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基于ROS的六轴机械臂避障路径规划研究

基于ROS的六轴机械臂避障路径规划研究

作者：李颖奇吉林大学

学位级别：硕士

机械臂技术是一项集机、电、信息、自动化等多项技术为一体的综合性技术。近些年,随着机电技术和人工智能技术的发展,机械臂技术也日趋智能化、精密化。目前,机械臂技术在农业、医疗、工业制造、救援防灾、国防军事和航空航天等众多领... 详细信息

机械臂技术是一项集机、电、信息、自动化等多项技术为一体的综合性技术。近些年,随着机电技术和人工智能技术的发展,机械臂技术也日趋智能化、精密化。目前,机械臂技术在农业、医疗、工业制造、救援防灾、国防军事和航空航天等众多领域等得了广泛的应用。机械臂避障路径规划主要研究如何在有障碍物阻挡的情况下,绕开障碍物,完成机械臂运动路径的设计和优化,实现预期的机械臂控制目标。机械臂避障路径规划算法的优劣,直接影响了机械臂在野外、救援防灾、医疗等复杂场景中的工作性能和应用价值,因此成为机械臂控制算法领域中的一个研究热点。本论文以六轴机械臂UR20为研究对象,设计了一个用于六轴机械臂避障路径规划的改进算法,并在ROS(Robot Operating System)环境下使用Move It集成化开发平台对相关算法进行了仿真测试。具体研究内容包括以下几个方面。(1)UR20机械臂运动学分析。本论文分别使用标准D-H方法和改进D-H方法对UR20机械臂的运动学建模,并根据所建立的运动学模型,完成UR20机械臂正逆运动学方程的分析和推导。随后,使用MATLAB中Robotic Toolbox机器人工具箱对得到的机械臂运动学的正确性进行了验证,并使用蒙特卡洛方法对建模机械臂的工作空间进行了求解和表达。(2)路径规划及碰撞检测算法实现。本论文对RRT(Rapidly Exploring Random Tree)算法、RRT*算法的原理和特点进行了介绍,提出了同时具备目标导向、动态步长、剪枝策略、三次B样条平滑处理四种策略的RRT*算法,并基于这三种算法分别完成了二维空间和三维空间中的路径规划仿真。实验结果表明,本文改进后最终所规划出的路径更加简短、高效、平滑。碰撞算法检测部分采用了经典的基于包络法的碰撞检测,对障碍物和机械臂进行建模,提高机械臂避障运动效率。(3)基于ROS平台完成机械臂避障规划算法的测试验证工作。基于ROS平台中的Move It软件搭建路径规划和碰撞检测算法的仿真测试平台。在测试平台上,验证了RRT、RRT*和改进RRT*算法的性能。实验结果表明,改进RRT*算法在简单和复杂障碍物场景下,对比RTT和RTT*算法在节点个数和规划时间上有明显的优化效果,能够更快速更平滑地实现避障规划。

关键词： ROS 机械臂避障路径规划 RRT*算法碰撞检测

面向智能制造场景的机器人数字孪生建模与控制

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系统仿真学报 2024年第7期36卷 1536-1545页

作者：李颖高岚朱志松南通大学机械工程学院江苏南通226019

工业4.0及中国制造2025发展方针的提出,加速了制造业从自动化向智能化的转型。工业机器人作为智能制造的代表性设备也将变得更智能化。针对在实际生产中工业机器人点焊调试存在的干涉碰撞、操作繁琐、效率低等问题,基于数字孪生技术进... 详细信息

工业4.0及中国制造2025发展方针的提出,加速了制造业从自动化向智能化的转型。工业机器人作为智能制造的代表性设备也将变得更智能化。针对在实际生产中工业机器人点焊调试存在的干涉碰撞、操作繁琐、效率低等问题,基于数字孪生技术进行数字建模和仿真调试。利用TECNOMATIX系列软件中的Process Simulate进行机器人点焊工位的数字化建模与运动定义,综合利用TIA Portal和S7-PLCSIM Advanced搭建虚拟仿真调试环境,实现由外部虚拟PLC控制加工工位的多机器人协同工作。仿真结果表明,机器人在运动过程中所有工作点均可达且关节速度始终保持在合理区间内,满足实际生产过程中安全性和稳定性的要求;通过数字孪生技术进行机器人点焊工位仿真可及时发现产品缺陷,缩短调试周期,降低成本。

关键词：数字孪生虚拟调试 Tecnomatix TIA 仿真

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人教A版高中数学选修教材情境问题设置的研究

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人教A版高中数学选修教材情境问题设置的研究

作者：李昌繁贵州师范大学

学位级别：硕士

“情境”及“情境问题”是数学广泛应用性在数学教学中的直接体现,也是数学素养评价的主要“参照”之一。教材是沟通教师与学生的主要载体,蕴含着大量情境问题。因此对教材中情境问题的设置进行研究是必要的。本研究以人教A版高中数学... 详细信息

“情境”及“情境问题”是数学广泛应用性在数学教学中的直接体现,也是数学素养评价的主要“参照”之一。教材是沟通教师与学生的主要载体,蕴含着大量情境问题。因此对教材中情境问题的设置进行研究是必要的。本研究以人教A版高中数学选择性必修一、二、三册为例,对教材中情境问题设置的特征进行研究,通过梳理相关文献,最终确定以下三个研究问题:1.人教A版高中数学选修系列教材中情境问题设置的现状;2.学生对于人教A版高中数学选修系列教材中情境问题的评价;3.教师对于人教A版高中数学选修系列教材中情境问题设置的认识。为了研究上述问题,设计了八个维度的文本分析框架,分别是情境问题类型、必要性、真实性、跨学科性、文化性、数学特征、表征特征以及任务特征,利用该框架三本教材中情境问题的设置水平进行研究。同时对学生采取问卷调查,对一线教师进行访谈。得到以下结论:教材中的情境问题类型以个人情境与职业情境为主,其次是科学情境,社会情境数量最少。关于情境的必要性,教材中大部分情境对问题的解决是必要的,仅有少量无关型情境。关于情境真实性,以构造式为主,准真实情境与真实情境比重较少。关于情境跨学科性,跨技术类的情境占比最高,跨科学类情境占比第二,跨艺术类情境占比过低。在情境文化性维度上,教材中与数学史相关的情境问题数量较少。教材中大部分情境问题的数学特征为水平2,即以简单运算为主。关于问题表征形式多以不超过3行的纯文字出现,不含复杂信息,文字精炼简洁。关于任务特征,以识记性练习与概念性理解为主。总体来说,学生认为情境问题对学习有积极作用。但对情境必要性、文化性以及表征特征上持消极态度的学生较多。同时,学生对情境问题各维度的改进具有积极的期望,特别是对降低教材中情境问题的难度与挑战性关注度较高。教师的视角更多地集中在情境与问题的关联度上,他们排斥为了情境而情境。同时,情境问题对数学知识具有应用性也是各位教师认同的一点,也有教师指出教材中各情境问题类型数量分布不平衡的问题。基于以上结论,针对人教A版高中数学选修系列教材中情境问题的设置,提出以下四点建议:第一,合理设置各情境问题类型所占比例;第二,增加真实情境的设置,同时扩展真实情境的内容;第三,注重数学文化的渗透;第四,调整情境问题的表征形式,平衡情境问题的难度。

关键词：情境问题数学教材高中数学

环境责任约束对物流企业绿色绩效的影响机理研究

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商业经济研究 2024年第4期 95-98页

作者：李颖杨航征晋中信息学院山西晋中030800 西安建筑科技大学陕西西安710055

随着环保力度的加强,绿色绩效成为企业管理领域的重要研究主题。本研究旨在剖析环境责任约束与我国物流企业绿色绩效间的关系,并将环保投资行为和环境伦理纳入理论模型中,通过对256份问卷数据进行分析得出研究结论。研究结果表明:环境... 详细信息

随着环保力度的加强,绿色绩效成为企业管理领域的重要研究主题。本研究旨在剖析环境责任约束与我国物流企业绿色绩效间的关系,并将环保投资行为和环境伦理纳入理论模型中,通过对256份问卷数据进行分析得出研究结论。研究结果表明:环境责任约束对物流企业绿色绩效具有显著的正向影响;环保投资行为在环境责任约束对物流企业绿色绩效的影响中发挥中介作用;环境伦理在环境责任约束与环保投资行为间具有正向调节效应。最后,就如何促进物流企业的环境保护提出相关政策。

关键词：物流企业环境责任约束绿色绩效环保投资行为环境伦理

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基于Sinkhorn分布鲁棒优化的综合能源系统最优能流方法

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 28-35页

作者：魏春蒋繁王宇蝶白晓清浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310012 广西大学广西电力系统最优化及节能技术重点实验室广西南宁530004

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径... 详细信息

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径的Sinkhorn球。采用二分搜索的批量梯度下降法求解,以降低风电不确定性所带来的影响,并减少计算复杂度。算例结果表明,所提方法与随机优化和传统鲁棒优化方法相比,能更有效地平衡系统的鲁棒性与经济性。此外,所提方法在不同样本规模下的计算时间及目标函数均优于Wasserstein方法。

关键词：综合能源系统鲁棒优化最优能流风电不确定性模糊不确定集

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基于梯度权值追踪的域自适应分类研究

南京信息工程大学学报 2024年

作者：崔绍君季繁繁王婷袁晓彤南京信息工程大学计算机学院南京信息工程大学江苏省大数据分析技术重点实验室南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心南京信息工程大学自动化学院

本文提出一种基于梯度权值追踪的剪枝与优化算法（GWP），旨在解决无监督领域中存在的过拟合问题，即在下游任务上的精度远低于在训练集上的精度。针对无监督领域自适应中基于差异与基于对抗的方法，将稠密-稀疏-稠密策略应用于解决过... 详细信息

本文提出一种基于梯度权值追踪的剪枝与优化算法（GWP），旨在解决无监督领域中存在的过拟合问题，即在下游任务上的精度远低于在训练集上的精度。针对无监督领域自适应中基于差异与基于对抗的方法，将稠密-稀疏-稠密策略应用于解决过拟合问题。先对网络进行密集预训练，并学出哪些连接是重要的；在剪枝阶段，与原有的稠密-稀疏-稠密策略中的剪枝过程不同，本文的优化算法同时将权值和梯度联合考虑，既考虑到了权值信息（即零阶信息），也考虑到了梯度信息（即一阶信息）对网络剪枝过程的影响；在重密集阶段，恢复被修剪的连接，并以较小的学习率重新训练密集网络。最终，得到的网络在下游任务上取得了理想的效果。实验结果表明，与原有的基于差异和基于对抗的领域自适应方法相比，本文提出的GWP可以有效提升下游任务精度，且具有即插即用的效果。

关键词：梯度权值追踪无监督领域自适应稠密-稀疏-稠密过拟合零阶信息一阶信息

杜仲叶多糖对急性酒精中毒小鼠的保护作用及解酒果冻产品开发

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杜仲叶多糖对急性酒精中毒小鼠的保护作用及解酒果冻产品开发

作者：李颖芝南昌大学

学位级别：硕士

随着生活水平日益提高,各种酒精制品已广泛的出现在人们的餐桌上。然而,大量酒精暴露会导致急性酒精中毒,引起人体酒精性肝病、酒精性脑损伤、肠损伤、呼吸衰竭、低血糖、炎症、氧化应激等多种损伤,从而给个人及社会带来沉重负担。杜仲... 详细信息

随着生活水平日益提高,各种酒精制品已广泛的出现在人们的餐桌上。然而,大量酒精暴露会导致急性酒精中毒,引起人体酒精性肝病、酒精性脑损伤、肠损伤、呼吸衰竭、低血糖、炎症、氧化应激等多种损伤,从而给个人及社会带来沉重负担。杜仲叶(Eucommia ulmoides ***,EUL)主要是指杜仲树的叶子,是一种常见的中草药,有着几千年的历史,也被称为“中华续断”或“乌桕”,有着补肾壮阳、强筋健骨、滋阴补血等功效。此外,杜仲叶现在也被用于食品和保健品中,以提高人体的免疫力和健康水平。本研究旨在利用杜仲叶提取杜仲叶多糖(Eucommia ulmoides *** polysaccharides,EULP),通过采用急性酒精中毒模型,探讨杜仲叶多糖在菌、肠、肝、脑等多方面对急性酒精中毒小鼠的保护作用,并且进一步开发相关植源性食材解酒功能性食品。主要研究结果包括:1、通过微波辅助水提醇沉法提取获得杜仲叶多糖,其多糖含量为75±2.23%,蛋白含量为1.64±0.72%。杜仲叶多糖是由分子量为186132 Da的多糖组成的非均相混合物,其中含量最高的是葡萄糖(Glc),其次是半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)及半乳糖酸(Gala)。进一步实验表明杜仲叶多糖易被人体吸收,分散性较高,是一种稳定性好的半结晶聚合物。2、初步建立急性酒精中毒小鼠模型。选择雄性昆明种小鼠并分成六组。前十三天,正常对照组和酒精模型组用生理盐水灌胃,多糖低、中、高剂量组按照0.01 m L/g给药体积分别用10 mg/m L、20 mg/m L、40 mg/m L EULP灌胃。第十四天,第一次灌胃按照正常对照组、模型组用生理盐水灌胃,多糖即时高剂量组按照0.01 m L/g给药体积用40 mg/m L EULP灌胃,多糖低、中、高剂量组按照0.01 m L/g给药体积分别用10 mg/m L、20 mg/m L、40 mg/m L EULP灌胃。1小时后第二次灌胃,正常组用生理盐水灌胃,模型组及各多糖组用15 m L/kg的56度酒精灌胃。通过第二次灌胃短时间大剂量的酒精暴露建立了急性酒精中毒模型。3、杜仲叶多糖对急性酒精中毒小鼠脑损伤的保护作用。通过小鼠脑组织HE染色切片以及各类生化指标检测分析,显示EULP可以通过抗氧化应激及抗炎症有效预防急性酒精中毒小鼠造成的脑损伤,并且EULP预处理14天比单次灌胃EULP的保护作用更好。同时,采用UPLC-Q-TOF/MS对小鼠脑组织进行测定,结果表明短时间大量酒精暴露会引起脑组织代谢紊乱,EULP可通过调节甘油磷脂代谢和鞘脂代谢途径对酒精性脑损伤起到一定的预防作用。4、杜仲叶多糖对急性酒精中毒小鼠肠道及肝脏损伤的保护作用。通过Western Blotting实验检测分析小鼠肠道紧密连接蛋白表达水平,并测定肠道、肝脏以及血清相关生化指标,结果发现不同于单次,持续14天的EULP预处理可以有效地预防酒精诱导的肝损伤,这可以通过血清标志物水平降低、肠道微生态调整,肠道高通透性和内毒素渗透的减少来证明。因此,EULP可通过影响“菌-肠-肝”轴对急性酒精诱导的小鼠肝脏氧化应激、炎症和肝损伤具有积极作用。5、研发出一款便携、美味且具有解酒作用的功能性食品——杜仲叶解酒果冻。通过单因素以及响应面实验,本研究制得杜仲叶解酒果冻的最优工艺是:卡拉胶和魔芋胶比例为1:1.5、杜仲叶混合粉添加量0.237%、混合胶添加量1.171%、赤藓糖醇添加量11.076%、柠檬酸添加量2.872%。其感官评分是83.685分,在该比例下制得杜仲叶解酒果冻香味浓郁,酸甜可口,口感润滑,富有弹性。

关键词：杜仲叶多糖酒精中毒菌-肠-肝脑损伤

基于光学和SAR影像的盐渍土水盐特性协同反演

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基于光学和SAR影像的盐渍土水盐特性协同反演

作者：李颖烨中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)

学位级别：硕士

情感美学视角下声乐演唱的艺术表现探究 ——以《田园小诗》等三首作品为例

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情感美学视角下声乐演唱的艺术表现探究 ——以《田园小诗》等三...

作者：李颖婧内蒙古师范大学

学位级别：硕士