际交通场景验证了不同控制方法下的性能,证明了所用算法在改善路网通行能力方面表现更优。

关键词：交通信号控制交通系统强化学习多智能体协调控制

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汽车爆胎的载荷转移建模及仿真分析

机械设计与制造 2023年第10期392卷 100-106页

作者：张彦会李蒙恩广西科技大学机械与交通工程学院广西柳州545006

汽车发生爆胎后容易造成交通事故,特别是在高速行驶的情况下,由爆胎引起的交通事故占比32%,其中死亡事故更是高达49%[1]。当高速行驶的汽车发生爆胎后,行驶路线会发生改变,并且汽车会处于横摆与侧翻的失控状态,所以对爆胎汽车的行驶状... 详细信息

汽车发生爆胎后容易造成交通事故,特别是在高速行驶的情况下,由爆胎引起的交通事故占比32%,其中死亡事故更是高达49%[1]。当高速行驶的汽车发生爆胎后,行驶路线会发生改变,并且汽车会处于横摆与侧翻的失控状态,所以对爆胎汽车的行驶状态进行研究是非常必要的。首先,通过研究汽车爆胎发生后,爆胎车轮的滚动半径变化,爆胎汽车姿态发生变化从而会使汽车转向系统的转向角及车轮侧偏角发生改变;其次,通过研究汽车爆胎发生后,汽车的重心将发生转移从而引起四个车轮上的垂直载荷发生转移,从而导致各个车轮上的侧偏力大小发生改变;最后,通过分析汽车爆胎过程中各个车轮侧偏角的改变以及垂向载荷的转移引起各个车轮上的侧偏力的改变,联合建立爆胎汽车二自由度操纵动力学模型。并利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,得出汽车侧向加速度、横摆角速度的变化曲线。仿真结果表明,在车速为120km/h时,汽车发生爆胎的运动过程中,考虑垂向载荷转移的情况相比于没有考虑垂向载荷转移的情况更能准确描述爆胎汽车方向失稳的真实运动过程。

关键词：汽车爆胎载荷转移方向失稳侧偏力改变操纵动力学模型

黄芩不同炮制品饮片与汤剂物性参数及化学成分含量的相关性分析

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时珍国医国药 2022年第4期33卷 869-872页

作者：李蒙恩马彦江陈天朝宋晨鸽位玉蝶河南中医药大学河南郑州450082 河南中医药大学第一附属医院河南郑州450000

目的探究黄芩不同炮制品由饮片到汤剂物性参数与黄芩苷含量的相关性性规律。方法通过测定黄芩(生品、酒炙品、醋炙品、盐炙品)饮片、汤剂物性参数指标pH值、相对密度、氧化值,以及HPLC法测定黄芩苷含量,得到相应数据并通过SPSS24.0软件... 详细信息

目的探究黄芩不同炮制品由饮片到汤剂物性参数与黄芩苷含量的相关性性规律。方法通过测定黄芩(生品、酒炙品、醋炙品、盐炙品)饮片、汤剂物性参数指标pH值、相对密度、氧化值,以及HPLC法测定黄芩苷含量,得到相应数据并通过SPSS24.0软件进行相关性分析,建立线性及非线性关系,探究两者间各参数的相关性。结果出膏率与黄芩苷含量呈一次线性关系,转移率与黄芩苷含量呈二次非线性关系;饮片的物性参数氧化值、相对密度均与各自的黄芩苷含量呈一定的回归关系,在汤剂中相对密度与黄芩苷含量呈一定的回归关系。黄芩饮片辅料炮制后黄芩苷含量降低,制成汤剂后,黄芩苷含量更低。结论中药饮片炮制以及剂型的改变可以显著改变有效成分的含量,该研究为控制黄芩饮片及汤剂的质量提供了一些参考。

关键词：黄芩饮片汤剂黄芩苷物性参数传递性

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新媒体时代广播剧的创作与发展

卫星电视与宽带多媒体 2023年第18期 100-102页

作者：李蒙恩西南交通大学

本文以新媒体时代的广播剧为研究对象,首先从广播剧的发展历程和现状两个方面介绍了广播剧,接着提出了新媒体背景下广播剧在内容创作和出品流程方存在的两点问题,最后对广播剧未来的发展提出了内容制作和市场推广两个方面的建议,希望广... 详细信息

本文以新媒体时代的广播剧为研究对象,首先从广播剧的发展历程和现状两个方面介绍了广播剧,接着提出了新媒体背景下广播剧在内容创作和出品流程方存在的两点问题,最后对广播剧未来的发展提出了内容制作和市场推广两个方面的建议,希望广播剧制作可以创新内容题材,提高作品质量,做到创作有高度、思想有深度、内容有温度,加强广播剧创作队伍的建设,着力进行品牌建设,积极营销,打造知名IP,联动其他领域品牌出圈,将广播剧与粉丝经济结合。

关键词：广播剧新媒体发展

基于AHP—熵权法的天南星饮片颜色与有效成分相关性研究

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时珍国医国药 2022年第11期33卷 2648-2652页

作者：王梦伟王梦珂李蒙恩宋晨歌位玉蝶陈天朝河南中医药大学河南郑州450008 河南中医药大学第一附属医院河南郑州450000

目的研究天南星饮片颜色值与其有效成分含量的相关性。方法天南星饮片经生姜和白矾炮制后,用薄层扫描仪、MATLAB软件测量饮片色度值,紫外分光光度法测定总多糖和总黄酮含量,HPLC法测定夏佛塔苷和草酸含量,采用AHP-熵权法进行多指标综... 详细信息

目的研究天南星饮片颜色值与其有效成分含量的相关性。方法天南星饮片经生姜和白矾炮制后,用薄层扫描仪、MATLAB软件测量饮片色度值,紫外分光光度法测定总多糖和总黄酮含量,HPLC法测定夏佛塔苷和草酸含量,采用AHP-熵权法进行多指标综合评价,并用SPSS20.0对饮片颜色值与有效成分含量进行相关性分析。结果不同炮制程度的天南星饮片质量基本上符合2020年版《中国药典》要求,但饮片内在质量存在一定差异。相关性分析结果表明天南星饮片色调H与草酸含量呈显著负相关(P<0.05);饱和度S与总黄酮和夏佛塔苷含量呈显著负相关(P<0.05);亮度I与总黄酮和夏佛塔苷含量呈正相关(P<0.05),综合评分Y与亮度I呈显著正相关,与饱和度S呈显著负相关(P<0.05)。结论天南星饮片有效成分含量与色度值具有一定的相关性,可为天南星饮片炮制程度的判断和质量评价提供一定的参考依据。

关键词：天南星 AHP-熵权法颜色有效成分相关性

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半夏炮制品相对毒性标示模型的探究

中草药 2022年第6期53卷 1751-1760页

作者：李蒙恩陈天朝马彦江宋晨鸽位玉蝶河南中医药大学河南郑州450008 河南中医药大学第一附属医院河南郑州450000

目的以生品半夏Pinellia ternata毒性大小为标准,寻找标示半夏炮制品相对毒性大小的方法及相对毒性大小与指标成分间的关系。方法按照《中国药典》2020年版一部方法对半夏生品进行质量检查;将影响半夏炮制品毒性的4个因素(白矾用量、生... 详细信息

目的以生品半夏Pinellia ternata毒性大小为标准,寻找标示半夏炮制品相对毒性大小的方法及相对毒性大小与指标成分间的关系。方法按照《中国药典》2020年版一部方法对半夏生品进行质量检查;将影响半夏炮制品毒性的4个因素(白矾用量、生姜用量、蒸煮时间、蒸煮温度)进行混合均匀设计,建立正棱锥降维模型;将上述4个因素降维成用以表征半夏炮制品相对毒性大小的单一因素S_(面),建立其与4个因素之间的回归方程;将得到的S_(面)与德尔菲评价法得出的相对毒性大小表征值进行相关性分析;采用薄层扫描仪、MATLAB软件测量物性分析指标色度(H、S、I),pH测量仪测定pH值,HPLC法测量半夏有机酸,将测得的以上指标成分与S_(面)进行回归分析。结果S_(面)与4个影响因素间的回归模型为S_(面)=1-0.0119 X_(白矾)-0.0058 X_(生姜)-0.0006 X_(时间)-0.0043 X_(温度),r^(2)=0.9838,P<0.001;模型得到的S_(面)与德尔菲评价法得到表征值均有显著相关性,r=0.9852,P<0.001;S_(面)与pH、H、S、I间的逐步回归模型为S_(面)=0.165 X_(pH)+2.393 X_(H)-0.533 X_(S)+0.372 X_(I)-0.631,r^(2)=0.9988,P<0.001。S_(面)与pH值、有机酸间的逐步回归模型为S_(面)=0.185 X_(pH)+0.163 X_(L-苹果酸)+0.186 X_(草酸)-0.508,r^(2)=0.9955,P<0.001。结论毒性标示模型具有效性,能够模拟出毒性影响因素与毒性大小间的量化关系,同时也能模拟出物性参数、化学指标与毒性大小的量化关系,对半夏炮制品的炮制方法的确定提供数据支持,为研究确定半夏炮制品毒性大小提供新思路。

关键词：半夏毒性成分回归模型色度 pH 有机酸混合均匀设计德尔菲评价法